JP2020152741A - Topcoat active energy ray-curable type coating composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、紫外線などの活性エネルギー線で硬化するトップコート用の塗料組成物に関する。 The present invention relates to a coating composition for a top coat that is cured by active energy rays such as ultraviolet rays.
建築分野で用いられる化粧材は、例えば木質材料や窯業系材料の上に、化粧シートの貼り付けや化粧層の塗装が施され、その上には一般的に化粧層の保護を兼ねた仕上げ層として、トップコート層が設けられる。そして、そこで用いられる樹脂としては、硬化速度が速く生産性に優れる活性エネルギー線硬化型の樹脂が選択されることも多い。トップコート層には、仕上げ外観が良好であることに加えて、耐摩耗性、高硬度、耐薬品性、防汚性、耐スリップ性等、使用される用途により様々な特性が求められている。 Decorative materials used in the construction field are, for example, wood materials and ceramic materials, on which a decorative sheet is attached and a decorative layer is applied, and a finishing layer that generally also protects the decorative layer is applied on top of it. As a top coat layer is provided. As the resin used there, an active energy ray-curable resin having a high curing rate and excellent productivity is often selected. In addition to having a good finished appearance, the topcoat layer is required to have various properties such as abrasion resistance, high hardness, chemical resistance, stain resistance, and slip resistance, depending on the intended use. ..
こうした樹脂として、例えば消臭性のトップコートとして、アクリレート系オリゴマーと紫外線硬化硬化モノマーと光ラジカル重合開始剤と酸化チタン微粒子消臭性成分を含有する樹脂組成物が提案されている(特許文献1)。また耐汚染性や耐摩耗性に優れた組成物として、2官能ウレタン(メタ)アクリレート樹脂とポリシロキサン変性ウレタン(メタ)アクリレート樹脂およびエポキシ(メタ)アクリレート樹脂を含有する樹脂組成物が提案されている(特許文献2)。しかしながら、仕上がり外観に優れ、下地塗料と高い密着性を維持しつつ、鉛筆強度が高く、又テーバー摩耗試験でも高い耐摩耗性を有するという点では改善の余地があった。 As such a resin, for example, as a deodorant top coat, a resin composition containing an acrylate-based oligomer, an ultraviolet curable and curable monomer, a photoradical polymerization initiator, and a titanium oxide fine particle deodorant component has been proposed (Patent Document 1). ). Further, as a composition having excellent stain resistance and abrasion resistance, a resin composition containing a bifunctional urethane (meth) acrylate resin, a polysiloxane-modified urethane (meth) acrylate resin, and an epoxy (meth) acrylate resin has been proposed. (Patent Document 2). However, there is room for improvement in that the finished appearance is excellent, the pencil strength is high while maintaining high adhesion to the base paint, and the taber wear test also has high wear resistance.
本発明の目的は、下地塗料との密着性に優れ、クラックが発生しにくく、高い鉛筆強度と共に耐摩耗性が良好である、トップコートに適した活性エネルギー線硬化型の塗料組成物を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an active energy ray-curable coating composition suitable for a top coat, which has excellent adhesion to a base coating material, is less likely to crack, has high pencil strength and good wear resistance. There is.
請求項1の発明は、イソシアヌレート骨格を有する(メタ)アクリレート(A)と、(A)を除く多官能(メタ)アクリレート(B)と、疎水性ナノシリカ(C)と、ガラスフィラー(D)と、光重合開始剤(E)と、を含み、前記(D)の平均粒径が5〜18μmであることを特徴とするトップコート用活性エネルギー線硬化型塗料組成物を提供する。 The invention of claim 1 is a (meth) acrylate (A) having an isocyanurate skeleton, a polyfunctional (meth) acrylate (B) excluding (A), a hydrophobic nanosilica (C), and a glass filler (D). To provide an active energy ray-curable coating composition for a top coat, which comprises a photopolymerization initiator (E) and an average particle size of (D) of 5 to 18 μm.
請求項2の発明は、前記(A)がウレタン結合を有する(メタ)アクリレート(a1)を含むことを特徴とする請求項1記載のトップコート用活性エネルギー線硬化型塗料組成物を提供する。 The invention of claim 2 provides the active energy ray-curable coating composition for a top coat according to claim 1, wherein the (A) contains a (meth) acrylate (a1) having a urethane bond.
請求項3の発明は、前記(a1)がヘキサメチレンジイソシアネートを三量化したイソシアヌレート体と2‐ヒドロキシプロピルアクリレートの反応物であることを特徴とする請求項2記載のトップコート用活性エネルギー線硬化型塗料組成物を提供する。 The active energy ray curing for a top coat according to claim 2, wherein the invention of claim 3 is a reaction product of an isocyanurate compound obtained by quantifying hexamethylene diisocyanate and 2-hydroxypropyl acrylate. Provided is a mold coating composition.
