JP4786927B2 - 防錆塗料、プラスチック製物品、防錆銀鏡膜の製造方法およびプラスチック製物品の製造方法 - Google Patents
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Description
重合開始剤としては、例えば、過酸化ベンゾイル、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート等の過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル等のアゾ化合物等が挙げられる。一般的にプラスチック12はアクリル系樹脂を含んでおり、防錆塗料がアクリル系樹脂を有することにより、プラスチック12との付着性が高まり、はく離が防止される。
アクリル系樹脂の質量平均分子量は、30,000〜45,000であることが好ましい。アクリル系樹脂の質量平均分子量が30,000未満では、得られる塗膜の強度、耐水性が低下するおそれがある。アクリル系樹脂の質量平均分子量が45,000を超えると、塗料の粘度が高くなり、塗装作業性が低下するおそれがある。ここで、質量平均分子量は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)により測定されるスチレン換算の値である。
シランカップリング剤としては、通常使用されているシランカップリング剤であればよく、例えば、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン塩酸塩、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。中でも、銀鏡膜への塗膜の付着性を向上させる効果が高いことから、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランが好適に用いられる。
ABS樹脂のプラスチック素材に、銀鏡反応用の特殊プライマーとして、特殊変性アクリル系2液型塗料(オリジン電気株式会社製)を指定配合(主剤/硬化剤/溶剤)で調整し十分に撹拌し、スプレー塗装した。その後、80℃で60分間の乾燥を行い、銀の析出を促進する増感処理として塩化第一スズ溶液に浸漬した。さらに、硝酸銀アンモニア溶液と還元性有機化合物を含む溶液とを同時に塗布し、特殊プライマー表面に銀を析出させた。銀の析出後、十分な純水で水洗し、70℃で30分間乾燥させて銀鏡膜を形成した。
アミノ基を含有するアクリル系樹脂(4.5重量%)と、エポキシ基を有するシランカップリング剤(1.0重量%)との混合物に、平均粒径30〜40nmの種々の酸化金属粒子(Al2O3、SiO2、TiO2、ZnO、SnO2)(0.5〜16.5重量%)をエステル系有機溶剤に分散させて防錆塗料とした。防錆塗料を、さらにアルコール系有機溶剤(2−ブトキシエタノール)で5倍に希釈して、試験片の銀鏡膜上にスプレー塗布した。塗布後、70℃で30分間の乾燥を行った。乾燥後の防錆塗料の塗膜の厚さは、70〜700nmであった。なお、防錆塗料の所定の固形分濃度は、酸化金属粒子を45重量%、アクリル系の樹脂45重量%、シランカップリング剤10重量%である。塗膜中に含まれる酸化金属粒子の重量は、pwc(%)=酸化金属粒子の重量/(酸化金属粒子の重量+アクリル系樹脂の重量+シランカップリング剤の重量)で算定されるpwc(%)で示す。
上塗り塗膜用に、シリコンアクリル系2液型クリヤ塗料(オリジン電気株式会社製)を指定配合(主剤/硬化剤/溶剤)で調整し十分に撹拌した後、スプレー塗装した。塗装後、80℃で30分間の硬化乾燥をした後、25℃、相対湿度55%で7日間放置した。上塗り塗膜の厚さは、25±2μmであった。以降、プラスチック素材に銀鏡膜、防錆塗料の塗膜および上塗り塗膜まで形成されたものをプラスチック試験片という。なお、これまでの塗装と同時にマグネシウム合金板に塗装を行った試験片(以降、マグネシウム合金板試験片という。)を作成し、また、アクリル板に防錆塗料の塗膜だけを形成した試験片(以降、アクリル板試験片という。)も作成した。また、防錆塗料の塗膜の厚さも観察した。
1)防錆塗装の塗膜と上塗り塗膜との透明性は、マグネシウム合金板試験片を用い、外観を目視により検査した。
2)防錆塗装の塗膜の曇りについては、アクリル板試験片を用い、スガ試験機社製のDEGIRAL HAZE COMPUTERで光線透過率を測定した。
3)付着性については、プラスチック試験片を用い、JIS K 5400に準拠した碁盤目法で測定した。具体的には、塗膜にカッターで碁盤目状に切り込み(1mm間隔、100マス)を入れ、セロハンテープを密着させたのち、これを引きはがし、物品表面からはがれた塗膜のマスを数えた。
4)耐水性については、プラスチック試験片を40℃の温水中に240時間浸漬し、温水中から取り出し、塗膜表面の水分を除去し、表面温度が室温になるまで放置した後に、上記の外観目視検査および付着性の測定と同様の測定を行った。
5)耐食性については、JIS Z 2371に準拠した240時間の塩水噴霧試験を行い、銀鏡膜表面の腐食状態を目視観察し、JIS H 8679に記載のレイティングナンバ(RN)により腐食の程度を表した。腐食面積比率が0.5%以下の場合には、レイティングナンバ標準図表により求めたが、0.5%を超える場合には腐食面積比率(A%)とレイティングナンバ(RN)との関係式RN=3×(2−log10A)により算定した。
