WO2012160891A1 - 塗料組成物及び塗膜形成方法 - Google Patents

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meth
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祐一 稲田
近藤 充
正春 石黒
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関西ペイント株式会社
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    • C09D175/14Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C09D175/16Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds having terminal carbon-to-carbon unsaturated bonds

Definitions

  • the present invention relates to a coating composition and a coating film forming method.
  • an electrodeposition coating, an intermediate coating, and a base coating are formed on the body and parts of vehicles such as motorcycles, automobiles, and containers, and then a clear coating is formed.
  • the clear coating film is, for example, a thermosetting coating composition containing a thermosetting functional group-containing resin such as a hydroxyl group-containing acrylic resin and a crosslinking agent such as a melamine resin, a heat containing an acid group-containing resin and an epoxy group-containing resin. It is formed by a coating film forming method in which a curable coating composition or the like is applied and then heated and cured. According to this coating film forming method, a coating film excellent in coating film performance such as adhesion and coating film hardness can be formed.
  • thermosetting coating composition usually requires a heating temperature of about 140 ° C. and a heating time of about 20 to 40 minutes in a general coating process, and satisfies the demands for energy saving and productivity improvement. Not what you want.
  • Patent Document 1 discloses an acrylic resin, a colorant, and an organic solvent obtained by copolymerizing a monomer mixture containing 30% by weight or more of n-butyl (meth) acrylate and methyl (meth) acrylate as essential components.
  • a coating material containing the above is applied onto a thermoplastic resin substrate and dried on a colored layer, and a compound having three or more (meth) acryloyl groups and methyl (meth) acrylate as essential components
  • There is disclosed a method for forming a laminated coating film in which an energy ray-curable top coating containing an acrylic resin obtained by copolymerizing a monomer mixture containing 20% by weight or more is applied and cured by irradiation with energy rays.
  • the present invention it is possible to obtain a coating film excellent in abrasion resistance, interlayer adhesion between the colored layer and the top coating material, and adhesion between the thermoplastic resin substrate.
  • the two-coat method is not satisfied, and does not satisfy the demands for energy saving and productivity improvement, and does not satisfy the sufficient scratch resistance, weather resistance, and finished appearance.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to reduce the heating temperature and shorten the heating time in the coating process, as well as the adhesion to the material and the appearance of the coating film in one coat, Furthermore, it is providing the coating composition and coating-film formation method which can obtain the colored coating film which is excellent in abrasion resistance and a weather resistance.
  • the present inventors have found that a specific urethane acrylate compound, a hydroxyl group-containing acrylic resin having 65 to 90% by weight of methyl methacrylate as a copolymerization component, a polyisocyanate compound, and light It has been found that the problem can be solved by using a coating composition containing a polymerization initiator.
  • the present inventors have found that a coating film having excellent adhesion and finished appearance can be obtained with a single coating at a low temperature and in a short time, and the present invention has been completed. .
  • A having an unsaturated group equivalent of 100 to 900 and a weight average molecular weight of 500 to 2500, 65 to 90% by mass of methyl methacrylate
  • a hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer
  • B Hydroxyl-containing acrylic resin
  • C polyisocyanate compound
  • E photopolymerization initiator
  • Item 2 The coating composition according to Item 1, comprising 10 to 70 parts by mass of the urethane acrylate (A) in 100 parts by mass of the total resin solid content in the coating composition.
  • Item 3. The coating composition according to Item 1 or 2, further comprising a coloring component (D).
  • Item 4. The coating composition according to any one of Items 1 to 3, wherein the light transmittance at 375 nm of the coating film formed with a dry film thickness of 30 ⁇ m is 3.0% or more.
  • a coating composition according to any one of claims 1 to 4 is applied onto an object to be coated and subjected to setting and / or preheating, so that the solid content of the coating film obtained is 90% by mass or more. And then irradiating with active energy rays.
  • Item 6 The method for forming a coating film according to Item 4, wherein heating is performed after the active energy ray irradiation.
  • Item 7. The method for forming a coating film according to Item 5 or 6, wherein the object to be coated is acrylonitrile-butadiene-styrene resin, acrylonitrile-styrene-acrylate resin, polycarbonate resin, polybutylene terephthalate resin, or a hybrid of at least two of these resins.
  • Item 8 The method for forming a coating film according to any one of Items 5 to 7, wherein the maximum temperature reached to the surface of the object to be coated is less than 90 ° C. during irradiation with the active energy ray.
  • Item 9. An article coated with the coating composition according to any one of items 1 to 4.
  • Item 10 An article coated by the method for forming a coating film according to any one of items 5 to 8.
  • the present invention it is possible to obtain a coating composition capable of lowering the heating temperature and shortening the heating time in the coating process and capable of forming a coating film having excellent scratch resistance and weather resistance. Moreover, the coating film excellent also in the adhesiveness to a to-be-coated object, and a finishing external appearance can be obtained only by coating the said coating composition on the to-be-coated object. In addition, even when the object to be coated is a plastic material, a coating film excellent in scratch resistance and weather resistance, adhesion to the object to be coated, and finished appearance can be obtained without deforming the object to be coated.
  • A having an unsaturated group equivalent of 100 to 900 and a weight average molecular weight of 500 to 2500, and 65 to 90% by mass of methyl methacrylate (a) based on the total amount of copolymerization components and containing hydroxyl groups Hydroxyl group-containing acrylic resin (B), polyisocyanate compound (C) having 10 to 35% by weight of polymerizable unsatur
  • the urethane acrylate (A) having an unsaturated group equivalent of 100 to 900 and a weight average molecular weight of 500 to 2500 used in the coating composition of the present invention is a component that contributes to improving the curability by irradiation with active energy rays, and is usually in one molecule.
  • a polyurethane compound having two or more acryloyl groups is a component that contributes to improving the curability by irradiation with active energy rays, and is usually in one molecule.
  • a polyurethane compound having two or more acryloyl groups are examples of the urethane compound having two or more acryloyl groups.
  • the urethane acrylate (A) may be urethane acrylate having 100 to 900 and a weight average molecular weight of 500 to 2500, and may be one kind or a combination of two or more kinds.
  • Examples of the urethane acrylate (A) include: It is obtained by reacting a polyisocyanate compound (a1) with a hydroxyl group-containing acrylate (a2) having at least one hydroxyl group and one or more acryloyl groups in one molecule and, if necessary, a polyol compound (a3).
  • Urethane acrylate (Ai) that is, urethane acrylate obtained by reacting polyisocyanate compound (a1) with hydroxyl group-containing acrylate (a2) having at least one hydroxyl group and one or more acryloyl groups in one molecule ( Ai) or a polyisocyanate compound (a1), a urethane acrylate obtained by reacting a polyol compound (a3) with a hydroxyl group-containing acrylate (a2) having at least one hydroxyl group and one or more acryloyl groups in one molecule (Ai)),
  • urethane acrylate (Aii) or polyol compound (a3) obtained by the above isocyanate group-containing acrylate (a4) having one isocyanate group and one or more acryloyl groups in one molecule, and polyisocyanate compound (a1)
  • the urethane acrylate obtained by making it react so that an unsaturated group equivalent may be set to 100-900, such as urethane acrylate (Aii)) obtained by making it react.
  • Polyisocyanate compound (a1) is a compound having two or more isocyanate groups in one molecule.
  • aliphatic polyisocyanate compounds such as hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, dimer acid diisocyanate, lysine diisocyanate and uretdione type adducts, adduct type adducts, burette type adducts, isocyanurate cycloadditions of these polyisocyanates.
  • Isophorone diisocyanate 4,4′-methylenebis (cyclohexyl isocyanate), methylcyclohexane-2,4-diisocyanate, methylcyclohexane-2,6-diisocyanate, 1,3-di (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,4- Di (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,4-cyclohexane diisocyanate, 1,3-cyclopentane diisocyanate, 1,2-cyclo Alicyclic polyisocyanate compounds such as hexane diisocyanate and uretdione type adducts, adduct type adducts, burette type adducts, isocyanurate cycloadducts of these polyisocyanates; xylylene diisocyanate, metaxylylene diisocyanate, tetramethylxylylene Diisocyanate, to
  • aliphatic polyisocyanate compounds, alicyclic polyisocyanate compounds and the like can be suitably used from the viewpoint of the weather resistance of the coating film.
  • the hydroxyl group-containing acrylate (a2) is a compound having at least one hydroxyl group and one or more acryloyl groups in one molecule, such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 3-hydroxypropyl.
  • polyacrylates and ⁇ -caprolactone These polyacrylates and ⁇ -caprolactone These adducts, adducts of these hydroxyl group-containing polyacrylates and alkylene oxides, hydroxyl group-containing epoxy acrylates, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
  • a hydroxyl group-containing acrylate having one hydroxyl group and 3 to 5 acryloyl groups in one molecule is preferable.
  • acrylates examples include pentaerythritol triacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, and the like, and these can be preferably used from the viewpoint of obtaining a cured film with high hardness.
  • the polyol compound (a3) is a compound having two or more hydroxyl groups in one molecule.
  • polylactone diols obtained by adding lactone compounds such as ⁇ -caprolactone to these dihydric alcohols
  • ester diol compounds such as bis (hydroxyethyl) terephthalate
  • alkylene oxide adducts of bisphenol A polyethylene glycol
  • Polyether diol compounds such as propylene glycol and polybutylene glycol
  • glycerin trimethylolethane, trimethylolpropane, diglycerin, triglycerin, 1,2,6-hexanetriol, pentaerythritol, dipentaerythritol, tris (2-hydroxy Ethyl) Trivalent or higher alcohols such as isocyanuric acid, sorbitol and mannitol
  • Isocyanate group-containing acrylate (a4) is a compound having at least one isocyanate group and one or more acryloyl groups in one molecule, such as 2-acryloyloxyethyl isocyanate, m-isopropenyl- ⁇ . , ⁇ -dimethylbenzyl isocyanate, 1,1-bis (acryloyloxymethyl) ethyl isocyanate, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
  • urethane acrylate (A) is a part of its components
  • the coating film contains urethane acrylate (Ai-I) having an isocyanate group and an acryloyl group in one molecule obtained by reacting caprolactone-modified hydroxyalkyl acrylate (a5) with polyisocyanate compound (a1). From the viewpoint of improving weather resistance, particularly crack resistance.
  • polyisocyanate compound (a1) used in the above (Ai-I) hexamethylene which is an isocyanurate cycloaddition product of an aliphatic polyisocyanate compound is used from the viewpoint of curability at low temperature and the weather resistance of the coating film.
  • a polyisocyanate compound which is an isocyanurate cycloadduct of diisocyanate and a uretdione type adduct can be preferably used.
  • Caprolactone-modified hydroxyalkyl acrylate (a5) As the caprolactone-modified hydroxyalkyl acrylate (a5), a compound represented by the following general formula (I) can be preferably used.
  • R 1 is an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 5].
  • the caprolactone-modified hydroxyalkyl (meth) acrylate includes “Placcel FA-1”, “Placcel FA-2”, “Placcel FA-2D”, “Placcel FA-3”, “Placcel FA-4”, “Placcel FA-5” (all manufactured by Daicel Chemical Industries, trade name, Plaxel ⁇ PLACCEL is a registered trademark) and the like can be mentioned.
  • caprolactone-modified hydroxyethyl acrylate in which R 1 is an ethylene group in general formula (I) is preferred from the viewpoint of active energy ray curability.
  • caprolactone-modified hydroxyethyl acrylate in which n is in the range of 1 to 3 in the general formula (I) is preferable.
  • the urethane acrylate (A) can be synthesized by subjecting a hydroxyl group-containing component and an isocyanate group-containing component to a known urethanization reaction.
  • the above reaction can be usually performed in an organic solution.
  • the organic solvent include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone, and ester solvents such as ethyl acetate, propyl acetate, isobutyl acetate, and butyl acetate. These can be used as one or a mixture of two or more.
  • the reaction temperature is preferably from room temperature to 100 ° C., and the reaction time is preferably from 1 to 10 hours.
  • an organic tin catalyst such as dibutyltin dilaurate, dibutyltin diethylhexoate or dibutyltin sulfite may be used as necessary.
  • the amount of the catalyst is preferably 0.01 to 1.0 part by mass, more preferably 0.1 to 0.5 part by mass, with respect to 100 parts by mass of the total amount of reaction raw materials.
  • a polymerization inhibitor such as hydroquinone monomethyl ether may be used.
  • the addition amount of the polymerization inhibitor is preferably 0.01 to 1.0 part by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of reaction raw materials.
  • Urethane acrylate (A) has an unsaturated group equivalent of 100 to 900, preferably 120 to 900, and a weight average molecular weight of 500 to 2500, preferably 700 to 2500. When the unsaturated group equivalent and the weight average molecular weight are within these ranges, it is possible to obtain a coating film having more excellent scratch resistance and weather resistance.
  • the weight average molecular weight is in the above range from the viewpoint that the viscosity of the coating composition can be easily handled.
  • the polymerizable unsaturated group means an unsaturated group capable of radical polymerization, and may be simply referred to as an unsaturated group in the present specification.
  • the polymerizable unsaturated group include a vinyl group, a (meth) acryloyl group, a (meth) acrylamide group, a vinyl ether group, and an allyl group.
  • an unsaturated group equivalent is calculated
  • the isocyanate equivalent of the urethane acrylate (A) is preferably in the range of 500 to 2,500 from the viewpoint of scratch resistance of the coating film.
  • the isocyanate equivalent is an isocyanate equivalent determined by back titration using dibutylamine.
  • the reverse titration is carried out by adding excess dibutylamine to the sample for reaction, and titrating the remaining dibutylamine with an aqueous hydrochloric acid solution using bromophenol blue as a titration indicator.
  • the weight average molecular weight is the retention time (retention capacity) measured with a gel permeation chromatograph (“HLC (registered trademark) 8120GPC” manufactured by Tosoh Corporation) using tetrahydrofuran as a solvent. The value is calculated based on the weight average molecular weight of polystyrene.
  • the columns are “TSK-gel G4000H XL ”, “TSK-gel G3000H XL ”, “TSK-gel G2500H XL ”, “TSK-gel G2000 XL ” (both manufactured by Tosoh Corporation, trade name, TSK-gel).
  • TSK_GEL is a registered trademark), and used under conditions of mobile phase: tetrahydrofuran, measurement temperature: 40 ° C., flow rate: 1 ml / min, detector: RI.
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (B) used in the coating composition of the present invention comprises, based on the total amount of copolymerization components, methyl methacrylate (a) 65 to 90% by mass, hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (b) 10 to 35% by mass and 0 to 25% by mass of other polymerizable unsaturated monomer (c) can be produced by copolymerization by a method known per se, for example, a solution polymerization method in an organic solvent.
  • Hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer (b) Specific examples of the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (b) used in the present invention include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, and 3-hydroxypropyl (meth) acrylate.
  • Monoesterified product of (meth) acrylic acid such as 4-hydroxybutyl (meth) acrylate and a dihydric alcohol having 2 to 8 carbon atoms; and (meth) acrylic acid and a dihydric alcohol having 2 to 8 carbon atoms ⁇ -caprolactone modified monoester product; N-hydroxymethyl (meth) acrylamide; allyl alcohol, and (meth) acrylate having a polyoxyethylene chain having a hydroxyl group at the molecular end.
  • the monomer corresponding to the polymerizable unsaturated monomer having an ultraviolet-absorbing functional group should be defined as the other polymerizable unsaturated monomer (c), and the hydroxyl group-containing polymerizable property. Excluded from unsaturated monomer (b).
  • (meth) acrylate means acrylate and methacrylate
  • (meth) acrylic acid means acrylic acid and methacrylic acid
  • (meth) acryloyl means acryloyl and methacryloyl.
  • the other polymerizable unsaturated monomer (c) copolymerizable with the methyl methacrylate (a) and the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (b) is appropriately selected according to the properties desired for the hydroxyl group-containing acrylic resin (B). You can select and use.
  • Polymerizable unsaturated monomer having an isobornyl group; isobornyl (meth) acrylate and the like Polymerizable unsaturated monomer having an adamantyl group; adamantyl (meth) acrylate and the like Polymerizable unsaturated monomer having a photopolymerizable functional group such as a maleimide group Vinyl Aromatic compounds; styrene, ⁇ -methylstyrene, vinyltoluene and the like.
  • Polymerizable unsaturated monomer having alkoxysilyl group vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, ⁇ - (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane, ⁇ - (meth) acryloyloxypropyl Triethoxysilane and the like.
  • Polymerizable unsaturated monomer having a fluorinated alkyl group such as perfluorobutylethyl (meth) acrylate and perfluorooctylethyl (meth) acrylate; fluoroolefin and the like.
  • Polymerizable unsaturated monomer having a phosphoric acid group 2-acryloyloxyethyl acid phosphate, 2-methacryloyloxyethyl acid phosphate, 2-acryloyloxypropyl acid phosphate, 2-methacryloyloxypropyl acid phosphate and the like.
  • Carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (meth) acrylic acid, maleic acid, crotonic acid, ⁇ -carboxyethyl acrylate and the like.
  • Nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomers vinyl compounds such as N-vinylpyrrolidone, ethylene, butadiene, chloroprene, vinyl propionate and vinyl acetate; carboxyls such as (meth) acrylic acid, maleic acid, crotonic acid and ⁇ -carboxyethyl acrylate Group-containing polymerizable unsaturated monomer: (meth) acrylonitrile, (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, glycidyl (meth) acrylate and amine compound Addenda etc. with.
  • vinyl compounds such as N-vinylpyrrolidone, ethylene, butadiene, chloroprene, vinyl propionate and vinyl acetate
  • carboxyls such as (meth) acrylic acid, maleic acid, crotonic acid and ⁇ -
  • Polymerizable unsaturated monomer having at least two polymerizable unsaturated groups in one molecule allyl (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate and the like.
  • Epoxy group-containing polymerizable unsaturated monomer polymerizable unsaturated monomer having two or more polymerizable unsaturated groups in one molecule such as allyl (meth) acrylate and 1,6-hexanediol di (meth) acrylate; glycidyl ( (Meth) acrylate, ⁇ -methylglycidyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylethyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylpropyl (meth) acrylate, allyl Glycidyl ether and the like.
  • Polymerizable unsaturated monomer having a sulfonic acid group 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, allyl sulfonic acid, sodium styrene sulfonate, sulfoethyl methacrylate and its sodium salt, ammonium salt and the like.
  • Polymerizable unsaturated monomer having a UV-absorbing functional group 2-hydroxy-4- (3-methacryloyloxy-2-hydroxypropoxy) benzophenone, 2-hydroxy-4- (3-acryloyloxy-2-hydroxypropoxy) benzophenone 2,2′-dihydroxy-4- (3-methacryloyloxy-2-hydroxypropoxy) benzophenone, 2,2′-dihydroxy-4- (3-acryloyloxy-2-hydroxypropoxy) benzophenone, 2- (2 ′ -Hydroxy-5'-methacryloyloxyethylphenyl) -2H-benzotriazole and the like.
  • UV-stable polymerizable unsaturated monomer 4- (meth) acryloyloxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine, 4- (meth) acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 4-cyano-4- (meth) acryloylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1- (meth) acryloyl-4- (meth) acryloylamino-2,2,6,6-tetramethyl Piperidine, 1- (meth) acryloyl-4-cyano-4- (meth) acryloylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-crotonoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 4-crotonoylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1-crotonoyl-4-crotonoyloxy-2,2,6,6-teto Methylpiperidine, and the like.
  • Polymerizable unsaturated monomer having a carbonyl group acrolein, diacetone acrylamide, diacetone methacrylamide, acetoacetoxyethyl methacrylate, formyl styrene, vinyl alkyl ketone having 4 to 7 carbon atoms (eg, vinyl methyl ketone, vinyl ethyl) Ketone, vinyl butyl ketone) and the like.
  • Polymerizable unsaturated monomer having an acid anhydride group examples thereof include maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, and the like.
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (B) is 65 to 90% by mass, more preferably 65 to 80% by mass of methyl methacrylate (a) based on the total amount of copolymerization components based on the adhesion to the object and the coating film hardness.
  • Hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (b) 10 to 35% by mass, more preferably 20 to 35% by mass, other polymerizable unsaturated monomer (c) 0 to 25% by mass, more preferably 0 to 15% by mass. It is preferable that
  • a tough film By containing 65 to 90% by mass of methyl methacrylate based on the total amount of copolymerization components, adhesion to a plastic material is particularly good, and at the same time, 10 to 35 of the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (b). By containing the mass%, a tough film can be formed by reacting with the polyisocyanate compound (C).
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (B) preferably has an acid group such as a carboxyl group from the viewpoint of reactivity with other components having an isocyanate group.
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (B) preferably has an acid value in the range of 1 to 25 mgKOH / g, particularly 1 to 20 mgKOH / g.
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (B) generally has a weight within the range of 3,000 to 100,000, particularly 4,000 to 50,000, more particularly 5,000 to 30,000, from the viewpoint of the weather resistance of the coating film. It preferably has an average molecular weight.
  • the polyisocyanate compound (C) is a compound having two or more isocyanate groups in one molecule, and examples thereof include those exemplified in the section of the polyisocyanate compound (a1) of the urethane acrylate (A).
  • coloring component (D) As the coloring component, coloring components of various tones exemplified below such as coloring pigments and coloring dyes can be used singly or in combination of two or more in order to obtain a desired coating color tone. . However, it is not limited to the following examples.
  • color pigment examples include titanium oxide, zinc white, carbon black, molybdenum red, Prussian blue, cobalt blue, azo pigment, phthalocyanine pigment, quinacridone pigment, isoindoline pigment, selenium pigment, perylene pigment, dioxazine pigment, diketopyrrolopyrrole. And pigments.
  • White pigment Titanium white, zinc white, lithopone, zinc sulfide, antimony white, etc .
  • Black pigment carbon black, acetylene black, lamp black, graphite, iron black, aniline black, etc .
  • Yellow pigments ocher, yellow iron oxide, naphthol yellow S, Hansa Yellow 10G, Hansa Yellow 5G, Hansa Yellow 3G, Hansa Yellow G, Hansa Yellow GR, Hansa Yellow A, Hansa Yellow RN, Hansa Yellow R, Pigment Yellow L, Benzidine Yellow, Benzidine Yellow G, Benzidine Yellow G GR, Permanent Yellow NCG, Vulcan Fast Yellow 5G, Vulcan Fast Yellow R, Tartrage Lake, Quinoline Yellow Lake, Anslagen Yellow 6GL, etc .; Orange pigments: chrome orange, chrome vermilion, Sudan I, permanent orange, Resol Fast Orange 3GL, permanent orange GTR, Hansa Yellow 3R, Vulcan Fast Orange GG, Benzidine Orange G, Persian Orange, Indant
  • examples of metallic pigments include aluminum flakes and alumina flakes.
  • extender pigments may be blended as necessary, and examples of extender pigments include calcium carbonate, barium sulfate, talc, and quartz.
  • These coloring components are preferably mixed and dispersed with a dispersant and a dispersion resin, and are preferably pasted into a paint.
  • a dispersant e.g., sodium bicarbonate
  • a dispersion resin e.g., sodium bicarbonate
  • dispersion methods can be used.
  • the coating composition of the present invention further contains a photopolymerization initiator (E).
  • Examples of the photopolymerization initiator (E) include ⁇ -diketone compounds such as benzyl and diacetyl; acyloin compounds such as benzoin; acyloin ether compounds such as benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether and benzoin isopropyl ether; thioxanthone, 2, 4 Thioxanthone compounds such as diethylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, thioxanthone-4-sulfonic acid; benzophenone compounds such as benzophenone, 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone; Michler's ketone Compound: acetophenone, 2- (4-toluenesulfonyloxy) -2-phenylacetophenone, p-dimethylaminoacetophenone, ⁇ , ⁇ '
  • photopolymerization initiators include, for example, IRGACURE-184, IRGACURE-261, IRGACURE-500, IRGACURE-651, IRGACURE-819, IRGACURE-907, IRGACURE-CGI-1700 (product of BASF Corp., product) Name, IRGACURE ⁇ Irgacure is a registered trademark), Darocur-1173, Darocur-1116, Darocur-2959, Darocur-1664, Darocur-4043, Darocur-TPO (Merck Japan, trade name, Darocur ⁇ Darocur is registered) Trademarks), Kayacure-MBP, Kayacure-DETX-S, Kayacure-DMBI, Kayacure-EPA, Kayacure-OA (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name, Kayacure ⁇ Kayacure is a registered trademark), Bicure (VI CURE) -10, Vicure-55 (trade name, manufactured by S
  • the photopolymerization initiator (E) in particular, those having an absorbance at a wavelength of 375 nm of 1.0 or more measured in a cell having an optical path length of 10 mm in a 0.1% acetonitrile solution are those having a deep film curable point. Can be preferably used.
  • acyl phosphine oxide compounds such as 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide and bis (acyl) phosphine oxide. It is not limited to.
  • Examples of commercially available products include IRGACURE-819, DAROCUR TPO, and the like.
  • the absorbance can be measured by a known measuring method, and an ultraviolet / visible spectrophotometer can be used for the spectrum measurement.
  • an ultraviolet / visible spectrophotometer can be used for the spectrum measurement.
  • the measurement cell a cell made of quartz and having an optical path length of 10 mm can be used.
  • the coating composition of the present invention may further contain a polymerizable unsaturated group-containing compound (F) other than the urethane acrylate (A) as necessary. Accordingly, the coating composition of the present invention includes those containing a polymerizable unsaturated group-containing compound (F) other than the urethane acrylate (A) in addition to the above components.
  • Examples of the polymerizable unsaturated group-containing compound (F) include a monofunctional polymerizable unsaturated group-containing compound (f1) and a polyfunctional polymerizable unsaturated group-containing compound (f2).
  • Examples of the monofunctional polymerizable unsaturated group-containing compound (f1) include an esterified product of a monohydric alcohol and (meth) acrylic acid. Specifically, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (Meth) acrylate, neopentyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, N-acryloyloxyethylhexahydro Examples include phthalimide.
  • hydroxyl-containing (meth) acrylates such as hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate; acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid
  • Carboxyl group-containing (meth) acrylates such as 2-carboxyethyl (meth) acrylate, 2-carboxypropyl (meth) acrylate and 5-carboxypentyl (meth) acrylate; glycidyl groups such as glycidyl (meth) acrylate and allyl glycidyl ether Containing radically polymerizable unsaturated group-containing compounds; vinyl aromatic compounds such as styrene, ⁇ -methylstyrene, vinyltoluene, ⁇ -chlorostyrene; N, N-dimethylaminoethy
  • Examples of the polyfunctional polymerizable unsaturated group-containing compound (f2) include an esterified product of a polyhydric alcohol and (meth) acrylic acid.
  • Meth) acrylate compounds glycerin tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane propylene oxide modified tri (meth) acrylate, trimethylolpropane ethylene oxide modified tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) ) Acrylate, ⁇ -caprolactone-modified tris (acryloxyethyl) isocyanurate and other tri (meth) acrylate compounds; pentaerythritol tetra (meth) acrylate and other tetra (meth) acrylate compounds; other dipentaerythritol penta (meth) acrylates And dipentaerythritol hexa (meth) acrylate.
  • the epoxy resin which has a (meth) acryloyl group the polyester resin which has a (meth) acryloyl group, etc. are mentioned
  • the coating composition of this invention can contain hydroxyl-containing resin (G) other than a hydroxyl-containing acrylic resin (B) as needed further. Accordingly, the coating composition of the present invention includes those containing a hydroxyl group-containing resin (G) other than the hydroxyl group-containing acrylic resin (B) in addition to the above components.
  • hydroxyl group-containing resin (G) examples include resins having a hydroxyl group, such as polyester resin, acrylic resin, polyether resin, polycarbonate resin, polyurethane resin, epoxy resin, and alkyd resin. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the hydroxyl group-containing resin (G) is preferably a hydroxyl group-containing acrylic resin other than the hydroxyl group-containing acrylic resin (B) from the viewpoint of the weather resistance of the resulting coating film.
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (G) other than the hydroxyl group-containing acrylic resin (B) can impart flexibility to the coating film, and the glass transition temperature is improved in terms of weather resistance, particularly crack resistance. It is preferable to use one having an angle of 30 ° or less, particularly preferably 0 ° or more and 30 ° or less.
  • the coating composition of the present invention further comprises a curing catalyst, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a thickener, an antifoaming agent, a rust preventive agent, a plasticizer, an organic solvent, a surface conditioner, and an antisettling agent as necessary.
  • the usual paint additives such as can be contained singly or in combination of two or more.
  • curing catalyst examples include tin octylate, dibutyltin diacetate, dibutyltin di (2-ethylhexanoate), dibutyltin dilaurate, dioctyltin diacetate, dioctyltin di (2-ethylhexanoate), Dibutyltin oxide, dioctyltin oxide, dibutyltin fatty acid salt, lead 2-ethylhexanoate, zinc octylate, zinc naphthenate, fatty acid zinc compound, cobalt naphthenate, calcium octylate, copper naphthenate, tetra (2-ethylhexyl)
  • Organometallic compounds such as titanate; tertiary amines and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination of two or more.
  • the ultraviolet absorber has an action of suppressing the arrival of the deterioration of the film by absorbing incident light and converting light energy into a harmless form such as heat.
  • ultraviolet absorber conventionally known ones can be used, and for example, benzotriazole absorber, triazine absorber, salicylic acid derivative absorber, benzophenone absorber and the like can be used.
  • benzotriazole absorbent examples include 2- (2′-hydroxy-5′-methylphenyl) benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-5′-t-butylphenyl) benzotriazole, 2- (2 '-Hydroxy-3', 5'-di-t-butylphenyl) benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-3'-t-butyl-5'-methylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (2′-hydroxy-3 ′, 5′-di-t-butylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (2′-hydroxy-3 ′, 5′-di-t-amylphenyl) benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-4′-octoxyphenyl) benzotriazole, 2- ⁇ 2′-hydroxy-3 ′-(3 ′′, 4 ′′, 5 ′′, 6 ′′ -tetrahydrophthalimi Methyl) -5'-methyl
  • triazine absorbent examples include 2,4-bis (2,4-dimethylphenyl) -6- (2-hydroxy-4-isooctyloxyphenyl) -1,3,5-triazine, 2- [ 4 ((2-hydroxy-3-dodecyloxypropyl) -oxy) -2-hydroxyphenyl] -4,6-bis (2,4-dimethylphenyl) -1,3,5-triazine, 2- [4 -((2-hydroxy-3-tridecyloxypropyl) -oxy) -2-hydroxyphenyl] -4,6-bis (2,4-dimethylphenyl) -1,3,5-triazine, 2- ( 2,4-dihydroxyphenyl) -4,6-bis (2,4-dimethylphenyl) -1,3,5-triazine and the like.
  • salicylic acid derivative absorbent examples include phenyl salicylate, p-octylphenyl salicylate, 4-tert-butylphenyl salicylate, and the like.
  • benzophenone absorbent examples include 4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,2′-dihydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxy-2′-carboxybenzophenone, 2 -Hydroxy-4-methoxy-5-sulfobenzophenone trihydrate, 2,2'-dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-octadecyloxybenzophenone Sodium 2,2'-dihydroxy-4,4'-dimethoxy-5-sulfobenzophenone, 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 4-dodecyloxy-2-hydroxybenzophenone, 5-chloro-2- Hydroxybenzo Examples include phenone, resorcinol monobenzoate, 2,4-dibenzoyl resorcinol, 4,6-di
  • ultraviolet absorbers include, for example, 2- (2′-hydroxy-5′-methacryloyloxyethylphenyl) -2H-benzotriazole, 2,2′-dihydroxy-4 (3-methacryloxy-2-hydroxy Propoxy) benzophenone and the like can also be used.
  • UV absorbers include, for example, TINUVIN 900, TINUVIN 928, TINUVIN 348-2, TINUVIN 479, TINUVIN 405 (trade name, TINUVIN ⁇ Tinuvin is a registered trademark), RUVA 93 (Otsuka Chemical Co., Ltd.) Product name).
  • light stabilizers While light stabilizers, light stabilizers, one used as a radical chain inhibitor to capture active radical species produced in the degradation process of the coating, for example, light stabilizers such as hindered amine compounds.
  • a hindered piperidine compound may be mentioned as a light stabilizer exhibiting an excellent light stabilizing action.
  • the hindered piperidine compound include bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl) sebacate, bis ( N-methyl-2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl) sebacate, 4-benzoyloxy-2,2 ′, 6,6′-tetramethylpiperidine, bis (1,2,2,6, Monomer type such as 6-pentamethyl-4-piperidyl) ⁇ [3,5-bis (1,1-dimethylethyl) -4-hydroxyphenyl] methyl ⁇ butyl malonate; poly ⁇ [6- (1,1 , 3,3-tetramethylbutyl) imino-1,3,5-triazine-2,4-diyl] [(2,2,6,6-te
  • TINUVIN 123 TINUVIN 152
  • TINUVIN 292 trade name, TINUVIN ⁇ Tinuvin is a registered trademark
  • HOSTAVIN 3058 trade name, Hostavin is a registered trademark, manufactured by Clariant
  • ADK STAB LA-82 manufactured by ADEKA Corporation, trade name, ADK STAB ⁇ ADKSTAB and ADK STAB are registered trademarks
  • ADK STAB LA-82 manufactured by ADEKA Corporation, trade name, ADK STAB ⁇ ADKSTAB and ADK STAB are registered trademarks
  • composition of the present invention is not particularly limited, but the following ranges are preferable from the viewpoint of the following coating film performance.
  • the solid content of the urethane acrylate (A) is preferably 10 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total resin solids in the coating composition of the present invention, from the viewpoint of scratch resistance and weather resistance. More preferably, it is 15 to 60 parts by mass.
  • the total resin solid content means urethane acrylate (A), hydroxyl group-containing acrylic resin (B), and polyisocyanate (C), hydroxyl group-containing resin (G), and polymerizable unsaturated group-containing compound (F). When it contains, it is the total resin solid content which put them all together.
