説明

コーティング剤、コーティング剤の調製方法、および被膜の形成方法

【課題】高硬度でありかつ密着性の高い被膜を形成することのできるコーティング剤を提供する。
【解決手段】本発明は、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、およびポリエステル樹脂が含まれる樹脂成分と、光反応開始剤とを含むことを特徴とするコーティング剤である。本発明のコーティング剤を調製する方法は、イソシアネート系硬化剤以外の成分を構成する化合物を混合した後にイソシアネート系硬化剤を添加することを特徴とする。また、本発明のコーティング剤を基材に塗布して被膜を形成する方法は、イソシアネート系硬化剤をイソシアネート系硬化剤以外の成分に添加してコーティング剤を調製した直後に、このコーティング剤を基材に塗布して加熱することを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コーティング剤、コーティング剤の調製方法、および被膜の形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
樹脂、ガラス、金属などの基材の表面状態を改善したり、保護したり、基材に様々な機能を持たせるために、基材の表面にコーティング剤を塗布して被膜を形成することが広く行われている。このような被膜を形成するためのコーティング剤としては、例えば、特許文献1に記載されているような紫外線硬化樹脂を含むコーティング剤などが知られている。
【0003】
特許文献1には、エステルアクリレート、ウレタンアクリレートと、エポキシアクリレートのうち少なくとも1種の紫外線硬化樹脂と、紫外線硬化触媒と紫外線吸収剤からなる紫外線硬化型コーティング剤が記載されており、その具体例として、紫外線硬化樹脂としてウレタンアクリレートのみを用いたものが記載されている(特許文献1の実施例1を参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2008−266409号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
一般に、基材表面に形成する被膜の硬度を高くすると、被膜の柔軟性が低下して脆くなる傾向にあるため、高硬度でかつ柔軟性に優れた被膜を作製するのは困難である。
また、特許文献1に記載のコーティング剤のように、ウレタンアクリレートのみを用いたコーティング剤を基材に塗布して被膜を形成した場合、ウレタンアクリレートの含有量を多くすると被膜の硬度を高くすることができるが、基材との密着性が低下して基材から剥離しやすくなるという問題があった。
【0006】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、高硬度でありながらも柔軟性に優れ、かつ基材との密着性の高い被膜を形成することのできるコーティング剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するべく、本発明者らが鋭意検討した結果、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、およびポリエステル樹脂とを必須成分として含むコーティング剤を用いることにより、高硬度でありながらも柔軟性に優れ、かつ基材との密着性の高い被膜を形成することができるという知見を得た。
【0008】
すなわち、本発明は、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、およびポリエステル樹脂が含まれる樹脂成分と、光反応開始剤とを含むことを特徴とするコーティング剤である。
【0009】
本発明のコーティング剤には、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、およびポリエステル樹脂が必須成分として含まれているから、高硬度でありながらも柔軟性に優れ、かつ基材との密着性の高い被膜を形成することができる。
【0010】
本発明のコーティング剤は以下の構成であるのが好ましい。
前記樹脂成分の全質量に対して、前記エポキシアクリレートが21質量%以上28質量%以下、前記ウレタンアクリレートが26質量%以上31.6質量%以下、前記ポリエステル樹脂が3.5質量%以上7.5質量%以下の割合で含まれているのが好ましい。このような構成とすると、被膜の硬度、柔軟性、および基材との密着性を顕著に向上させることができる。
【0011】
前記樹脂成分の全質量に対して、アクリル樹脂が1質量%以上4質量%以下の割合で含まれているのが好ましい。このような構成とすると基材との密着性を顕著に向上させることができる。
【0012】
前記樹脂成分の全質量に対して、メタクリレートモノマーおよびアクリレートモノマーから選ばれるモノマーが、前記樹脂成分の総質量に対して35質量%以上43質量%以下の割合で含まれているのが好ましい。このような構成とすると、硬度、柔軟性、および基材との密着性を顕著に向上させることができる。
【0013】
本発明のコーティング剤には、イソシアネート系硬化剤が、当該イソシアネート系硬化剤以外の成分100質量部に対して4質量部以上9質量部以下の割合で含まれているのが好ましい。このような構成とすると基材との密着性および被膜の柔軟性を向上させることができるので好ましい。
【0014】
本発明のコーティング剤には着色剤が含まれていてもよい。このような構成とすると、種々の色調の被膜が得られる。
【0015】
また、本発明は、コーティング剤を調製する方法であって、前記イソシアネート系硬化剤は、前記イソシアネート系硬化剤以外の成分を構成する化合物を混合した後に添加されることを特徴とするコーティング剤の調製方法である。
【0016】
また、本発明はコーティング剤を基材に塗布して被膜を形成する方法であって、前記イソシアネート系硬化剤を前記イソシアネート系硬化剤以外の成分に添加して前記コーティング剤を調製した直後に、このコーティング剤を前記基材に塗布して加熱することを特徴とする被膜の形成方法である。
【0017】
イソシアネート系硬化剤を含むコーティング剤を、コーティング剤を構成する化合物のすべてを混合して調製した場合、このようにして作製したコーティング剤は、相当時間が経過すると、基材への塗布を行う前に硬化することがある。上記構成とすると、イソシアネート系硬化剤を、当該イソシアネート系硬化剤以外の成分を構成する化合物を混合した後に混合するから、コーティング剤を基材へ塗布する前に硬化することを防止することができる。また、コーティング剤を基材へ塗布した後に加熱することにより、硬化反応を促進することができる。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、高硬度でありかつ密着性の高い被膜を形成することのできるコーティング剤を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本発明のコーティング剤は、光反応開始剤と、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレートおよびポリエステル樹脂を含有する樹脂成分とを含む。
