JP7290257B2 - ウレタン系塗料組成物および塗膜 - Google Patents
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Description
フッ素樹脂粒子をイソシアネート基末端ウレタンポリマーを含むA液に添加し、体積基準メジアン径(D50)が、8.21~41.36μmのフッ素樹脂粒子を含むA液を得る工程と、
前記フッ素樹脂粒子を含むA液とポリアミンを含むB液とを混合し塗料組成物を得る工程と、
前記塗料組成物を塗布する塗布工程と、
塗布された塗布組成物を乾燥する工程を含むみ、
塗膜を形成した際に乾燥塗膜の厚みに対する前記フッ素樹脂粒子の体積基準メジアン径(D50)の比が0.08~0.28となる乾燥塗膜の製造方法である。
本開示のA液は、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを含有する。
本開示のB液は、ポリアミンを含有する。
本開示のフッ素樹脂粒子は、フッ素樹脂を微粉末に加工、粉砕されたものの集合体である。
以下、実施例および比較例を示して本発明をさらに説明する。なお、本発明は、下記実施例のみに限定されるものではない。
作製した試験材をカッタで切断し、切断した面の厚みをダイヤルゲージ(最小表示量0.001mm)にて10か所を測り、0.001mmまでの読みを記録した。記録値の中で、大小それぞれ2個の値を除いた6個の値の平均値を求めることによって行った。
乾燥塗膜をカッタ等で切断し、その塗膜断面を走査型電子顕微鏡にて倍率を1000~10000倍で調整しながら観察し、得られた画像から各粒子のフェレー径(粒子の像を2本の平行線で挟んだときの平行線の間隔)をデジタル解析ソフトにより計測(測定個数は1000個)した。計測されたフェレー径から、各粒子に関してフェレー径を直径とする球と仮定し、体積基準による分布図を作成するとともにメジアン径(D50)を算出した。
試験材の塗装面でJISK7204:1999に準じて、摩耗輪による摩耗試験を下記条件で実施し、摩耗した重量でもって評価した。
《摩耗試験の条件》
摩耗輪:H-18
荷重: 4.9N
回転速度:60rpm
回転数:1000回
すべり性は、動摩擦係数を測定することで評価した。動摩擦係数の測定方法は、試験材の塗装面を上部にして水平面上に固定して、その上に滑り片を動かす際の摩擦力をロードセルで測定する方法において、滑り片上におもりを置き、塗装面に掛かる荷重が27.5gf、55.0gf、82.5gf、110.0gf、137.5gfの5水準の荷重にて試験を行った。なお、滑り片はワイヤーに引っ掛け、速度300mm/分で動かした。この試験によって得られた各荷重毎の摩擦力に関して、荷重をx軸、摩擦力をy軸とした2次元座標上に結果をプロットし、その回帰直線を求め、当該直線の傾きを動摩擦係数とした。
1)塗料組成物の作製
(A液の作製)
4,4´-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートに対しポリテトラメチレンエーテルグリコールをNCO基/OH基=1.7となる混合比で混ぜ、混合体を調整した。調整した混合体に、メチルエチルケトンを、その混合体の10重量%相当量、およびジブチル錫ジラウレートをその混合体の0.01重量%相当量添加後、80℃で攪拌しながら2時間反応させてイソシアネート末端ウレタンポリマーを作製した。作製したイソシアネート末端ウレタンポリマーに、塩化メチレンを全体の35重量%相当量を添加・溶解させA液とした。なお、NCO含有量(イソシアネート含有量)は2.6重量%であった。
4,4’-ジアミノジフェニルメタン55gをエチルメチルケトン45gに溶解させた。
