JPH0629381B2 - 紫外線硬化型厚膜塗料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属等への付着性および塗面の平滑性に優れ
た紫外線硬化型厚膜塗料に関する。

〔従来の技術〕

厚膜が容易に得られる塗料のひとつとして、不飽和ポリ
エステル樹脂塗料が一般に知られている。しかし従来の
不飽和ポリエステル樹脂は、硬化反応が早いために硬化
時の収縮歪が大きく、また硬化樹脂自体が剛直であるこ
とから、その塗膜の被塗物への付着性が本質的に悪い欠
点があり、この欠点を改良する試みとして以下の方法が
知られている。

(1) 二重結合および水酸基を有するラジカル重合型樹
脂とイソシアネート化合物とからなる被覆組成物を用い
て、エネルギー線を照射することによって壁材などに厚
膜の模様仕上げをする方法（特開昭５３−１１２９３２
号公報）。

(2) 不飽和ポリエステル系、ポリエステルウレタン
系、アクリル系などの樹脂塗料を木材等に塗装して紫外
線、ついで赤外線を照射して硬化させる方法（特開昭５
０−１１１１３１号公報）。

(3) ウレタン変性エポキシ化合物と有機酸類とのエス
テル化合物と重合性単量体とから成る成形物用の樹脂組
成物（特公昭６０−４９６４４号公報）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前項で記述した(1)および(2)の方法で用いられる塗料で
は、塗膜の被塗物への付着性は改良されているが、自動
車、二輪車および家庭用電器製品に要求される高度の外
観性を得るための下塗塗料としては不十分であった。

また(3)の成形物用の樹脂組成物は、引張り強度や曲げ
強度はすぐれているが、高度の外観性が要求される用途
には(1)および(2)と同様の欠点があり、また主として常
温硬化型の樹脂であるために工業用塗料樹脂としては不
適当であった。

本発明の目的は、金属等への付着性および塗面の平滑性
にすぐれ、上塗塗料の吸込がなくて高度の外観性が得ら
れ、かつ塗装作業性の良好な紫外線硬化型厚膜塗料を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、以下に示す成分Ａ〜Ｆを主成分とする紫外線
硬化型塗料である。

Ａ １分子当り不飽和二重結合を２個以上有するノンワ
ックス型不飽和ポリエステル樹脂 Ｂ 水酸基価５０〜４００のポリエステルポリオールま
たはポリエステルポリオールとポリエーテルポリオール
との混合物 Ｃ 非黄変型ポリイソシアネート化合物 Ｄ 有機過酸化物触媒 Ｅ 光重合開始剤 Ｆ 平均粒径が０．５μｍ以下の微粉硫酸バリウム （ただし、Ａ／Ｂの重量比は８０／２０〜４０／６０、
ＡおよびＢの合計の水酸基１当量に対するＣのイソシア
ネート基の当量は０．５〜１．５、かつＡ、ＢおよびＣ
の合計重量に対するＦの重量比は１〜３である。） 本発明の成分Ａである１分子当り二重結合を２個以上有
するノンワックス型不飽和ポリエステル樹脂は主として
紫外線照射によって硬化する成分であって、分子内に必
ずしも水酸基を有する必要はないが、水酸基を有してい
てもさしつかえなく、そのときは水酸基が後述の成分Ｃ
であるポリイソシアネート化合物と硬化反応する要素を
併せ持つことになる。

成分Ａは、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラ
コン酸、テトラヒドロフタル酸などの不飽和二塩基酸ま
よはそれら無水物と、エチレングリコール、１、２−プ
ロピレングリコール、ジプロピレングリコール、水素添
加ビスフェノールＡ、２、２−ビス（４−ヒドロキシエ
トキシフェニル）プロパン、１、３−ブチレングリコー
ル、２、３−ブチレングリコール、グリセリン、ネオペ
ンチルグリコール、トリメチロールプロパンなどの多価
アルコールとをエステル化させて得られる。また本発明
の成分Ａとして、前述の不飽和二塩基酸またはそれらの
無水物と、アリルグリシジルエーテル、グリセリンジア
リルエーテル、ペンタエリスリートールジアリルエーテ
ルなどとをエステル化して得られる市販のノンワックス
型不飽和ポリエステル樹脂（ゴーセラックス４００、５
４０および７５０−７０：いずれも日本合成化合物工業
（株）製商品名、ロスキダール５３０：住友バイエルウ
レタン（株）製商品名）を使用することもできる。

本発明の成分Ｂである水産基価５０〜４００のポリエス
テルポリオールまたはポリエステルポリオールとポリエ
ーテルポリオールとの混合物は、成分Ａである不飽和ポ
リエステル樹脂の硬化時に生じる収縮歪を緩和する働き
をするものであって、デスモフェン６５１、６７０およ
び６８０（いずれも住友バイエルウレタン（株）製商品
名）ニッポラン８００、および１１００（いずれも日本
ポリウレタン工業（株）製商品名）などの市販のものが
使用できる。

