JP5560326B2 - ハードコート塗料および成形体 - Google Patents
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Description
例えば、基材としてポリカーボネートを用い、その上にハードコート層を設けた成形体は、各種建築材料や自動車の窓材または構造材等として使用されている。このような屋外用途の場合、高度な機械特性(硬度、耐擦傷性等)に加え、優れた耐候性、耐薬品性、耐水性が求められる。
ハードコート層としては、珪素アルコキシドの加水分解縮合物や、多官能アクリレートの硬化層が多く採用されている。
また、従来のハードコート層は、ポリカーボネートとの密着性に乏しく、そのため、ポリカーボネート上に特別なプライマー層を形成した後、ハードコート層を設ける必要があり、製造コストの観点から問題があった。このような課題は、基材としてポリカーボネート以外にも、ガラス、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、軟質および硬質塩化ビニル樹脂、スチレン系樹脂を使用する場合にも存在し、改善が求められていた。
さらに、従来のハードコート塗料は、有機溶剤で希釈して粘度が調整され、基材上に塗布した後は、加熱乾燥して該有機溶剤を揮発する必要があり、作業環境上問題があった。
1.(a)ビニルエステル樹脂または不飽和ポリエステル樹脂 10〜30質量%、
(b)ビニルモノマーおよび/または(メタ)アクリレートモノマー 50〜75質量%、
(c)分子中に環状構造を有しかつ少なくとも1個のエチレン性不飽和基を有するモノマー 3〜20質量%、
(d)水酸基価40〜330mgKOH/gのポリオール(d−1);水酸基価40〜330mgKOH/gであり、かつ酸価が2〜20mgKOH/gであるポリオール(d−2);変性ゴム(d−3);およびエポキシ当量が150〜700g/モルである化合物(d−4)からなる群から選択された少なくとも1種の変性剤 0〜10質量%、
(ただし、前記成分(a)〜(d)の合計は100質量%である)
および
(e)有機過酸化物、紫外線反応開始剤および電子線反応開始剤からなる群から選ばれる少なくとも1種のラジカル重合開始剤 前記成分(a)〜(d)の合計100質量部に対し0.1〜15質量部
を含有するハードコート塗料。
(ただし、前記成分(b)が環状構造を含む場合、前記環状構造はヘテロ原子を含む)
(ただし、前記成分(c)は、前記環状構造にヘテロ原子は含まない)
2.鉛筆硬度がF 以上のハードコート層が得られることを特徴とする前記1に記載のハードコート塗料。
3.ガラス;ポリカーボネート;アクリル系樹脂;ポリエステル系樹脂;軟質および硬質塩化ビニル樹脂;またはスチレン系樹脂からなる基材(B)上に、前記1または2に記載のハードコート塗料により形成されたハードコート層(A)を設けてなることを特徴とする成形体。
4.前記ハードコート層(A)の厚みが1.5〜10μmであることを特徴とする前記3に記載の成形体。
また本発明の成形体は、前記本発明のハードコート塗料により形成されたハードコート層を設けてなるものであるので、ハードコート層と基材との密着性に優れ(基材にプライマー処理等をしなくともダイレクトコートが可能である)、硬度、耐擦傷性、耐候性、耐薬品性、耐水性が高次元でバランスされている。
成分(a)ビニルエステル樹脂または不飽和ポリエステル樹脂
本発明のハードコート塗料の成分(a)は、ビニルエステル樹脂または不飽和ポリエステル樹脂である。
ビニルエステル樹脂として、具体的にはウレタン(メタ)アクリレート樹脂、エポキシ(メタ)アクリレート樹脂、ポリエステル(メタ)アクリレート樹脂から選択されるものであり、より好ましくは高硬度発現性、速乾燥性、接着性、無黄変性、低粘度発現性に特に優れるウレタン(メタ)アクリレート樹脂が挙げられる。なお本発明でいう(メタ)アクリレートとは、アクリレートまたはメタクリレートを指す。
このポリオールは、代表的にはポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカ−ボネ−トポリオール、ポリブタジエンポリオール等が挙げられ、単独または2種以上を併用して用いられる。
本発明のハードコート塗料の成分(b)は、ビニルモノマーおよび/または(メタ)アクリレートモノマーである。
