説明

ポリオレフィン系樹脂成形基材の硬化性コーティング組成物

【課題】ポリオレフィン系樹脂成形基材に対する良好な湿潤性と付着性とを有し、しかも上塗り密着性に優れる硬化性コーティング組成物を提供する。
【解決手段】ポリオレフィン系樹脂成形基材の硬化性コーティング組成物は、フッ素置換アルキル(メタ)アクリレート重合物(A)の0.1〜70重量部と、硬化性化合物(B)の99.9〜30重量部とが含有されている。前記フッ素置換アルキル(メタ)アクリレート重合物(A)が、アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)、および/またはヒドロキシ基、カルボキシル基、エーテル基、リン酸基の少なくともいずれかの基を有する(メタ)アクリル系モノマー(a2)の合計で1〜80重量%と、フッ素置換アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a3)99〜20重量%との共重合物、またはフッ素置換アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a3)の単重合物であって、その重量分子量を2,000〜300,000とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリオレフィン系樹脂成形基材に対して優れた付着性を有し、活性エネルギー線や重合開始剤で硬化するコーティング組成物、およびそれを硬化させたコート層を有するポリオレフィン系樹脂成形基材からなる成形品に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂は、安価で成形性、耐薬品性、耐水性、電気特性等の幅広い優れた性質を有するため、シート、フィルム、成形品等の基材の原料として、汎用されている。
【0003】
ポリオレフィン系樹脂成形基材は、ポリウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂等でできた極性基材と異なり、非極性である。また、ポリオレフィン系樹脂は、結晶性である。そのため、この基材にコーティング剤を塗布する際、それの湿潤性や付着性が悪く、コーティング剤塗膜形成が困難である。
【0004】
コーティング剤の湿潤性や付着性を改善するために、様々な方法が知られている。そのうち、ポリオレフィン系樹脂成形基材の表面にプラズマ処理を施し活性化する方法は、工程が複雑で、多大な設備費や、時間的なロスを伴うため、生産性が低い。また、ポリオレフィン系樹脂成形基材への親和性を高め接着性を向上させる塩素化ポリオレフィン樹脂を、コーティング剤の一成分として添加する方法は、塩素化ポリオレフィン樹脂の安定性や、焼却・廃棄時の環境安全性の点で、忌避されている。
【0005】
一方、(メタ)アクリル酸エステル単量体の重合体粒子を、水に分散させて、非塩素系の塗料用水性組成物にして、ポリオレフィン系樹脂へ塗布する方法が、特許文献1に記載されている。
【0006】
【特許文献1】特開2005−8661号公報
【0007】
しかし、最終製品を需要者の嗜好に合わせるためにポリオレフィン系樹脂上の塗膜へ、更に上塗りする場合、従来の方法では、密着性が不十分であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、ポリオレフィン系樹脂成形基材に対する良好な湿潤性と付着性とを有し、しかも上塗り密着性に優れる硬化性コーティング組成物、およびそれを用いて形成されたコーティング層が付されているポリオレフィン系樹脂成形品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】
【0009】
前記の目的を達成するためになされた特許請求の範囲の請求項1に記載の発明は、フッ素置換アルキル(メタ)アクリレート重合物(A)の0.1〜70重量部と、硬化性化合物(B)の99.9〜30重量部とが含有されていることを特徴とするポリオレフィン系樹脂成形基材の硬化性コーティング組成物である。
【0010】
請求項2に記載の発明は、前記フッ素置換アルキル(メタ)アクリレート重合物(A)が、アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)、および/またはヒドロキシ基、カルボキシル基、エーテル基、リン酸基の少なくともいずれかの基を有する(メタ)アクリル系モノマー(a2)の合計で1〜80重量%と、フッ素置換アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a3)99〜20重量%との共重合物、またはフッ素置換アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a3)の単重合物であって、その重量分子量を2,000〜300,000とすることを特徴とする請求項1に記載の硬化性コーティング組成物である。
【0011】
請求項3に記載の発明は、前記アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)が、炭素数1〜30のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートであり、
前記(メタ)アクリル系モノマー(a2)が、下記化学式(1)
CH=C(R)−CO−O−A ・・・(1)