  • the proportion of the urethane acrylate (Ai-I) is 10 mass% or more, preferably 10 to 70 mass% in the total solid content of the urethane acrylate (A). Preferably there is. These ranges are significant in terms of improving the weather resistance of the coating film, particularly in terms of crack resistance.
  • the solid content of the hydroxyl group-containing acrylic resin (B) is preferably from 100 parts by weight of the total resin solid content in the coating composition of the present invention, from the viewpoint of low-temperature curability and adhesion to an object to be coated. 1 to 70 parts by mass, more preferably 5 to 60 parts by mass.
  • the solid content of the polyisocyanate compound (C) is preferably 5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total resin solids in the coating composition of the present invention in terms of low temperature curability. More preferably, it is 10 to 25 parts by mass.
  • the coating composition of the present invention contains the coloring component (D), the content is not particularly limited, but the total resin solid content in the coating composition is 100 in terms of material concealment and design. A range of 0.1 to 5.0 parts by mass is preferable with respect to parts by mass, and a range of 0.2 to 3.0 parts by mass is more preferable.
  • the coating composition of the present invention is preferably a coating composition having a light transmittance of 2.0 or more at 375 nm of a coating film formed with a dry film thickness of 30 ⁇ m, and is 3.0% or more.
  • a coating composition is more preferred.
  • a spectrophotometer such as UV-3100 manufactured by Shimadzu Corporation is used. It is desirable to adjust the content of the coloring component (D) so that the light transmittance is 3.0% or more.
  • the content of the photopolymerization initiator (E) is preferably 0.5 to 6.0 parts by mass, more preferably 1 to 100 parts by mass of the total resin solid content in the coating composition of the present invention. 0.0 to 5.0 parts by mass. These ranges are significant in terms of reactivity to active energy rays.
  • the solid content thereof is 1 to 50 masses with respect to 100 mass parts of the total resin solid content in the coating composition of the present invention in terms of weather resistance. Part, preferably in the range of 3 to 40 parts by weight.
  • the solid content is based on 100 mass parts of the total resin solid content in the coating composition of the present invention, and the hydroxyl group-containing acrylic resin (B) and other hydroxyl group content.
  • the content of the hydroxyl group-containing resin (G) is preferably selected so that the total resin solid content of the resin (G) is in the range of 1 to 70 parts by mass, more preferably 5 to 60 parts by mass.
  • the content thereof is 0.005 to 5 parts by mass, preferably 0.01 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total resin solid content in the coating composition of the present invention, from the viewpoint of scratch resistance. It is suitable that the content is in the range of 0.5 parts by mass, more preferably 0.03 to 0.3 parts by mass.
  • the content is not particularly limited, but from the viewpoint of adhesion to the article to be coated and weather resistance, the total resin solid content in the coating composition of the present invention is 100 parts by mass. On the other hand, the range of 0.1 to 15 parts by mass, preferably 0.3 to 10 parts by mass is appropriate.
  • the light stabilizer When the light stabilizer is used, its content is not particularly limited, but from the viewpoint of weather resistance, it is 0.1 to 10 with respect to 100 parts by mass of the total resin solid content in the coating composition of the present invention. Part by mass, preferably in the range of 0.2 to 5, is suitable.
  • urethane acrylate (A) has an isocyanate group in this invention
  • hydroxyl groups other than a hydroxyl-containing acrylic resin (B), a polyisocyanate compound (C), and a hydroxyl-containing acrylic resin (B) mix
  • the blending ratio of the containing resin (G) is the total amount of isocyanate groups of the polyisocyanate compound (C) and the urethane acrylate (A) and the total amount of hydroxyl groups of the hydroxyl group-containing acrylic resin (B) and the hydroxyl group-containing resin (G).
  • are preferably in a range where the equivalent ratio is NCO / OH 0.30 to 2.0, and more preferably in a range of 0.50 to 1.8. These ranges are significant in terms of scratch resistance and weather resistance of the coating film.
  • the coating composition of the present invention may be either an organic solvent-type coating composition or a water-based coating composition, but is preferably an organic solvent-type coating composition from the viewpoint of storage stability and the like.
  • the water-based coating composition is a coating in which the main component of the solvent is water
  • the organic solvent-type coating composition is a coating that does not substantially contain water as a solvent.
  • the coating composition is applied onto an object to be coated, set and / or preheated, and the resulting coating has a solid content of 90% by mass or more.
  • the coating film forming method is characterized by irradiating active energy rays.
  • coated materials include polyethylene resin, polypropylene resin, polymethyl methacrylate resin, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin, acrylonitrile-styrene-acrylate (ASA) resin, polyamide resin, acrylic resin, vinylidene chloride resin,
  • the resin include polycarbonate resin, polybutylene terephthalate (PBT) resin, polyurethane resin, and epoxy resin, and various plastic materials such as FRP, and these hybrid resins may also be used.
  • the object to be coated with the coating composition of the present invention is at least one selected from the group consisting of acrylonitrile-butadiene-styrene resin, acrylonitrile-styrene-acrylate resin, polycarbonate resin, polybutylene terephthalate resin, and hybrids thereof (ie, Acrylonitrile-butadiene-styrene resin, acrylonitrile-styrene-acrylate resin, polycarbonate resin, polybutylene terephthalate resin or a hybrid of at least two of these resins), among them, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin, acrylonitrile -Styrene-acrylate (ASA) resins are preferred.
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene
  • ASA acrylonitrile -Styrene-acrylate
  • metal materials such as iron, aluminum, brass, copper, stainless steel, tinplate, galvanized steel, alloyed zinc (Zn-Al, Zn-Ni, Zn-Fe, etc.) plated steel, glass, cement, concrete, etc.
  • inorganic materials; wood; fiber materials paper, cloth, etc.
  • the application of the object to be coated with the coating composition of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include an outer plate part of an automobile body such as a passenger car, a truck, a motorcycle, and a bus; an automobile part; a mobile phone and an audio.
  • an outer plate part of an automobile body such as a passenger car, a truck, a motorcycle, and a bus
  • an automobile part such as a motorcycle, and a bus
  • an automobile part such as a motorcycle, and a bus
  • a mobile phone and an audio an example of the outer plate of a household electric product such as a device can be given.
  • the coating film obtained by the coating composition of the present invention exhibits excellent adhesion to various plastic materials at a low temperature and in a short time, and has a finished appearance, scratch resistance, water resistance without any deformation of the material. Excellent in resistance and impact resistance. Especially, it can be used suitably for the use to the outer-plate part of a motor vehicle body, a motor vehicle component, especially a center pillar.
  • the coating composition of the present invention has a solid content of usually 15% by mass or more, particularly 20 to 60% by mass, and a viscosity of 5 to 30 seconds / Ford Cup # 4/20 ° C. It is preferable to adjust within the range.
  • the method for applying the coating composition of the present invention is not particularly limited. For example, it can be applied by air spray, airless spray, rotary atomizing coater, dip coating, brush or the like. Electrostatic application may be performed during coating.
  • the coating film thickness can be in the range of usually 10 to 100 ⁇ m, preferably 10 to 50 ⁇ m, and more preferably 15 to 35 ⁇ m as a cured film thickness.
  • the coating composition is applied on an object to be coated, setting and / or preheating is performed, and after the solid content of the obtained coating film is 90% by mass or more, Irradiates active energy rays.
  • the confirmation of the solid content of the obtained coating film was performed by weighing the change in mass after curing and calculating the solid content. Specifically, 100 mm ⁇ 150 mm ⁇ 3.0 mm ABS coated object (m 0 ) was weighed, and this coating composition was applied onto the coated object. Then, after preheating at 80 ° C. for 3 minutes, a semi-cured coated plate (m 1 ) was obtained. Then heated 60 minutes at 80 ° C., to obtain fully cured painted plate (m 2). These ABS coated objects and coated plates were weighed and confirmed to be 90% by mass or more according to the following formula.
  • Solid content (mass%) of coating film (m 2 -m 0 ) / (m 1 -m 0 ) ⁇ 100 m 0 : Mass of the object to be coated before painting (g) m 1 : Mass (g) after pre-coating and semi-curing after coating m 2 : Mass (g) after the coating film is completely cured
  • Making the solid content of the coating film 90% by mass or more is performed in order to reduce the volatile content of the coating film immediately after coating or to remove the volatile component, and can be performed by an air blow, an IR furnace or the like. Setting can usually be performed by leaving the coated object to stand for 30 to 600 seconds at room temperature in a dust-free atmosphere.
  • the preheating can be usually performed by directly or indirectly heating the coated article in a drying furnace at a temperature of 40 to 90 ° C., preferably 50 to 70 ° C. for 1 to 30 minutes. Further, when air blowing is performed, it can be usually performed by blowing air heated to a normal temperature or a temperature of 25 ° C. to 80 ° C. on the coated surface of the object to be coated.
  • heating may be performed after active energy ray irradiation, or heating and active energy ray irradiation may be performed simultaneously.
  • heat from an active energy ray irradiation source (for example, heat generated by a lamp) may be used as a heat source.
  • the active energy ray irradiation may be performed in a state where the object to be coated is heated (a state having a residual heat).
  • the heating conditions at the time of irradiation with active energy rays are not particularly limited, but when the plastic material is deformed by heat, it is preferable that the maximum surface temperature of the object to be coated is less than 90 ° C, and further 50 ° C.
  • the temperature is preferably 80 ° C. or lower.
  • a heat ray cut filter and / or a cold mirror in order to control the temperature rise during irradiation with active energy rays.
  • the heating condition during irradiation with active energy rays is higher than the above range, it is not preferable because deformation occurs depending on the material.
  • the coating composition of the present invention has curability at a low temperature, and it is possible to obtain desired performance such as scratch resistance and weather resistance without heating at a high temperature (eg, 90 ° C. or higher). .
  • the coating composition of the present invention can be cured even with active energy rays, desired performance such as scratch resistance and weather resistance can be obtained without heating for a long time. Heating is preferably performed for 1 to 30 minutes, more preferably 1 to 20 minutes.
  • the active energy ray examples include ultraviolet light, visible light, and laser light (near infrared light, visible light laser, ultraviolet laser, etc.).
  • the irradiation dose is usually in the range of 100 to 5,000 mJ / cm 2 , preferably 300 to 3,000 mJ / cm 2 .
  • the active energy ray irradiation source conventionally used ones such as ultra-high pressure, high pressure, medium pressure, low pressure mercury lamp, FusionUV electrodeless lamp, chemical lamp, carbon arc lamp, xenon lamp, metal halide Lamps, fluorescent lamps, tungsten lamps, light sources obtained from each light source such as sunlight, visible light rays cut by an ultraviolet cut filter, various lasers having oscillation lines in the visible region, etc., but metal halide lamps are particularly suitable Can be used for
  • Part and % indicate “part by mass” and “% by mass” unless otherwise specified.
  • Plaxel FA-2D (trade name, manufactured by Daicel Chemical Industries) was added dropwise over 8 hours while keeping the temperature of the mixture not exceeding 60 ° C., and the mixture was further stirred at 60 ° C. for 1 hour.
  • a urethane acrylate (A-3) solution having a solid content of 80% was obtained.
  • the obtained urethane acrylate had an isocyanate equivalent of 681, an unsaturated group equivalent of 681, and a weight average molecular weight of 1021.
  • the mixture was further aged for 2 hours at the same temperature. Thereafter, a mixture of 10 parts of xylene and 0.50 part of 2,2′-azobisisobutyronitrile was added dropwise to the reaction vessel over 1 hour, and after completion of the addition, the mixture was aged for 1 hour to obtain a hydroxyl group-containing acrylic having a solid content of 55%. A resin (B-1) solution was obtained.
  • the resulting hydroxyl group-containing acrylic resin (B-1) had an acid value of 15.6 mgKOH / g, a hydroxyl value of 96.6 mgKOH / g, a weight average molecular weight of 10,000, and a glass transition temperature of 34.9 ° C.
  • the obtained hydroxyl group-containing acrylic resin (B-2) had an acid value of 15.6 mgKOH / g, a hydroxyl value of 96.6 mgKOH / g, a weight average molecular weight of 10,000, and a glass transition temperature of 48.2 ° C.
  • the obtained hydroxyl group-containing acrylic resin (G-1) had an acid value of 15.6 mgKOH / g, a hydroxyl value of 96.6 mgKOH / g, a weight average molecular weight of 20000, and a glass transition temperature of 3.9 ° C.
  • the obtained hydroxyl group-containing acrylic resin (G-2) had an acid value of 15.6 mgKOH / g, a hydroxyl value of 96.66 mgKOH / g, a weight average molecular weight of 10,000, and a glass transition temperature of 21.0 ° C.
  • the obtained hydroxyl group-containing acrylic resin (G-3) had an acid value of 15.6 mgKOH / g, a hydroxyl value of 14.5 mgKOH / g, a weight average molecular weight of 10,000, and a glass transition temperature of 96.4 ° C.
  • Colored component paste (D-1) A mill base was prepared by mixing 52.4 parts of methoxypropyl acetate, 15 parts of carbon black and 32.6 parts of DISPERBYK-2001 (dispersant, 46% active ingredient manufactured by Big Chemie Japan). Dispersion was carried out for 60 minutes with a bead mill to obtain a black paste (D-1) having a pigment concentration of 15% by weight.
  • Colored component paste (D-2) A mill base was prepared by mixing 52.4 parts of methoxypropyl acetate, 15 parts of chlorinated copper phthalocyanine blue and 32.6 parts of DISPERBYK-2001 (dispersant, 46% active ingredient manufactured by Big Chemie Japan). Dispersion was carried out for 60 minutes with a bead mill to obtain a blue paste (D-2) having a pigment concentration of 15% by weight.
  • Colored component paste (D-3) A mill base was prepared by mixing 52.4 parts of methoxypropyl acetate, 15 parts of quinacridone magenta, and 32.6 parts of DISPERBYK-2001 (dispersant, 46% active ingredient, manufactured by BYK Japan). Dispersion was carried out for 60 minutes with a bead mill to obtain a blue paste (D-3) having a pigment concentration of 15% by weight.
  • urethane acrylate (A-7) solution having a weight molecular weight of 1056 [nonvolatile content: 80 996 parts of 3%, Gardner viscosity (25 ° C.): OP, Gardner color: 1 or less].
  • the unsaturated group equivalent of urethane acrylate (A-7) was 176. In this urethane acrylate (A-7), it was confirmed by IR measurement that the 2240 cm ⁇ 1 peak due to the isocyanate group had disappeared.
  • Acrylic resin (G-4) Synthesis Example 1 except that a premix containing 202.5 parts methyl methacrylate, 202.5 parts n-butyl methacrylate, 45 parts ⁇ -hydroxyethyl methacrylate, 2 parts perbutyl O and 2 parts perbutyl Z was used.
  • an acrylic resin (G-4) solution [nonvolatile content: 45.0%, Gardner viscosity (25 ° C.): V, Gardner color: 1 or less, number average molecular weight (Mn) of acrylic resin: 28,000 The weight average molecular weight (Mw) of acrylic resin (G-4): 60,000] 998 parts.
  • Examples 2 to 27, Comparative Examples 1 to 6) In the same manner as in Example 1 with the solid content shown in Tables 1 and 2, the coating composition No. 2-33 were obtained.
  • EBECRYL (registered trademark) 244 manufactured by Daicel Cytec Co., Ltd., trade name, bifunctional urethane acrylate, weight molecular weight 2000, unsaturated group equivalent 1000.
  • EBECRYL (registered trademark) 8405 manufactured by Daicel-Cytec, Inc., trade name, tetrafunctional urethane acrylate, weight molecular weight 2700, unsaturated group equivalent 675.
  • Duranate TM P301-75E Asahi Kasei Chemicals, product name, adduct type adduct of hexamethylene diisocyanate.
  • Light transmittance The average light transmittance at a wavelength of 375 nm of the cured coating film having a thickness of 30 ⁇ m was measured by the following method; First, each coating composition was applied on a polypropylene plate so that the thickness of the coating film when cured was 30 ⁇ m. Next, the coating film on the polypropylene plate was cured. Next, the cured coating film was peeled off and collected, and the light transmittance at a wavelength of 375 nm was measured using a spectrophotometer. As the spectrophotometer, “UV-3100” (trade name, manufactured by Shimadzu Corporation) was used.
  • ASA coating The surface of a 100 mm ⁇ 150 mm ⁇ 3.0 mm acrylonitrile-styrene-acrylate plate was degreased with isopropyl alcohol to obtain an ASA coating.
  • ABS substrate The surface of a 100 mm ⁇ 150 mm ⁇ 3.0 mm acrylonitrile-butadiene-styrene plate was degreased with isopropyl alcohol to obtain an ABS coating.
  • PC / PBT substrate The surface of a 100 mm ⁇ 150 mm ⁇ 3.0 mm polycarbonate-polybutylene terephthalate plate was degreased with isopropyl alcohol to obtain a PC / PBT coated object.