ただし、前記成分(b)が環状構造を含む場合、前記環状構造はヘテロ原子を含む。
具体的例としては、例えば、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(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリオキシエチル(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
本発明で用いられる成分(b−1)は、ヘテロ原子を含む環状構造および1個のエチレン性不飽和基を有する化合物である。
成分(b)としては、例えば、アクリロイルモルホリン、ビニルイミダゾール、ビニルピリジン等が挙げられる。
さらに、下記式(1)〜(2)で表される化合物を挙げることができる。
本発明で用いられる環状構造を含まないジアクリレートモノマーとしては、エチレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート(DPGDA)、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)、1,4−ブタ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、トリプロピレングリコールジアクリレート(TPGDA)、PO変性ネオペンチルグリコールジアクリレート等を挙げる事ができる。高硬度発現性、速乾燥性、無黄変性の点において、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレートが好ましい。
本発明のハードコート塗料の成分(c)は、分子中に環状構造を有しかつ少なくとも1個のエチレン性不飽和基を有するモノマーである。ただし、成分(c)は前記環状構造にヘテロ原子(N,O,S等)は含まないものとする。
成分(c)は本発明のハードコート塗料における他の成分との相容性に優れるうえ、透明性を損なわずに粘度を下げる機能、硬度向上の機能、耐擦傷性向上の機能を有する。
成分(c)としては、本発明の効果の点から、(c−1)シクロアルケンおよび/または(c−2)脂環族ビニル化合物が好ましい。
(c−1)シクロアルケンとしては、例えば、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘプテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、1,3−シクロヘキサジエン、1,4−シクロヘキサジエン、1,5−シクロオクタジエン、シクロオクテン等のシクロアルケンを挙げることができる。 シクロアルケンの炭素数としては、4〜20が好ましい。これらは、1種単独で、または2種以上を併用することができる。また、ジシクロペンタジエン系単量体を挙げることができる。ジシクロペンタジエン系単量体は、低粘度性、相溶性、高硬度の点で好ましい。
ジシクロペンタジエン系単量体とは、ジシクロペンタジエン、またはその置換体であって、その置換体としては、アルキル置換体、アルキリデン置換体、芳香族置換体が挙げられ、さらに置換体は、ハロゲン、水酸基、エステル基、アルコキシ基、シアノ基、アミド基、イミド基、シリル基等の極性基を有していてもよい。ジシクロペンタジエン系単量体の炭素数としては、4〜20が好ましい。これらは、1種単独で、または2種以上を併用することができる。
具体的には、ジシクロペンタジエン、2−メチルジシクロペンタジエン、2−エチルジシクロペンタジエン、5−メチルジシクロペンタジエン、5,5−ジメチルジシクロペンタジエン、2,3−ジヒドロジシクロペンタジエン等が挙げられる。特に本発明の効果が大きく好ましいものはジシクロペンタジエン、そのアルキル置換体、アルキリデン置換体、芳香族置換体であり、該置換体は、ハロゲン、水酸基、エステル基、アルコキシ基、シアノ基、アミド基、イミド基、シリル基等の極性基を有していてもよい。中でもジシクロペンタジエンが好ましい。
