JPH02269162A - ソフト感のある塗膜の形成方法 - Google Patents

ソフト感のある塗膜の形成方法

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JPH02269162A
JPH02269162A JP9006889A JP9006889A JPH02269162A JP H02269162 A JPH02269162 A JP H02269162A JP 9006889 A JP9006889 A JP 9006889A JP 9006889 A JP9006889 A JP 9006889A JP H02269162 A JPH02269162 A JP H02269162A
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coating film
hollow particles
bis
soft
compound
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Yoshiyuki Kiriyama
桐山 義行
Kazusuke Moriga
森賀 一介
Mitsuhiro Matsuda
充弘 松田
Toshio Shinohara
篠原 稔雄
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Dai Nippon Toryo Co Ltd
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Dai Nippon Toryo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は意匠性に優れ、また外観上及び感触上ソフト感
のある紫外線硬化型塗料による塗膜の形成方法に関する
〈従来の技術及びその解決すべき課題〉従来より建築物
の内装やインテリア小物等において意匠性を出すため、
着色したものや凹凸状の立体感をもたせたもの等が広く
使用されており、近年安らぎ感等を持たせるためソフト
な仕上り外観が要求されるようになってきている。この
ようなソフトな仕上り外観を持たせる一つの手段として
、被塗物表面に施される塗膜に微小な空隙を持たせる方
法がある。・このような方法として、例えばひる石、シ
ラスバルーン等のポーラスな充填材を配合せしめた塗料
を塗布する方法がある。
しかしながら、この方法においては塗膜に微小な空隙を
持たすためには多量のポーラスな充填材を必要とし、そ
れ故相対的に結合剤となる樹脂量が少なくなり、塗膜の
物理的強度が悪く、さらに耐水性も悪く、また外観上は
ソフト感あるものの手で触った時にガサガサした状態で
ソフトタッチ感が悪いものであった。
また、別の方法として発泡剤を含有せしめた塗料あるい
は激しい撹拌により多量の泡を巻き込んだ塗料を塗布す
る方法もあるが、泡安定性、作業性が悪かった。
さらに、前記の如き方法はいずれも自然乾燥、強制乾燥
あるいは焼付乾燥により塗膜を硬化させており、硬化時
間が通常数十分間〜数日間かかり、生産性も悪いなど問
題点があった。
本発明者等は上記課題を解決するため短時間(例えば数
十秒間)で硬化しかつ塗膜に微小な空隙を持たせソフト
感のある塗膜の形成方法を開発すべく鋭意検討した結果
、本発明に至ったものである。
〈課題を解決するための手段〉 本発明は、液体含浸性のない中空状粒子を分散せしめ、
かつ光反応開始剤としてチタノセン化合物を含む紫外線
硬化型塗料を基材表面に塗布し、紫外線を照射すること
により塗膜を硬化させる凹凸状のソフト感のある塗膜の
形成方法に関するものである。
本発明の方法は、紫外線硬化型塗料に中空状粒子を分散
せしめているため、該中空状粒子は比重が小さく(例え
ば真比重0.5以下、好ましくは0.2以下)、塗布機
塗膜がウェット状態の間に塗膜表面に浮いて塗膜表面に
主として分布し、得られた塗膜は、ざらつきのない凹凸
状となり、手で触れた時のソフトタッチ感が得られる。