光反応開始剤としては、イルガキュア819(チバスペシャリティケミカルズ製)、ダロキュアD1173(チバスペシャリティケミカルズ製)などのうち1種以上を用いることができる。
【0020】
エポキシアクリレートは、エポキシ化合物と、アクリル酸またはメタクリル酸との反応により得られるポリマーであり、本発明では、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールS型、フェノールノボラック型、脂環型、エポキシ化油型など種々のタイプのエポキシアクリレートを1種以上用いることができる。
【0021】
また、本発明では、PC−3、リポキシSP−1506、SP−1507、1509(昭和高分子)、NKエステルEA−800、EPM−800(新中村化学)、ビスコート540(大阪有機化学)、カヤラッドR−167(日本化薬)、エポキシエステル3002A、3002M(共栄社油脂)などの市販品を用いることもできる。
エポキシアクリレートの分子量は、1000〜10000であるのが好ましい。
【0022】
ウレタンアクリレートとしては、例えば、アクリル酸系モノマーとポリオール化合物とを用いて作製した水酸基含有アクリレートと、ジイソシアネートとを反応させることにより得られるものや、UV−2750B(ウレタンアクリレート、日本合成化学製)、UV−1700B(高硬度ウレタンアクリレート、日本合成化学製)、PC−350(イソシアネート反応性ウレタンアクリレート、昭和高分子製)などの市販品を用いることができる。本発明では、これらのうち、1種以上のウレタンアクリレートを用いることができる。
【0023】
本発明においては、上記のウレタンアクリレート、高硬度ウレタンアクリレート、およびイソシアネート反応性ウレタンアクリレートの3種を使用すると、高硬度で柔軟性に優れ、かつ基材との密着性が高い被膜が得られるので好ましい。
ウレタンアクリレートの分子量は1000〜5000であるのが好ましい。
【0024】
ウレタンアクリレートの合成に用いるアクリル酸系モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルから選ばれるモノマーが挙げられる。アクリル酸エステルとしては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート等のアルキルアクリレート;シクロヘキシルアクリレート等のシクロアルキルアクリレート等があげられる。メタクリル酸エステルとしては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート等のアルキルメタクリレート;シクロヘキシルメタクリレート等のシクロアルキルメタクリレート等があげられる。
以下の記載においてアクリル酸エステルとメタクリル酸エステルとを総称してアクリル酸エステル類という。
【0025】
ポリオール化合物としては、水酸基を少なくとも2つ有する化合物であり、例えば、エチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、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、トリシクロデカンジメチロール、1,4−シクロヘキサンジオール、スピログリコール、トリシクロデカンジメチロール、水添ビスフェノールA、エチレンオキサイド付加ビスフェノールA、プロピレンオキサイド付加ビスフェノールA、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、3−メチルペンタン−1,3,5−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、トリペンタエリスリトール、グルコース類等を用いることができる。
【0026】
ジイソシアネートとしては、例えば、芳香族、脂肪族または脂環族の各種のジイソシアネート類を使用することができ、例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、4,4−ジフェニルジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、3,3−ジメチル−4,4−ジフェニルジイソシアネート、キシ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、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート等、さらにはこれらの水添物等があげられる。
【0027】
ポリエステル樹脂としては、ポリアジペートポリオール、ポリカーボネートポリオールなどのポリエステルポリオールなどが挙げられる。本発明では、アジピン酸やコハク酸などの多価カルボン酸とエチレングリコールなどの多価アルコールとを用いて合成したポリエステルポリオールを用いてもよいし、日本ポリウレタン工業(株)製のポリマーポリオール(品名:#800)などの市販品を用いてもよい。
ポリエステル樹脂の分子量は1000〜10000であるのが好ましい。
【0028】
樹脂成分としては、上記必須成分に加え、アクリル樹脂、およびメタクリレートモノマーおよびアクリレートモノマーから選ばれるモノマー(以下、アクリレート系モノマーという)を含むものが好ましい。
【0029】
アクリル樹脂としては、上記に例示したアクリル酸エステル類の重合体を用いることができ、具体的には、東亞合成(株)製のUP1010などを用いてもよい。アクリル樹脂の分子量は1000〜5000であるのが好ましい。
【0030】
アクリレート系モノマーとしては、上記に例示したアクリル酸エステル類、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート[日立化成工業(株)製、FA−512]、高分岐ポリマーポリオールアクリレート[新中村化学(株)製、A−HBR−5]、およびトリシクロデカンジメタノールジアクリレート[新中村化学(株)製、DCP−A]などの機能性アクリレート系モノマーなどを単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0031】
本発明では、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、高分岐ポリマーポリオールアクリレート、およびトリシクロデカンジメタノールジアクリレートを用いるのが好ましい。
【0032】
樹脂成分中の各樹脂及びモノマーの好適な含有量は以下の通りである。
エポキシアクリレートの含有量は樹脂成分の総質量に対して、21質量%以上28質量%以下であると、高硬度でありながらも、柔軟性に優れ、密着性の高い皮膜が形成されるので好ましい。エポキシアクリレートの含有量が21質量%未満であると、被膜の密着性や、硬度が低下し、28質量%を超えると被膜の硬度が低下することがある。
【0033】
ウレタンアクリレートの含有量は樹脂成分の総質量に対して26質量%以上31.6質量%以下であると、高硬度でありながらも、柔軟性に優れ、密着性の高い皮膜が形成されるので好ましい。ウレタンアクリレートの含有量が26質量%未満であると密着性が低下し、31.6質量%を超えると硬度が低下する
【0034】