(化学式(1)中、Rは、水素原子またはメチル基;Aは、水素原子、ヒドロキシアルキル基、カルボキシルアルキル基、リン酸アルキル基、それらのアルキル置換基、炭素数1〜18のアルキル基を含有するアルキルモノアルキレングリコール基、炭素数1〜18のアルキル基を含有するアルキルポリアルキレングリコール基、炭素数2〜18のアルケニル基を含有するアルケニルモノアルキレングリコール基、または炭素数2〜18のアルケニル基を含有するポリアルキレングリコール基)で示され、
前記フッ素置換アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a3)が、炭素数1〜30のフルオロアルキル基を有するフルオロアルキル(メタ)アクリレートであることを特徴とする請求項2に記載の硬化性コーティング組成物である。
【0012】
請求項4に記載の発明は、前記フッ素置換アルキル(メタ)アクリレート重合物(A)が、前記共重合物であって、前記アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)と前記(メタ)アクリル系モノマー(a2)とが夫々、重量比で、最大50%と、最小50%とであることを特徴とする請求項2に記載の硬化性コーティング組成物である。
【0013】
請求項5に記載の発明は、前記硬化性化合物(B)が、不飽和基、エポキシ基若しくはオキセタン基を有した重合性モノマー(b1)若しくは重合性オリゴマー(b2);メラミン樹脂(b3);および/またはイソシアネート誘導体(b4)であることを特徴とする請求項1に記載の硬化性コーティング組成物である。
【0014】
請求項6に記載の発明は、前記重合性モノマー(b1)が、(メタ)アクリル酸のモノエステル、(メタ)アクリル酸のポリエステル、モノエポキシド、またはポリエポキシドであり、
前記重合性オリゴマー(b2)が、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、アミノ樹脂(メタ)アクリレート、エポキシ樹脂(メタ)アクリレート、アクリル樹脂(メタ)アクリレートであり、
前記メラミン樹脂(b3)が、メトキシ基含有および/またはブトキシ基含有メラミン樹脂であり、
前記イソシアネート誘導体(b4)が、ポリイソシアネート、それのケトキシム保護体若しくはアセトキシム保護体、またはポリイソシアネート多量体であることを特徴とする請求項5に記載の硬化性コーティング組成物である。
【0015】
請求項7に記載の発明は、静的表面張力が、最大40mN/mであることを特徴とする請求項1に記載の硬化性コーティング組成物である。
【0016】
請求項8に記載の発明は、前記フッ素置換アルキル(メタ)アクリレート重合物(A)と、前記硬化性化合物(B)と、それ以外の添加成分(C)とが配合されており、それの静的表面張力と、該添加成分(C)の静的表面張力との差が、少なくとも5mN/mであることを特徴とする請求項1に記載の硬化性コーティング組成物である。
【0017】
同じく請求項9に記載の発明は、ポリオレフィン系樹脂成形基材上に、請求項1に記載の硬化性コーティング組成物を硬化させたコーティング層が付されていることを特徴とするポリオレフィン系樹脂成形品である。
【0018】
請求項10に記載の発明は、ポリオレフィン系樹脂成形基材の表面張力が最大40mN/mであることを特徴とする請求項9に記載のポリオレフィン系樹脂成形品である。
【0019】
このコーティング層は、ポリオレフィン系樹脂成形基材に対する優れた湿潤性や付着性、および上塗り密着性を発現する。その作用機序は、必ずしも明らかではないが、以下の通りと推察される。
【0020】
例えば溶剤を含有するこの硬化性コーティング組成物が、ポリオレフィン系樹脂成形基材上に塗布されたとき、それに含まれているフッ素置換アルキル(メタ)アクリレート重合物(A)は、溶剤中で比較的自由に分子運動をしている。この溶媒が揮発すると、高分子である重合物(A)のフッ素置換アルキル基が、低極性であるポリオレフィン系樹脂成形基材と強く相互作用しこの基材方向に向き、一方(メタ)アクリロイル基が、外界方向に向く結果、この重合物の分子運動が比較的制限される。このとき、重合性モノマー(B)を架橋させ、硬化させると、極性基の(メタ)アクリロイル基が外界に向いたままで、コーティング層が形成される。その結果、コーティング層は、基材に対する良好な湿潤性と付着性とを発現し、一方、外界から塗布される極性の上塗り剤と強く相互作用し、優れた上塗り密着性を発現する。
【0021】
それに対し、フッ素置換アルキル(メタ)アクリレートモノマーと、硬化性化合物とをランダム共重合やブロック共重合させても、分子運動が制限されないので、湿潤性や付着性のみならず、特に上塗り密着性を良好に発現できない。したがって、フッ素置換アルキル(メタ)アクリレート重合物が含有された硬化性コーティング組成物で、ポリオレフィン系樹脂成形基材上に、コーティング層を形成することが、重要な点である。
【発明の効果】
【0022】
ポリオレフィン系樹脂成形基材の硬化性コーティング組成物は、簡便で安価に製造することができる。この組成物は、フッ素置換アルキル(メタ)アクリレート重合物と、硬化性化合物との相溶性が優れているので、均質に塗布される。しかも、難付着性で非極性のポリオレフィン系樹脂成形基材に対する湿潤性を付着性とに優れる。
【0023】