また、中空状粒子は透明である場合は中空状粒子の内部
ガスと外壁との屈折率の差により、また着色している場
合も中空状粒子の外壁厚がうずく隠蔽力が小さいため塗
膜表面に主として分布する中空状粒子を通して見える塗
膜の色は軟かい色調となり、外観上もソフト感のある塗
膜となる。
なお、従来紫外線硬化型塗料において塗膜中に泡(空気
ガス)が存在すると酸素による硬化阻害が生じることが
知られているが、本発明においては空気ガスが中空状粒
子外壁により隔離されているため酸素による硬化阻害が
防止できる。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明で使用する紫外線硬化型塗料は紫外線重合性のビ
ヒクル、光反応開始剤及び液体含浸性のない中空状粒子
を必須成分とし、さらに必要に応じ着色染顔料、体質顔
料、溶剤、添加剤等を配合せしめたものからなる。
前記ビヒクル成分としては分子内にラジカル重合可能な
不飽和二重結合を有する化合物が使用出来る。具体的に
は通常の紫外線硬化型塗料に使用されている不飽和ポリ
エステル系樹脂、不飽和アクリル系樹脂、不飽和ウレタ
ン系樹脂、不飽和エポキシ系樹脂、不飽和ポリアミド系
樹脂あるいはこれら樹脂とエチレン性不飽和基を有する
反応性希釈剤との混合物が代表的なものとして挙げられ
る。
中でも基材への付着性や紫外線照射条件幅の広い状態で
の硬化性(速乾性)等の観点からアクリルウレタンオリ
ゴマーを主成分とするものが好適である。該アクリルウ
レタンオリゴマーは分子中にウレタン結合を有し、かつ
ラジカル重合可能な不飽和二重結合を有する平均分子量
数百〜致方程度の常温で粘稠状のものが広く包含される
例えば、ポリイソシアネートと水酸基を有する(メタ)
アクリル酸エステルとの反応によって得られるオリゴマ
ーの他にポリエーテル系アクリルウレタンオリコマ−、
ポリエステル系アクリルウレタンオリコマ−、ポリブタ
ジェン系アクリルウレタンオリゴマー等も挙げられる。
具体的にはトルエンジイソシアネート、ヘキサメチレン
ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジフ
ェニルメタンジイソシアネート、キシレンジイソシアネ
ート、これらの異性体あるいは過剰のポリイソシアネー
トとポリエステルボリオーノペポリオキシメチレングリ
コーノペポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプ
ロピレングリコール、カブロラクトンポリオーノペ ト
リメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどとの
反応生成物であるイソシアネート末端を有する化合物等
のポリイソシアネート (特に好ましくは無黄変型ポリ
イソシアネート)と水酸基及び不飽和基を有する化合物
との反応生成物等が挙げられる。前記水酸基及び不飽和
基を有する化合物としてはヒドロキシプロピル(メタ)
アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート
、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル
(メタ)アクリレート等が代表的なものとして挙げられ
る。
ビヒクルはこれらアクリルウレタンオリゴマーと反応性
希釈剤とからなる。反応性希釈剤としては2−エチルヘ
キシル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(
メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレー
ト、トリプロピレングリコールジアクリレート、1,6
−ヘキサンジオールジアクリレート、テトラエチレング
リコールジアクリレート、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ペンタ
アクリレート、ジペンタエリスリトールへキサアクリレ
ート、酢酸ビニル、N−ビニルピロリドン、ジメチル(