  • Al coated material 5182 material JIS
  • JIS Japanese Industrial Standard
  • Fe coating A steel sheet having a surface treated with zinc phosphate having a size of 100 mm ⁇ 150 mm ⁇ 1.0 mm was degreased with petroleum benzine to obtain an Fe coating.
  • Examples 28 to 63, Comparative Examples 9 to 14 Each of the coating compositions obtained in Examples 1 to 27 and Comparative Examples 1 to 6 was applied to the coating materials shown in Tables 3 and 4 by air spray so that the dry film thickness was 30 ⁇ m.
  • the curing process of preheating after coating, irradiation with active energy rays and heating was performed under the following conditions.
  • the solid content of the coating film is set to 90% by mass or more, and then 300 mW / d with a D-bulb (an ultraviolet irradiation device manufactured by Fusion UV Systems) with an aluminum mirror attached. UV irradiation of cm 2 and 1500 mJ / cm 2 was performed for 1 minute. The curing process time was 6 minutes.
  • D-bulb (ultraviolet irradiation device manufactured by Fusion UV Systems) equipped with a cold mirror after drying for 10 seconds using a parallel irradiation type line heater HYP-20N manufactured by Hibeck Co., Ltd. after setting at 20 ° C for 50 seconds And 300 mW / cm 2 and 1500 mJ / cm 2 of UV irradiation were performed for 1 minute.
  • the solid content of the coating film was 90 mass or more by drying with a parallel irradiation type line heater HYP-20N for 10 seconds.
  • the curing process time was 2 minutes.
  • Test plates were obtained from the coating compositions and processes described in Tables 3, 4 and 5 for the coating compositions obtained in Tables 1 and 2. The evaluation results of each test plate are also shown in Table 3, Table 4, and Table 5.
  • a colored coating composition no. No. 34 was spray-coated, and further, heat-dried at 70 ° C. for 10 minutes in a hot air drying furnace to obtain a colored coated plate having a colored layer having a thickness of 10 ⁇ m. Thereafter, the obtained colored coated plate was coated with a coating composition No. 35 (Comparative Example; energy beam curable top coat) was applied using a bar coater to a film thickness of 10 ⁇ m, dried in a hot air drying oven set at 70 ° C. for 10 minutes, and then 160 W / cm The sample was passed under a high-pressure mercury lamp No.
  • the measured gloss was evaluated according to the following criteria: S: No abnormality is observed on the coating film surface, and the specular gloss (60 degrees) is 85 or more A: The specular gloss (60 degrees) is 70 or more and less than 85 B: The specular gloss (60 degrees) is 60 or more and less than 70 C: Specular gloss (60 degrees) is less than 60 ⁇ Material concealment>
  • An ASA plate flat plate that was rubbed back and forth 10 times with # 2000 sandpaper and polished was used as the coated plate. Further, the coating composition was applied thereon so as to have a dry film thickness of 30 ⁇ m to prepare a cured coating film under predetermined curing conditions, and a test plate (with polishing) was obtained.
  • the ASA plate was coated under the same conditions as above without polishing, to produce a cured coating film, and a test plate (no polishing) was obtained.
  • the L * value of this test plate (without polishing) and the test plate (with polishing) was measured, and the difference ⁇ L * was determined to evaluate the material concealment property according to the following criteria: S: ⁇ L * is less than 0.3 A: ⁇ L * is 0.3 or more and less than 0.5 B: ⁇ L * is 0.5 or more and less than 1 C: ⁇ L * is 1.0 or more.
  • the gloss after the test relative to the gloss before the test was determined as a gloss retention (%) and evaluated according to the following criteria: S: Gloss retention 90% or more A: Gloss retention 80% or more and less than 90% B: Gloss retention 60% or more and less than 80% C: Gloss retention 60% or less ⁇ Adhesion (after weather resistance test)>
  • S: Gloss retention 90% or more A: Gloss retention 80% or more and less than 90%
  • B Gloss retention 60% or more and less than 80%
  • C Gloss retention 60% or less ⁇ Adhesion (after weather resistance test)>
  • Coating film hardness A pencil scratch test (hand scuffing method) was performed on the coating surface of each test plate in accordance with JIS K 5600-5-6 (1990). Evaluation was based on the following criteria: S: F or more A: HB or more and less than F B: B or more and less than HB C: Less than B.
  • Curing process time It refers to the total number of fractions required for setting, preheating using a hot air dryer or the like after application of the coating composition, irradiation with active energy rays, and post-baking using a hot air dryer after irradiation with active energy rays. In each step, the total time required for coating film curing was evaluated. The time required for the active energy ray irradiation step was uniformly 1 minute.
  • Warpage of workpiece Evaluation was made with each coated plate of 100 mm ⁇ 150 mm. For items with warpage, place them on a glass that is flat in a convex direction, and evaluate the warpage in millimeters based on the difference between the thickness of the plate before painting and the height from the glass surface to the highest part of the convex part according to the following criteria. did: S: No warpage at all A: Less than 0.5 mm B: 0.5 mm or more and less than 2.0 mm C: 2.0 mm or more
  • the heating temperature in the coating process can be reduced and the heating time can be shortened, the scratch resistance and weather resistance of the resulting coating film are high, and the finished appearance is good. It is desirable that there be good adhesion to the object.
  • S The above curing process time is 20 minutes or less, the maximum surface temperature is less than 90 ° C., and the finish ⁇ appearance (crude)>, finish ⁇ gloss measurement>, scratch resistance, adhesion (initial) , Water resistance ⁇ appearance (after water resistance test)>, water resistance ⁇ adhesion (after water resistance test)>, weather resistance ⁇ appearance (warming)>, weather resistance ⁇ gloss retention (after weather resistance test)>, weather resistance ⁇ Adhesiveness (after weather resistance test)>, coating film hardness, and warpage of the object are all S or A.
  • A The above curing process time is 20 minutes or less, and the maximum temperature reached on the surface is 90 ° C. And the above 11 items are all A.
  • B The curing process time is 20 minutes or less, the maximum surface temperature is less than 90 ° C., and all the 11 items are S, A or B. At least one is B.
  • C The above curing process time is longer than 20 minutes or Either the highest temperature is 90 ° C. or higher, or at least one of the 11 items is C.
  • urethane methacrylate (A) having an unsaturated group equivalent of 100 to 900 and a weight average molecular weight of 500 to 2500, methyl methacrylate (a) 65 to 90% by mass based on the total amount of copolymerization components , Hydroxyl group-containing acrylic resin (B) having a hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (b) of 10 to 35% by mass and another polymerizable unsaturated monomer (c) of 0 to 25% by mass as a copolymerization component;
  • the coating composition containing C) and the photopolymerization initiator (E) can reduce the heating temperature and the heating time in the coating process, and the resulting coating film has high scratch resistance and weather resistance, and has a finished appearance. It can be seen that it is good and has good adhesion to the object. Moreover, material concealment property can further be improved by mix

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Abstract

 本発明は、不飽和基当量100~900かつ重量平均分子量500~2500のウレタンアクリレート(A)、共重合成分の総量を基準にして、メチルメタクリレート(a)65~90質量%、水酸基含有重合性不飽和モノマー(b)10~35質量%及びその他の重合性不飽和モノマー(c)0~25質量%を共重合成分とする水酸基含有アクリル樹脂(B)、ポリイソシアネート化合物(C)及び光重合開始剤(E)を含有することを特徴とする塗料組成物を提供する。

Description

塗料組成物及び塗膜形成方法
 [関連出願の相互参照]
 本出願は、2011年5月20日に出願された、日本国特許出願第2011-113309号明細書(その開示全体が参照により本明細書中に援用される)に基づく優先権を主張する。
 本発明は、塗料組成物及び塗膜形成方法に関する。
 二輪車、自動車、コンテナ等の車両の車体や部品には、一般に例えばメタリック塗装においては、電着塗膜、中塗り塗膜、ベース塗膜が必要に応じて形成された後に、クリヤ塗膜が形成される。クリヤ塗膜は、例えば、水酸基含有アクリル樹脂等の熱硬化性官能基含有樹脂及びメラミン樹脂等の架橋剤を含有する熱硬化性塗料組成物、酸基含有樹脂及びエポキシ基含有樹脂を含有する熱硬化性塗料組成物等を塗装後、加熱硬化する塗膜形成方法により形成される。この塗膜形成方法によれば、付着性、塗膜硬度等の塗膜性能に優れた塗膜を形成することができる。
 近年、塗装工程においては省エネルギー化及び生産性向上が要求されている。このようなニーズから、低温での硬化が可能な塗料組成物、短時間での硬化が可能な塗料組成物が期待されている。しかし、上記熱硬化性塗料組成物は、一般的な塗装工程において、通常、140℃程度の加熱温度、20~40分間程度の加熱時間が必要であり、省エネルギー化及び生産性向上の要求を満足するものではない。
 特許文献1には、n-ブチル(メタ)アクリレートとメチル(メタ)アクリレートとを必須成分として各々30重量%以上含有する単量体混合物を共重合させて得られるアクリル樹脂と着色剤と有機溶剤とを含有してなる塗料を、熱可塑性樹脂基材上に塗布、乾燥してなる着色層の上に、3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物とメチル(メタ)アクリレートを必須成分として20重量%以上含有する単量体混合物を共重合させて得られるアクリル樹脂とを含有するエネルギー線硬化性上塗り塗料を塗布してエネルギー線照射により硬化させる積層塗膜形成方法が開示されている。この発明は、耐磨耗性、着色層と上塗り塗料の層間接着性、及び、熱可塑性樹脂基材との接着性に優れた塗膜を得ることができる。しかしながら、この発明では、2コート方式であり、省エネルギー化及び生産性向上の要求を満足するものではなく、また、十分な耐擦り傷性、耐候性、仕上り外観を満足するものではなかった。
特開2002-200456号公報
 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、塗装工程における加熱温度の低温化及び加熱時間の短縮ができ、並びに1コートで素材への密着性及び塗膜外観、さらに耐擦り傷性及び耐候性に優れる着色塗膜を得ることができる塗料組成物及び塗膜形成方法を提供することにある。
 本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、特定のウレタンアクリレート化合物、65~90重量%のメチルメタクリレートを共重合成分とする水酸基含有アクリル樹脂、ポリイソシアネート化合物及び光重合開始剤を含有する塗料組成物を用いることにより課題を解決できることを見出した。
 本発明者らはさらに、該塗料組成物によれば、低温かつ短時間で、しかも1コートで付着性及び仕上り外観に優れた塗膜が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち本発明は、以下の項を提供する:
 項1.不飽和基当量100~900かつ重量平均分子量500~2500のウレタンアクリレート(A)、共重合成分の総量を基準にして、メチルメタクリレート(a)65~90質量%、水酸基含有重合性不飽和モノマー(b)10~35質量%及びその他の重合性不飽和モノマー(c)0~25質量%を共重合成分とする水酸基含有アクリル樹脂(B)、ポリイソシアネート化合物(C)及び光重合開始剤(E)を含有する塗料組成物。
 項2.上記ウレタンアクリレート(A)を塗料組成物中の合計樹脂固形分100質量部中、10~70質量部含有する項1に記載の塗料組成物。
 項3.着色成分(D)をさらに含む、項1又は2に記載の塗料組成物。
 項4.乾燥膜厚30μmで形成した塗膜の375nmにおける光線透過率が3.0%以上である項1~3のいずれか1項に記載の塗料組成物。
 項5.被塗物上に、請求項1~4のいずれか1項に記載の塗料組成物を塗装して、セッティング及び/又は予備加熱を施し、得られた塗膜の固形分を90質量%以上にした後、活性エネルギー線を照射することを特徴とする塗膜形成方法。
 項6.上記活性エネルギー線照射後に、加熱を施す項4に記載の塗膜形成方法。
 項7.被塗物が、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン樹脂、アクリロニトリル-スチレン-アクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂又はこれらの樹脂の少なくとも2種類のハイブリッドである項5又は6に記載の塗膜形成方法。