シクロアルケンビニル化合物(c−2−1)としては、二重結合を持つ炭素数5〜8の脂肪族環を有し、かつ、重合性のビニル基を有する化合物であれば格別な限定はない。脂肪族環には炭素数1〜4のアルキル基またはハロゲン原子基を置換基に持つことができる。シクロアルケンビニル化合物の例としては、たとえば、2−ビニルシクロペンテン、2−メチル−4−ビニルペンテン、3−ビニルシクロペンテン、3−t−ブチル−4−ビニルペンテンなどのシクロペンテンビニル化合物;4−ビニルシクロヘキセン、4−イソプロペニルビニルシクロヘキセン、1−メチル−4−ビニルシクロヘキセン、1−メチル−4−イソプロペニルビニルシクロヘキセン、2−メチル−4−ビニルシクロヘキセン、2−メチル−4−イソプロペニルビニルシクロヘキセンなどのシクロヘキセンビニル化合物;2−ビニルシクロヘプテン、3−ビニルシクロヘプテン、4−ビニルシクロヘプテン、3−メチル−6−ビニルシクロヘプテン、4−エチル−6−ビニルシクロヘプテン、3−t−ブチル−5−ビニルシクロヘプテンなどのシクロヘプテンビニル化合物;2−ビニルシクロオクテン、3−ビニルシクロオクテン、4−ビニルシクロオクテン、2−メチル−5−ビニルシクロオクテン、4−エチル−6−ビニルシクロオクテン、3−t−ブチル−7−ビニルシクロオクテンなどのシクロオクテンビニル化合物などが挙げられる。
上記シクロアルケンビニル化合物(c−2−1)としてはビニル結合として(メタ)アクリロイル基を有することができる。
本発明のハードコート塗料の成分(d)は、任意成分であり、変性剤である。
(d) 変性剤としては、例えば水酸基価40〜330mgKOH/gのポリオール(d−1);および水酸基価40〜330mgKOH/gであり、かつ酸価が2〜20mgKOH/gであるポリオール(d−2);変性ゴム(d−3);エポキシ当量が150〜700g/モルである化合物(d−4)からなる群から選択された少なくとも1種が挙げられる。
(i)水酸基価は40〜330mgKOH/gであるのが上記密着性の点で好ましく、150〜300mgKOH/gであるのがさらに好ましい。
(i)水酸基価40〜330mgKOH/gのヒマシ油系ポリオール(d−1−1)
(i)水酸基価40〜330mgKOH/gのポリブタジエン系ポリオール(d−1−2)
(i)水酸基価40〜330mgKOH/gのポリイソプレン系ポリオールまたはその水素添加物(d−1−3)
(i)水酸基価40〜330mgKOH/gのエポキシポリオール樹脂(d−1−4)
が挙げられる。
さらに、本発明の効果の点から、(i)水酸基価40〜330mgKOH/gの芳香族系ヒマシ油系ポリオール(d−1−1−1)が好ましい。より好ましくは、150〜240mgKOH/gである。
ポリブタジエン系ポリオールは市販されており、例えば、出光興産(株)製の「Poly bd R−15HT(水酸基価102.7mgKOH/mg、Mw1200)」、「Poly bd R−45HT(水酸基価46.6mgKOH/mg、Mw2800)」等が挙げられる。
また、本発明の効果の点から(d−1−2)ポリブタジエン系ポリオールの水酸基価は40〜330mgKOH/gであるのが好ましく、40〜110mgKOH/gであるのがさらに好ましい。
(d−1−2)ポリブタジエン系ポリオールの重量平均分子量(GPC法)は、50〜3000であるのが好ましく、800〜1500であるのがさらに好ましい。
水素添加物としては、出光社のエポール(登録商標)(水酸基末端液状ポリオレフィン)が挙げられる。「エポール(登録商標)」(水酸基価50.5mgKOH/mg、Mn2500)は、「Poly ip(登録商標)」に水添して得られる液状のポリオレフィンである。分子内に二重結合はほとんど残っていない。
(i)の水酸基価は、230〜300mgKOH/gであるのがさらに好ましい。
(ii)の酸価は、4〜15mgKOH/gであるのがさらに好ましい。
(i)水酸基価40〜330mgKOH/gであり、かつ(ii)酸価が2〜20mgKOH/gであるポリオール(d−2)としては、
(i)水酸基価40〜330mgKOH/gであり、かつ(ii)酸価が2〜20mgKOH/gであるヒマシ油系ポリオール(d−2−1)
が例示される。
また、上記伊藤製油 URIC H−2151Uは、ヒマシ油系ポリオールと全炭素数が12以上の酸性リン酸エステル化合物とテルペンフェノール類を含有するポリオール (粘度:3,500〜8,500mPa・s/25℃、水酸基価:240〜290(単位mgKOH/g)、酸価:4〜15(単位mgKOH/g))であり、基材(B)との密着性に優れる。
本発明で使用される変性ゴム(d−3)としては、(d−3−1)液状のカルボキシル化ポリイソプレン及び(d−3−2)カルボキシル化ポリブタジエンが挙げられる。