この組成物を塗布して硬化させたコーティング層を有するポリオレフィン系樹脂成形品は、水性塗料をはじめとする種々の上塗り剤に対する密着性およびリコート性に優れている。しかも、その塗装面が綺麗である。
【0024】
そのため、付着性改善のためにポリオレフィン系樹脂成形基材に面倒なプラズマ処理やコロナ処理等の表面の付着性改善処理を施す必要がない。
【実施例】
【0025】
以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0026】
本発明のフッ素置換アルキル(メタ)アクリレート重合物(A)は、以下のようにして合成される。
【0027】
アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)および/または(メタ)アクリル系モノマー(a2)1〜80重量%と、フッ素置換アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a3)99〜20重量%とを、ラジカル重合開始剤存在下、溶媒中に滴下して加熱し、ランダム共重合させると、重量平均分子量2,000〜300,000のフッ素置換アルキル(メタ)アクリレート重合物(A)が得られる。
【0028】
この重合物(A)を得る際のラジカル重合開始剤として、過酸化物、アゾ化合物のような一般的な市販のラジカル重合開始剤、より具体的には、ジ−tert−ブチルパーオキサイドであるパーブチルD、パーブチルO、パーテトラA(いずれも日本油脂(株)製:商品名)が挙げられる。
【0029】
なお、アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)や(メタ)アクリル系モノマー(a2)と、フッ素置換アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a3)とを、ブロック共重合開始剤存在下、別々に溶媒中に滴下して加熱すると、ブロック共重合した前記分子量のフッ素置換アルキル(メタ)アクリレート重合物(A)が得られる
この重合物(A)を得る際のブロック共重合開始剤として、2段分解型2官能開始剤、より具体的には1,1−ビス−(tert−ブチルペルオキシ)−2−メチルシクロヘキサンであるパーヘキサMC(日本油脂(株)製:商品名)が挙げられる。
【0030】
この重合物(A)の重量平均分子量がこの範囲未満の場合、それを含有する硬化性コーティング組成物は、ポリオレフィン系樹脂成形基材へ付着し難くなる。一方、重量平均分子量がこの範囲を超える場合、フッ素含有(メタ)アクリル系共重合物(A)は、溶剤への溶解性や、別な樹脂との相溶性が悪くなってしまう。
【0031】
アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)は、炭素数1〜30のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートであり、より具体的には、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(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、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(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)アクリレートが挙げられる。
【0032】
(メタ)アクリル系モノマー(a2)は、ヒドロキシ基、カルボキシル基、エーテル基、またはリン酸基を有するもので、好ましくは、前記化学式(1)で示されるものであり、より具体的には、(メタ)アクリル酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルコハク酸、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロキシエチルアシッドホスフェート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(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、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールポリテトラメチレングリコールモノ(メタ)アクリレートが挙げられる。
【0033】
フッ素置換アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a3)は、炭素数1〜30、とりわけ2〜18のフルオロアルキル基を含有するフルオロアルキル(メタ)アクリレート、より具体的には、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、ヘキサフロロブチル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート;炭素数1〜30、とりわけ2〜18のパーフルオロアルキル基を含有するパーフルオロアルキル(メタ)アクリレート、より具体的には、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロデシルエチル(メタ)アクリレートが挙げられる。
【0034】
本発明の硬化性コーティング組成物は、以下のようにして調製される。
【0035】