Ａ／Ｂの使用割合は重量比で８０／２０〜４０／６０で
ある。成分Ａが８０より多くなると硬化時の収縮歪が大
きくなって塗膜の被塗物への付着性が悪くなり、４０未
満では塗膜の乾燥性が悪くなって不都合が生じる。

本発明の成分Ｃである非黄変型ポリイソシアネート化合
物は、主として成分Ｂであるポリオールと共に不飽和ポ
リエステル樹脂の硬化時に生じる収縮歪を緩和するもの
であって、ヘキサメチレンジイソシアネートの重合体、
イソホロンジイソシアネートの重合体またはこれらの混
合物が使用される。使用量は成分Ｂおよび成分Ａの合計
量中の水酸基１当量に対してイソシアネート基０．５〜
１．５当量の割合で使用される。０．５当量未満では硬
化性および非塗物への付着性が不十分になり、１．５当
量を越えてもそれほど性能の向上はない。

本発明の成分Ｄである有機過酸化物触媒としては、ケト
ンペルオキシド、ペルオキシケタール、ヒドロペルオキ
シド、ベルオキシジカーボネート、ペルオキシエステル
などがある。

本発明の成分Ｅである光重合開始剤としては、２６０〜
４５０ｎｍの紫外線領域に吸収を持つベンゾインまたは
その誘導体、ベンゾフェノンまたはその誘導体、ミヒラ
ケトンまたはその誘導体、ベンジルまたはその誘導体、
テトラアルキルチウラムモノスルフイド、チオキサン類
などがあり、これらを単独かまたは混合物として使用す
る。

本発明の成分Ｆである微粉硫酸バリウムは塗料組成中の
充填剤、タレ防止剤などとして使用するものであって、
平均粒径は０．５μｍ以下、好ましくは０．０５μｍ以
下である。平均粒径が０．５μｍを越えると上塗塗料の
吸収が著しく、高度の外観性が得られない。微粉硫酸バ
リウムの使用量は成分Ａ、ＢおよびＣの合計量に対して
重量比で１〜３である。１未満では垂直面の塗装におい
て流れやタレが発生しやすいために厚膜が得がたく、３
を越えると塗面の平滑性が低下するので好ましくない。

これらの成分Ａ〜Ｆのほかに、塗装粘度を調節するため
の希釈剤として、かつみずからも硬化反応に加わる塗膜
形成成分としてのスチレモノマーおよびはじき防止剤、
流動性調整剤などの公知の添加剤を適宜添加することが
できる。

本発明の紫外線硬化型厚膜塗料の塗装方法は、本発明の
塗料をフォードカップNo.４（２５℃）約２０秒になる
ようにスチレンモノマーで希釈し、乾燥後の塗膜厚が１
００〜３００μｍになるように被塗物に吹付け塗装また
は静電塗装する。被塗物を室温で５分間静置したのち、
６０〜１００℃に調整した加熱装置で３分間予備加熱
し、つぎに紫外線を数秒間照射し、さらに１６０℃に調
整した加熱装置で１０分間後追い加熱する。

予備加熱および後追い加熱に使用する加熱装置は遠赤外
線炉、赤外線ランプ炉、電熱炉など一般の加熱乾燥型塗
料の乾燥に使用されている炉が使用できる。

また照射する紫外線源としては、メタルハライドラン
プ、水銀ランプなどが使用可能である。

〔発明の効果〕

本発明の紫外線硬化型厚膜塗料は、鋼板などの被塗物に
対する付着性にすぐれ、粗度が５０μｍ程度の被塗面の
凹凸をカバーして平滑な塗膜を形成し、かつ１回の塗装
で厚膜を形成できるすぐれた作業性を備えている。

〔実施例〕

次に本発明を実施例および比較例によって具体的に説明
する。例中の部および％は重量基準である。

実施例１〜１４および比較例１〜１７ (1) 塗料の調製 第１表の塗料配合に準じて、まずミルベース組成全量を
混合してサンドミルにて粒度が５μｍ以下（グラインド
ゲージにて測定）になるまで分散して各ミルベースを得
た。つぎに各ミルベース中各後添加物をそれぞれ順次加
えて均一に混合して実施例１〜１４の各紫外線硬化厚膜
塗料および比較例１〜７の各塗料を得た。

(2) 試験片の作製 (1)で調製した各塗料にスチレンモノマーを加えて粘度
がフォードカップNo.４（２５℃）１８〜２２秒になる
ように希釈した。被塗板としては７０×１５０×１mmの
冷間圧延鋼板をキシレンにて脱脂洗浄して室温にて乾燥
させたのち、表面粗度が５０μｍになるように羽布研摩
をおこない、さらに燐酸亜鉛処理剤（ボンデライトNo.
１４４：日本パーカーライジング（株）製商品名）で処
理したものを使用した。