 項8.上記活性エネルギー線照射時に、被塗物の表面到達最高温度を90℃未満とする項5~7のいずれか1項に記載の塗膜形成方法。
 項9.項1~4のいずれか1項に記載の塗料組成物が塗装された物品。
 項10.項5~8のいずれか1項に記載の塗膜形成方法により塗装された物品。
 本発明によれば、塗装工程における加熱温度の低温化及び加熱時間の短縮が可能であり、かつ耐擦り傷性及び耐候性に優れる塗膜を形成しうる塗料組成物を得ることが出来る。また、被塗物上に当該塗料組成物を1コート塗装するだけで、被塗物への密着性及び仕上り外観にも優れた塗膜を得ることができる。また、被塗物がプラスチック材料の場合においても、被塗物を変形させることなく、耐擦り傷性及び耐候性、被塗物への密着性及び仕上り外観に優れた塗膜を得ることができる。
 本発明の塗料組成物
 不飽和基当量100~900かつ重量平均分子量500~2500のウレタンアクリレート(A)、共重合成分の総量を基準にして、メチルメタクリレート(a)65~90質量%、水酸基含有重合性不飽和モノマー(b)10~35質量%及びその他の重合性不飽和モノマー(c)0~25質量%を共重合成分とする水酸基含有アクリル樹脂(B)、ポリイソシアネート化合物(C)及び光重合開始剤(E)を含有するものである。
 ≪ウレタンアクリレート(A)≫
 本発明の塗料組成物に用いる不飽和基当量100~900かつ重量平均分子量500~2500のウレタンアクリレート(A)は、活性エネルギー線照射による硬化性向上に寄与する成分であり、通常、1分子中に2個以上のアクリロイル基を有するポリウレタン化合物である。
 ウレタンアクリレート(A)は、100~900かつ重量平均分子量500~2500のウレタンアクリレートであればよく、また1種類であっても、2種以上の併用であってもよい。
 上記ウレタンアクリレート(A)としては、例えば、
ポリイソシアネート化合物(a1)と
1分子中に少なくとも1個の水酸基及び1個以上のアクリロイル基を有する水酸基含有アクリレート(a2)と必要に応じてポリオール化合物(a3)とを、反応させることにより得られるウレタンアクリレート(Ai)(すなわち、ポリイソシアネート化合物(a1)と1分子中に少なくとも1個の水酸基及び1個以上のアクリロイル基を有する水酸基含有アクリレート(a2)とを反応させることにより得られるウレタンアクリレート(Ai)又はポリイソシアネート化合物(a1)と1分子中に少なくとも1個の水酸基及び1個以上のアクリロイル基を有する水酸基含有アクリレート(a2)とポリオール化合物(a3)とを反応させることにより得られるウレタンアクリレート(Ai))、
若しくは
ポリオール化合物(a3)と
1分子中に1個のイソシアネート基及び1個以上アクリロイル基を有するイソシアネート基含有アクリレート(a4)と必要に応じてポリイソシアネート化合物(a1)とを、
反応させること等により得られるウレタンアクリレート(Aii)(すなわち、ポリオール化合物(a3)と1分子中に1個のイソシアネート基及び1個以上アクリロイル基を有するイソシアネート基含有アクリレート(a4)とを反応させること等により得られるウレタンアクリレート(Aii)又はポリオール化合物(a3)と1分子中に1個のイソシアネート基及び1個以上アクリロイル基を有するイソシアネート基含有アクリレート(a4)とポリイソシアネート化合物(a1)とを反応させること等により得られるウレタンアクリレート(Aii))等不飽和基当量が100~900となるように反応させることにより得られるウレタンアクリレートを挙げることが出来る。
 ポリイソシアネート化合物(a1)
 上記ポリイソシアネート化合物(a1)は、1分子中にイソシアネート基を2個以上有する化合物である。例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート化合物及びこれらのポリイソシアネートのウレトジオンタイプ付加物、アダクトタイプ付加物、ビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;イソホロンジイソシアネート、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチルシクロヘキサン-2,4-ジイソシアネート、メチルシクロヘキサン-2,6-ジイソシアネート、1,3-ジ(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4-ジ(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、1,3-シクロペンタンジイソシアネート、1,2-シクロヘキサンジイソシアネート等の脂環族ポリイソシアネート化合物及びこれらのポリイソシアネートのウレトジオンタイプ付加物、アダクトタイプ付加物、ビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;キシリレンジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、1,4-ナフタレンジイソシアネート、4,4’-トルイジンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート、m-フェニレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、4,4’-ビフェニレンジイソシアネート、3,3’-ジメチル-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート、ビス(4-イソシアナトフェニル)スルホン、イソプロピリデンビス(4-フェニルイソシアネート)等の芳香族ポリイソシアネート化合物及びこれらのポリイソシアネートのウレトジオンタイプ付加物、アダクトタイプ付加物、ビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;トリフェニルメタン-4,4’,4’’-トリイソシアネート、1,3,5-トリイソシアナトベンゼン、2,4,6-トリイソシアナトトルエン、4,4’-ジメチルジフェニルメタン-2,2’,5,5’-テトライソシアネート等の1分子中に3個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物及びこれらのポリイソシアネートのウレトジオンタイプ付加物、アダクトタイプ付加物、ビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブチレングリコール、ジメチロールプロピオン酸、ポリアルキレングリコール、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール等のポリオールの水酸基にイソシアネート基が過剰量となる比率でポリイソシアネート化合物を反応させてなるウレタン化付加物及びこれらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物等が挙げられる。これらは、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。
 なかでも、塗膜の耐候性の点から、脂肪族のポリイソシアネート化合物、脂環族ポリイソシアネート化合物等(例えば、脂肪族のポリイソシアネート化合物)を好適に使用することができる。
 水酸基含有アクリレート(a2)
 上記水酸基含有アクリレート(a2)は、1分子中に少なくとも1個の水酸基及び1個以上のアクリロイル基を有する化合物であって、例えば、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、3-ヒドロキシプロピルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート等のモノマー、トリメチロールプロパンジアクリレート、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ペンタアクリレート等の多価水酸基含有化合物のポリアクリレートが挙げられ、これらのポリアクリレートとε―カプロラクトンとの付加物、これらの水酸基含有ポリアクリレートとアルキレンオキサイドとの付加物、水酸基含有エポキシアクリレート等が挙げられる。これらは、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。
 また、これらのうち、1分子中に1個の水酸基及び3~5個のアクリロイル基を有する水酸基含有アクリレートが好ましい。
 このようなアクリレートとしては、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ペンタアクリレート等が挙げられ、これらは高硬度の硬化被膜が得られる点から、好適に使用することができる。
 ポリオール化合物(a3)
 上記ポリオール化合物(a3)は、1分子中に2個以上の水酸基を有する化合物であり、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,2-ブタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,2-ブタンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,4-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、2,3-ジメチルトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、3-メチル-4,3-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,5-ヘキサンジオール、1,4-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステル、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、ジメチロールプロピオン酸等の2価アルコール;これらの2価アルコールにε-カプロラクトン等のラクトン化合物を付加したポリラクトンジオール;ビス(ヒドロキシエチル)テレフタレート等のエステルジオール化合物;ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等のポリエーテルジオール化合物;グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジグリセリン、トリグリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌル酸、ソルビトール、マンニット等の3価以上のアルコール;これらの3価以上のアルコールにε-カプロラクトン等のラクトン化合物を付加させたポリラクトンポリオール化合物;グリセリンの脂肪酸エステル化物等が挙げられる。これらは、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。
 イソシアネート基含有アクリレート(a4)
 上記イソシアネート基含有アクリレート(a4)は、1分子中に少なくとも1個のイソシアネート基及び1個以上のアクリロイル基を有する化合物であって、例えば、2-アクリロイルオキシエチルイソシアナート、m-イソプロペニル-α、α-ジメチルベンジルイソシアネート、1,1-ビス(アクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート等が挙げられる。これらは、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。
 <ウレタンアクリレート(Ai-I)>
 本発明の塗料組成物では、ウレタンアクリレート(A)が、その成分の一部として、
カプロラクトン変性ヒドロキシアルキルアクリレート(a5)と
ポリイソシアネート化合物(a1)とを反応させることにより得られる、1分子中にイソシアネート基とアクリロイル基を持つウレタンアクリレート(Ai-I)を含有することが、塗膜の耐候性、特に耐ワレ性の向上の点から好適である。
 上記(Ai-I)に使用するポリイソシアネート化合物(a1)としては、低温での硬化性の点及び塗膜の耐候性の点から、脂肪族ポリイソシアネート化合物のイソシアヌレート環付加物であるヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート環付加物及びウレトジオンタイプ付加物であるポリイソシアネート化合物を好適に使用することができる。
 カプロラクトン変性ヒドロキシアルキルアクリレート(a5)
上記カプロラクトン変性ヒドロキシアルキルアクリレート(a5)としては、以下の一般式(I)で表される化合物を好適に使用できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
[式中、Rは炭素数2~6のアルキレン基であり、nは1~5の整数である。]。
 カプロラクトン変性ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートは、具体的には、「プラクセルFA-1」、「プラクセルFA-2」、「プラクセルFA-2D」、「プラクセルFA-3」、「プラクセルFA-4」、「プラクセルFA-5」(いずれもダイセル化学社製、商品名、プラクセル\PLACCELは登録商標)等を挙げることができる。なかでも、活性エネルギー線硬化性の点から、一般式(I)において、Rがエチレン基であるカプロラクトン変性ヒドロキシエチルアクリレートが好ましい。同様に活性エネルギー線硬化性の点から、一般式(I)において、nが1~3の範囲であるカプロラクトン変性ヒドロキシエチルアクリレートが好ましい。
 前記ウレタンアクリレート(A)は、水酸基含有成分とイソシアネート基含有成分とを公知のウレタン化反応させることにより合成することができる。
 上記反応は、通常有機溶液中で行うことができる。有機溶剤としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン溶剤、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソブチル、酢酸ブチル等のエステル溶剤等が挙げられる。これらは1種又は2種以上の混合物として使用できる。
 反応温度は、常温~100℃であるのが好ましく、反応時間は1~10時間であるのが好ましい。
 上記反応においては、必要に応じてジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジエチルヘキソエート、ジブチルスズサルファイト等の有機スズ触媒を使用してもよい。触媒の量は、反応原料の総量100質量部に対して0.01~1.0質量部であるのが好ましく、0.1~0.5質量部であるのがより好ましい。また、ハイドロキノンモノメチルエーテル等の重合禁止剤を使用してもよい。重合禁止剤の添加量は、反応原料の総量100質量部に対して0.01~1.0質量部であるのが好ましい。
 ウレタンアクリレート(A)は不飽和基当量が100~900好ましくは120~900、かつ重量平均分子量500~2500、好ましくは700~2500の範囲である。不飽和基当量及び重量平均分子量がこれら範囲であると、より耐擦り傷性及び耐候性に優れる塗膜を得ることができる。
 また、重量平均分子量が上記範囲であることが、塗料組成物を取扱い易い粘度にできる点で好ましい。
 本発明において、重合性不飽和基とは、ラジカル重合しうる不飽和基を意味し、本明細書中において、単に不飽和基と示すこともある。かかる重合性不飽和基としては、例えば、ビニル基、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルエーテル基、アリル基等が挙げられる。ここで、本明細書において不飽和基当量は、ラジカル重合性不飽和基にドデシルメルカプタンを付加し、残余のドデシルメルカプタンをヨウ素溶液で逆滴定することにより求められる。
 ウレタンアクリレート(A)がイソシアネート基を有する場合、ウレタンアクリレート(A)のイソシアネート当量は、塗膜の耐擦り傷性の点から、500~2,500の範囲であることが好ましい。
 ここで、本明細書においてイソシアネート当量は、ジブチルアミンを用いた逆滴定により求められるイソシアネート当量である。逆滴定は、試料に過剰のジブチルアミンを加えて反応させ、滴定指示薬としてブロモフェノールブルーを用い残余のジブチルアミンを塩酸水溶液で滴定することにより行う。
 ここで本明細書において重量平均分子量は、溶媒としてテトラヒドロフランを使用し、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(東ソー(株)社製、「HLC(登録商標)8120GPC」)で測定した保持時間(保持容量)を、ポリスチレンの重量平均分子量を基準にして換算した値である。カラムは、「TSK-gel G4000HXL」、「TSK-gel G3000HXL」、「TSK-gel G2500HXL」、「TSK-gel G2000XL」(いずれも東ソー(株)社製、商品名、TSK-gel、TSK_GELは登録商標)の4本を用い、移動相;テトラヒドロフラン、測定温度;40℃、流速;1ml/分、検出器;RIの条件で行ったものである。
 ≪水酸基含有アクリル樹脂(B)≫
 本発明の塗料組成物に用いる水酸基含有アクリル樹脂(B)は、共重合成分の総量を基準にして、メチルメタクリレート(a)65~90質量%、水酸基含有重合性不飽和モノマー(b)10~35質量%及びその他の重合性不飽和モノマー(c)0~25質量%を、それ自体公知の方法、例えば、有機溶媒中での溶液重合法により共重合せしめることによって製造することができる。
 水酸基含有重合性不飽和モノマー(b)
 本発明で用いる水酸基含有重合性不飽和モノマー(b)としては、具体的には、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物;該(メタ)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物のε-カプロラクトン変性体;N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド;アリルアルコール、さらに分子末端が水酸基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート等を挙げることができる。これらは、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。尚、本発明においては、後述する紫外線吸収性官能基を有する重合性不飽和モノマーに該当するモノマーは、その他の重合性不飽和モノマー(c)として規定されるべきものであり、水酸基含有重合性不飽和モノマー(b)からは除かれる。
 本明細書において、「(メタ)アクリレート」はアクリレート及びメタクリレート、「(メタ)アクリル酸」はアクリル酸及びメタクリル酸、「(メタ)アクリロイル」はアクリロイル及びメタクリロイルを意味する。
 その他の重合性不飽和モノマー(c)
 前記メチルメタクリレート(a)及び水酸基含有重合性不飽和モノマー(b)と共重合可能なその他の重合性不飽和モノマー(c)としては、水酸基含有アクリル樹脂(B)に望まれる特性に応じて適宜選択して使用することができる。
 該モノマーの具体例を以下に列挙する。これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合せて使用することができる。
 アルキル又はシクロアルキル(メタ)アクリレート;エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、i-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、i-ブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、「イソステアリルアクリレート」(商品名、大阪有機化学工業社製)、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、t-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート等。
 イソボルニル基を有する重合性不飽和モノマー;イソボルニル(メタ)アクリレート等
 アダマンチル基を有する重合性不飽和モノマー;アダマンチル(メタ)アクリレート等
 マレイミド基等の光重合性官能基を有する重合性不飽和モノマー等
 ビニル芳香族化合物;スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン等。
 アルコキシシリル基を有する重合性不飽和モノマー;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン等。
 フッ素化アルキル基を有する重合性不飽和モノマー;パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート等のパーフルオロアルキル(メタ)アクリレート;フルオロオレフィン等。
 リン酸基を有する重合性不飽和モノマー;2-アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2-メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2-アクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート、2-メタクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート等。
 カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、β-カルボキシエチルアクリレート等。
 含窒素重合性不飽和モノマー;N-ビニルピロリドン、エチレン、ブタジエン、クロロプレン、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル等のビニル化合物;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、β-カルボキシエチルアクリレート等のカルボキシル基含有重合性不飽和モノマー;(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレートとアミン化合物との付加物等。
 重合性不飽和基を1分子中に少なくとも2個有する重合性不飽和モノマー;アリル(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等。
 エポキシ基含有重合性不飽和モノマー;アリル(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等の重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマー;グリシジル(メタ)アクリレート、β-メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等。