請求項4の発明は、前記(A)が更にトリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート(a2)を含むことを特徴とする請求項1〜3いずれか記載のトップコート用活性エネルギー線硬化型塗料組成物を提供する。 The active energy ray-curable coating composition for a top coat according to any one of claims 1 to 3, wherein the invention of claim 4 further contains tris (acryloxyethyl) isocyanurate (a2). Provide things.
請求項5の発明は、前記(D)が(メタ)アクリレートにより表面修飾されていることを特徴とする請求項1〜4いずれか記載のトップコート用活性エネルギー線硬化型塗料組成物を提供する。 The invention of claim 5 provides the active energy ray-curable coating composition for a top coat according to any one of claims 1 to 4, wherein the (D) is surface-modified with (meth) acrylate. ..
本発明の塗料組成物は、下地塗料との密着性に優れ、クラックが発生しにくく、高い鉛筆強度と共に耐摩耗性が良好であり、建築用途の化粧材で用いる活性エネルギー線硬化型のトップコート塗料として有用である。 The coating composition of the present invention has excellent adhesion to the base paint, is less likely to crack, has high pencil strength and good wear resistance, and is an active energy ray-curable top coat used as a decorative material for construction applications. It is useful as a paint.
本発明について詳細に説明する。 The present invention will be described in detail.
本発明のトップコート用紫外線硬化型塗料組成物構成は、イソシアヌレート骨格を有する(メタ)アクリレート(A)と、多官能(メタ)アクリレート(B)と、疎水性ナノシリカ(C)と、ガラスフィラー(D)と、光重合開始剤(E)である。なお、本明細書において、(メタ)アクリレートは、アクリレートとメタクリレートとの双方を包含する。 The composition of the ultraviolet curable coating composition for a top coat of the present invention comprises a (meth) acrylate (A) having an isocyanurate skeleton, a polyfunctional (meth) acrylate (B), a hydrophobic nanosilica (C), and a glass filler. (D) and the photopolymerization initiator (E). In addition, in this specification, (meth) acrylate includes both acrylate and methacrylate.
本発明で使用するイソシアヌレート骨格を有する(メタ)アクリレート(A)は、熱的安定性に優れるトリアジントリオン環を有するモノマーであり、硬化皮膜を構成する主要成分である。トリアジントリオン環と(メタ)アクリロイルオキシ基との間には、ビニル結合、エーテル結合、エステル結合、ウレタン結合等を含んでも良く、また飽和炭化水素だけで結合していても良い。これらの中では、皮膜強度の靭性を上げ鉛筆硬度を向上出来る点でウレタン結合を有する構造を、また耐熱性を向上させる点でC1〜3の飽和炭化水素で連結された構造を有することが好ましい。 The (meth) acrylate (A) having an isocyanurate skeleton used in the present invention is a monomer having a triazine trione ring having excellent thermal stability, and is a main component constituting a cured film. The triazine trione ring and the (meth) acryloyloxy group may contain a vinyl bond, an ether bond, an ester bond, a urethane bond, or the like, or may be bonded only with a saturated hydrocarbon. Among these, it is preferable to have a structure having a urethane bond in terms of increasing the toughness of the film strength and improving the pencil hardness, and having a structure linked with saturated hydrocarbons of C1 to 3 in terms of improving heat resistance. ..
前記(A)でウレタン結合を有する構造(a1)としては、例えばジイソシアネートを三量体化したイソシアヌレート体に、水酸基を有する(メタ)アクリレートを反応させた付加反応物が例示される。この場合、官能基数としては、1分子中に1個のアクリロイルオキシ基有している(メタ)アクリレートを反応させれば3官能となり、1分子中に2個のアクリロイルオキシ基有している(メタ)アクリレートを反応させれば6官能となるが、反応性と硬度とのバランスから3官能が好ましい。 Examples of the structure (a1) having a urethane bond in (A) include an addition reaction product obtained by reacting an isocyanurate form in which diisocyanate is trimerized with a (meth) acrylate having a hydroxyl group. In this case, the number of functional groups becomes trifunctional when a (meth) acrylate having one acryloyloxy group in one molecule is reacted, and one molecule has two acryloyloxy groups (). When the meta) acrylate is reacted, it becomes hexafunctional, but trifunctional is preferable from the viewpoint of the balance between reactivity and hardness.