ポリエステル樹脂の含有量は、樹脂成分の総質量に対して3.5質量%以上7.5質量%以下であると密着性に優れる被膜が得られるので好ましい。
ポリエステル樹脂の含有量が、3.5質量%未満であると密着性が低下し、7.5質量%を越えると硬度が低下することがある。
【0035】
アクリル樹脂の含有量は、樹脂成分の全質量に対して1質量%以上4質量%以下であると密着性に優れるので、好ましい。アクリル樹脂の含有量が、1質量%未満であると密着性が低下し、4質量%を越えると硬度が低下することがある。
【0036】
アクリレート系モノマーの含有量は、樹脂成分の総質量に対して35質量%以上43質量%以下であると、高硬度で密着性に優れ柔軟性のある被膜が形成されるので好ましい。
【0037】
本発明においては、アクリレート系モノマーとして、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート(a)、高分岐ポリマーポリオールアクリレート(b)、およびトリシクロデカンジメタノールジアクリレート(c)を、併用するのが好ましい。
【0038】
本発明のコーティング剤には、上記樹脂成分と光反応開始剤以外に、着色剤、無機フィラー、アエロジル、シランカップリング剤、消泡剤などを含んでいてもよい。
【0039】
本発明では種々の着色剤を用いることができ、形成される被膜の色調に合わせて適宜選択することができる。具体的には酸化鉄、カーボンブラック、酸化チタン、パール顔料、有機顔料など種々の着色剤を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。着色剤には無機フィラーを添加することができる。
着色剤は樹脂成分100質量部に対して、18質量部以上111質量部以下の割合で用いると、密着性の低下や硬度の低下が起こらず好適である。
【0040】
本発明のコーティング剤には、光反応開始剤、樹脂成分、および着色剤などの成分以外にイソシアネート系硬化剤が含まれているのが好ましい。イソシアネート系硬化剤を含ませると、基材との密着性や被膜の柔軟性をさらに向上させることができるからである。
【0041】
イソシアネート系硬化剤としては、上記ジイソシアネートとして例示したものなどを用いることができる。
イソシアネート系硬化剤は、当該イソシアネート系硬化剤以外の成分100質量部に対して4質量部以上9質量部以下の割合で添加するのが好ましい。
【0042】
本発明のコーティング剤は、上述の各成分を所定量混合することで調製することができるが、イソシアネート系硬化剤を含むコーティング剤を調製する際には、イソシアネート系硬化剤以外の成分を混合した後に、イソシアネート系硬化剤を添加することにより調製することができる。
【0043】
本発明のコーティング剤を基材に塗布して基材の表面に塗膜を形成した後、この塗膜に紫外線を照射すると、基材の表面に被膜が形成される。塗膜に紫外線を照射する工程の前後に、90℃〜140℃に加熱してもよい。
【0044】
本発明のコーティング剤としてイソシアネート系硬化剤を含むコーティング剤を用いる場合には、コーティング剤を基材に塗布する直前に、イソシアネート系硬化剤以外の成分を混合した混合液にイソシアネート系硬化剤を添加するのが好ましい。イソシアネート系硬化剤を添加して相当時間が経過すると、基材への塗布の前にコーティング剤が硬化することがあるからである。
【0045】
本発明のコーティング剤を塗布する基材としては、ポリイミド樹脂製、ポリエチレンテレフタレート(PET)製、ポリカーボネート樹脂製のものなどが挙げられる。これらのうちポリイミド樹脂製の基材は、本発明のコーティング剤との密着性に優れるので特に好ましい。
【0046】
本発明のコーティング剤は、上述の効果(高硬度、密着性が高い)を有するだけでなく、絶縁性にも優れているという効果をも有しているので、絶縁性の被膜を形成する用途に用いることもできる。
【0047】
特に、厚みが薄い基材(例えば、フレキシブルテープなど)に被膜を形成する場合には、柔軟性に優れるとともに、密着性や硬度が高いことが要求されるが、本発明のコーティング剤を用いると、前記要求を満たす被膜を形成することが可能である。 なお、上述のフレキシブルテープは、携帯電話やパソコンなどの機器に設ける指紋認証装置などに使用されることが検討されている。
【0048】
<実施例>
次に、本発明を具体的に適用した実施例について説明する。
(実施例1〜4、比較例1〜2)
エポキシアクリレートの量について検討した。
1.コーティング剤の調製
表1に記載の量の、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、アクリレート系モノマーを混合して樹脂成分を調製した。この樹脂成分に、表1に記載の量の着色剤、無機フィラー、アエロジル、シランカップリング剤、消泡剤、光反応開始剤を加えて混合することにより樹脂含有組成物を作製した。
【0049】
この樹脂含有組成物に樹脂含有組成物100質量部に対して7質量部のイソシアネート系硬化剤を添加して混合し、実施例1〜5のコーティング剤および比較例1〜2のコーティング剤を調製した。
表1、表3〜表12において、樹脂含有組成物に含まれる各化合物の配合量を質量部で示した。イソシアネート系硬化剤に関しては樹脂含有組成物100質量部に対する量(質量部)として記載した(表1および表11中「イソシアネート量」と記載)。
【0050】
使用した樹脂などの詳細は以下の通りである。
エポキシアクリレート:昭和高分子製、PC−3(分子量10000未満)
ウレタンアクリレート:
UV−2750B(日本合成化学製、ウレタンアクリレート、分子量5000未満)
UV−1700B(日本合成化学製、高硬度ウレタンアクリレート、分子量5000未満)
PC−350(昭和高分子製、イソシアネート反応ウレタンアクリレート分子量5000未満)
アクリレート系モノマー:
FA−512A(日立化成工業(株)、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート)
A−HBR−5(新中村化学製、高分岐ポリマーポリオールアクリレート)
DCP−A(新中村化学製、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート)
ポリエステル樹脂:日本ポリウレタン工業(株)製、ポリエステルポリオール#800(分子量:10000未満)
アクリル樹脂:東亞合成(株)製、UP1010(分子量:5000未満)
着色剤:
酸化鉄(黒)(チタン工業(株)製、BL−100)
カーボン黒(電気化学工業(株)製、デンカブラック 粒状)
無機フィラー:タルク、日本タルク(株)製、ミクロエースL−1
アエロジル:微粉末シリカ、日本アエロジル(株)製、R972
シランカップリング剤:信越化学工業(株)製、KBM−503
消泡剤:シリコン系、GE東芝シリコーン(株)製、TSA−750S
光反応開始剤:
ダロキュアD1173(表中「ダロキュア」、チバスペシャリティケミカルズ製)
イルガキュア819(表中「イルガキュア」、チバスペシャリティケミカルズ製)
イソシアネート系硬化剤:旭化成ケミカルズ(株)製のTPA−100および24A−100を質量比1:1で使用
【0051】
【表1】