被塗板に希釈した各塗料を乾燥塗膜厚が１３０〜１７０
μｍになるように吹付け塗装を行ない、室温にて５分間
静置後、予備加熱（１００℃に調製した熱風乾燥器にて
１０分間加熱）した。ただし比較例７についてのみ予備
加熱を省略した。ついで高圧水銀ランプ（日本電池
（株）製、ハイキュアランプ、長さ２０cm、３球４．９
KW）を約２０cmの距離から被塗板表面に均一に３秒間照
射し、さらに後追い加熱（１６０℃に調整した熱風乾燥
器にて１０分間加熱）をおこなって各試験片を得た。

各塗料および各試験片について以下に記述する。方法で
試験をおこない、結果を第２表に示した。

(3) 試験方法および評価方法 塗膜外観：実施例および比較例において作製した試験片
の塗面にさらに上塗塗料（水溶性アクリル樹脂塗料：日
本油脂（株）製商品名、アクアNo.７１００黒）を乾燥
塗膜厚が２５μｍになるように吹付けて重ね塗りした
後、１０分間室温にて静置した。つづいて１５０℃に調
整した熱風乾燥器にて２０分間加熱乾燥したのち室温ま
で放冷して塗面の鮮映性を東京光電（株）製の携帯用鮮
明度光沢度計PGD−IVにて測定した。鮮映性が０．６以
上のとき合格と判定した。

耐羽布目性：各試験片の塗面を肉眼にて観察して羽布目
が認められないものを○（合格）、認められるものを×
（不合格）とした。

付着性：JIS Ｋ 5400−6.15（碁盤目試験）の方法に
て試験した。１００のとき合格、９９以下のとき不合格
とした。

硬度：JIS Ｋ 5400−6.14（鉛筆引っかき試験）の方
法にて試験した。HB〜2Hのときを合格とした。

タレ限界膜厚(μｍ)：キシレンにて脱脂洗浄したのち室
温にて乾燥させた冷間圧延鋼板（高さ３×巾１０×厚さ
０．１cm）を被塗板とした。垂直に固定したこの被塗板
に、フォードカップNo.４（２５℃）１８〜２２秒に希
釈した塗料を吹付けて傾斜塗装（乾燥塗膜厚を被塗板端
でゼロ、下端で３００μｍになるように連続的に塗膜厚
を変化させて塗装）し、(2)項で記述した乾燥方法にて
乾燥させた。塗面のタメの有無を観察すると共に塗膜厚
を測定して、タレの生じない最高の塗膜厚を求めた。１
８０μｍ以上を合格とした。

第２表の試験結果から明らかなように、本発明による実
施例１〜１４の各塗料は良好な結果を示しているが、本
発明の範囲外の塗料は試験結果において満足できないも
のである。

本発明の成分Ｆが多い比較例１は塗面の平滑性がよくな
いために上塗塗料の吸込みがあり、また被塗物との府着
性が悪い。本発明の成分Ｆが少ない比較例２および本発
明の成分Ｆの代りに酸化チタンを使用した比較例４は、
いずれもタレ限界膜厚が不満足であり、したがって羽布
目がカバーできず、塗巻外観においても劣っている。本
発明の成分Ｃが少ない比較例３は硬度および付着性にお
いて不合格である。本発明の成分Ａが多い比較例５は被
塗物との付着性が悪く、本発明の成分Ａが少ない比較例
６は硬度およびタレ限界膜厚において満足できない。

また本発明の紫外線硬化型厚膜塗料の乾燥工程において
予備加熱を省略した比較例７は本来の付着性が発揮され
ていない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０９Ｄ 5/00 167/06 ＰＥＨ 8933−4Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】以下に示す成分Ａ〜Ｆを主成分とする紫外
   線硬化型塗料。 Ａ １分子当り不飽和二重結合を２個以上有するノンワ
   ックス型不飽和ポリエステル樹脂 Ｂ 水酸基価５０〜４００のポリエステルポリオールま
   たはポリエステルポリオールとポリエーテルポリオール
   との混合物 Ｃ 非黄変型ポリイソシアネート化合物 Ｄ 有機過酸化物触媒 Ｅ 光重合開始剤 Ｆ 平均粒径が０．５μｍ以下の微粉硫酸バリウム （ただし、Ａ／Ｂの重量比は８０／２０〜４０／６０、
   ＡおよびＢの合計の水酸基１当量に対するＣのイソシア
   ネート基の当量は０．５〜１．５、かつＡ、ＢおよびＣ
   の合計重量に対するＦの重量比は１〜３である。）