前記(a1)で使用されるジイソシアネートとしては、反応性が高い芳香族系としてトリレンジイソシアネートやジフェニルメタンイソシアネートが、耐候性が良好な脂肪族系としてはヘキサメチレンイソシアネート(以下HDI)やイソホロンジイソシアネート(以下IPDI)などが挙げられ、単独あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。これらの中では脂肪族系が好ましく、またIPDIよりも反応性が高いHDIが更に好ましい。また水酸基を有する(メタ)アクリレートとしては、2‐ヒドロキシプロピルアクリレートが好ましい。 The diisocyanate used in (a1) is tolylene diisocyanate or diphenylmethane isocyanate as a highly reactive aromatic system, and hexamethylene diisocyanate (hereinafter HDI) or isophorone diisocyanate (hereinafter referred to as HDI) as an aliphatic system having good weather resistance. IPDI) and the like, and can be used alone or in combination of two or more. Among these, an aliphatic system is preferable, and HDI, which has higher reactivity than IPDI, is more preferable. Further, as the (meth) acrylate having a hydroxyl group, 2-hydroxypropyl acrylate is preferable.
前記イソシアヌレート体と水酸基を有する(メタ)アクリレートを反応させる方法は、触媒として錫系化合物を用いる公知の方法良く、付加反応は温度50〜120℃で2〜10時間かけて進行させる。必要に応じて例えばケトン系、エステル系の溶剤を添加しても良い。イソシアネート基と水酸基の反応割合としては、モル比で0.7〜1.1が好ましく、0.95〜1.05が更に好ましい。 The method of reacting the isocyanurate compound with the (meth) acrylate having a hydroxyl group is a known method using a tin compound as a catalyst, and the addition reaction is allowed to proceed at a temperature of 50 to 120 ° C. over 2 to 10 hours. If necessary, for example, a ketone-based solvent or an ester-based solvent may be added. The reaction ratio between the isocyanate group and the hydroxyl group is preferably 0.7 to 1.1 in terms of molar ratio, and more preferably 0.95 to 1.05.
また前記(A)には、トリアジントリオン環と(メタ)アクリロイルオキシ基との間を飽和炭化水素で連結した構造を有する化合物を更に含むことが好ましく、特にC2のアルキル基で連結したトリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート(a2)を含むことが好ましい。(a2)を含むことで、硬化皮膜の耐熱性を向上させることが出来る。 Further, the (A) preferably further contains a compound having a structure in which a triazine trione ring and a (meth) acryloyloxy group are linked with a saturated hydrocarbon, and in particular, a tris (acryloyl) linked with an alkyl group of C2. It preferably contains loxyethyl) isocyanurate (a2). By including (a2), the heat resistance of the cured film can be improved.
前記(A)の組成物固形分全体に対する配合量は45〜68重量%が好ましく、50〜63重量%が更に好ましい。45重量%以上とすることで、充分な塗膜強度及び耐熱性を確保でき、68重量%以下とすることで、作業性に適した粘度に調整しやすく出来る。また(A)全体における(a1)の比率は60〜80重量%が好ましく、65〜75重量%が更に好ましい。この範囲とすることで、充分な鉛筆強度の確保と良好な耐熱性を有する皮膜形成が可能となる。 The blending amount of the composition (A) with respect to the total solid content is preferably 45 to 68% by weight, more preferably 50 to 63% by weight. When it is 45% by weight or more, sufficient coating film strength and heat resistance can be secured, and when it is 68% by weight or less, it is easy to adjust the viscosity to be suitable for workability. Further, the ratio of (a1) in the whole (A) is preferably 60 to 80% by weight, more preferably 65 to 75% by weight. Within this range, it is possible to secure sufficient pencil strength and form a film having good heat resistance.
本発明で使用する多官能(メタ)アクリレートモノマー(B)は、1分子中に2つ以上の(メタ)アクリロイルオキシ基を有するモノマーで、組成物の反応性を向上させると同時に反応性希釈モノマーとして配合する。例えば2官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、(ポリ)エチレングリコールジ(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、1.6−ヘキサンジオールジアクリレート(以下HDDA)、ジシクロペンタニルジアクリレートなどが、3官能以上の(メタ)アクリレートモノマーとしては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスルトールテトラ(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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどが挙げられ、単独あるいは2種以上を組み合わせて使用できる。これらの中では硬化収縮が大きくなりすぎない2官能の(メタ)アクリレートモノマー(以下(b1))及び、硬化皮膜の靭性を挙げる3官能以上の(メタ)アクリレートモノマー(以下(b2))を組み合わせて配合することが好ましい。特に、2官能(b1)ではトリプロピレングリコールジアクリレート及びHDDAが、3官能以上(b2)ではペンタエリスリトールトリアクリレート及びペンタエリスリトールテトラアクリレートが好ましい。 The polyfunctional (meth) acrylate monomer (B) used in the present invention is a monomer having two or more (meth) acryloyloxy groups in one molecule, and is a monomer that improves the reactivity of the composition and at the same time is a reactive diluent monomer. Formulate as. For example, examples of the bifunctional (meth) acrylate monomer include (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) propylene glycol di (meth) acrylate, 1.6-hexanediol diacrylate (hereinafter referred to as HDDA), and dicyclopentanyl. Examples of the trifunctional or higher functional (meth) acrylate monomer such as diacrylate include trimethyl propantri (meth) acrylate, pentaerythritol triacrylate, dipentaerythritol tri (meth) acrylate, trimethylolpropanthry (meth) acrylate, and penta. Examples thereof include erythritol tetra (meth) acrylate, dipenta erythritol tetra (meth) acrylate, dipenta erythritol penta (meth) acrylate, and dipenta erythritol hexa (meth) acrylate, which can be used alone or in combination of two or more. .. Among these, a combination of a bifunctional (meth) acrylate monomer (hereinafter (b1)) that does not cause excessive curing shrinkage and a trifunctional or higher (meth) acrylate monomer (hereinafter (b2)) that increases the toughness of the cured film. It is preferable to mix them. In particular, tripropylene glycol diacrylate and HDDA are preferable for bifunctional (b1), and pentaerythritol triacrylate and pentaerythritol tetraacrylate are preferable for trifunctional or higher (b2).