【0052】
2.評価試験
実施例1〜4、および比較例1〜2のコーティング剤を用いて被膜を作製し、評価試験を行った。被膜の作製方法および試験方法の詳細は以下に示す。
(1)密着性試験
(i)試験片の作製
幅約35mm、長さ約20mm、厚さ約25μmのポリイミドフィルムの表面に硬化後の塗膜の厚さが7.0±3.0μmになるようにコーティング剤を塗り、3000mJ/cmの露光条件で光を照射して硬化させて被膜を作製しこれを試験片とした。
【0053】
(ii)試験方法
(i)で作製した試験片に直交する縦横11本ずつの平行線を1mm間隔で引き100個のます目ができるように碁盤目状の切り傷をつけた。切り傷はカッターガイド(JIS K 5600−5−6に規定)を用いて、カッターナイフ(JIS K 5600−5−6に規定)の刃先を壁面に対して35〜45度の範囲の一定の角度に保ち被膜を貫通して試験片の生地面に届くように切り傷1本について約0.5秒間かけて等速に引いた。次に粘着セロハンテープ(JIS K 5600−5−6に規定)を碁盤目状の切り傷に貼り一気にはがし、残存するます目の数(X)を数えた。残存するます目の数が多いほど密着性が高いといえる。
評価結果を、X/100(全ます目数)として示した。Xが100以上(すなわち100/100以上)であれば、密着性が高いと判断した。
【0054】
(2)屈曲性試験
(1)の(i)と同様にして作製した試験片の被膜側を外側にして180°R0.25にて折り曲げ、被膜のひび割れ及び基材からの剥離の有無を顕微鏡(30倍)で観察した。
被膜のひび割れがなく基材からの剥離がなかったものを○とし、被膜のひび割れや基材からの剥離があったものを×とし、○のものを、柔軟性に優れると判断した。
【0055】
(3)硬度試験
鉛筆(MITSU−BISHI製 Uni)の芯を円柱状に約3mm露出させ、次に硬い平らな面にのせた研磨紙(JIS R 6252に規定)に芯を直角に当てて円を描きながら静かにとぎ、先端が平らで角が鋭くなるようにしたものを用い、(1)の(i)と同様にして作製した試験片に約45度の角度で約4.9Nの力で押し、試験片の長さ方向に1回引っかいたとき、被膜が破れないかどうかを目視で調べた。判定は被膜が破れた1段下の鉛筆の硬度で示した。硬度が4H以上であれば高硬度であると判断した。
【0056】
(4)絶縁性試験
配線ピッチ30μm(L/S=15/15μm)、対向長50mmのサンプルを用い、電極面に硬化後の被膜の厚さが7.0±3.0μmになるようにコーティング剤を塗布して試験片を作製した。この試験片に500Vの直流電圧をかけ、温度25℃±5℃、湿度50±20%の環境下で抵抗値を測定した。抵抗値が1×1012Ω以上であれば絶縁性があると判断した。
【0057】
【表2】