メタ)アクリルアミド、ビニルトルエン、ジビニルベン
ゼン等が代表的なものとして挙げられ、これら反応希釈
剤はアクリルウレタンオリゴマー100重量部に対し1
,10〜100重量部配合するのが好適である。
前記光反応開始剤としては後述する中空状粒子が比較的
少量で塗膜が透けて見えるような場合は従来から一般的
に使用されているベンゾフェノン系、ベンゾインエーテ
ル系、ベンジルケタール系、チオキサントン系、アセト
フェノン系等の光反応開始剤を使用することが可能であ
るが中空状粒子を多量に配合せしめた場合、着色染顔料
を配合せしめた場合、あるいは厚膜(例えば100〜5
00μ)にした場合において塗膜が濁り、透けて見えに
くい時は前記−殻内な光反応開始剤では塗膜内部まで硬
化しにくいので、本発明においてはチタノセン化合物を
使用する。このチタノセン化合物は以下の一般式で示さ
れる化合物である。
式(I) R’−Ti   R2(I) 〔式中、2つのR1基は各々独立して、シクロペンタジ
ェニルe1インデニルetたil、5゜6.7−テトラ
ヒドロインデニルeであって、非置換のものであっても
C1〜cps−アルキルまたはCI ”” CI 1−
アルコキシ、C2〜C11−アルケニル、C5〜C8−
シクロアルキル、08〜Cl6−アリール、C7〜C4
−アラルキノペシアノまたはハロゲンの1個以上で置換
されたものであってもよく、または2つのR1基は、連
結して、非置換または上記のように置換された式(II
) 〔式中、Xは(CH2)、、(nは1,2または3であ
る。)、フェニルで置換されているか、されていない2
〜12個の炭素原子を持つアルキリデン、さらには5〜
7の環炭素原子を持つシクロアルキリデン、5iR3、
または5nR3(R’ は01〜C1□−アルキル、C
5〜C+□−シクロアルキル、C6〜cps−アリール
または07〜C16−アラルキルである。)である。〕
の基であって、R2は、金属−炭素結合に対しての2つ
のオルト位の少くとも一方が弗素で置換されている6員
の炭素環または5員または6員の複素環であって芳香族
環についてはさらに置換基を含むものであってもよく、
またはR2とR3は連結して、式(III)の基 −Q−Y−Q−(In) 〔式中、Qは、炭素環芳香族環であって、この二つの結
合はY基に対して〇−位にあり、Y基に対してm−位が
弗素原子で置換されており、Qについては、さらに置換
基を含有していてもよい。Yは、CH2,2〜12個の
炭素原子を持つアルキリデン、環炭素原子5−7のシク
ロアルキリデン、直接結合、NR’ 、0 、S SS
O1S02、C01S+R3または一3nR3(R’は
上記の通りである。)であり、R3はR2と同一の意味
のもの、またはアルキニノへ非置換のものまたは置換の
フェニルアルキニル、N3、CN5SIR3tたは、5
iR3であり、しかもチタノセン中でR2は1個以上の
遊離のエステル化またはエーテル化されたポリオキサア
ルキレン基を含有しており、この基は、芳香族環に直接
または横暴を介して結合しているものである。〕 で示されるチタノセン。
該チタノセン化合物としては具体的にはビス(シクロペ
ンタジェニル)−ビス(4−デシルオキシ−2,3,5
,6−テトラフルオロフエニル)−チタニウム、ビス(
シクロペンタジェニル)−ビス(ペンタフルオロフェニ
ル)−チタニウム、ビス(シクロペンタジェニル)−ビ
スI”4−(1’4’、7’−)リオキサウンデシル)
−2,3゜5.6−テトラフルオロフエニル〕−チタニ
ウム、ビス(メチルシクロペンタジェニル)−ビス〔4
−(1’、4’、7’ −トリオキサウンデシル)−2
,3,5,6−テトラフルオロフエニル〕−チタニウム
、ビス(シクロペンタジェニル)−ビスC4−(1’、
4’、?’、10’−テトラオキサドデシル)−2,3
,5,6−テトラフルオロフエニル〕−チタニウム、ビ
ス(メチルシクロペンタジェニル)−ビスC3−(1’
 、4’、7’−トリオキサヘンデシル)−2,6−ジ
フルオロフェニルツーチタニウム、ビス(シクロペンタ
ジェニル)−ビス(3−(1’ 、4’ 、7’ 、1