前記(B)の組成物固形分全体に対する配合量は15〜40重量%が好ましく、20〜35重量%が更に好ましい。15重量%以上とすることで充分な硬化性を確保することができ、40重量%以下とすることで、硬すぎることによる塗膜の割れを生じにくくすることが出来る。また(B)全体における(b1)の比率は35〜75重量%が好ましく、40〜70重量%が更に好ましい。この範囲とすることで、クラックが発生しにくい高硬度の塗膜に調整することが可能となる。 The blending amount of the composition (B) with respect to the total solid content is preferably 15 to 40% by weight, more preferably 20 to 35% by weight. Sufficient curability can be ensured when the content is 15% by weight or more, and cracking of the coating film due to being too hard can be prevented from occurring when the content is 40% by weight or less. Further, the ratio of (b1) in the whole (B) is preferably 35 to 75% by weight, more preferably 40 to 70% by weight. Within this range, it is possible to adjust to a coating film having a high hardness in which cracks are unlikely to occur.
本発明で使用するナノシリカ(C)は、粒子表面をメタクリレート処理した疎水性シリカで、硬化皮膜の鉛筆硬度を向上させる目的で配合される。表面処理をしない場合は親水性となり、他成分との相溶性が低下するため不適である。平均粒子径はBET法による測定で1〜30nmが好ましく、5〜20nmが更に好ましく、10〜15nmが特に好ましい。この範囲とすることで、鉛筆硬度と良好な外観のバランスを取ることが可能である。 The nanosilica (C) used in the present invention is hydrophobic silica whose particle surface is methacrylate-treated, and is blended for the purpose of improving the pencil hardness of the cured film. If the surface is not treated, it becomes hydrophilic and the compatibility with other components decreases, which is not suitable. The average particle size is preferably 1 to 30 nm, more preferably 5 to 20 nm, and particularly preferably 10 to 15 nm as measured by the BET method. Within this range, it is possible to balance pencil hardness and good appearance.
前記(C)の組成物固形分全体に対する配合量は2〜12重量%が好ましく、3〜10重量%が好ましく、3.5〜8重量%が特に好ましい。2重量%以上とすることで充分な鉛筆硬度を確保することができ、12重量%以下とすることで塗料の粘度上昇も抑えられ、塗装性能も良好となる。市販品としてはOptisol−ASAM3100(商品名:RANCO社製、平均粒径10〜15nm、TMPTA50%希釈)などが挙げられる。 The blending amount of the composition (C) with respect to the total solid content is preferably 2 to 12% by weight, preferably 3 to 10% by weight, and particularly preferably 3.5 to 8% by weight. When the content is 2% by weight or more, sufficient pencil hardness can be ensured, and when the content is 12% by weight or less, an increase in the viscosity of the paint is suppressed and the coating performance is improved. Examples of commercially available products include Optisol-ASAM3100 (trade name: manufactured by RANCO, average particle size of 10 to 15 nm, diluted with TMPTA 50%) and the like.
本発明で使用するガラスフィラー(D)は、硬化皮膜のテーバー摩耗試験での耐摩耗性を向上させる目的で配合される。粒子表面をメタクリレート処理した疎水性ガラスフィラーが好ましく、表面処理をしない場合は親水性となり、他成分との相溶性が低下する傾向がある。(D)の平均粒子径は5〜18μmであり、8〜15μmが好ましく、10〜13μmが更に好ましい。5μm未満ではテーバー摩耗試験での耐摩耗性が不十分になる場合があり、18μm超では塗膜外観が白化する傾向がある。ガラスフィラーの平均粒径はJISZ8825−1に準拠したレーザー回折法により測定できる。 The glass filler (D) used in the present invention is blended for the purpose of improving the wear resistance of the cured film in the Taber wear test. A hydrophobic glass filler in which the particle surface is methacrylate-treated is preferable, and when the particle surface is not treated, the particles become hydrophilic and the compatibility with other components tends to decrease. The average particle size of (D) is 5 to 18 μm, preferably 8 to 15 μm, and even more preferably 10 to 13 μm. If it is less than 5 μm, the wear resistance in the Taber wear test may be insufficient, and if it exceeds 18 μm, the appearance of the coating film tends to be whitened. The average particle size of the glass filler can be measured by a laser diffraction method based on JISZ8825-1.