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)粒子を用い、その粒径の体積基準メジアン径(D50)は下記の4種類を用意した。
A:8.21μm(株式会社喜多村 KTL-10S)
B:19.05μm(株式会社喜多村 KTL-450)
C:30.95μm(株式会社喜多村 KTL-350)
D:41.36μm(株式会社喜多村 KTL-300M)
なお、体積基準メジアン径(D50)は、レーザー回折・散乱式の粒子径分布(粒度分布)測定装置(マイクロトラック・ベル株式会社製「MT3000II」)にて測定した。
乾燥塗膜作製直前にA液に対し、A液の20重量%(イソシアネート末端ウレタンプレポリマーの12重量%)に相当する量のフッ素樹脂粒子を添加し、攪拌し、分散させた。
フッ素樹脂粒子を分散させたA液に、A液のイソシアネート基(NCO)とB液のアミノ基(NH2)のモル等量比が1:1となるように、B液を添加し攪拌した。
噴霧塗装の作業性が良好な粘度になるように塩化メチレン、メチルエチルケトンを添加し粘度調整した。
粘度調整された塗料をステンレス板(縦10cm X 横10cm)に噴霧塗装し、その後3日以上の自然放置乾燥にて実施例1~13、比較例1~7の試験材を作製した。
乾燥塗膜中に存在するフッ素樹脂粒子の体積基準メジアン径(D50)を走査電子顕微鏡で測定・算出した結果と、乾燥塗膜作製前のフッ素樹脂粒子をレーザー回折・散乱式で測定した結果とはほぼ同じで、統計的な有意差も認められなかった。
実施例1~13の乾燥塗膜にフッ素樹脂粒子が存在する乾燥塗膜の耐摩耗性は、15~20mgであり、従来のウレタン塗膜と同等の耐摩耗性であった。
実施例1~13の乾燥塗膜の滑り性(0.17~0.20)は、従来のウレタン塗膜の滑り性(0.6~0.8)と比べて良好な滑り性であり、フッ素樹脂であるPTFE樹脂の塗膜の滑り性(0.2以下)と比較しても同等(0.2以下)であった。
Claims (7)
- イソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを含むA液と、ポリアミンを含むB液と、体積基準メジアン径(D50)が、8.21~41.36μmのフッ素樹脂粒子とを含み、塗膜を形成した際に乾燥塗膜の厚みに対する前記フッ素樹脂粒子の体積基準メジアン径(D50)の比が0.08~0.28である2液型のウレタン系塗料組成物。
- 前記A液中のイソシアネート末端ウレタンプレポリマーに対し前記フッ素樹脂粒子の含有量が5~15質量%である請求項1記載のウレタン系塗料組成物。
- 請求項1または2記載のウレタン系塗料組成物から形成される乾燥塗膜。
- 前記フッ素樹脂粒子が分散状態で存在する請求項3記載の乾燥塗膜。
- 前記乾燥塗膜の厚さがフッ素樹脂粒子の体積基準メジアン径(D50)の3.5~15倍である請求項3または4記載の乾燥塗膜。
- イソシアネート末端ウレタンプレポリマーを含むA液と、ポリアミンを含むB液と、体積基準メジアン径(D50)が、8.21~41.36μmのフッ素樹脂粒子とを含み、塗膜を形成した際に乾燥塗膜の厚みに対する前記フッ素樹脂粒子の体積基準メジアン径(D50)の比が0.08~0.28である乾燥塗膜用の塗料キット。
- フッ素樹脂粒子をイソシアネート基末端ウレタンポリマーを含むA液に添加し、体積基準メジアン径(D50)が、8.21~41.36μmのフッ素樹脂粒子を含むA液を得る工程と、
前記フッ素樹脂粒子を含むA液とポリアミンを含むB液とを混合し塗料組成物を得る工程と、
前記塗料組成物を塗布する塗布工程と、
塗布された塗布組成物を乾燥する工程を含むみ、
塗膜を形成した際に乾燥塗膜の厚みに対する前記フッ素樹脂粒子の体積基準メジアン径(D50)の比が0.08~0.28となる乾燥塗膜の製造方法。
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