【0058】
表2の結果から、本発明のコーティング剤(実施例1〜4)を用いた被膜は、基材との密着性が高く、柔軟性に優れ、高硬度で絶縁性があるということがわかった。特に、エポキシアクリレートの量を樹脂成分の全質量に対して21質量%以上28質量%以下の範囲内に設定したコーティング剤(実施例1〜3)では硬度が5H以上という好適な結果が得られた。
一方、エポキシアクリレートを含まない比較例1および2のコーティング剤を用いて作製した被膜は、絶縁性を有し高硬度ではあるが、基材との密着性が低かった。特に、比較例2のコーティング剤を用いて作製した被膜については、柔軟性も悪かった。
以上より、ウレタンアクリレート、ポリエステル樹脂およびエポキシアクリレート基材を必須成分として含むことにより柔軟性に優れ、高硬度の被膜を得ることができるということ、および、エポキシアクリレートの量を樹脂成分の全質量に対して21質量%以上28質量%以下とするのが好ましいということがわかった。
【0059】
(実施例5〜13)
実施例5〜13においては、ウレタンアクリレート(UV−2750B、UV−1700B、PC−350)の量について検討した。
表3〜表5に記載の量のウレタンアクリレート(UV−2750B、UV−1700B、PC−350)を使用したこと以外は実施例2と同様にして、実施例5〜13のコーティング剤を作製し、実施例2と同様に評価試験を行った。
表3〜表5には、評価試験の結果も併せて示した。なお、実施例5〜13のコーティング剤の作製の際に使用した、ウレタンアクリレート以外の成分については実施例2と同じなので、表への記載を省略した。
【0060】
なお、表3にはUV−2750Bの量について検討した結果を示し、表4にはUV−1700Bの量について検討した結果を示し、表5にはPC−350の量について検討した結果を示した。表3〜表5には実施例2の評価結果なども併せて示した。
【0061】
【表3】