フッ素置換アルキル(メタ)アクリレート重合物(A)の0.1〜70重量部と、硬化性化合物(B)の99.9〜30重量部好ましくは90〜50重量部と、添加成分(C)である硬化開始剤の0.01〜15重量部好ましくは1.0〜10重量部とを、配合し混練すると、硬化性コーティング組成物が得られる。
【0036】
フッ素置換アルキル(メタ)アクリレート重合物(A)と硬化性化合物(B)と硬化開始剤とが、前記範囲内であると、相溶性に優れる。しかもこの組成物を硬化させたとき、ポリオレフィン系樹脂成形基材に対する湿潤性および付着性と、上塗り剤に対する密着性およびリコート性とが、大幅に改善される。
【0037】
硬化性化合物(B)は、不飽和基とりわけ(メタ)アクリロイル基を、分子中に少なくとも1個有しているものである。硬化性化合物(B)は、(メタ)アクリル酸のモノエステル、(メタ)アクリル酸のポリエステルのような重合性モノマー(b1)、より具体的には、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、1,6−ヘキサンジ(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、1,10−デカンジオールジ(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、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(平均分子量200であるPEG#200)のジアクリレートであるライトアクリレート4EG−A(共栄社化学(株)製:商品名)、ポリエチレングリコール(平均分子量400であるPEG#400)のジアクリレートであるライトアクリレート9EG−A(共栄社化学(株)製:商品名)、2−(メタ)アクリロイロキシルエチルアシッドホスフェート、ジメチロール−トリシクロデカンジ(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、2−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリロイロキシプロピル(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(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、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、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ペンタ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエチレンオキサイド変性ジ(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、ビスフェノールAプロピレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートのような(メタ)アクリレートモノマーが挙げられる。
【0038】
硬化性化合物(B)は、エポキシ基またはオキセタン基を分子中に少なくとも1個有しているものであってもよい。このような硬化性化合物(B)は、モノエポキシド、ポリエポキシドのような重合性モノマー(b1)、具体的には、脂肪族エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物、オキセタン化合物、より具体的には、1,2,3,4−ジエポキシブタン、1,2,7,8−ジエポキシオクタン、1,2,9,10−ジエポキシデカン、ビニルシクロヘキセンジエポキシド、1,2,5,6−ジエポキシシクロオクタン、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコール(PEG#200)のジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコール(PEG#400)のジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコール(平均分子量400であるPPG#400)のジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、アルキレンオキサイド変性ビスフェノールAジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルであるエポライト1600(共栄社化学(株)製:商品名)等が挙げられる。
【0039】
硬化性化合物(B)は、(メタ)アクリレートオリゴマーのような重合性オリゴマー(b2)であってもよい。具体的には、ポリオールとポリイソシアネートと2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有モノマーとの反応で得られるウレタン(メタ)アクリレート、より具体的には、フェニルグリシジルエーテル(メタ)アクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマーであるAH−600(共栄社化学(株)製:商品名)、フェニルグリシジルエーテルアクリレートトルエンジイソシアネートウレタンプレポリマーであるAT−600(共栄社化学(株)製:商品名)が挙げられる。また、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応によって得られるエポキシ(メタ)アクリレート、アミノ樹脂と(メタ)アクリル酸化合物との反応によって得られるアミノ樹脂(メタ)アクリレート、アクリル樹脂と(メタ)アクリル酸化合物との反応によって得られるアクリル樹脂(メタ)アクリレートが挙げられる。