 分子末端がアルコキシ基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート。
 スルホン酸基を有する重合性不飽和モノマー;2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸ナトリウム塩、スルホエチルメタクリレート及びそのナトリウム塩、アンモニウム塩等。
 紫外線吸収性官能基を有する重合性不飽和モノマー;2-ヒドロキシ-4-(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-(3-アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4-(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4-(3-アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2-(2’-ヒドロキシ-5’-メタクリロイルオキシエチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール等。
 紫外線安定性重合性不飽和モノマー;4-(メタ)アクリロイルオキシ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン、4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-シアノ-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-(メタ)アクリロイル-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-(メタ)アクリロイル-4-シアノ-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-クロトノイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-クロトノイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-クロトノイル-4-クロトノイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン等。
 カルボニル基を有する重合性不飽和モノマー;アクロレイン、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミド、アセトアセトキシエチルメタクリレート、ホルミルスチロール、4~7個の炭素原子を有するビニルアルキルケトン(例えば、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン)等。
 酸無水物基を有する重合性不飽和モノマー;例えば、無水マレイン酸等、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等が挙げられる。
 水酸基含有アクリル樹脂(B)は、被塗物との付着性及び塗膜硬度から共重合成分の総量を基準にして、メチルメタクリレート(a)65~90質量%、さらに好ましくは65~80質量%、水酸基含有重合性不飽和モノマー(b)10~35質量%、さらに好ましくは20~35質量%、その他の重合性不飽和モノマー(c)0~25質量%、さらに好ましくは0~15質量%であることが好ましい。
 メチルメタクリレートを共重合成分の総量を基準にして、65~90質量%含有することにより特にプラスチック材料への密着性が良好であると同時に、水酸基含有重合性不飽和モノマー(b)を10~35質量%含有することによりポリイソシアネート化合物(C)と反応して強靭な膜を形成することができる。
 水酸基含有アクリル樹脂(B)は、イソシアネート基を有する他の成分との反応性の点から、カルボキシル基等の酸基を有していることが好ましい。
 水酸基含有アクリル樹脂(B)は、1~25mgKOH/g、特に1~20mgKOH/gの範囲内の酸価を有することが好ましい。
 水酸基含有アクリル樹脂(B)は、塗膜の耐候性の点から、一般に3,000~100,000、特に4,000~50,000、さらに特に5,000~30,000の範囲内の重量平均分子量を有することが好ましい。
 ≪ポリイソシアネート化合物(C)≫
 ポリイソシアネート化合物(C)は、1分子中にイソシアネート基を2個以上有する化合物であり、前記ウレタンアクリレート(A)のポリイソシアネート化合物(a1)の項で例示したもの等が挙げられる。
 なかでも、塗膜の耐候性の点から、脂肪族ポリイソシアネート化合物のイソシアヌレート環付加物であるヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート環付加物、ウレトジオン付加物及びアダクトタイプ付加物を好適に使用することができる。
 ≪着色成分(D)≫
 前記着色成分としては、着色顔料や着色染料等、以下に例示される種々の色調の着色成分を、所望の塗膜色調を得るべく、一種を又は二種以上混合して、使用することができる。但し、以下の例示物に限定されるものではない。
 着色顔料として、例えば、酸化チタン、亜鉛華、カーボンブラック、モリブデンレッド、プルシアンブルー、コバルトブルー、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリン顔料、スレン顔料、ペリレン顔料、ジオキサジン顔料、ジケトピロロピロール顔料等が挙げられる。
さらに、以下に例示物を挙げることができる:
 白色顔料:チタン白、亜鉛華、リトポン、硫化亜鉛、アンチモン白等;
 黒色顔料:カーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、黒鉛、鉄黒、アニリンブラック等;
 黄色顔料:黄土、黄色酸化鉄、ナフトールエローS、ハンザエロー10G、ハンザエロー5G、ハンザエロー3G、ハンザエローG、ハンザエローGR、ハンザエローA、ハンザエローRN、ハンザエローR、ピグメントエローL、ベンジジンエロー、ベンジジンエローG、ベンジジンエローGR、パーマネントエローNCG、バルカンファストエロー5G、バルカンファストエローR、タートラジンレーキ、キノリンエローレーキ、アンスラゲンエロー6GL等;
 橙色顔料:クロムオレンジ、クロムバーミリオン、スダーンI、パーマネントオレンジ、リソールファストオレンジ3GL、パーマネントオレンジGTR、ハンザエロー3R、バルカンファストオレンジGG、ベンジジンオレンジG、ペルシアンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジGK、インダスレンブリリアントオレンジRK等;
 褐色顔料:酸化鉄、アンバー等;
 赤色顔料:ベンガラ、パーマネントレッド4R、パーマネントレッドF5R、パラレッド、ファイヤーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーミンBS、ブリリアントカーミン6B、パーマネントレッドF2R、パーマネントレッドF4R、パーマネントレッドFRL、パーマネントレッドFRLL、パーマネントレッドF4RH、ファストスカーレットVD、バルカンファストルビンB、バルカンファストピンクG、ライトファストレッドトーナーB、ライトファストレッドトーナーR、パーマネントカーミンFB、レーキレッド、アンソシンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGK、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2R、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、キナクリドンマゼンダ等のキナクリドン赤顔料、等;
 紫色顔料:コバルト紫、マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ等;
 青色顔料:群青、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー、無金属フタロシアニンブルー、塩素化フタロシアニンブルー等のフタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダスレンブルーRS、インダスレンブルーBC、インジゴ等;
 緑色顔料;クロムグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、フタロシアニングリーン等。
 また、メタリック顔料としては、例えば、アルミニウムフレーク、アルミナフレーク等が挙げられる。
 その他着色顔料としては、アルミニウムペースト、パール粉、グラファイト、MIO等の光輝顔料等が代表的な例として挙げられる。また、必要に応じて体質顔料を配合してもよく、体質顔料としては、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、石英等が代表的な例として挙げられる。
 これらの着色成分は適宜、分散剤、分散樹脂と混合して分散し、ペースト化して塗料に配合するのが好ましい。分散剤、分散樹脂、分散方法は公知のものを使用することができる。
 ≪光重合開始剤(E)≫
 本発明の塗料組成物はさらに光重合開始剤(E)を含有する。
 光重合開始剤(E)としては、例えばベンジル、ジアセチル等のα-ジケトン化合物;ベンゾイン等のアシロイン化合物;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等のアシロインエーテル化合物;チオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン、チオキサントン-4-スルホン酸等のチオキサントン化合物;ベンゾフェノン、4,4′-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4′-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン化合物;ミヒラーケトン化合物;アセトフェノン、2-(4-トルエンスルホニルオキシ)-2-フェニルアセトフェノン、p-ジメチルアミノアセトフェノン、α,α′-ジメトキシアセトキシベンゾフェノン、2,2′-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、p-メトキシアセトフェノン、2-メチル〔4-(メチルチオ)フェニル〕-2-モルフォリノ-1-プロパノン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタン-1-オン、α-イソヒドロキシイソブチルフェノン、α,α′-ジクロル-4-フェノキシアセトフェノン、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン等のアセトフェノン化合物;2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス(アシル)フォスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド化合物;アントラキノン、1,4-ナフトキノン等のキノン;フェナシルクロライド、トリハロメチルフェニルスルホン、トリス(トリハロメチル)-s-トリアジン等のハロゲン化合物;ジ-t-ブチルパーオキサイド等の過酸化物等が挙げられる。これらは1種又は2種以上の混合物として使用できる。
 光重合開始剤の市販品としては、例えば、イルガキュア(IRGACURE)-184、イルガキュア-261、イルガキュア-500、イルガキュア-651、イルガキュア-819、イルガキュア-907、イルガキュア-CGI-1700(BASF社製、商品名、IRGACURE\イルガキュアは登録商標)、ダロキュア(Darocur)-1173、ダロキュア-1116、ダロキュア-2959、ダロキュア-1664、ダロキュア-4043、ダロキュア-TPO(メルクジャパン社製、商品名、Darocur\ダロキュアは登録商標)、カヤキュアー(KAYACURE)-MBP、カヤキュアー-DETX-S、カヤキュアー-DMBI、カヤキュアー-EPA、カヤキュアー-OA(日本化薬社製、商品名、KAYACURE\カヤキュアーは登録商標)、ビキュア(VICURE)-10、ビキュア-55〔ストウファー社(STAUFFER Co., LTD.)製、商品名〕、トリゴナル〔Trigonal(登録商標)〕P1〔アクゾ社(AKZO Co., LTD.)製、商品名〕、サンドレイ(SANDORAY)1000〔サンドズ社(SANDOZ Co., LTD.)製、商品名〕、ディープ(DEAP)〔アプジョン社(APJOHN Co., LTD.)製、商品名〕、カンタキュア(QUANTACURE)-PDO、カンタキュア-ITX、カンタキュア-EPD〔ウォードブレキンソプ社(WARD BLEKINSOP Co., LTD.)製、商品名〕等を挙げることができる。
 上記のうち光重合開始剤(E)としては特に、0.1%アセトニトリル溶液の光路長10mmのセルで測定した波長375nmにおける吸光度が1.0以上であるものが塗膜深部の硬化性の点から好適に使用することができる。
 このような光重合開始剤としては、例えば、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス(アシル)フォスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド化合物等が挙げられるが、上記条件を満たせばこれに限られることはない。
 市販品としては、例えば、イルガキュア(IRGACURE)-819、ダロキュア(DAROCUR)TPO等が挙げられる。
 ここで、吸光度の測定は、公知の測定方法によって行うことができ、スペクトル測定には、紫外・可視分光光度計を用いることができる。測定セルは、石英製であり光路長が10mmであるセルを使用することができる。
 <重合性不飽和基含有化合物(F)>
 本発明の塗料組成物はさらに必要に応じて、ウレタンアクリレート(A)以外の重合性不飽和基含有化合物(F)を含有することができる。従って、本発明の塗料組成物には、上記各成分に加えて、ウレタンアクリレート(A)以外の重合性不飽和基含有化合物(F)を含有したものも包含される。
 重合性不飽和基含有化合物(F)としては、例えば、単官能重合性不飽和基含有化合物(f1)、多官能重合性不飽和基含有化合物(f2)が挙げられる。
 単官能重合性不飽和基含有化合物(f1)としては、例えば、一価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化物等が挙げられる。具体的には、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、ネオペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、N-アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド等が挙げられる。
また、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリレート;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、2-カルボキシエチル(メタ)アクリレート、2-カルボキシプロピル(メタ)アクリレート、5-カルボキシペンチル(メタ)アクリレート等のカルボキシル基含有(メタ)アクリレート;グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等のグリシジル基含有ラジカル重合性不飽和基含有化合物;スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、α-クロルスチレン等のビニル芳香族化合物;N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N-t-ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート等の含窒素アルキル(メタ)アクリレート;アクリルアミド、メタクリルアミド、N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-エチル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド等の重合性アミド化合物等が挙げられる。
 多官能重合性不飽和基含有化合物(f2)としては、例えば、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化物等が挙げられる。具体的には、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリ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、1,3-ブタンジオールジ(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、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(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、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート等のジ(メタ)アクリレート化合物;グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリ(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、ε-カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート等のトリ(メタ)アクリレート化合物;ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等のテトラ(メタ)アクリレート化合物;その他、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。さらに、(メタ)アクリロイル基を有するエポキシ樹脂、(メタ)アクリロイル基を有するポリエステル樹脂等が挙げられる。
 <水酸基含有樹脂(G)>
 本発明の塗料組成物はさらに必要に応じて、水酸基含有アクリル樹脂(B)以外の水酸基含有樹脂(G)を含有することができる。従って、本発明の塗料組成物には、上記成分に加えて、水酸基含有アクリル樹脂(B)以外の水酸基含有樹脂(G)を含有したものも包含される。
 水酸基含有樹脂(G)としては、例えば、水酸基を有する、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂等の樹脂が挙げられる。これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合せて使用することができる。
 なかでも、水酸基含有樹脂(G)は、得られる塗膜の耐候性の点から水酸基含有アクリル樹脂(B)以外の水酸基含有アクリル樹脂であることが好ましい。
 また、水酸基含有アクリル樹脂(B)以外の水酸基含有アクリル樹脂(G)は、塗膜に柔軟性を持たせることができ、耐候性の向上、特に耐ワレ性の点から、ガラス転移点温度が30度以下、特に好ましくは0度以上30度以下であるものを使用することが好ましい。
 <その他の成分>
 本発明の塗料組成物は、さらに必要に応じて、硬化触媒、紫外線吸収剤、光安定剤、増粘剤、消泡剤、防錆剤、可塑剤、有機溶剤、表面調整剤、沈降防止剤等の通常の塗料用添加剤をそれぞれ単独でもしくは2種以上組合せて含有することができる。
ウレタン化硬化触媒
 硬化触媒を配合することにより水酸基とイソシアネート基の反応を促進させることができ、より短時間で性能を発現させることができる。
 該硬化触媒としては、例えば、オクチル酸錫、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジ(2-エチルヘキサノエート)、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジ(2-エチルヘキサノエート)、ジブチル錫オキサイド、ジオクチル錫オキサイド、ジブチル錫脂肪酸塩、2-エチルヘキサン酸鉛、オクチル酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、脂肪酸亜鉛化合物、ナフテン酸コバルト、オクチル酸カルシウム、ナフテン酸銅、テトラ(2-エチルヘキシル)チタネート等の有機金属化合物;第三級アミン等が挙げられ、これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合せて使用することができる。
 紫外線吸収剤
 紫外線吸収剤は、入射光を吸収し、光エネルギーを熱のような無害な形に変換することにより、被膜の劣化の開始に到達するのを抑制する作用がある。
 紫外線吸収剤としては、従来から公知のものが使用でき、例えば、ベンゾトリアゾール吸収剤、トリアジン吸収剤、サリチル酸誘導体吸収剤、ベンゾフェノン吸収剤等を使用できる。
 ベンゾトリアゾール吸収剤の具体例としては、2-(2´-ヒドロキシ-5´-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2´-ヒドロキシ-5´-t-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2´-ヒドロキシ-3´,5´-ジ-t-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3´-t-ブチル-5´-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2´-ヒドロキシ-3´,5´-ジ-t-ブチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2´-ヒドロキシ-3´,5´-ジ-t-アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2´-ヒドロキシ-4´-オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-{2´-ヒドロキシ-3´-(3´´,4´´,5´´,6´´-テトラヒドロフタルイミドメチル)-5´-メチルフェニル}ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