【0062】
【表4】

【0063】
【表5】

【0064】
表3〜表5の結果から、本発明のコーティング剤(実施例2,5〜13)を用いると、基材との密着性が高く、柔軟性に優れ、高硬度で絶縁性の被膜を得ることができるということがわかった。
上記実施例のうち、樹脂成分の全質量に対するウレタンアクリレート(UV−2750B、UV−1700B、PC−350)の量が26質量%以上31.6質量%以下のコーティング剤(実施例2,5,6,9〜12)を用いて作製した被膜は硬度が5H以上という良好な結果が得られた。
これにより、ウレタンアクリレートの量を樹脂成分の全質量に対して26質量%以上31.6質量%以下とするのが好ましいということがわかった。
【0065】
(実施例14〜22)
実施例14〜22においては、アクリレートモノマー(FA−512A、A−HBR−5、DCP−A)の量について検討した。
表6〜表8に記載の量のアクリレートモノマー(FA−512A、A−HBR−5、DCP−A)を使用したこと以外は実施例2と同様にして、実施例14〜22のコーティング剤を作製し、実施例2と同様に評価試験を行った。
表6〜表8には、評価試験の結果も併せて示した。なお、実施例14〜22のコーティング剤の作製の際に使用した、アクリレートモノマー以外の成分については実施例2と同じなので、表への記載を省略した。
なお、表6にはFA−512Aの量について検討した結果を示し、表7にはA−HBR−5の量について検討した結果を示し、表8にはDCP−Aの量について検討した結果を示した。表6〜表8には実施例2の評価結果なども併せて示した。
【0066】
【表6】

