JPH06142611A - 高耐候性紫外線硬化塗膜の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高耐候性と塗膜硬化性の両特性を満足させる
ことのできる紫外線硬化塗膜の形成方法を提供するこ
と。 【構成】 紫外線の照射によって硬化する光重合性組成
物１００重量部に対し、紫外線吸収剤１６重量部以上を
含有してなる塗料塗膜に３０００ｍｊ／ｃｍ²以上の紫
外線を照射することを特徴とする高耐候性紫外線硬化塗
膜の形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に、耐候性および塗
膜硬化性に優れた紫外線硬化塗膜の形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プラスチック素材や該素材に施さ
れた皮膜等の表面特性を改善するために、その表面に光
硬化性の塗料塗膜を形成することがおこなわれている
が、光硬化性塗膜は一般に光透過性で紫外線遮断性を有
しないため、長期的には外部から侵入する紫外線によっ
て該塗膜ないしプラスチック素材等が劣化され、変退
色、亀裂、塗膜剥離といった問題点が生じ易い。

【０００３】上記問題点を改善するため、紫外線吸収剤
を含有した光硬化性塗膜を形成する方法が提案されてい
るが、該紫外線吸収剤は塗膜の硬化に必要な紫外線をも
吸収してしまい、形成される塗膜が硬化不足となり易
く、その結果、塗膜の付着性や耐水性が悪くなるといっ
た別の問題点が発生する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のごと
き現状に鑑みなされたもので、従来の光硬化性塗膜が、
耐候性と塗膜硬度の両特性を満足させることが難しいと
いう問題点の解消を目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によって提供され
る紫外線硬化塗膜の形成方法は、紫外線の照射によって
硬化する光重合性組成物１００重量部に対し、紫外線吸
収剤１６重量部以上を含有してなる塗料塗膜に３０００
ｍｊ／ｃｍ²以上の紫外線を照射することを特徴とする
ものである。

【０００６】本発明において用いることのできる上記光
重合性組成物は、特に限定するものではなく、光硬化性
塗料の分野で公知の光重合性化合物がいずれも使用可能
である。一例としては、ポリエステルアクリレート、ポ
リウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等の光
重合性プレポリマー、および、２−エチルヘキシルアク
リレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、１，３
−ブタンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオ
ールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレー
ト、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジペンタ
エリスリトールジアクリレート、トリメチロールプロパ
ントリアクリレート、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アクリレート、ジ
ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリペンタ
エリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリ
トールペンタアクリレート等のアクリル酸エステル類も
しくはこれらのメタクリル酸エステル類を挙げることが
できる。

【０００７】上記に例示した種々の光重合性化合物は、
最終的に得られる塗膜の要求特性に応じて、１種または
２種以上の組み合わせで使用できる。例えば、平均分子
量６００以下で１分子中に１〜６個の（メタ）アクリロ
イル基を有するモノマー１０〜５０重量％と平均分子量
１０００以上で１分子中に１個以上の（メタ）アクリロ
イル基を有するオリゴマー９０〜５０重量％の比率で混
合して用いると、紫外線吸収剤を多量に配合した場合に
おいても、塗膜の光重合性の低下が少ない点で好まし
く、また、該モノマー／オリゴマーの混合比率を３０〜
５０重量％／７０〜５０重量％としかつモノマーを多官
能とすることによって、形成される塗膜を高硬度とする
ことができる。

【０００８】また、本発明における光重合性組成物に
は、上記光重合性化合物以外に、その他の樹脂成分、例
えば、アクリルポリオール、（メタ）アクリル樹脂、セ
ルロースアセトブチレート等を、最終的に得られる硬化
塗膜に要求されている特性を損なわない範囲で加えても
良い。

【０００９】本発明において使用可能な紫外線吸収剤と
しては、特に限定するものではないが、紫外線の吸収効
率、耐熱性、光重合性組成物との相溶性等の観点からベ
ンゾフェノン系、サリシレート系、ベンゾトリアゾール
系の化合物が適しており、具体的には、２−ヒドロキシ
ベンゾフェノン、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノ
ン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、
２，２’−ジヒドロキシ−４，４’−ジメトキシベンゾ
フェノン、２，２’，４，４’−テトラヒドロキシベン
ゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベン
ゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−２’−カ
ルボキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキ
シ−５−スルホベンゾフェノン、４−ドデシロキシ−２
−ヒドロキシベンゾフェノン、５−クロロ−２−ヒドロ
キシベンゾフェノン、ｐ−オクチルフェニルサリシレー
ト、フェニルサリシレート、ｔ−ブチルフェニルサリシ
レート、２−（５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）
ベンゾトリアゾール、２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−
２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−
（３，５−ジ−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシフェニル）
−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（３−ｔ−ブチ
ル−５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロ
ロベンゾトリアゾール、２−（３，５−ジ−ｔ−アミル
−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−
（２−ヒドロキシ−５−ｔ−オクチルフェニル）ベンゾ
トリアゾール等である。これら紫外線吸収剤はそれぞれ
単独で用いることもできるが、最大吸収波長の異なる複
数の組み合わせで用いる方が、高耐候性が得られる点で
好ましい。

【００１０】上記紫外線吸収剤は、光重合性組成物１０
０重量部に対して１６重量部以上、好ましくは１６〜２
０重量部の範囲で用いられる。紫外線吸収剤の使用量が
１６重量部未満であると長期間にわたって高耐候性を維
持することが難しく、２０重量部を超えると、該光重合
性組成物の光重合性が低下し、充分に硬化した塗膜が形
成され難くなり、耐温水性の低下といった欠点が生じ易
くなる。