【0040】
硬化性化合物(B)は、メラミン樹脂(b3)であってもよい。具体的には、メトキシ基含有メラミン樹脂やブトキシ基含有メラミン樹脂、より具体的には、サイメル303、同350、同370、同703、同712、同267、同238(いずれも三井サイテック(株)製:商品名)が挙げられる。
【0041】
硬化性化合物(B)は、イソシアネート誘導体(b4)であってもよい。具体的には、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)のようなポリイソシアネート;ポリイソシアネートをメチルエチルケトオキシムやアセトキシムで保護したケトキシムブロック体やアセトキシムブロック体、より具体的には、バーノック樹脂D−500、同D−550、同DB−980K、同B3−867(いずれもDIC社製:商品名);ポリイソシアネートの多量体が挙げられる。
【0042】
添加成分(C)は、硬化開始剤例えば重合開始剤の他、必要に応じて、希釈溶剤、別な樹脂、増感剤、レベリング剤、帯電防止剤、消泡剤、基材湿潤剤、分散剤、粘度調製剤が、用いられる。
【0043】
硬化開始剤は、硬化性化合物(B)が不飽和基を有する重合性モノマー(b1)である場合、活性エネルギー線照射により分解してラジカルを生じ、ラジカル重合の開始反応を引き起こすラジカル重合開始剤が好ましい。具体的には、イルガキュア184(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製:商品名)で例示されるアセトフェノン系開始剤、ベンゾイン、イルガキュア651(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製:商品名)で例示されるベンゾフェノン系開始剤、チオキサントン系開始剤が挙げられる。
【0044】
重合開始剤は、硬化性化合物(B)がエポキシ基やオキセタン基を有する重合性モノマー(b1)である場合、活性エネルギー線照射によりカチオンを放出し、カチオン重合を開始させるカチオン重合開始剤が好ましい。具体的には、ヘキサフルオロヒ酸ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウム、ヘキサフルオロアンチモン酸ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウムで例示される芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ジアゾニウム塩が挙げられる。
【0045】
希釈溶剤は、例えばトルエン、キシレン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、n−ヘプタン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸n−ブチルのような一般的な有機溶剤が挙げられる。なお、希釈溶媒として、硬化性コーティング組成物を硬化させる前に熱風乾燥機等により揮発させて除去できるものを選択する必要がある。フッ素置換アルキル(メタ)アクリレート重合物(A)が液体である場合には、希釈溶媒を用いなくてもよい。
【0046】
本発明のポリオレフィン系樹脂成形品は、この硬化性コーティング組成物をポリオレフィン系樹脂成形基材上に塗布し、そこに活性エネルギー線を照射し重合させて硬化させたコーティング層を形成させることにより、製造される。
【0047】
ポリオレフィン系樹脂成形基材は、ポリオレフィン系樹脂で成形されたものであってもよく、ポリオレフィン系樹脂が被覆されたり融着されたりしたものであってもよい。ポリオレフィン系樹脂は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテンのような鎖状のポリオレフィン重合体;ポリシクロヘキセンのようなポリシクロオレフィン;またはこれらの共重合体例えばエチレン−プロピレン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体が挙げられる。この基材は、平面状、球状、円筒状、箱状など任意の形状にしてもよい。
【0048】
硬化性コーティング組成物を、この基材に塗布するには、例えば、スピンコート、スプレーコート、ディップコート、バーコート、ドクターブレード、ロールコート、フローコートのような公知の方法を用いることができる。
【0049】
活性エネルギー線は、例えば、紫外線、電子線、放射線、熱線が挙げられる。なお、活性エネルギー線が電子線である場合、前記のような重合開始剤は必ずしも必要ではない。
【0050】
活性エネルギー線の光源として、水銀アーク灯、高圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプが挙げられる。
【0051】
次に本発明を、実施例により、更に詳細に説明する。
【0052】
合成例1〜3は、フッ素置換アルキル(メタ)アクリレート共重合物を合成した例である。
【0053】
(合成例1)