【0067】
【表7】

【0068】
【表8】

【0069】
表6〜7の結果から、本発明のコーティング剤(実施例2,14〜22)を用いると、基材との密着性が高く、柔軟性に優れ、高硬度で絶縁性の被膜を得ることができるということがわかった。
上記実施例のうち、樹脂成分の全質量に対するアクリレートモノマー(FA−512A、A−HBR−5、DCP−A)の量を35質量%以上43質量%以下の範囲内に設定したコーティング剤(実施例2,14,15,18,19,21,22)を用いて作製した被膜は硬度が5H以上という良好な結果が得られた。
これによりアクリレートモノマーの量を樹脂成分の全質量に対して、35質量%以上43質量%以下の量とするのが好ましいということがわかった。
【0070】
(実施例23〜25、比較例3)
実施例23〜25および比較例3においては、ポリエステル樹脂の量について検討した。
表9に記載の量のポリエステル樹脂を使用したこと以外は実施例2と同様にして、実施例23〜25のコーティング剤および比較例3のコーティング剤を作製し、実施例2と同様に評価試験を行った。
表9には、評価試験の結果も併せて示した。なお、実施例23〜25のコーティング剤および比較例3のコーティング剤の作製の際に使用した、ポリエステル樹脂以外の成分については実施例2と同じなので、表への記載を省略した。表9には実施例2の評価結果なども併せて示した。
【0071】
【表9】

【0072】
表9の結果から、本発明のコーティング剤(実施例2,23〜25)を用いると、基材との密着性が高く、柔軟性に優れ、高硬度で絶縁性の被膜を得ることができるということがわかった。
特に、ポリエステル樹脂の量を樹脂成分の全質量に対して3.5質量%以上7.5質量%以下の範囲内に設定したコーティング剤(実施例2,23,24)では硬度が5H以上という好適な結果が得られた。
一方、ポリエステル樹脂を含まない比較例3のコーティング剤を用いて作製した被膜は、高硬度で絶縁性を有し、柔軟性が優れてはいるが、基材との密着性が低かった。
以上より、ウレタンアクリレート、ポリエステル樹脂およびエポキシアクリレート基材を必須成分として含むことにより柔軟性に優れ、高硬度の被膜を得ることができるということ、および、ポリエステル樹脂の量を樹脂成分の全質量に対して3.5質量%以上7.5質量%以下とするのが好ましいということがわかった。
【0073】
(実施例26〜28)
実施例26〜28においては、アクリル樹脂の量について検討した。
表10に記載の量のアクリル樹脂を使用したこと以外は実施例2と同様にして、実施例26〜28のコーティング剤を作製し、実施例2と同様に評価試験を行った。
表10には、評価試験の結果も併せて示した。なお、実施例26〜28のコーティング剤の作製の際に使用した、アクリル樹脂以外の成分については実施例2と同じなので、表への記載を省略した。表10には実施例2の評価結果なども併せて示した。
【0074】
【表10】

【0075】
表10の結果から、本発明のコーティング剤(実施例2,26〜28)を用いると、基材との密着性が高く、柔軟性に優れ、高硬度で絶縁性の被膜を得ることができるということがわかった。
上記実施例のうち、樹脂成分の全質量に対するアクリル樹脂の量を1質量%以上4質量%以下の範囲内に設定したコーティング剤(実施例2,26,27)を用いて作製した被膜は硬度が5H以上という良好な結果が得られた。
これによりアクリル樹脂の量を樹脂成分の全質量に対して、1質量%以上4質量%以下の量とするのが好ましいということがわかった。
【0076】
(実施例29〜32)
実施例29〜32においては、イソシアネート系硬化剤の使用量について検討した。
表11に記載の量のイソシアネート系硬化剤を使用したこと以外は実施例2と同様にして、実施例29〜32のコーティング剤を作製し、実施例2と同様に評価試験を行った。
表11には、評価試験の結果も併せて示した。なお、実施例29〜32のコーティング剤の作製の際に使用した、イソシアネート系硬化剤以外の成分については実施例2と同じなので、表への記載を省略した。表11には実施例2の評価結果なども併せて示した。
【0077】
【表11】