0’−トリオキサドデシル)−2,6−)リフルオロフ
ェニルツーチタニウムおよびビス(シクロペンタジェニ
ル)−ビス[:3− (1’ 、4’−ジオキサペンチ
ル)=2.6−ジフルオロフェニルツーチタニウム等が
代表的なものとして挙げられる。
チタノセン化合物は前記ビヒクル成分100重量邪に対
し、0.1〜5重量部、特に好ましくは0.2〜3重量
部配合するのが適当である。
場合によりα、α−ジメチルーα−ヒドロキシアセトフ
ェノン、ヒドロキシシクロへキシルアセトフェノン、ベ
ンジルジメチルケタール、α、α−ジメチルーα−モル
ホリンアセトp−メチルチオフェノン、α、α−ジエチ
ルーα−ジメチルアミノアセト−p−モルフォリノフェ
ノン、アシルフォスフインオキサイド等の通常の光反応
開始剤を併用することも可能である。
前記中空状粒子としては前述の通り塗膜表面に浮上可能
とするため液体を含浸しないものが必要であり、例えば
シラスバルーンの如き多孔質のものは、液体を吸収し、
比重が塗料と同様になり浮上しにくくなるので適さない
このような中空状粒子としては、塩化ビニリデン−アク
リロニトリル共重合体、アクリル酸エステル−スチレン
共重合体等の中空状樹脂粒子、中空状ガラスピーズ等が
代表的なものとして挙げられる。中空状粒子の形状は、
球状のものが望ましく、また粒径は、塗膜外観、塗料安
定性、塗装作業性の点で200μ以下、好ましくは10
〜100μ程度のものが適当である。
中空状粒径の配合量は0.01〜15重量%(塗料固形
分換算)、好ましくは0.1〜10重量%が適当であり
、この範囲でソフト感のある塗膜が得られる。
前記着色染顔料は必ずしも配合する必要はないが塗膜色
の調整や意匠性を高める目的で使用することが出来る。
着色染顔料としてはブタロシアニン系、アントラキノン
系、ペリレン系、アゾ系、イソインドリノン系、キナク
リドン系等の有機系染顔料、カーボンブラック、透明酸
化鉄等の無機系顔料、その他のアルミ粉末、マイカ粉末
等のメタリック顔料等が代表的なものとして挙げられる
前記体°質顔料は塗膜性能の向上のため、あるいは増量
剤として使用されるものであり、具体的には珪砂、珪酸
塩、タルク、カオリン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム
、粉末状、フレーク状、ファイバー状のガラス、ポリウ
レタン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスチレン等
の樹脂粉末等が代表的なものとして挙げられる。
また、前記溶剤は塗装粘度を適度に調整するために使用
されるものであり、トルエン、キシレン、アセトン、メ
チルエチルケトン、酢酸エチル、イソプロピルアルコー
ル、水等が代表的なものとして挙げられる。
次に本発明の塗膜の形成方法につき説明する。
塗膜を形成する基体としては金属、木材、プラスチック
、ガラス、陶磁器、コンクリート、紙等の各種基体が使
用出来る。
本発明で使用する紫外線硬化型塗料は、ソフト感、断熱
性、防音性があるだけでなく、ラジカル重合性硬化塗膜
の特徴として耐摩耗性、耐スリ傷性、耐水性、耐薬品性
等において優れた塗膜が得られるので、特に建築内外装
用に好適に使用出来る。これら基体は、必要に応じて目
止め処理、研磨処理、着色処理等の下地処理を施したも
のでもよく、さらに凹凸表面を有するものであってもよ
い。
このような基体表面に、フローコーター、ロールコータ
−、スプレーガン、パターンローラーナイフコーター、
ハケ等の塗装手段あるいはグラビア、オフセット、オフ
セットグラビア、スクリーン等の印刷手段により紫外線
硬化型塗料を全面もしくは部分的に塗布する。
次いで紫外線を照射し、塗膜を硬化させる。
なお、紫外線を照射するのに用いられる光源としては低
圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、カーボ
ンアーク灯、キセノンランプ、ケミカルランプ等が使用
される。
また、厚膜(例えば100〜500μ)の場合、人力は