還流冷却器、温度計、攪拌機および滴下槽を備えた容器にトルエン150重量部を入れて、還流させた。窒素雰囲気下で、トリフルオロエチルメタクリレートであるライトエステルM−3F(共栄社化学(株)製:商品名)100重量部、パーブチルD(日本油脂(株)製:商品名)3重量部の混合溶液を約1時間かけてトルエンに滴下した。還流温度で2時間反応させ、フッ素含有(メタ)アクリレート共重合物液を得た。得られたフッ素含有(メタ)アクリレート共重合物について、液体クロマトグラフ測定機器Shodex GPC(昭和電工(株)製:商品名(Shodexは登録商標))を用いてゲルパーミエーションクロマトグラフ法により重量平均分子量をポリスチレン換算値として求めたところ、15,000であった。
【0054】
(合成例2)
還流冷却器、温度計、攪拌機および滴下槽を備えた容器にトルエン150重量部を入れて、還流させた。窒素雰囲気下で、ライトエステルM−3F(共栄社化学(株)製:商品名)50重量部、エチルヘキシルメタクリレート40重量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート10重量部、パーブチルO(日本油脂(株)製:商品名)3重量部の混合溶液を約1時間かけてトルエンに滴下した。還流温度で2時間反応させ、フッ素含有(メタ)アクリレート共重合物液を得た。得られたフッ素含有(メタ)アクリレート共重合液について、ゲルパーミエーションクロマトグラフ法により重量平均分子量をポリスチレン換算値として求めたところ、35,000であった。
【0055】
(合成例3)
還流冷却器、温度計、攪拌機および滴下槽を備えた容器にトルエン150重量部を入れて、液温を90℃に保温し、窒素雰囲気下で、ライトエステルM−3F(共栄社化学(株)製:商品名)20重量部、パーヘキサMC(日本油脂(株)製:商品名)5重量部の混合溶液を約1時間かけてトルエンに滴下した。滴下後、90℃で1時間反応させた。その後、液温を還流温度に昇温し、ライトエステルM−3F 30重量部、エチルヘキシルメタクリレート40重量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート10重量部の混合溶液を約1時間かけて滴下した。還流温度で2時間反応させ、フッ素含有(メタ)アクリル系共重合物液を得た。得られたフッ素含有(メタ)アクリル系共重合物液について重量平均分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフ法により重量平均分子量をポリスチレン換算値として求めたところ、50,000であった。
【0056】
次に、フッ素含有(メタ)アクリレート共重合物を用いて調製した、本発明を適用する硬化性コーティング組成物とポリオレフィン系樹脂成形品との調製例を実施例1〜3に、本発明を適用外の組成物とポリオレフィン系樹脂成形品との調製例を比較例1〜3に、夫々示す。
【0057】
(実施例1)
製造例1で得られたフッ素含有(メタ)アクリレート共重合物10重量部、ペンタエリスリトール トリアクリレート ヘキサメチレンジイソシアネート ウレタンプレポリマーを主成分とするウレタンアクリレートUA−306H(共栄社化学(株)製:商品名)14重量部、光重合開始剤イルガキュア184(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製:商品名)1.9重量部、基材湿潤剤ポリフローKL600(共栄社化学(株)製:商品名)0.1重量部、希釈溶剤としてトルエンの74重量部を、ビーカーに量りとり、撹拌して溶解させ、硬化性コーティング組成物を調製した。
【0058】
硬化性コーティング組成物を、31mN/mのポリプロピレン成形基材と、34mN/mのポリエチレン成形基材とに、バーコーターN0.5にて膜厚が5〜10μmになるように塗布した。それを、60℃で10分間乾燥させた後、80w高圧水銀灯活性エネルギー照射装置(日本電池(株)製)を用い、600mJ/cmの活性エネルギーで、10cm上方から照射し、硬化性コーティング組成物が重合して層を形成したポリオレフィン系樹脂成形品を得た。
【0059】
(実施例2)
製造例2で得られたフッ素含有(メタ)アクリレート共重合物10重量部、ウレタンアクリレートUA−306H(共栄社化学(株)製:商品名)12重量部、ペンタエリスリトール トリアクリレートを主成分とするライトアクリレートPE−3A(共栄社化学(株)製:商品名)2重量部、光重合開始剤イルガキュア184(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製:商品名)1.9重量部、基材湿潤剤ポリフローKL600(共栄社化学(株)製)0.1重量部、希釈溶剤としてトルエンの74重量部を、ビーカーに量りとり、撹拌して溶解させて、硬化性コーティング組成物を調製した。
【0060】
この硬化性コーティング組成物を用い、実施例1と同様にして、ポリオレフィン系樹脂成形品を得た。
【0061】
(実施例3)
製造例3で得られたフッ素含有(メタ)アクリレート共重合物5重量部、ウレタンアクリレートUA−306H(共栄社化学(株)製:商品名)19重量部、光重合開始剤イルガキュア184(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製:商品名)1.9重量部、基材湿潤剤ポリフローKL600(共栄社化学(株)製:商品名)0.1重量部、および希釈溶剤としてトルエン74重量部を、ビーカーに量りとり、撹拌して溶解させて、硬化性コーティング組成物を調製した。