【0078】
表11の結果から、本発明のコーティング剤(実施例2,29〜32)を用いると、基材との密着性が高く、柔軟性に優れ、高硬度で絶縁性の被膜を得ることができるということがわかった。
上記実施例のうち、イソシアネート系硬化剤以外の成分100質量部に対するイソシアネート系硬化剤の量を4質量部以上9質量部以下の範囲内に設定したコーティング剤(実施例2,29〜31)を用いて作製した被膜は硬度が5H以上という良好な結果が得られた。
これによりイソシアネート系硬化剤の量を、イソシアネート系硬化剤以外の成分100質量部に対して、4質量部以上9質量部以下の量とするのが好ましいということがわかった。
【0079】
(実施例33〜37)
実施例33〜37においては、種々の着色剤を用いたコーティング剤を調製し、評価試験を行った。
表12に記載の着色剤を使用したこと、および、無機フィラーを使用しなかったこと以外は、実施例2と同様にして、実施例33〜37のコーティング剤を調製し、実施例2と同様に評価試験を行い結果を表12に記載した。表12には得られた被膜の色調と実施例2の評価結果などを併せて記載した。
【0080】
実施例33〜37で使用した着色剤および無機フィラー以外の成分は実施例2と同様であるので、表への記載および説明を省略する。以下に、実施例1〜32で用いていない着色剤について詳細を示す。
酸化チタン:
#8180TC(レジノカラー工業(株)製)
D−918(堺化学工業(株)製)
パール顔料:
イリジオン111(メルク(株)製)
イリオジン123(メルク(株)製)
有機顔料(ピンク):Hostaperm PinkE(表中「PinkE」、クラリアントジャパン(株)製)
有機顔料(青):イルガライト Blue 8700(表中「Blue 8700」、チバスペシャリティケミカルズ製)
有機顔料(黄色):Hostaperm Yellow H3G(表中、「H3G」、クラリアントジャパン(株)製)
【0081】
【表12】

【0082】
表12の結果から、本発明のコーティング剤(実施例2,33〜37)を用いると、基材との密着性が高く、柔軟性に優れ、高硬度で絶縁性の被膜を得ることができるということがわかった。
また、本発明では種々の着色剤が使用可能であり、着色剤の選択により種々の色調の被膜を得ることができるということがわかった。
【0083】
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1) 上記実施例では、基材としてポリイミド樹脂を用いたが、PETやポリカーボネートなどの基材を用いてもよい。
【0084】
(2) 本発明のコーティング剤を用いると、樹脂フィルム上に密着性の良い被膜が形成できるので、金属顔料を混合することにより、印刷可能な形状の放熱板に適用することが期待できる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、およびポリエステル樹脂が含まれる樹脂成分と、光反応開始剤とを含むことを特徴とするコーティング剤。
【請求項2】
前記樹脂成分の全質量に対して、前記エポキシアクリレートが21質量%以上28質量%以下、前記ウレタンアクリレートが26質量%以上31.6質量%以下、前記ポリエステル樹脂が3.5質量%以上7.5質量%以下の割合で含まれることを特徴とする請求項1に記載のコーティング剤。
【請求項3】
前記樹脂成分の全質量に対して、アクリル樹脂が1質量%以上4質量%以下の割合で含まれることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のコーティング剤。
【請求項4】
前記樹脂成分の全質量に対して、メタクリレートモノマーおよびアクリレートモノマーから選ばれるモノマーが、前記樹脂成分の総質量に対して35質量%以上43質量%以下の割合で含まれることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のコーティング剤。
【請求項5】
イソシアネート系硬化剤が、当該イソシアネート系硬化剤以外の成分100質量部に対して4質量部以上9質量部以下の割合で含まれることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のコーティング剤。
【請求項6】
着色剤が含まれることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のコーティング剤。
【請求項7】
請求項5または請求項6に記載のコーティング剤を調製する方法であって、
前記イソシアネート系硬化剤は、前記イソシアネート系硬化剤以外の成分を構成する化合物を混合した後に添加されることを特徴とするコーティング剤の調製方法。
【請求項8】
請求項5または請求項6に記載のコーティング剤を基材に塗布して被膜を形成する方法であって、
前記イソシアネート系硬化剤を前記イソシアネート系硬化剤以外の成分に添加して前記コーティング剤を調製した直後に、このコーティング剤を前記基材に塗布して加熱することを特徴とする被膜の形成方法。

【公開番号】特開2010−202703(P2010−202703A)
【公開日】平成22年9月16日(2010.9.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−46877(P2009−46877)
【出願日】平成21年2月27日(2009.2.27)
【出願人】(509059044)有限会社豊陽化学 (1)
【出願人】(000005120)日立電線株式会社 (3,358)
【出願人】(591074091)株式会社野田スクリーン (17)
【Fターム(参考)】