前記(D)の組成物固形分全体に対する配合量は0.5〜15重量%が好ましく、1〜10重量%が更に好ましく、2〜8.5重量%が特に好ましい。0.5重量%以上とすることで、充分な耐摩耗性を確保でき、15重量%以下とすることで良好な塗膜外観を確保できる。市販品としてはCF0023−05C(商品名:日本フリット社製、平均粒径12μm、メタクリレート表面処理)などが挙げられる。 The blending amount of the composition (D) with respect to the total solid content is preferably 0.5 to 15% by weight, more preferably 1 to 10% by weight, and particularly preferably 2 to 8.5% by weight. When it is 0.5% by weight or more, sufficient wear resistance can be ensured, and when it is 15% by weight or less, a good coating film appearance can be ensured. Examples of commercially available products include CF0023-05C (trade name: manufactured by Nippon Frit Co., Ltd., average particle size 12 μm, methacrylate surface treatment).
本発明で使用される光重合開始剤(E)は、紫外線や電子線などの活性エネルギー線照射でラジカルを生じ、そのラジカルが重合反応のきっかけとなるもので、ベンジルケタール系、アセトフェノン系、フォスフィンオキサイド系等汎用の光重合開始剤が使用できる。重合開始剤の光吸収波長を任意に選択することによって、紫外線領域から可視光領域にいたる広い波長範囲にわたって硬化性を付与することができる。具体的にはベンジルケタール系として2.2-ジメトキシ-1.2-ジフェニルエタン-1-オンが、α−ヒドロキシアセトフェノン系として1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン及び1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オンが、α-アミノアセトフェノン系として2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オンが、アシルフォスフィンオキサイド系として2.4.6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド及びビス(2.4.6‐トリメチルベンゾイル)‐フェニルフォスフィンオキサイド等があり、単独または2種以上を組み合わせて使用できる。これらの中では、内部硬化性に優れるアシルフォスフィンオキサイド系を含むことが好ましく、市販品としてはOmniradTPO(商品名:IGM社製)などが挙げられる。 The photopolymerization initiator (E) used in the present invention generates radicals by irradiation with active energy rays such as ultraviolet rays and electron beams, and the radicals trigger a polymerization reaction, and is benzylketal-based, acetophenone-based, or phos. A general-purpose photopolymerization initiator such as a fin oxide type can be used. By arbitrarily selecting the light absorption wavelength of the polymerization initiator, curability can be imparted over a wide wavelength range from the ultraviolet region to the visible light region. Specifically, 2.2-dimethoxy-1.2-diphenylethane-1-one as a benzyl ketal system, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone and 1- [4- (2- (2- (2-)) as an α-hydroxyacetophenone system. Hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propane-1-one is a 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropane-1 as an α-aminoacetophenone system. -On includes 2.4.6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide and bis (2.4.6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide as acylphosphine oxide systems, alone or in combination of two or more. Can be used in combination. Among these, it is preferable to include an acylphosphine oxide system having excellent internal curability, and examples of commercially available products include Omnirad TPO (trade name: manufactured by IGM).
前記(E)の活性エネルギー線硬化樹脂成分100重量部に対する比率は、1部〜10重量部が好ましく、2〜8重量部が更に好ましい。1重量部以上とすることで充分な硬化性が発現し、10重量部以下とすることで過剰添加とならず塗膜の黄変や保存性低下を防ぐことができる。 The ratio of the active energy ray-curable resin component (E) to 100 parts by weight is preferably 1 part to 10 parts by weight, more preferably 2 to 8 parts by weight. When the amount is 1 part by weight or more, sufficient curability is exhibited, and when the amount is 10 parts by weight or less, yellowing of the coating film and deterioration of storage stability can be prevented without excessive addition.
また、本発明の樹脂組成物には必要に応じてレベリング剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色剤、消泡剤、増粘剤、沈澱防止剤、帯電防止剤、防曇剤、ノンスリップ剤、抗菌剤、有機微粒子等を添加してもよい。 Further, the resin composition of the present invention contains a leveling agent, an ultraviolet absorber, an antioxidant, a colorant, an antifoaming agent, a thickener, a precipitation inhibitor, an antistatic agent, an antifogging agent, and a non-slip agent, if necessary. , Antibacterial agent, organic fine particles and the like may be added.