6)防錆塗料の塗膜の厚さは、アクリル板試験片をミクロトームで切断し、その断面の走査型電子顕微鏡(SEM)の観察により測定した。塗膜に凹凸がある場合には、凹部の厚さをもって、塗膜の厚さとした。
図4に、酸化金属粒子を種々変えて、防錆塗料の組成、透明性および耐水性についての目視検査の測定結果をまとめて示す。なお、いずれのケースにおいても、防錆塗料の塗膜の厚さは約200nm、pwcは45%であった。
図5に、図4に示した外観検査で用いたのと同様に酸化金属粒子を種々変えた場合の、防錆塗料の組成、防錆塗料の塗膜の付着性、40℃の温水中に240時間浸漬した後の塗膜の防錆塗料の付着性(耐水性)、および、240時間の塩水噴霧試験後の銀鏡膜表面の腐食状態の目視観察(耐食性)についての測定結果をまとめて示す。なお、図4に示した外観検査で用いた試験片に加え、酸化アルミニウム4.5重量%、アクリル系樹脂4.5重量%、シランカップリング剤を有しない(すなわち、0.0重量%)場合に、上塗り塗装をシリコン−アクリル系(SA)ではなく、アクリル−ウレタン系(SU)とした試験片についても測定を実施した。
図7に、耐食性が最も良好であった酸化アルミニウム粒子の場合において、防錆塗料の塗膜の厚さを70nmから700nmまで変えた場合の、光線透過率、付着性、40℃の温水中に240時間浸漬した後の塗膜の防錆塗料の付着性(耐水性)、および、240時間の塩水噴霧試験後の銀鏡膜表面の腐食状態の目視観察(耐食性)についての測定結果をまとめて示す。図7でも明らかなとおり、防錆塗料の塗膜の厚さを70nmから300nmまで増加しても、光線透過率に変化は見られず、700nmとした場合に、光線透過率に僅かな低下が見られる。すなわち、酸化アルミニウム粒子を用いた防錆塗料の塗膜での光線透過率は充分に高いことが確認された。付着性、および、耐水性試験における付着性については、防錆塗料の塗膜の厚さを70nmから300nmまで増加しても、付着性、耐水性試験における付着性共に変化は見られず、700nmとした場合に、いずれの付着性にも低下が見られた。ただし、塩水噴霧試験後の銀鏡膜表面の腐食状態の目視観察、すなわち耐食性については、防錆塗料の塗膜の厚さを厚くすれば、レイティングナンバも増大し、耐食性が向上していることが確認された。
続いて、図8に、酸化アルミニウムの含有率、すなわちpwcを変えた場合の、光線透過率、付着性、40℃の温水中に240時間浸漬した後の塗膜の防錆塗料の付着性(耐水性)、および、240時間の塩水噴霧試験後の銀鏡膜表面の腐食状態の目視観察(耐食性)についての測定結果をまとめて示す。図8でも明らかなとおり、いずれの場合にも、光線透過率にはほとんど変化が見られず、平均粒径30〜40nmの酸化アルミニウム粒子を用いる場合には、酸化アルミニウム粒子の量は光線透過率に影響しないことが確認された。また、pwcの変化に伴う付着性、耐水性試験における付着性についての変化は見られず、いずれのpwcにおいても良好な付着性が得られることが確認された。また、塩水噴霧試験後の銀鏡膜表面の腐食状態の目視観察、すなわち耐食性については、酸化アルミニウム粒子の量を増やすと、レイティングナンバも増加し、すなわち、耐食性が向上することが分かった。
12 プラスチックで製造された物品(被塗装物品)
14 銀鏡膜
16 防錆塗料の塗膜
18 上塗り塗膜
Claims (6)
- 粒子径が20nm以上50nm以下である酸化金属粒子(ただし、アミノ基含有アルコキシシラン化合物またはアミノ変性シリコーンオイルから形成されたアミノ基含有被覆を有するものを除く)と;
アクリル系樹脂と;
シランカップリング剤とを有し;
前記酸化金属粒子が、酸化アルミニウム粒子、酸化亜鉛粒子、およびこれらの複合酸化金属粒子のうちの少なくとも1種であり;
前記シランカップリング剤は、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン塩酸塩、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランのうちの少なくとも1種である;
防錆塗料。 - プラスチック素材により形成された物品と;
前記物品の表面に形成された銀鏡膜と;
前記銀鏡膜に重ねて形成された、請求項1に記載の防錆塗料の膜とを備える;
プラスチック製物品。 - 前記防錆塗料の膜に重ねて形成された、上塗り塗膜を備える;
請求項2に記載のプラスチック製物品。 - 被塗装物品に銀鏡反応により銀鏡膜を形成する工程と;
前記銀鏡膜に重ねて、粒子径が20nm以上50nm以下である酸化金属粒子と、アクリル系樹脂と、シランカップリング剤とを有する防錆塗料を塗布する工程と;
前記防錆塗料を塗布する工程により塗布された防錆塗料の膜に重ねて、上塗り塗料を塗布する工程とを備える;
防錆銀鏡膜の製造方法。 - 前記酸化金属粒子が、酸化アルミニウム粒子または酸化亜鉛粒子を含む;
請求項4に記載の防錆銀鏡膜の製造方法。 - プラスチック素材を所定形状の物品に形成する工程と;
前記物品の表面に請求項4または請求項5に記載の防錆銀鏡膜の製造方法により防錆銀鏡膜を製造する工程とを備える;
プラスチック製物品の製造方法。
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