本発明で使用されるカルボキシル化ポリイソプレン(d−3−1)は、基材(B)の表面のぬれ性を向上させ、密着性を向上させる機能を果たす。
成分(d−3−1)としては、例えばマレイン化ポリイソプレンとしてクラレ社製のLIR−420が挙げられる。
本発明で使用されるカルボキシル化ポリブタジエン(d−3−2)は、基材(B)の表面のぬれ性を向上させ、密着性を向上させる機能を果たす。
成分(d−3−2)は、ポリブタジエンにおける主鎖のミクロ構造がビニル1,2−結合型、トランス1,4−結合型、シス1,4−結合型からなる、室温において透明な液状の重合体である。ここで、ビニル1,2−結合は30重量%以下であることが好ましく、ビニル1,2−結合が30重量%を超えては、得られる貯蔵安定性が悪化するため好ましくない。また、シス1,4−結合は、40重量%以上であることが好ましく、シス1,4−結合が40重量%未満では、得られる密着性が低下するため好ましくない。
シス−二重結合が上記下限未満である液状ポリブタジエンはマレイン化率上昇と共に急激に粘度が上昇するが、シス−二重結合が上記範囲にあるものは粘度上昇が少ない。粘度が上記範囲のように低いことから、反応性が高くなり作業性が向上する。また、得られるハードコート塗料は加飾性の点で優れる。
本発明のハードコート塗料の成分(e)は、有機過酸化物、紫外線反応開始剤および電子線反応開始剤からなる群から選ばれる少なくとも1種のラジカル重合開始剤である。
本発明において使用される有機過酸化物としては、例えばジクミルパーオキサイド、ジ - tert - ブチルパーオキサイド、2,5 - ジメチル - 2,5 - ジ - (tert - ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5 - ジメチル - 2,5-ジ(tert - ブチルペルオキシ)ヘキシン - 3、1,3 - ビス(tert - ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、1,1 - ビス(tert - ブチルパーオキシ) - 3,3,5 -トリメチルシクロヘキサン、n - ブチル - 4,4 - ビス(tert - ブチルパーオキシ)バレレート、ベンゾイルパーオキサイド、p クロロベンゾイルパーオキサイド、2,4 ジクロロベンゾイルパーオキサイド、tert - ブチルパーオキシベンゾエート、tert - ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジアセチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、tert -ブチルクミルパーオキサイド、コハク酸パーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイドなどを挙げることができる。
成分(a)の上限を超えると鉛筆硬度とテーバー摩耗性が悪化し、また、耐溶剤性も悪化した。下限未満では脆くなって、テーバー摩耗性が悪化する。また、耐水性、耐溶剤性、耐候性も悪化する。
成分(b)の上限を超えると脆くなって、鉛筆硬度及びテーバー摩耗性が悪化し、また、耐水性、耐溶剤性、耐候性も悪化した。下限未満では鉛筆硬度とテーバー摩耗性が悪化する。
成分(c)の上限を超えると収縮が大きくなりすぎて耐水性が悪化し、また耐溶剤性、耐候性も悪化した。下限未満では鉛筆硬度とテーバー摩耗性が悪化し、粘度が高すぎて取り扱いが困難であった。また、耐水性、耐溶剤性、耐候性も悪化した。
成分(d)の上限を超えると軟質化して鉛筆硬度とテーバー摩耗性が悪化する。
成分(e)の上限を超えると収縮が大きくなりすぎて耐水性が悪化し、また耐溶剤性、耐候性も悪化した。下限未満では硬化しない。
また本発明のハードコート塗料には、必要に応じて重合促進剤、無機質充填剤、顔料等を適宜配合できる。
このようにして得られたハードコート層は、鉛筆硬度でF以上の硬度を有する。好ましくはH以上である。
成分(a−1)ビニルエステル樹脂
(i)ウレタンアクリレート
サートマー社製 CN975 芳香族ウレタンアクリレート、タイプ=ポリエステル、60℃粘度=500、官能基数=6
(ii)ポリエステルアクリレート
サートマー社製 CN292 ポリエステルアクリレート、タイプ=脂肪族ポリエステル、25℃粘度=630、官能基数=4