 トリアジン吸収剤の具体例としては、2,4-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-6-(2-ヒドロキシ-4-イソオクチルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジンン、2-[4((2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)-オキシ)-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンン、2-[4-((2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)-オキシ)-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンン、2-(2,4-ジヒドロキシフェニル)-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン等が挙げられる。
 サリチル酸誘導体吸収剤の具体例としては、フェニルサリシレート、p-オクチルフェニルサリシレート、4-tert-ブチルフェニルサリシレート等が挙げられる。
 ベンゾフェノン吸収剤の具体例としては、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-メ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トリヒドレート、2,2´-ジヒドロキシ-4,4´-ジメトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクタデシロキシベンゾフェノン、ナトリウム2,2´-ジヒドロキシ-4,4´-ジメトキシ-5-スルホベンゾフェノン、2,2´,4,4´-テトラヒドロキシベンゾフェノン、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、レゾルシノールモノベンゾエート、2,4-ジベンゾイルレゾルシノール、4,6-ジベンゾイルレゾルシノール、ヒドロキシドデシルベンゾフェノン等が挙げられる。
 その他の紫外線吸収剤としては、また、例えば2-(2´-ヒドロキシ-5´-メタクリロイルオキシエチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2,2´-ジヒドロキシ-4(3-メタクリルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン等も使用することが可能である。
 上記紫外線吸収剤の市販品としては、例えば、TINUVIN 900、TINUVIN 928、TINUVIN 348-2、TINUVIN 479、TINUVIN 405(BASF社製、商品名、TINUVIN\チヌビンは登録商標)、RUVA 93(大塚化学社製、商品名)等が挙げられる。
 光安定剤
 一方、光安定剤は、塗膜の劣化過程で生成する活性なラジカル種を捕捉するラジカル連鎖禁止剤として用いられるもので、例えば、ヒンダードアミン化合物の光安定剤等が挙げられる。
 光安定剤のなかで優れた光安定化作用を示す光安定剤としてヒンダードピペリジン化合物が挙げられる。ヒンダードピペリジン化合物としては、例えば、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジニル)セバケート、ビス(N-メチル-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジニル)セバケート、4-ベンゾイルオキシ-2,2´,6,6´-テトラメチルピペリジン、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル){[3,5-ビス(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシフェニル]メチル}ブチルマロネート等のモノマータイプのもの;ポリ{[6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)イミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル][(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ]ヘキサメチレン[(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノール]}等のオリゴマータイプのもの;4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-1-ピペリジンエタノールとコハク酸とのポリエステル化物等のポリエステル結合タイプのもの等が挙げられるが、これらに限ったものではない。光安定剤としては、また、公知の重合性光安定剤も使用することが可能である。
 上記光安定剤の市販品としては、例えば、TINUVIN 123、TINUVIN 152、TINUVIN 292(BASF社製、商品名、TINUVIN\チヌビンは登録商標)、HOSTAVIN 3058(クラリアント社製、商品名、Hostavinは登録商標)、アデカスタブLA-82(株式会社ADEKA製、商品名、アデカスタブ\ADKSTAB及びアデカスタブは登録商標)等が挙げられる。
 塗料組成物の各成分の含有量
 本発明の塗料組成物における上記各成分の含有量は、特に限定されないが、以下の範囲が下記塗膜性能の点から好ましい。
 ウレタンアクリレート(A)の固形分含有量は、耐擦り傷性及び耐候性の点から、好ましくは、本発明の塗料組成物中の合計樹脂固形分100質量部に対して、10~70質量部であり、より好ましくは15~60質量部である。
 ここで、合計樹脂固形分とは、ウレタンアクリレート(A)、水酸基含有アクリル樹脂(B)、及びポリイソシアネート(C)と、水酸基含有樹脂(G)及び重合性不飽和基含有化合物(F)を含む場合はそれらを全て合せた合計樹脂固形分のことである。
 ウレタンアクリレート(Ai-I)を使用する場合のその使用割合は、ウレタンアクリレート(A)全固形分中、ウレタンアクリレート(Ai-I)が10質量%以上、好ましくは10~70質量%の範囲であることが好ましい。これらの範囲は、塗膜の耐候性向上、特に耐ワレ性の点で意義がある。
 水酸基含有アクリル樹脂(B)の固形分含有量は、低温硬化性及び被塗物への付着性の点から、好ましくは、本発明の塗料組成物中の合計樹脂固形分100質量部に対して、1~70質量部であり、より好ましくは5~60質量部である。
 ポリイソシアネート化合物(C)の固形分含有量は、低温硬化性の点で、好ましくは、本発明の塗料組成物中の合計樹脂固形分100質量部に対して、5~30質量部であり、より好ましくは10~25質量部である。
 本発明の塗料組成物が着色成分(D)を含有する場合、その含有量は、含有量は特に限定されないが、素材隠蔽性と意匠性の点から、塗料組成物中の全樹脂固形分100質量部に対して、0.1~5.0質量部の範囲が好ましく、より好ましくは0.2~3.0質量部の範囲である。
 本発明の塗料組成物は、塗膜硬度の点から、乾燥膜厚30μmで形成した塗膜の375nmにおける光線透過率が2.0以上である塗料組成物が好ましく、3.0%以上である塗料組成物がより好ましい。塗膜の光線透過率の測定には、例えば、島津製作所製UV-3100等の分光光度計を用いる。上記光線透過率が3.0%以上となるように着色成分(D)の含有量を調整することが望ましい。
 光重合開始剤(E)の含有量は、好ましくは、本発明の塗料組成物中の合計樹脂固形分100質量部に対して、0.5~6.0質量部であり、より好ましくは1.0~5.0質量部である。これらの範囲は、活性エネルギー線に対する反応性の点で意義がある。
 重合性不飽和基含有化合物(F)を使用する場合その固形分含有量は、耐候性の点から、本発明の塗料組成物中の合計樹脂固形分100質量部に対して、1~50質量部、好ましくは、3~40質量部の範囲である。
 その他の水酸基含有樹脂(G)を使用する場合その固形分含有量は、本発明の塗料組成物中の合計樹脂固形分100質量部に対して、水酸基含有アクリル樹脂(B)及びその他の水酸基含有樹脂(G)の合計樹脂固形分が1~70質量部、より好ましくは5~60質量部の範囲となるように水酸基含有樹脂(G)の含有量を選択することが好ましい。
 硬化触媒を用いる場合その含有量は、耐擦り傷性の点から、本発明の塗料組成物中の合計樹脂固形分100質量部に対して、0.005~5質量部、好ましくは0.01~0.5質量部、さらに好ましくは0.03~0.3質量部の範囲内であることが好適である。
 紫外線吸収剤を用いる場合その含有量は、特に限定されるものではないが、被塗物との付着性及び耐候性の点から、本発明の塗料組成物中の合計樹脂固形分100質量部に対して、0.1~15質量部、好ましくは0.3~10質量部の範囲内が適当である。
 光安定剤を用いる場合その含有量は、特に限定されるものではないが、耐候性の点から、本発明の塗料組成物中の合計樹脂固形分100質量部に対して、0.1~10質量部、好ましくは0.2~5の範囲内が適当である。
 また、本発明においてウレタンアクリレート(A)がイソシアネート基を有する場合には、水酸基含有アクリル樹脂(B)、ポリイソシアネート化合物(C)及び必要に応じ配合される水酸基含有アクリル樹脂(B)以外の水酸基含有樹脂(G)の配合割合は、ポリイソシアネート化合物(C)及びウレタンアクリレート(A)の有するイソシアネート基の合計量と水酸基含有アクリル樹脂(B)及び水酸基含有樹脂(G)の有する水酸基の合計量とが、当量比でNCO/OH=0.30~2.0となる範囲が好ましく、0.50~1.8となる範囲がより好ましい。これら範囲は、塗膜の耐擦り傷性及び耐候性の点で意義がある。
 本発明の塗料組成物は、有機溶剤型塗料組成物及び水性塗料組成物のいずれであってもよいが、貯蔵安定性等の観点から、有機溶剤型塗料組成物であることが好適である。なお、本明細書において、水性塗料組成物は溶媒の主成分が水である塗料であり、有機溶剤型塗料組成物は溶媒として実質的に水を含有しない塗料である。
 ≪塗膜形成方法≫
 本発明の塗膜形成方法は、上記塗料組成物を用いて被塗物上に塗装して、セッティング及び/又は予備加熱を施し、得られた塗膜の固形分を90質量%以上にした後、活性エネルギー線を照射することを特徴とする塗膜形成方法である。
 被塗物
 被塗物としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(ABS)樹脂、アクリロニトリル-スチレン-アクリレート(ASA)樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂及び各種のFRP等のプラスチック材料を挙げることができ、これらのハイブリッド樹脂であっても構わない。
 本発明の塗料組成物を塗装する被塗物は、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン樹脂、アクリロニトリル-スチレン-アクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂並びにこれらのハイブリッドからなる群から選ばれる少なくとも1種(すなわち、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン樹脂、アクリロニトリル-スチレン-アクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂又はこれらの樹脂の少なくとも2種類のハイブリッド)であり、なかでも、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(ABS)樹脂、アクリロニトリル-スチレン-アクリレート(ASA)樹脂が好適である。
 さらに、鉄、アルミニウム、真鍮、銅、ステンレス鋼、ブリキ、亜鉛メッキ鋼、合金化亜鉛(Zn-Al、Zn-Ni、Zn-Fe等)メッキ鋼等の金属材料や、ガラス、セメント、コンクリート等の無機材料;木材;繊維材料(紙、布等)等への塗布も可能である。
 また、本発明の塗料組成物が塗装される被塗物の用途としては、特に制限されず、例えば、乗用車、トラック、オートバイ、バス等の自動車車体の外板部;自動車部品;携帯電話、オーディオ機器等の家庭電気製品の外板部等を挙げることができる。
 本発明の塗料組成物によって得られた塗膜は、低温かつ短時間で、特に種々のプラスチック材料に優れた密着性を発現し、素材の変形を伴うことなく、仕上り外観、耐擦り傷性、耐水性、耐衝撃性に優れる。なかでも、自動車車体の外板部や自動車部品、特にセンターピラーへの用途で好適に使用できるものである。
 本発明の塗料組成物は、塗装時において、固形分含有率を通常15質量%以上、特に20~60質量%の範囲内とし、さらに、粘度を5~30秒/フォードカップ#4/20℃の範囲内に調整しておくことが好ましい。
 本発明の塗料組成物を塗装する方法は、特に限定されるものではない。例えば、エアスプレー、エアレススプレー、回転霧化塗装機、浸漬塗装、刷毛等により塗装することができる。塗装の際、静電印加を行ってもよい。塗装膜厚は、硬化膜厚で通常10~100μm、好ましくは10~50μm、さらに好ましくは15~35μmの範囲内とすることができる。
 本発明の塗膜形成方法は、被塗物上に、該塗料組成物を塗装して、セッティング及び/又は予備加熱を施し、得られた塗膜の固形分を90質量%以上にした後、活性エネルギー線を照射するものである。
 ここで、得られた塗膜の固形分の確認は、硬化後の質量変化を秤量し、下記式で求めた。 具体的には、100mm×150mm×3.0mmのABS被塗物(m)を秤量し、本塗料組成物を該被塗物上に塗装した。その後80℃で3分予備加熱を施した後、半硬化した塗装板(m)を得た。さらに80℃で60分加熱し、完全に硬化した塗装板(m)を得た。これらのABS被塗物及び塗装板を秤量し、下記式により90質量%以上となっていることを確認した。
   塗膜の固形分(質量%)=(m-m)/(m-m)×100
          m:塗装前の被塗物の質量(g)
          m:塗装後予備加熱し半硬化した後の質量(g)
          m:塗膜が完全硬化した後の質量(g) 
 この塗膜の固形分を90質量%以上にすることは、塗装直後の塗膜の揮発分を減少させる又は揮発分を除去するために行なわれ、エアブロー、IR炉等で行うことができる。セッティングは、通常、塗装された被塗物をほこりのない雰囲気の場所に室温で30秒~600秒放置することによりで行うことができる。プレヒートは、通常、塗装された被塗物を乾燥炉内で、40~90℃、好ましくは50~70℃の温度で1~30分間直接的又は間接的に加熱することにより行うことができる。また、エアブローを行う場合には、通常、被塗物の塗装面に常温又は25℃~80℃の温度に加熱された空気を吹き付けることにより行うことができる。
 本発明では、活性エネルギー線照射の後に加熱を行ってもよく、加熱と活性エネルギー線照射とを同時に行ってもよい。
 また、加熱と活性エネルギー線照射とを同時に行う際には、活性エネルギー線の照射源からの熱(例えばランプが発する熱)を熱源としてもよい。さらに、加熱の後に活性エネルギー線照射を行う際には、被塗物が熱を帯びた状態(余熱を持った状態)で活性エネルギー線照射を行ってもよい。
 活性エネルギー線照射時の加熱条件は、特に限定されるものではないが、熱によりプラスチック材料に変形が伴う場合、被塗物の表面到達最高温度を90℃未満とすることが好ましく、さらに50℃以上80℃以下であることが好ましい。
 上記のように活性エネルギー線照射時の温度上昇を制御するために、熱線カットフィルター及び/又はコールドミラーを使用することが好ましい。
 活性エネルギー線照射時の加熱条件が上記範囲より高い温度であると、素材によっては変形が生じるため好ましくない。
 本発明の塗料組成物は、低温での硬化性を有しており、高い温度(例えば90℃以上)で加熱せずとも耐擦り傷性、耐候性等の所望の性能が得ることが可能である。
 また、本発明の塗料組成物は、活性エネルギー線でも硬化するため、長い時間で加熱せずとも耐擦り傷性、耐候性等の所望の性能が得られることから、活性エネルギー線照射後又は同時の加熱は1~30分間加熱することが好ましく、1~20分間加熱することがより好ましい。
 上記活性エネルギー線としては、例えば紫外線、可視光線、レーザー光(近赤外線、可視光レーザー、紫外線レーザー等)が挙げられる。その照射量は、通常100~5,000mJ/cm、好ましくは300~3,000mJ/cmの範囲内が好ましい。また、活性エネルギー線の照射源としては、従来から使用されているもの、例えば超高圧、高圧、中圧、低圧の水銀灯、FusionUV社製無電極ランプ、ケミカルランプ、カーボンアーク灯、キセノン灯、メタルハライド灯、蛍光灯、タングステン灯、太陽光等の各光源により得られる光源、紫外カットフィルターによりカットした可視領域の光線、可視領域に発振線を持つ各種レーザー等が使用できるが、特にメタルハライド灯が好適に使用できる。
 以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例に記載の特定の実施形態に限定されない。尚、「部」及び「%」は、別記しない限り「質量部」及び「質量%」を示す。
 ≪ウレタンアクリレートの製造≫
 (製造例1)  ウレタンアクリレート (A-1)
 温度計、サーモスタット、攪拌機、還流冷却機および空気吹き込み装置を備えた反応容器に、イソホロンジイソシアネート888部、2-ヒドロキシエチルアクリレート464部、およびハイドロキノンモノメチルエーテル0.70部を仕込み、反応容器内に空気を吹き込みながら、80℃に昇温して、その温度に5時間保ち、加えた2-ヒドロキシエチルアクリレートが実質的に全て反応したのを確認した後、ペンタエリスリトール136部、酢酸ブチル372部およびジブチルチンジラウリレート0.20部を添加してさらに80℃に保持し、イソホロンジイソシアネートが実質的に全て反応したのを確認して冷却し、固形分80%のウレタンアクリレート(A-1)溶液を得た。得られたウレタンアクリレートの重量平均分子量は1488、不飽和基当量は372であった。
 ウレタン化反応の確認は、イソシアネート当量を前記ウレタンアクリレート(A)の項で記載した方法により測定して確認した。
 (製造例2) ウレタンアクリレート (A-2)
 温度計、サーモスタット、攪拌機、還流冷却機および空気吹き込み装置を備えた反応容器に、メトキシプロピルアセテート191部、ヘキサメチレンジイソシアネート168部、ペンタエリスリトールトリアクリレート596部、およびハイドロキノンモノメチルエーテル0.10部を仕込み、反応容器内に空気を吹き込みながら、80℃に昇温して、その温度に5時間保ち、ヘキサメチレンジイソシアネートが実質的に全て反応したのを確認して冷却し、固形分80%のウレタンアクリレート(A-2)溶液を得た。得られたウレタンアクリレートの重量平均分子量は764、不飽和基当量は127であった。
 (製造例3) ウレタンアクリレート (A-3)
 攪拌機、温度計、還流冷却機、および滴下装置を備えた反応容器に、メトキシプロピルアセテート25.3部、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート環付加物50.0部、ジブチルスズジラウレート0.02部、およびハイドロキノンモノメチルエーテル0.20部の混合物を仕込んだ。該混合物を攪拌しながら、50℃まで加熱した。続いて、混合物の温度が60℃を超えないようにしながら、プラクセルFA-2D(商品名、ダイセル化学社製)51.1部を8時間かけて滴下し、混合物を60℃で更に1時間攪拌し、固形分80%のウレタンアクリレート(A-3)溶液を得た。得られたウレタンアクリレートのイソシアネート当量は681、不飽和基当量は681、重量平均分子量は1021であった。
 (製造例4) ウレタンアクリレート (A-4)
 温度計、サーモスタット、攪拌機、還流冷却機および空気吹き込み装置を備えた反応容器に、メトキシプロピルアセテート113.5部、イソホロンジイソシアネート222部、2-ヒドロキシエチルアクリレート232部、およびハイドロキノンモノメチルエーテル0.10部を仕込み、反応容器内に空気を吹き込みながら、80℃に昇温して、その温度に5時間保ち、イソホロンジイソシアネートが実質的に全て反応したのを確認して冷却し、固形分80%のウレタンアクリレート(A-4)溶液を得た。得られたウレタンアクリレートの重量平均分子量は454、不飽和基当量は227であった。
 ≪水酸基含有アクリル樹脂(B)の製造≫
 (製造例5) 水酸基含有アクリル樹脂 (B-1)
 攪拌機、温度計、還流冷却器、及び滴下装置を備えた反応容器に、キシレン40部、メトキシプロピルアセテート40部を仕込み、窒素ガスを吹き込みながら100℃で攪拌し、この中にメチルメタクリレート68部、n-ブチルアクリレ-ト10部、2-ヒドロキシエチルアクリレート20部、アクリル酸2.0部及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル6.0部の混合物を3時間かけて均一速度で滴下し、さらに同温度で2時間熟成した。その後さらにキシレン10部及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル0.50部の混合物を1時間かけて反応容器に滴下し、滴下終了後1時間熟成させ、固形分55%の水酸基含有アクリル樹脂(B-1)溶液を得た。
 得られた水酸基含有アクリル樹脂(B-1)の酸価は15.6mgKOH/g、水酸基価は96.6mgKOH/g、重量平均分子量は10000、ガラス転移点温度は34.9℃であった。
 (製造例6) 水酸基含有アクリル樹脂 (B-2)
 メチルメタクリレート75部、n-ブチルアクリレ-ト3.0部、2-ヒドロキシエチルアクリレート20部、アクリル酸2.0部を配合する以外は製造例5と同様にして、固形分55%の水酸基含有アクリル樹脂(B-2)溶液を得た。
 得られた水酸基含有アクリル樹脂(B-2)の酸価は15.6mgKOH/g、水酸基価は96.6mgKOH/g、重量平均分子量は10000、ガラス転移点温度は48.2℃であった。
 <その他の水酸基含有樹脂(G)の製造>
 (製造例7) 水酸基含有アクリル樹脂 (G-1)
 スチレン10部、メチルメタクリレート33部、i-ブチルメタクリレート8.0部、n-ブチルアクリレ-ト27部、2-ヒドロキシエチルアクリレート20部、アクリル酸2.0部、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル3.0部、追加時0.50部を配合する以外は製造例5と同様にして、固形分55%の水酸基含有アクリル樹脂(G-1)溶液を得た。
 得られた水酸基含有アクリル樹脂(G-1)の酸価は15.6mgKOH/g、水酸基価は96.6mgKOH/g、重量平均分子量は20000、ガラス転移点温度は3.9℃であった。