レベリング剤は、塗膜表面に生ずる表面張力の不均一に対し、レベリング剤自身が塗膜表面に薄い膜状に広がることで表面張力の均一化を図り、塗膜形成前に欠陥を修復させる効果がある。シリコーン系、フッ素系、アクリル系などを挙げられが、表面張力の低下能力が高い点でシリコーン系が好ましい。活性エネルギー線硬化樹脂成分100重量部に対する比率は、1部以下が好ましく、市販品ではBYK378(商品名:ビックケミージャパン社製、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン)などが挙げられる。 The leveling agent has the effect of uniforming the surface tension by spreading the leveling agent itself in the form of a thin film on the surface of the coating film against the non-uniformity of the surface tension that occurs on the surface of the coating film, and repairing defects before forming the coating film. There is. Examples thereof include silicone-based, fluorine-based, and acrylic-based, but silicone-based is preferable because it has a high ability to reduce surface tension. The ratio of the active energy ray-curable resin component to 100 parts by weight is preferably 1 part or less, and examples of commercially available products include BYK378 (trade name: manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd., polyether-modified polydimethylsiloxane).
本発明の樹脂組成物を塗布する方法は、特に制限はなく、公知のスプレーコート、ロールコート、ダイコート、エアナイフコート、ブレードコート、スピンコート、リバースコート、グラビアコート、ワイヤーバーなどの塗工法またはグラビア印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷などを利用できる。また塗布量は50〜200g/m2が例示されるが、用途により随時選定できる。 The method for applying the resin composition of the present invention is not particularly limited, and is a coating method such as a known spray coating, roll coating, die coating, air knife coating, blade coating, spin coating, reverse coating, gravure coating, wire bar, or gravure. Printing, screen printing, offset printing, inkjet printing, etc. can be used. The coating amount is preferably 50 to 200 g / m 2, but can be selected at any time depending on the application.
本発明の樹脂組成物を塗布した後は、電子線、紫外線照射機等の活性エネルギー線を用いて硬化させる。紫外線を照射する場合の光源としては例えば、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、カーボンアーク灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ、LEDランプ、無電極紫外線ランプなどがあげられ、硬化条件としては50〜1000mW/cm2の照射強度で、積算光量として100〜2,000mJ/cm2が例示される。また照射する雰囲気は空気中でもよいし、窒素、アルゴンなどの不活性ガス中でもよい。 After applying the resin composition of the present invention, it is cured by using an electron beam, an active energy ray of an ultraviolet irradiator or the like. Examples of the light source for irradiating ultraviolet rays include a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultra-high-pressure mercury lamp, a carbon arc lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp, an LED lamp, and an electrodeless ultraviolet lamp. in the irradiation intensity of 50~1000mW / cm 2, 100~2,000mJ / cm 2 is exemplified as a cumulative amount of light. The atmosphere to be irradiated may be air or an inert gas such as nitrogen or argon.
以下、本発明を実施例、比較例に基づき詳細に説明するが、具体例を示すものであって特にこれらに限定するものではない。また表記が無い場合は、室温は25℃、相対湿度65%の条件下で測定を行った。なお配合表の単位は重量部とする。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on Examples and Comparative Examples, but specific examples are shown and the present invention is not particularly limited thereto. Unless otherwise specified, the measurement was performed under the conditions of room temperature of 25 ° C. and relative humidity of 65%. The unit of the recipe is the part by weight.
(a1)の合成方法
4つ口フラスコに、デュラネートTPA−100(商品名:旭化成社製、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート化物)100g、重合禁止剤として2,6−ジターシャリーブチルクレゾールを0.08g、ウレタン化触媒としてジブチルスズジラウレート0.006gを充填し、温度80℃で5%酸素窒素混合気をバブリングさせながら180rpmで回転攪拌し、このフラスコに2時間かけながら2−ヒドロキシプロピルアクリレート71.5gを滴下した(イソシアネート/水酸基のモル比は1.0)。滴下後、温度80℃にて更に4時間攪拌し、サンプリングした内容物が赤外線吸収の測定で2260cm−1のピークが消失していることを確認して(a1)を調整した。
Synthesis method of (a1) 100 g of Duranate TPA-100 (trade name: isocyanurate product of hexamethylene diisocyanate manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) and 0.08 g of 2,6-ditershally butyl cresol as a polymerization inhibitor in a four-necked flask. , 0.006 g of dibutyltin dilaurate was charged as a urethanization catalyst, and the flask was rotated and stirred at 180 rpm while bubbling a 5% oxygen-nitrogen mixture at a temperature of 80 ° C., and 71.5 g of 2-hydroxypropyl acrylate was added to this flask over 2 hours. Dropped (isocyanate / hydroxyl group molar ratio 1.0). After the dropping, the mixture was further stirred at a temperature of 80 ° C. for 4 hours, and it was confirmed by the measurement of infrared absorption that the peak of 2260 cm- 1 had disappeared from the sampled contents, and (a1) was adjusted.