(iii)エポキシアクリレート
サートマー社製 CNUVE151 エポキシアクリレート、タイプ=ポリエステル、25℃粘度=150,000、官能基数=2
(iv)ウレタンアクリレート
サートマー社製 CN963B80 ウレタンアクリレート(1,6-ヘキサンジオールジアクリレートHDDAブレンド)、タイプ=ポリエステル、60℃粘度=1,100、官能基数=2
成分(a−2)不飽和ポリエステル樹脂
昭和高分子社製、RIGOLAC 21E−A−2(商標)
(i)BASF社製、N−ビニルカプロラクタム
沸点 117℃(10mm Hg)
蒸気圧 <0.1 mm Hg (20℃)
引火点 110℃
融点 35℃
粘度 3.5 cps (40℃)
成分(b−2)ジアクリレートモノマー
(i)BASF社製、ジプロピレングリコールジアクリレート(DPGDA)
(ii)BASF社製、トリプロピレングリコールジアクリレート(TPGDA)
(c−1)日本ゼオン社製、ジシクロペンタジエン
(c−2)BASF社製、1,4−シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル(CHDM)
(d−1−2)ポリブタジエン系ポリオール
出光興産社製、Poly bd R-15HT
粘度:1.5Pa・s/30℃、水酸基価:102.7mgKOH/g
(d−1−1−1)芳香族系ヒマシ油系ポリオール
伊藤製油社製、URIC(商標)AC−006、前記式(4)で表されるヒマシ油由来のポリオール、粘度:0.7〜1.5Pa・s/25℃、水酸基価:194〜214mgKOH/g
(d−1−3)ポリイソプレン系ポリオール
出光興産社製、Poly ip(登録商標)分子末端に反応性の高い水酸基を備えたポリイソプレンタイプの液状ポリマー(水酸基価46.6mgKOH/mg、数平均分子量Mn=2500)
(d−2−1)ヒマシ油系ポリオール
伊藤製油 URIC H−1262
ヒマシ油系ポリオールと全炭素数が12以上の酸性リン酸エステル化合物を含むポリオール 粘度:3,500〜8,500Pa・s/25℃、酸価:4〜15(単位mgKOH/g)、水酸基価:240〜290(単位mgKOH/g)
(d−2−1)ヒマシ油系ポリオール
伊藤製油 URIC H−2151U
ヒマシ油系ポリオールと全炭素数が12以上の酸性リン酸エステル化合物とテルペンフェノール類を含有するポリオール 粘度:3,500〜8,500Pa・s/25℃、酸価:4〜15(単位mgKOH/g)、水酸基価:240〜290(単位mgKOH/g)
(d−1−3)ポリイソプレン系ポリオールの水素添加物
出光興産社製 エポール(商標)水酸基末端液状ポリオレフィン
(粘度(Pa・s/30℃)75、水酸基価(mgKOH/g) 50.5、数平均分子量2500)
(d−3−1)マレイン化ポリイソプレン
株式会社 クラレ LIR-420 (酸価(mgKOH/g) 40)
(d−3−2)マレイン酸変性ポリブタジエン
SARTOMER社製 Ricon130MA8 (粘度(Pa・s/30℃)6.5、酸価(mgKOH/g) 46、数平均分子量2700)
(d−3−2)マレイン酸変性ポリブタジエン
EVONIK社製 POLYVEST(商標) OC 800 S (ポリブタジエンにおける1,4−シス二重結合:75%、1,4−トランス二重結合:24%、ビニル結合:1%、マレイン化率:7.5%、数平均分子量:3300(GPC)、重量平均分子量:13,600(GPC)、粘度(20℃):6〜9Pa・s(DIN53214にて測定)、酸価:70〜90mgKOH/g、ヨウ素価:380〜420g/100g、(チグラー−ナッタ触媒で重合))
(d−1−4)エポキシポリオール樹脂
DIC株式会社 EPICLON(商標)U-125-60BT
(粘度(Pa・s/30℃)70、水酸基価(mgKOH/g) 120)
(d−4−1)エポキシ当量が150〜250g/モルであるポリエポキシ化合物
アデカレジンEP−4100E(ADEKA 製;ビスフェノールAジグリシジルエーテル、エポキシ当量190)
(d−4−2)エポキシ当量が500〜700g/モルである飽和骨格を持つ重合体
クラレ社製L−207(KRATON LIQUID(商標) (エポキシ当量が590g/モルで、水酸基当量は7000g/モル、ガラス転移温度−53℃、完全飽和骨格(エポキシ化エチレン・プロピレン−エチレン・ブチレン−OH構造)を持つ重合体)