 (製造例8) 水酸基含有アクリル樹脂 (G-2)
 メチルメタクリレート60部、n-ブチルアクリレ-ト18部、2-ヒドロキシエチルアクリレート20部、アクリル酸2.0部を配合する以外は製造例5と同様にして、固形分55%の水酸基含有アクリル樹脂(G-2)溶液を得た。
 得られた水酸基含有アクリル樹脂(G-2)の酸価は15.6mgKOH/g、水酸基価は96.66mgKOH/g、重量平均分子量は10000、ガラス転移点温度は21.0℃であった。
 (製造例9) 水酸基含有アクリル樹脂 (G-3)
 メチルメタクリレート95部、2-ヒドロキシエチルアクリレート3.0部、アクリル酸2.0部を配合する以外は製造例5と同様にして、固形分55%の水酸基含有アクリル樹脂(G-3)溶液を得た。
 得られた水酸基含有アクリル樹脂(G-3)の酸価は15.6mgKOH/g、水酸基価は14.5mgKOH/g、重量平均分子量は10000、ガラス転移点温度は96.4℃であった。
 ≪着色成分(D)の製造≫
 (製造例10) 着色成分ペースト (D-1)
 メトキシプロピルアセテート52.4部、カーボンブラック15部、DISPERBYK-2001(ビックケミー・ジャパン社製分散剤、有効成分46%)32.6部を混合しミルベースを作成した。ビーズミルで60分間分散し、顔料濃度15重量%の黒色ペースト(D-1)を得た。
 (製造例11) 着色成分ペースト (D-2)
 メトキシプロピルアセテート52.4部、塩素化銅フタロシアニンブルー15部、DISPERBYK-2001(ビックケミー・ジャパン社製分散剤、有効成分46%)32.6部を混合しミルベースを作成した。ビーズミルで60分間分散し、顔料濃度15重量%の青色ペースト(D-2)を得た。
 (製造例12) 着色成分ペースト (D-3)
 メトキシプロピルアセテート52.4部、キナクリドンマゼンタ15部、DISPERBYK-2001(ビックケミー・ジャパン社製分散剤、有効成分46%)32.6部を混合しミルベースを作成した。ビーズミルで60分間分散し、顔料濃度15重量%の青色ペースト(D-3)を得た。
 (製造例13) ウレタンアクリレート (A-7)
 撹拌機、ガス導入管、コンデンサーおよび温度計を備えた1リットルの清浄な4ツ口フラスコに、乾燥空気を吹き込み、フラスコ内の空気を乾燥空気で置換した後、フラスコにアロニックスM-305〔東亜合成(株)製ペンタエリスリトールトリアクリレート、ガードナー粘度(25℃):R、水酸基価:130〕を651.6部、スミライザーBHT〔住友化学工業(株)製酸化防止剤〕を2.4部、メトキノン〔精工化学工業(株)製重合禁止剤〕を0.2部、ジブチル錫ジアセテートを0.1部および酢酸ブチルを200部加えて均一に攪拌し、70℃まで昇温した。次いで、フラスコ内にイソホロンジイソシアネート145.7部を発熱に注意しながら分割で加え、80℃に昇温して4時間保持して重量分子量1056のウレタンアクリレート(A-7)溶液〔不揮発分:80.3%、ガードナー粘度(25℃):O-P、ガードナーカラー:1以下〕を996部得た。ウレタンアクリレート(A-7)の不飽和基当量は、176であった。このウレタンアクリレート(A-7)は、IR測定によりイソシアネート基に起因する、2240cm-1のピークが消失していることを確認した。
 (製造例14) アクリル樹脂
 撹拌機、ガス導入管、コンデンサー、滴下ロートおよび温度計を備えた2リットルの清浄なセパラブルフラスコに、窒素ガスを吹き込み、フラスコ内の空気を窒素ガスで置換した後、フラスコにトルエンを275部およびn-ブタノールを275部加え、攪拌しながら110℃まで昇温した。次いで、メチルメタクリレートを180部、n-ブチルメタクリレートを270部、パーブチルO〔日本油脂(株)製t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート〕を2部およびパーブチルZ〔日本油脂(株)製t-ブチルパーオキシベンゾエート〕を2部配合したプレミックスを、滴下ロートを使用して4時間かけてフラスコ内に滴下し、滴下終了後、110℃で6時間保持してアクリル樹脂溶液〔不揮発分:45.3%、ガードナー粘度(25℃):X、ガードナーカラー:1以下、アクリル樹脂の数平均分子量(Mn):30,000、アクリル樹脂の重量平均分子量(Mw):7
2,000〕997部を得た。
 (製造例15) アクリル樹脂 (G-4)
 メチルメタクリレートを202.5部、n-ブチルメタクリレートを202.5部、β―ヒドロキシエチルメタクリレートを45部、パーブチルOを2部およびパーブチルZを2部配合したプレミックスを用いた以外は合成例1と同様にして、アクリル樹脂(G-4)溶液〔不揮発分:45.0%、ガードナー粘度(25℃):V、ガードナーカラー:1以下、アクリル樹脂の数平均分子量(Mn):28,000、アクリル樹脂(G-4)の重量平均分子量(Mw):60,000〕998部を得た。
 ≪塗料組成物の作製≫
 (実施例1) 塗料組成物No.1
 ウレタンアクリレート(A-1)62.5部(固形分50部)、水酸基含有アクリル樹脂(B-1)54.5部(固形分30部)、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアネート環付加物20部、着色成分ペースト(D-1)6.7部(着色成分量1.0部)、ダロキュアTPO0.50部、ダロキュア1173の3.0部、を配合し、塗料固形分が50%になるように酢酸ブチルで希釈攪拌して塗料組成物No.1を得た。
 (実施例2~27、比較例1~6)
 表1及び表2に示す固形分量で、実施例1と同様にして塗料組成物No.2~33を得た。
 また、各塗料組成物で作製した塗膜の光線透過率を測定し、測定結果を合せて表1及び表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 (注1)EBECRYL(登録商標) 244:ダイセル・サイテック社製、商品名、2官能ウレタンアクリレート、重量分子量2000、不飽和基当量1000。
(注2)EBECRYL(登録商標) 8405:ダイセル・サイテック社製、商品名、4官能ウレタンアクリレート、重量分子量2700、不飽和基当量675。
(注3)デュラネートTM P301-75E:旭化成ケミカルズ社製、商品名、ヘキサメチレンジイソシアネートのアダクトタイプ付加物。
(注4)ダロキュア(登録商標) TPO:メルクジャパン社製、商品名、光重合開始剤。
(注5)イルガキュア(登録商標) 819:BASF社製、商品名、光重合開始剤。
(注6)ダロキュア(登録商標) 1173:メルクジャパン社製、商品名、光重合開始剤。
(注7)Hostavin(登録商標) 3058 LIQ.:クラリアント社製、商品名、光安定剤。
(注8)光線透過率:
 厚さ30μmの硬化塗膜の波長375nmにおける平均光線透過率を、以下の方法により測定した;
 まず、ポリプロピレン板上に、硬化したときの塗膜の厚さが30μmとなるように、各塗料組成物を塗装した。次に、該ポリプロピレン板上の該塗膜を硬化せしめた。次に、硬化した該塗膜を剥離して回収し、分光光度計を用いて、波長375nmにおける光線透過率を測定した。上記分光光度計としては、「UV-3100」(商品名、島津製作所製)を用いた。
 (比較例7)塗料組成物No.34(着色塗料組成物)の作製
 製造例15で得たアクリル樹脂(G-4)溶液100部、カーボンブラック〔三菱化学(株)製MA-100〕15.8部を配合して、着色塗料組成物No.34を調製した。次いで、得られた着色塗料組成物No.34を、下記組成からなるシンナーでフォードカップ#4による粘度が25℃において10秒となるように希釈した:
 シンナー組成:キシレン/トルエン/酢酸エチル/酢酸ブチル/エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート=25/40/15/10/10(重量%)。
 (比較例8)塗料組成物No.35(エネルギー線硬化性上塗り塗料)の作製
 製造例13で得たアクリレート化合物(A-7)溶液37質量部、カヤラッドDPHA〔日本化薬(株)製ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート〕30部、製造例14で得たアクリル樹脂溶液、および、イルガキュア184(BASF社製、1―ヒドロキシーシクロヘキシルーフェニルーケトン)3.0部を配合し、塗料組成物No.35を得た。
 ≪試験版の作製≫
 (ASA被塗物)
 100mm×150mm×3.0mmのアクリロニトリル-スチレン-アクリレート板の表面をイソプロピルアルコールで脱脂してASA被塗物とした。
 (ABS被塗物)
 100mm×150mm×3.0mmのアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン板の表面をイソプロピルアルコールで脱脂してABS被塗物とした。
 (PC/PBT被塗物)
 100mm×150mm×3.0mmのポリカーボネート-ポリブチレンテレフタレート板の表面をイソプロピルアルコールで脱脂してPC/PBT被塗物とした。
 (Al被塗物)
 100mm×150mm×0.23mmのアルミニウム/マグネシウム合金材料である5182材(JIS)をAl被塗物とした。
 (Fe被塗物)
 100mm×150mm×1.0mmのリン酸亜鉛表面処理された鋼板を石油ベンジンで脱脂してFe被塗物とした。
 ≪塗装工程≫
 (実施例28~63、比較例9~14)
 実施例1~27、比較例1~6で得られた各塗料組成物を表3及び4に記載の被塗物にエアスプレーで乾燥膜厚が30μmになるように塗装した。塗装後の予備加熱~活性エネルギー線照射~加熱の硬化工程は下記の条件で行った。
 (硬化工程1)
 80℃に設定された熱風乾燥機で5分間乾燥させ、塗膜の固形分を90質量%以上にした後、コールドミラーを取り付けたD-bulb(フージョンUVシステムズ社製紫外線照射装置)で300mW/cm、1500mJ/cmのUV照射を1分間行った。硬化工程時間は6分間であった。
 (硬化工程2)
 80℃に設定された熱風乾燥機で5分間乾燥させ、塗膜の固形分を90質量%以上にした後、アルミミラーを取り付けたD-bulb(フージョンUVシステムズ社製紫外線照射装置)で300mW/cm、1500mJ/cmのUV照射を1分間行った。硬化工程時間は6分間であった。
 (硬化工程3)
 80℃に設定された熱風乾燥機で5分間乾燥させ、塗膜の固形分を90質量%以上にした後、アルミミラーを取り付けたD-bulb(フージョンUVシステムズ社製紫外線照射装置)で300mW/cm、1500mJ/cmのUV照射を1分間行った。続いて、80℃に設定された熱風乾燥機で10分間の加熱を行った。硬化工程時間は16分間であった。
 (硬化工程4)
 80℃に設定された熱風乾燥機で5分間乾燥させ、塗膜の固形分を90質量%以上にした後、熱線カットフィルターを取り付けたD-bulb(フージョンUVシステムズ社製紫外線照射装置)で300mW/cm、1500mJ/cmのUV照射を1分間行った。硬化工程時間は6分間であった。
 (硬化工程5)
 80℃に設定された熱風乾燥機で5分間乾燥させ、塗膜の固形分を90質量%以上にした後、コールドミラーを取り付けたD-bulb(フージョンUVシステムズ社製紫外線照射装置)で300mW/cm、1500mJ/cmのUV照射を1分間行った。続いて、80℃に設定された熱風乾燥機で10分間の加熱を行った。硬化工程時間は16分間であった。
 (硬化工程6)
 20℃で50秒セッティング後、株式会社ハイベック社製の平行照射タイプラインヒーターHYP-20Nを用いて10秒間乾燥させた後、コールドミラーを取り付けたD-bulb(フージョンUVシステムズ社製紫外線照射装置)で300mW/cm、1500mJ/cmのUV照射を1分間行った。尚、平行照射タイプラインヒーターHYP-20Nでの10秒間の乾燥により、塗膜の固形分は90質量以上になっていた。上記硬化工程時間は2分間であった。
 表1及び表2で得られた各塗料組成物を表3、表4及び表5に記載の被塗物及び工程で試験板を得た。各試験板の評価結果も合せて表3、表4及び表5に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
(比較例15)
 ABS被塗物上に着色塗料組成物No.34をスプレー塗装し、さらに、熱風乾燥炉内で、70℃で10分間加熱乾燥を行い、膜厚10μmの着色層を有する着色塗装板を得た。その後、得られた着色塗装板に、塗料組成物No.35(比較例;エネルギー線硬化性上塗り塗料)を膜厚が10μmなるようにバーコーターを用いて塗装し、70℃に設定された熱風乾燥炉内で10分間乾燥を行った後、160W/cmの高圧水銀灯下を15cmの距離から、5m/分の速度で1回通過させてUV照射を1分間行い、試験板を得た。硬化工程時間は21分間であった。(硬化工程7)
 上記試験板の評価結果を表5に示す。
 ≪試験方法≫
 (注9)仕上り性:
各試験板について下記外観(ハダ)を目視評価、及び光沢測定により仕上り性を下記基準により評価した:
 <外観(ハダ)>
 塗膜状態を目視で観察し、ユズハダ等の塗膜外観の具合を調べた:
  S:平滑でユズハダが認められない
  A:ごくわずかなユズハダが認められる
  B:ユズハダが認められる
  C:顕著なユズハダが認められる
 <光沢測定>
JIS K5600-4-7(1999)の鏡面光沢度(60度)に準じて各塗面の光沢度を測定した。測定した光沢度を下記基準により評価した:
  S:塗膜表面に異常が認められず、鏡面光沢度(60度)が85以上である
  A:鏡面光沢度(60度)が70以上85未満である
  B:鏡面光沢度(60度)が60以上70未満である
  C:鏡面光沢度(60度)が60未満である
 <素材隠蔽性>
 ASA板(平板)に#2000サンドペーパーで10往復擦り、磨き傷をつけたものを被塗板とした。さらに、この上に実施塗料組成物を乾燥膜厚30μmとなるように塗装し所定の硬化条件で硬化塗膜を作製し、試験板(磨き有り)を得た。また、ASA板に磨きを付けずに上記と同条件で塗装し、硬化塗膜を作製し、試験板(磨き無し)を得た。この試験板(磨き無し)と試験板(磨き有り)のL値を測定し、その差であるΔLを求め下記基準により素材隠蔽性を評価した:
  S:ΔLが0.3未満
  A:ΔLが0.3以上0.5未満
  B:ΔLが0.5以上1未満
  C:ΔLが1.0以上。
 (注10)耐擦り傷性:
 各試験板について、ASTM D1044に準じて、テーバー磨耗試験(磨耗輪CF-10P、荷重500g、100回転)を行った。試験前後の塗膜について、JIS K5600-4-7(1999)の鏡面光沢度(60度)に準じて各塗面の光沢を測定した。試験前の光沢に対する試験後の光沢を光沢保持率(%)として求め、下記基準により評価した:
  S:光沢保持率90%以上
  A:光沢保持率80%以上90%未満
  B:光沢保持率60%以上80%未満
  C:光沢保持率60%未満。
 (注11)付着性(初期):
 各塗面にJIS K 5600-5-6(1990)に準じて塗膜に2.0mm×2.0mmのゴバン目100個を作り、その面に粘着テープを貼着し、急激に剥がした後に、塗面に残ったゴバン目塗膜の数を下記基準により評価した:
  A:残存個数/全体個数=100個/100個
  B:残存個数/全体個数=99個~90個/100個
  C:残存個数/全体個数=89個以下/100個。
 (注12)耐水性:
 各試験板について、40℃の温水に7日間浸漬させ、耐水試験を行った。試験後の試験板について、外観及び付着性を下記基準により評価した:
 <外観(耐水試験後)>
 耐水性試験後の塗膜状態を目視で観察し、白化等の塗膜外観の具合を調べた:
  A:異常なし
  B:わずかな白化が認められる
  C:白化が認められる
 <付着性(耐水試験後)>
 試験板の塗膜面にJIS K 5600-5-6(1990)に準じて塗膜に2.0mm×2.0mmのゴバン目100個を作り、その面に粘着テープを貼着し、急激に剥がした後に、塗面に残ったゴバン目塗膜の数を下記基準により評価した:
  A:残存個数/全体個数=100個/100個
  B:残存個数/全体個数=99個~90個/100個
  C:残存個数/全体個数=89個以下/100個。
 (注13)耐候性:
 各試験板について、JIS K 5600-7-8(1999)に準拠して、サンシャインウェザオメーターを用いて2000時間の耐候性試験を行った。試験後の試験板について、外観(ワレ)、光沢測定及び付着性を下記基準により評価した:
 <外観(ワレ)>
 耐候性試験後の塗膜状態を目視で観察し、ワレ等の塗膜外観の具合を調べた:
  S:異常なし
  A:よく見ると塗膜にワレが認められるが、製品とした時に問題ないレベル
  B:塗膜にわずかなワレが認められる
  C:塗膜にワレが認められる
 <光沢保持率(耐候性試験後)>
 試験前後の塗膜について、JIS K5600-4-7(1999)の鏡面光沢(60度)に準じて各塗面の光沢を測定した。試験前の光沢に対する試験後の光沢を光沢保持率(%)として求め、下記基準により評価した:
  S:光沢保持率90%以上
  A:光沢保持率80%以上90%未満
  B:光沢保持率60%以上80%未満
  C:光沢保持率60%未満
 <付着性(耐候性試験後)>
 各試験板の塗膜面にJIS K 5600-5-6(1990)に準じて塗膜に2.0mm×2.0mmのゴバン目100個を作り、その面に粘着テープを貼着し、急激に剥がした後に、塗面に残ったゴバン目塗膜の数を下記基準により評価した:
  A:残存個数/全体個数=100個/100個
  B:残存個数/全体個数=99個~90個/100個
  C:残存個数/全体個数=89個以下/100個。
 (注14)塗膜硬度:
 各試験板の塗膜面にJIS K 5600-5-6(1990)に準じて鉛筆引っ掻き試験(手かき法)を行った。評価は下記基準により評価した:
  S:F以上
  A:HB以上F未満
  B:B以上HB未満
  C:B未満。
 (注15)硬化工程時間:
 該塗料組成物を塗装直後から、セッティング、熱風乾燥機等を用いたプレヒート、活性エネルギー線の照射及び活性エネルギー線照射後の熱風乾燥機等を用いた後焼付時に要した合計分数を指す。各工程において、塗膜硬化に要した時間の合計時間で評価した。なお、活性エネルギー線照射の工程で要した時間は一律1分とした。
 (注16)表面到達最高温度:
 活性エネルギー線照射前の各被塗物の表面に、記録装置のついた温度測定機の熱電対を貼りつけ、各硬化工程で行う活性エネルギー線の照射と同様にして照射を行った。その際、温度測定機に記録された最高温度を、それぞれの被塗物の表面到達最高温度とした。
 (注17)被塗物の反り:
 100mm×150mmの各塗板で評価した。反りの認められるものについては、凸向きに平滑なガラス上に置いて、塗装前の板厚みとガラス面から凸部の最も高いところまでの高さとの差から反りをmm単位で下記基準により評価した:
  S:まったく反りが認められないもの
  A:0.5mm未満のもの
  B:0.5mm以上2.0mm未満のもの
  C:2.0mm以上のもの。
 (注18)総合評価
 本発明の属する塗料の分野においては、塗装工程における加熱温度の低温化及び加熱時間が短縮できること、得られる塗膜の耐擦り傷性及び耐候性が高くかつ仕上り外観が良好であることならびに被塗物への密着性がよいことが望まれる。従って、以下の基準により総合評価を行った:
  S:上記硬化工程時間が20分以下であり、表面到達最高温度が90℃未満であり、かつ仕上り性<外観(ハダ)>、仕上り性<光沢測定>、耐擦り傷性、付着性(初期)、耐水性<外観(耐水試験後)>、耐水性<付着性(耐水試験後)>、耐候性<外観(ワレ)>、耐候性<光沢保持率(耐候性試験後)>、耐候性<付着性(耐候性試験後)>、塗膜硬度、及び被塗物の反りの11項目が全てS又はAである
  A:上記硬化工程時間が20分以下であり、表面到達最高温度が90℃未満であり、かつ上記11項目が全てAである
  B:上記硬化工程時間が20分以下であり、表面到達最高温度が90℃未満であり、上記11項目が全てS、A又はBであり且つ少なくとも1つはBである
  C:上記硬化工程時間が20分より長いか、表面到達最高温度が90℃以上であるか、又は上記11項目のうち少なくとも1つはCである。
 上記の結果から明らかなように、不飽和基当量100~900かつ重量平均分子量500~2500のウレタンアクリレート(A)、共重合成分の総量を基準にして、メチルメタクリレート(a)65~90質量%、水酸基含有重合性不飽和モノマー(b)10~35質量%及びその他の重合性不飽和モノマー(c)0~25質量%を共重合成分とする水酸基含有アクリル樹脂(B)、ポリイソシアネート化合物(C)及び光重合開始剤(E)を含有する塗料組成物は、塗装工程における加熱温度の低温化及び加熱時間が短縮でき、得られる塗膜の耐擦り傷性及び耐候性が高くかつ仕上り外観が良好であり、そして被塗物への密着性がよいことが分かる。また、かかる塗料組成物に着色成分(D)を配合することにより、さらに素材隠蔽性も高めることができる。

Claims (10)

  1. 不飽和基当量100~900かつ重量平均分子量500~2500のウレタンアクリレート(A)、共重合成分の総量を基準にして、メチルメタクリレート(a)65~90質量%、水酸基含有重合性不飽和モノマー(b)10~35質量%及びその他の重合性不飽和モノマー(c)0~25質量%を共重合成分とする水酸基含有アクリル樹脂(B)、ポリイソシアネート化合物(C)及び光重合開始剤(E)を含有する塗料組成物。
  2. 上記ウレタンアクリレート(A)を塗料組成物中の合計樹脂固形分100質量部中、10~70質量部含有する請求項1に記載の塗料組成物。
  3. 着色成分(D)をさらに含む、請求項1に記載の塗料組成物。
  4. 乾燥膜厚30μmで形成した塗膜の375nmにおける光線透過率が3.0%以上である請求項1に記載の塗料組成物。
  5. 被塗物上に、請求項1に記載の塗料組成物を塗装して、セッティング及び/又は予備加熱を施し、得られた塗膜の固形分を90質量%以上にした後、活性エネルギー線を照射することを特徴とする塗膜形成方法。
  6. 上記活性エネルギー線照射後に、加熱を施す請求項4に記載の塗膜形成方法。
  7. 被塗物が、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン樹脂、アクリロニトリル-スチレン-アクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂又はこれらの樹脂の少なくとも2種類のハイブリッドである請求項4に記載の塗膜形成方法。
  8. 上記活性エネルギー線照射時に、被塗物の表面到達最高温度を90℃未満とする請求項4に記載の塗膜形成方法。
  9. 請求項1に記載の塗料組成物が塗装された物品。
  10. 請求項4に記載の塗膜形成方法により塗装された物品。
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