実施例
前記(A)として上記で合成したHDIイソシアヌレートと2HPAの反応物(a1)及び前記(a2)としてGX8430(商品名:第一工業製薬社製、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート)を、前記(b1)としてMIRAMER M200(商品名:MIWON社製、HDDA)及び同M220(商品名:MIWON社製、トリプロピレングリコールジアクリレート)を、前記(b2)としてMIRAMER M340(商品名:MIWON社製、ペンタエリスリトールトリ/テトラアクリレートの混合物)を、前記(C)としてASAM−3100(商品名:RANCO社製、平均粒径10〜15nm、表面メタクリレート表面処理有り、TMPTA50%希釈)を、前記(D)としてCF0023−05C(商品名:日本フリット社製、平均粒径12μm、表面メタクリレート表面処理有り)を、前記(E)としてOmniradTPO(商品名:IGM社製、アシルフォスフィンオキサイド)を、レベリング剤としてBYK378(商品名:ビックケミージャパン社製、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン)を、表1記載の配合で均一に溶解分散するまで撹拌して実施例1〜5の塗料組成物を調整した。
Example : A reaction product (a1) of HDI isocyanurate and 2HPA synthesized above as the above (A) and GX8430 (trade name: manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., tris (acryloxyethyl) isocyanurate) as the above (a2). As the above (b1), MIRAMER M200 (trade name: MIWON, HDDA) and M220 (trade name: MIWON, tripropylene glycol diacrylate), and as the above (b2), MIRAMER M340 (trade name: MIWON). As the above (C), ASAM-3100 (trade name: RANCO, average particle size 10 to 15 nm, surface methacrylate surface treatment, TMPTA 50% dilution) was used as the above (manufactured by Pentaerythritol tri / tetraacrylate mixture). Leveling CF0023-05C (trade name: Nippon Frit Co., Ltd., average particle size 12 μm, with surface methacrylate surface treatment) as D) and Omnirad TPO (trade name: IGM Co., Ltd., acylphosphine oxide) as the above (E). BYK378 (trade name: manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd., polyether-modified polydimethylsiloxane) was stirred as an agent until uniformly dissolved and dispersed in the formulation shown in Table 1 to prepare the coating compositions of Examples 1 to 5.
比較例
実施例で用いた材料の他、ガラスフィラーとしてCF0093−03(商品名:日本フリット社製、平均粒径3.7μm、メタクリレート表面処理有り)及びCF0093−10(商品名:日本フリット社製、平均粒径19μm、メタクリレート表面処理有り)を、表1記載の配合で均一に溶解分散するまで撹拌して比較例1〜4の塗料組成物を調整した。
Comparative Example In addition to the materials used in Examples, CF093-03 (trade name: manufactured by Nippon Frit Co., Ltd., average particle size 3.7 μm, with methacrylate surface treatment) and CF00903-10 (trade name:) as glass fillers. The coating compositions of Comparative Examples 1 to 4 were prepared by stirring a mixture (manufactured by Nippon Frit Co., Ltd., average particle size 19 μm, with methacrylate surface treatment) until uniformly dissolved and dispersed with the formulation shown in Table 1.
表1
Table 1
評価方法は以下の通りとした。 The evaluation method was as follows.
試験片の作成
厚み6mmの珪酸カルシウム板(商品名:ヒシタイカ アイカテック建材社製)上に、湿気硬化型ウレタン塗料VP9383470(KLEIBERIT社製)を用いて目止め層を形成し、その上にインクジェット印刷機を用い9g/m2での化粧印刷を行った後、塗料組成物を100g/m2の厚みで塗布し、その後光源としてアイグランデージECS4011GX/N(アイグラフィックス社製、高圧水銀ランプ)を用い、照射強度100mW/cm2、積算光量800mJ/cm2露光条件で硬化し試験片とした。
Preparation of test piece A sealing layer is formed on a calcium silicate plate (trade name: Hishitaika Aica Tech Kenzai Co., Ltd.) with a thickness of 6 mm using a moisture-curable urethane paint VP9383470 (manufactured by KLEIBERIT), and inkjet printing is performed on the sealing layer. After performing cosmetic printing at 9 g / m 2 using a machine, the paint composition is applied to a thickness of 100 g / m 2 , and then Eye Grandage ECS4011GX / N (manufactured by Eye Graphics, high-pressure mercury lamp) is used as a light source. The test piece was cured under the conditions of irradiation intensity 100 mW / cm 2 and integrated light intensity 800 mJ / cm 2 exposure conditions.