・粘度測定方法
粘度計は、JIS K7117-1に従って、単一円筒型回転粘度計(B形TVC--5 )を用いて測定。
1. 測定器に500mlビーカ(標準)を使用。
2. 標準ロータは、低・中粘度用としてのM1〜M4ロータ、中・高粘度用としてのH1〜H7ロータの2種から選択
・水酸基価測定方法
水酸基価とは、試料1g中に含まれるOH基をアセチル化するために要する水酸化カリウムのmg数である。JIS K 1557-1に準じて、無水酢酸を用いて試料中のOH基をアセチル化し、使われなかった酢酸を水酸化カリウム溶液で滴定する。
B:滴定に用いた0.5mol/l水酸化カリウムエタノール溶液の量(ml)
f:ファクター
試料油1gに含まれる酸性成分を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数で表す。 JIS K 1557-5に準じて、
(1)終点pHの測定
200mLビーカに緩衝貯蔵液Bを10mL採取し、滴定溶剤を100mL加えて電極を浸け、30秒間で0.1pH以内の変化となったpHを緩衝の終点とする。
(2)酸価の測定
1.試料20gを200mLビーカに正確に秤量する。
2.トルエン・2-プロパノール・純水混合溶剤125mLを加え、0.1mol/L水酸化カリウム滴定液で滴定する。
(1)の結果 11.72 pHを終点として設定し、次式で酸価を求める。また、同手順でブランクを求める。
酸価(mgKOH/g)=(D−B)×K×F×M/S
D:滴定値(mL)
B:ブランク(0.085mL)
K:KOHの分子量(56.1)
F:滴定液のファクタ(1.000)
M:滴定液のモル濃度(0.1mol/L)
S:試料採取量(g)
(i)光重合開始剤
CIBA社製、IRGACURE(商標)819
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
(ii)熱重合開始剤
日油社製、パーヘキサ25B(1分半減期:179℃)、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン
下記表1〜8に示す配合割合(質量部)において、攪拌機を備えた容器中に成分(a)〜(c)を入れ、常温で十分に攪拌し、その後、成分(d)を加え攪拌後、液温が常温になった時点で、成分(e)を添加して、溶け残りがないように十分攪拌し、ハードコート塗料を得た。得られた接着剤組成物の25℃における粘度(mPa・s)を測定した。 すなわち、ハンディタイプのデジタル粘度計TVC-7形回転粘度計(東機産業社)を用いて、粘度に合わせた適当なロータ(0号〜5号)を用いて、25℃粘度を測定した。結果を表1〜8に併せて示す。
(粘度)
JIS K7233に従い、25℃ において計TVC-7形回転粘度計を用いて測定した。単位をmPa・Sとし、無溶剤での作業性を維持する観点から、硬化剤組成物の粘度を下記の通り評価した。
○ : 粘度が1000mPa・S/25℃ 以下で、実用上使用可能な粘度。
△ : 粘度が1000〜2000mPa・S/25℃ で、作業適用気温が制限されるので実用上好ましくない。
× : 粘度が2000mPa・S/25℃ 以上で、作業性が悪いため、常温以下では溶剤で稀釈する必要がある。
ガラス基材へのコーティングサンプルを用いて、日本電色工業社製の測定器( 商品名「COH−300A」)を用いて測定を行った。
ガラス基材へのコーティングサンプルを用いて、日本工業規格K 5400に記載されている鉛筆硬度測定法に準拠して測定を行った。
なお、サンプルの傷付きの有無の判定は、前記規格に準拠して測定者の肉眼にて行うが、傷つきの判定が微妙となる場合には、傷(凹部) の深さを市販の触針式表面粗さ計により測定し、異なる5個所で測定した深さの平均値が0.2μm以上である場合に「傷が発生した」と判定することとした。
PC(ポリカーボネート)基材へのコーティングサンプルを用いて、テーバー摩耗試験(CS−10研摩紙、500g、20回)後、次式から求められる被膜ヘーズ値の摩耗前後の差(ΔH)で評価した。
ヘーズ(%)=(拡散透過率/全光線透過率)×100
各基材に対して、日本工業規格K 5400に記載されている碁盤目テープ試験法に準拠して以下のように測定を行った。