【００１１】本発明においては、上記光重合性組成物お
よび紫外線吸収剤以外に、必要に応じて種々の塗料用配
合剤を慣用量で加えることができる。具体的には、塗装
時の塗料粘度を調整するための稀釈剤、形成される塗膜
の透明性を損なわない範囲の顔料ないしは染料等の着色
材、塗膜の耐候性をさらに高めるための酸化防止剤もし
くはヒンダートアミン系等の光安定剤、充填材、レべリ
ング剤、増粘剤等である。

【００１２】本発明における塗膜の形成は、上記構成か
らなる紫外線硬化性塗料を塗料業界で公知の種々の方
法、例えば、スプレー塗り、浸漬塗り、ローラーコー
ト、カーテンフローコート、静電塗装等の塗布手段で塗
布し、必要ならば適宜の温度条件で予備加熱をおこなっ
て塗料塗膜が形成される。形成される塗膜の厚さは一般
的には３〜５０μｍの範囲とすることができる。

【００１３】以上のようにして形成された塗料塗膜は、
次いで紫外線の照射によって硬化される。この場合、上
記の紫外線硬化性塗料中には紫外線硬化塗料用として公
知の種々の光重合開始剤、例えば、アセトフェノン、ベ
ンゾフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテ
ル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピ
ルエーテル、ベンジルジメチルケタール等を、上記光重
合性組成物１００重量部に対して０．１〜５．０重量部
の範囲で含有させ、メタルハライドランプ、高圧水銀
灯、アーク灯、殺菌灯等から照射される紫外線によって
硬化塗膜を形成することができる。

【００１４】本発明方法によって形成される塗膜は、充
分な紫外線吸収剤が含有されかつ充分に硬化されるの
で、種々のプラスチック素材の表面特性の改善に有用で
あり、またこれら素材等を長期にわたって保護すること
ができる。

【００１５】

【実施例】本発明を、以下の実施例に基づいてさらに詳
細に説明する。なお、実施例中の各成分の配合組成は特
にことわりのないかぎり重量部で示した。

【００１６】実施例１ 下記の組成を均一に混合して紫外線硬化性塗料を調製し
た。 ペンタエリスリトールトリアクリレート ５０部 ウレタンアクリレート（新中村化学社製、ＮＫエステルＵ−６ＨＡ）５０部 光重合開始剤（チバガイギー社製、イルガキュア６５１） ４部 紫外線吸収剤（アデカアーガス社製、アデカスタブＬＡ−２２） １６部 エチルセロソルブ １５０部

【００１７】上記の塗料組成物をポリカーボネート樹脂
成形板の表面に、硬化後の塗膜厚が約１０μｍとなるよ
うにスプレー塗装し、８０℃で１５分の予備乾燥をおこ
なった後成形板の温度が２５℃以下になるまで冷却し
た。次いで高圧水銀等を用いて３０００ｍｊ／ｃｍ²の
紫外線を照射してポリカーボネート樹脂成形板表面の塗
膜を硬化させた。

【００１８】以上のようにして形成された硬化塗膜につ
いて、下記試験方法に従って評価したところ、（１）の
塗膜の初期付着性においては全く剥離が発生せず、
（２）の耐温水性においても塗膜外観および塗膜の付着
に全く異常が発生せず、きわめて良好な硬化塗膜である
ことが確認された。また、耐候性においても塗膜外観お
よび塗膜付着共に異常がなく、きわめて良好な塗膜特性
を示した。

【００１９】試験方法： （１）塗膜の初期付着性；「ＪＩＳ Ｋ ５４００
６．１５碁盤目試験法」に従って試験する。 （２）耐温水性試験；硬化塗膜を４０℃の温水に２４０
時間浸漬し、２３℃で２４時間乾燥した後、塗膜外観お
よび上記（１）の方法によって塗膜の付着性を試験す
る。 （３）耐候性試験；サンシャインウエザオメーター２０
００時間終了後の塗膜について、塗膜外観および上記
（１）の方法によって塗膜の付着性を試験する。

【００２０】実施例２ 上記実施例１における紫外線吸収剤の添加量を２０部と
した以外は全く実施例１と同様にして硬化塗膜を形成
し、同様の方法で試験した。その結果塗膜外観、塗膜の
付着性、耐温水性、耐候性のいずれにおいてもきわめて
良好な特性であることが確認できた。

【００２１】比較例１ 上記実施例１における紫外線吸収剤の添加量を１０部と
した以外は全く実施例１と同様にして硬化塗膜を形成
し、同様に試験した。その結果、塗膜の付着性および耐
温水性試験においては異常が認められなかったが、耐候
性においては塗膜に明らかな変色（黄変）が認められ、
付着性においても部分的な剥離が認められた。

【００２２】比較例２ 上記実施例１における塗膜硬化時の紫外線照射量を ２
０００ｍｊ／ｃｍ²とした以外は全く実施例１と同様に
硬化塗膜を形成し、同様の方法で試験した。その結果、
硬化時の紫外線照射量が不足したためか充分な硬化塗膜
が形成されず、塗膜の初期付着性および耐温水性試験後
の付着性においては部分的な剥離が認められ、実用に適
さない塗膜であった。

【００２３】

【発明の効果】本発明の紫外線硬化塗膜の形成方法によ
れば、優れた紫外線遮断効果を有しかつ充分に硬化した
塗膜を形成することができるので、該硬化塗膜自体はも
ちろんのこと、各種の素材およびこれら素材に形成され
た皮膜に対しても長期にわたって高耐候性を維持させる
ことができるという優れた効果を有し、実用性の高い発
明である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紫外線の照射によって硬化する光重合性
   組成物１００重量部に対し、紫外線吸収剤１６重量部以
   上を含有してなる塗料塗膜に３０００ｍｊ／ｃｍ²以上
   の紫外線を照射することを特徴とする高耐候性紫外線硬
   化塗膜の形成方法。