塗装外観:目視にて外観を確認し、異常が無い場合を○、白化等のトップコート層に起因する異常がある場合を×とした。 Painted appearance: The appearance was visually confirmed, and the case where there was no abnormality was evaluated as ◯, and the case where there was an abnormality due to the top coat layer such as whitening was evaluated as x.
密着性:旧JIS K5400に準じて、1mm角100個の碁盤目試験を行い、セロハンテープ(JIS Z1522に規定されるもの)により塗膜の剥離状態を確認した。塗膜側に貼り付けたセロハンテープを剥離した時に、剥がれたマスが0の場合を○、1マスでも剥がれた場合を×とした。 Adhesion: According to the old JIS K5400, a grid test of 100 1 mm square was performed, and the peeled state of the coating film was confirmed with cellophane tape (specified in JIS Z1522). When the cellophane tape attached to the coating film side was peeled off, the case where the peeled mass was 0 was evaluated as ◯, and the case where even one cell was peeled off was evaluated as x.
耐クラック性:上記試験片で塗料組成物が140g/m2と100g/m2の2種類を用意し、紙製のガムテープを密着させた後に強制剥離し、目視にてクラックの有無を確認した。また100g/m2の試験片については、更にその後105℃の恒温槽に24時間放置してから室温に戻し、目視にてクラックの有無を確認し、クラック無しを○、有りを×とした。 Crack resistance: Two types of paint compositions, 140 g / m 2 and 100 g / m 2 , were prepared from the above test pieces, and after the paper gum tape was adhered, they were forcibly peeled off and the presence or absence of cracks was visually confirmed. .. Further, the 100 g / m 2 test piece was further left in a constant temperature bath at 105 ° C. for 24 hours and then returned to room temperature, and the presence or absence of cracks was visually confirmed.
鉛筆硬度:東洋精機製作所製の鉛筆引掻塗膜硬さ試験機(形式P)を用い、JIS K 5600−5−4(1999年版)に準じ、750g荷重で評価し、4B以上を○、5B以下を×とした。 Pencil hardness: Using a pencil scratch coating film hardness tester (type P) manufactured by Toyo Seiki Seisakusho, evaluate with a load of 750 g according to JIS K 5600-5-4 (1999 version), and 4B or more is ○, 5B. The following was set as x.
テーバー摩耗試験:東洋精機製作所製のテーバー試験機ロータリーアブレッサーRNo.410を用い、JIS K 7204に準じ、加重9.8N(1kg),回転数60rpm、摩耗輪CS−0に研磨紙S−42を巻いた条件で、摩耗した範囲内の基材露出した領域が50%に達した回転数が350回以上の場合を○、350回未満を×とした。 Taber wear test: Taber testing machine rotary dresser RNo. Made by Toyo Seiki Seisakusho. Using 410, the area where the base material is exposed within the worn range is under the condition that the weight is 9.8 N (1 kg), the rotation speed is 60 rpm, and the polishing paper S-42 is wrapped around the wear wheel CS-0 according to JIS K 7204. The case where the rotation speed reached 50% was 350 times or more was evaluated as ◯, and the case where the number of rotations reached 50% was less than 350 times was evaluated as x.
評価結果
Evaluation results
実施例は塗装外観、密着性、耐クラック性、鉛筆硬度、テーバー摩耗試験全ての面で問題は無く良好であった。一方、ガラスフィラーが無配合の比較例1は耐摩耗性が低く、ナノシリカが無配合の比較例2は鉛筆硬度が低く、粒子系が小さいガラスフィラーを用いた比較例3は耐摩耗性が低く、粒子系が大きいガラスフィラーを使用した比較例4は外観が白化して×となり、いずれも本願発明に適さないものであった。 In the examples, there were no problems in all aspects of coating appearance, adhesion, crack resistance, pencil hardness, and Taber wear test, and the results were good. On the other hand, Comparative Example 1 without a glass filler has a low abrasion resistance, Comparative Example 2 without a nanosilica has a low pencil hardness, and Comparative Example 3 with a glass filler having a small particle system has a low abrasion resistance. In Comparative Example 4 in which a glass filler having a large particle system was used, the appearance was whitened to x, and none of them was suitable for the present invention.
本発明の活性エネルギー線硬化型塗料組成物は、下地塗料との密着性に優れ、クラックが発生しにくく、高い鉛筆強度と共に耐摩耗性が良好であることから、化粧材料のトップコート剤塗料として有用である。
The active energy ray-curable coating composition of the present invention has excellent adhesion to the base coating, is less likely to crack, has high pencil strength, and has good wear resistance. Therefore, it can be used as a top coating agent coating material for cosmetic materials. It is useful.
Claims (5)
The active energy ray-curable coating composition for a top coat according to any one of claims 1 to 4, wherein the (D) is surface-modified with (meth) acrylate.
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