碁盤目テープ試験(Cross-cut Test、塗布厚10μm(スピンコート法)):試験面(ハードコート層(A)側)にカッターナイフを用いて、1×1mm四方の碁盤目の切り傷を入れる。カッターガイドを使用する。碁盤目の数は、縦10個×横10個=100個入れる。碁盤目を入れた所にセロハンテープを強く圧着させ、テープの端を45°の角度で急速に引き剥がし、碁盤目の状態(剥離しないで残った碁盤目の個数)を見る。
各基材に対して、サンプルを沸騰水中(純水) に1時間浸せきした後に室内で自然乾燥させ、ハードコート層の外観の悪化の有無について目視観察した。
○:剥離やクラックの発生なし(1時間浸せき)
×:剥離やクラックの発生あり(1時間浸せき)
各基材に対して、サンシャインウエザーメータを用いてブラックパネル温度63℃ で、降雨12分、乾燥48分のサイクルで2000時間暴露後、外観の評価を行った。
○:外観変化なし
×:白化、黄変、剥離あり
各基材に対して、キシレンを含浸して脱脂綿で皮膜を100回ラビングし、外観状態を下記基準で目視判定した。
○:異常なし
△:わずかに皮膜の剥離あり
×:皮膜が全面剥離
比較例1は、成分(a)の配合量が本発明で規定する下限未満であるので、脆くなってテーバー摩耗性が悪化した。また耐水性、耐溶剤性、耐候性も悪化した。
比較例2は、成分(a)の配合量が本発明で規定する上限を超えているので、鉛筆硬度及びテーバー摩耗性が悪化した。また、耐溶剤性も悪化した。
比較例3は、成分(a)の配合量が本発明で規定する上限を超え、かつ成分(b)の配合量が本発明で規定する下限未満であるので、鉛筆硬度及びテーバー摩耗性が悪化した。また、耐溶剤性も悪化した。
比較例4は、成分(b)の配合量が本発明で規定する上限を超えているので、脆くなって鉛筆硬度及びテーバー摩耗性が悪化した。また、耐水性、耐溶剤性、耐候性も悪化した。
比較例5は、成分(c)を配合していないので、脆くなって鉛筆硬度及びテーバー摩耗性が悪化し、粘度が高すぎて取り扱いが困難であった。また、耐水性、耐溶剤性、耐候性も悪化した。
比較例6は、成分(c)の配合量が本発明で規定する上限を超えているので、収縮が大きくなりすぎて耐水性が悪化した。また耐溶剤性、耐候性も悪化した。
比較例7は、成分(e)の配合量が本発明で規定する下限未満であるので、硬化が不十分であった。
比較例8は、成分(e)の配合量が本発明で規定する上限を超えているので、収縮が大きくなりすぎて耐水性が悪化した。また耐溶剤性、耐候性も悪化した。
なお、本発明の塗料の塗布厚を5μmで試験しても実施例1〜27と同様に良好な結果が得られた。
Claims (4)
- (a)ビニルエステル樹脂または不飽和ポリエステル樹脂 10〜30質量%、
(b)ビニルモノマーおよび/または(メタ)アクリレートモノマー 50〜75質量%、
(c)分子中に環状構造を有しかつ少なくとも1個のエチレン性不飽和基を有するモノマー 3〜20質量%、
(d)水酸基価40〜330mgKOH/gのポリオール(d−1);水酸基価40〜330mgKOH/gであり、かつ酸価が2〜20mgKOH/gであるポリオール(d−2);変性ゴム(d−3);およびエポキシ当量が150〜700g/モルである化合物(d−4)からなる群から選択された少なくとも1種の変性剤 0〜10質量%、
(ただし、前記成分(a)〜(d)の合計は100質量%である)
および
(e)有機過酸化物、紫外線反応開始剤および電子線反応開始剤からなる群から選ばれる少なくとも1種のラジカル重合開始剤 前記成分(a)〜(d)の合計100質量部に対し0.1〜15質量部
を含有するハードコート塗料。
(ただし、前記成分(b)が環状構造を含む場合、前記環状構造はヘテロ原子を含む)
(ただし、前記成分(c)は、前記環状構造にヘテロ原子は含まない) - 鉛筆硬度がF 以上のハードコート層が得られることを特徴とする請求項1に記載のハードコート塗料。
- ガラス;ポリカーボネート;アクリル系樹脂;ポリエステル系樹脂;軟質および硬質塩化ビニル樹脂;またはスチレン系樹脂からなる基材(B)上に、請求項1または2に記載のハードコート塗料により形成されたハードコート層(A)を設けてなることを特徴とする成形体。
- 前記ハードコート層(A)の厚みが0.5〜20μmであることを特徴とする請求項3に記載の成形体。
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