80W/am以上、好ましくは120w/Cff1以上
で、光源は特に前記メタルハライドランプが好適である
〈発明の効果〉 本発明の塗膜形成方法は塗料中に比重の小さい中空状粒
子を含有せしめているため、中空状粒子が塗膜表面に主
として分布し、得られた塗膜は手で触れた時ソフト感の
ある凹凸状となり、また中空状粒子を通して見える塗膜
は軟かい色調となり外観上もソフト感のある塗膜となる
また、紫外線硬化型塗料の硬化において通常化じやすい
硬化ひずみも中空状粒子により吸収され、ひずみ、収縮
の少ない塗膜が得られ、かつ前述の通りソフト感がある
にもかかわらず、耐擦傷性、耐摩耗性、耐水性、耐薬品
性等に優れ、また耐熱性、防音性、防露性等に優れた塗
膜が得られる。
さらに光反応開始剤としてチタノセン化合物を使用して
いるので塗膜表層より入射する光エネルギーの散乱、拡
散、吸収があるにもかわらず、硬化塗膜を得ることが出
来る。
(実施例) 以下、本発明を更に実施例により詳細に説明する。なお
、実施例中「部」は重量基準で示す。
〔アクリルウレタンオリゴマ−(I)のm製〕インホロ
ンジイソシアネート1モルと2−ヒドロキシエチルアク
リレート2モルとを常法により付加反応させ、平均分子
量約500のアクリルウレタンオリゴマー(I)を調製
した。
〔アクリルウレタンオリゴマー(ff)の調製コ1.6
−ヘキサンジオール2.1モル、エチレングリコール1
モル及びアジピン酸2.4モルを縮合反応させ、分子量
約1000のポリエステルを製造した。該ポリエステル
1モル、インホロンジイソシアネート2モル、2−ヒド
ロキシエチルアクリレート2モルとを常法により付加反
応させ、平均分子量約1700のポリエステル型アクリ
ルウレタンオリゴマー(n)を調製した。
〔アクリルウレタンオリゴマー(I[I)の調製〕ビス
フェノールA型ジェポキシ化合物〔油化シェルエポキシ
社製商品名「エピコート828.、+分子量約380)
1モルとアクリル酸2モルとを常法により付加反応させ
、酸価20のアクリルエポキシオリゴマー(III)を
調製した。
〔ビス(シクロペンタジェニル)−ビス(4−デシルオ
キシ−2,3,5,6−テトラフルオロフエニル)−チ
タニウムの調製〕 1モルの1−デカノール中に1モルのナトリウム金属を
入れ、外側を冷却することで混合物の温度を約45℃に
保持した。反応がおさまった後、ナトリウムが完全に溶
解するまで撹拌しながら50℃に温めた。この溶液を1
時間かけて約42℃の1.16モルのクロロペンタフル
オ口ベンゼン中に注入した。しかる後70℃に加温した
状態で7時間かけて反応せしめた。冷却後同量の水中に
注入し、同量のメチレンクロライドで抽出した。
有機層を分離し硫酸ナトリウムで乾燥し、メチレンクロ
ライドを減圧蒸留することにより精製し、デシル(2,
3,5,6−テトラフルオロ−4−クロロ)フェニルエ
ーテルを製aした。
得られたデシル(2,3,5,6−テトラフルオロ−4
−クロロ)フェニルエーテル2モルをアルゴン不活性ガ
ス雰囲気下で無水ジエチルエーテルに溶解し、この溶液
を一75℃まで冷却した。
次いでリチウムブチルのヘキサン溶液を滴下し、同温下
で15分間撹拌した。
次に1モルのビス(シクロペンタジェニル)−チタニウ
ムジクロライドを粉末の形態で添加し、2時間かけて混
合物を室温まで温めて反応を終了させた。
反応物を2倍量の水中に注入し、酢酸エチルで何回にも
分けて抽出を行なった。酢酸エチル相を硫酸ナトリウム
で乾燥させ、減圧蒸留を行なって得た残留物を移動相と
してシリカゲル上でヘキサン−エーテル(2:1)混合
物を使用したクロマトグラフィーで精製し、次いで溶媒
を蒸発させることによりビス(シクロペンタジェニル)
−ビス(4−デシルオキシ−2,3,5,8−テトラフ
ルオロフェニル)−チタニウムを調製した。
〔ビス(シクロペンタジェニル)−ビス(ペンタフルオ
ロフェニル)−チタニウムのli製製部前記デシル2,
3.5.6−テトラフルオロ−4−クロロ)フェニルエ
ーテルの代すにクロロペンタフルオロベンゼン2モルを
使用する以外は同様にして反応させ、ビス(シクロペン
タジェニル)−ビス(ペンタフルオロフェニル)−チタ
ニウムを調製した。
実施例1 アクリルウレタンオリゴマー(II)    61N−
ビニルピロリドン        40部中空状樹脂粒
子 注1)         1部注1)松本油脂製薬
社製商品名「マイクロスフェア−F−80EDJ (ポリ塩化ビニリデン系二粒径20〜80μ;真比重0
.02) 花柄軟質塩化ビニールシート上に上記配合からなる紫外
線硬化型塗料をスポンジロールコータ−にて膜厚約50
μになるように塗布し、メタルハライドランプ(入力1
20w/cm)の下方100mmの位置より通過スピー
ド7、5 m/minにて通過させ紫外線照射により塗
膜を硬化させた。
得られた塗板は微細な凹凸状の艶消状態で花柄が薄くベ
ールをかぶった感じで外観も、タッチもソフト感があり
、また塗膜と基材シートとの密着性も良好であった。
実施例2 アクリルウレタンオリゴマー(1)    60部中空
状樹脂粒子 注1) 5部 酢酸ブチル             20部硬質塩化
ビニル樹脂板に上記配合からなる紫外線硬化型塗料をナ
イフコーターにて膜厚100μになるように塗布し、6
0℃、1分間フラッシュオフ後、メタルハライドランプ
(人力120W/cm)の下方100mmの位置より通
過スピード15m/minにて通過させ紫外線により塗
膜を硬化させた。得られた塗板は微細な凹凸状で、純白
色に近い色で隠ベイされ、ソフト感があり、また塗膜と
基材板との密着性も良好であった。
なお、光反応開始剤としてビス(シクロペンタジェニル
)−ビス(4−デシルオキシ−2,3゜5.6−テトラ
フルオロフェニル)−チタニウムの代りにα、α−ジメ
チル−α−ヒドロキシアセトフェノンを同量配合した上
記紫外線硬化型塗料を使用したものは塗漢下層が硬化不
良を生じ密着性不良であった。
実施例3 アクリルウレタンオリゴマー(I)   60部中空状
ガラス粒子 注2)       10部着色アルミニ
ウム粉末 注3)     10部酢酸ビニル    
         40部注2)フィラデルフィア・ク
ォーツ社製商品名rQ−CEL 300J (粒径10〜180μ;真比重0.21)注3)福田金
属箔粉工業社製商品名「アストロフレーク#5シルバー
」 金属板に上記配合からなる紫外線硬化型塗料をエアレス
スプレーにて膜厚約300μになるように塗布し、60
℃熱風、1分間フラッシュオフ後、メタルハライドラン
プ(入力120 w/am) (D下方100順の位置
より通過スピード10 m/minにて通過させ、紫外
線照射により塗膜を硬化させた。
得られた塗板はソフト感のある白地に銀粉が散在し、意
匠性があり、また塗膜と基材板との密着性も良好であっ
た。
なお、光反応開始剤としてビス(シクロペンタジェニル
)−ビス(ペンタフルオロフェニル)−チタニウムの代
りにベンゾフェノン3部及び10部をそれぞれ配合した
上記紫外線硬化型塗料2種類を使用したものは塗膜下層
が硬化不良を生じ密着性不良であった。
比較例1 実施例3において中空状ガラス粉末の代りにひる石粉を
使用する以外は同様の紫外線硬化型塗料を使用し、同様
にして塗装した。
得られた塗板は塗膜表面がざらざらし、ソフト感が悪い
ものであった。
比較例2 実施例2において中空状樹脂粒子の代りにノニオン系界
面活性剤の起泡剤と泡安定剤を配合し、デイスパー撹拌
により微小な泡をかませた紫外線か硬化型塗料を使用し
同様にして塗装した。
得られた塗板は乳白色でソフト感あるものであったが、
表面タック、内部硬化とも充分でなく、爪で簡単に塗膜
がはがれた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 液体含浸性のない中空状粒子を分散せしめ、かつ光反応
    開始剤としてチタノセン化合物を含む紫外線硬化型塗料
    を基材表面に塗布し、紫外線を照射することにより塗膜
    を硬化させる凹凸状のソフト感のある塗膜の形成方法。
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