【0062】
この硬化性コーティング組成物を用い、実施例1と同様にして、ポリオレフィン系樹脂成形品を得た。
【0063】
(比較例1〜3)
実施例1〜3において、フッ素含有(メタ)アクリレート共重合物を用いなかったこと以外は、実施例1〜3と同様にして、比較例1〜3の硬化性コーティング組成物を調製した。
【0064】
この硬化性コーティング組成物を用い、実施例1と同様にして、ポリオレフィン系樹脂成形品を得た。
【0065】
実施例1〜3、および比較例1〜3の硬化性コーティング組成物、およびポリオレフィン系樹脂成形品について、物性試験(硬化性コーティング組成物の溶液性状外観観察・塗膜性状外観観察・静的表面張力測定試験、ポリオレフィン系樹脂成形品の表面張力測定試験・密着性試験)を行なった。
【0066】
(硬化性コーティング組成物の溶液性状の外観観察)
調製した硬化性コーティング組成物の外観を目視で観察した。透明であったものを○、やや白濁していたものを△、白濁し、または二層に分離していたものを×とする3段階で評価した。
【0067】
(硬化性コーティング組成物の塗膜性状の外観観察)
硬化性コーティング組成物をガラス板上に塗布し、活性エネルギー線を照射した硬化させ、得られた硬化塗膜の外観を目視で観察し、相溶性を評価した。透明であったものを○、やや白濁していたものを△、白濁し、または二層に分離していたものを×とする3段階で評価した。
【0068】
(硬化性コーティング組成物の塗膜性状観察試験)
コーティング液中にリングを浸した。0.5mm/分の速度でリングを上方へ引き上げながらリングに膜を形成し、ダイノメーター(ビックケミー社製)を用いて静的表面張力を測定した。
【0069】
(ポリオレフィン系樹脂成形品の表面張力測定試験)
標準液(ホルムアミド/エチレングリコールモノエチルエーテル)は、JIS K−6768:ポリエチレンおよびポリプロピレンフィルムの濡れ性試験方法を参考にして調製したものである。それを用いた表面張力換算値を、表1に示す。
【0070】
【表1】

【0071】
ポリオレフィン系樹脂成形品に、綿棒を用いて標準液を塗布し、2秒間放置した後の状態を観察した。標準液を塗布して2秒後にもなお標準液塗布時の状態を維持していた場合は、さらに表面張力の高い標準液を用いて同様の操作を繰り返した。一方標準液を塗布して2秒後に全体的な収縮を生じた場合は、さらに表面張力の低い標準液を用いて同様の操作を繰り返した。これらの操作を繰り返し、塗装膜の表面を2秒間濡らした状態で維持することができる標準液の種類を選定し、その標準液の表面張力換算値を、塗装膜の表面張力とした。
【0072】
(ポリオレフィン系樹脂成形品の密着性試験)
ポリオレフィン系樹脂成形品のコーティング層の表面に1mm角で100マスの碁盤目をカッターナイフで作成し、そこにセロファンテープを貼り付けた後、それを剥がして密着性を評価した。100マス中剥離しなかったマス数を計測した。
【0073】
物性試験の結果を纏めて表2に示す。
【0074】
【表2】

【0075】
表2から明らかな通り、本発明の硬化性コーティング組成物は、本発明を適用外の組成物よりも、硬化前後ともに成分同士の相溶性が優れ、硬化させた時のポリオレフィン系樹脂成形基材への密着性が優れていた。
【産業上の利用可能性】
【0076】
硬化性コーティング組成物は、日用品、電化製品部材等の様々な形状の基材に塗布されて硬化され、それによって形成された被膜上に、さらに上塗りして、着色したり表面保護したりするために用いられる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
フッ素置換アルキル(メタ)アクリレート重合物(A)の0.1〜70重量部と、硬化性化合物(B)の99.9〜30重量部とが含有されていることを特徴とするポリオレフィン系樹脂成形基材の硬化性コーティング組成物。
【請求項2】
前記フッ素置換アルキル(メタ)アクリレート重合物(A)が、
アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)、および/またはヒドロキシ基、カルボキシル基、エーテル基、リン酸基の少なくともいずれかの基を有する(メタ)アクリル系モノマー(a2)の合計で1〜80重量%と、フッ素置換アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a3)99〜20重量%との共重合物、または
フッ素置換アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a3)の単重合物であって、
その重量分子量を2,000〜300,000とすることを特徴とする請求項1に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項3】
前記アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)が、炭素数1〜30のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートであり、
前記(メタ)アクリル系モノマー(a2)が、下記化学式(1)
CH=C(R)−CO−O−A ・・・(1)
(化学式(1)中、Rは、水素原子またはメチル基;Aは、水素原子、ヒドロキシアルキル基、カルボキシルアルキル基、リン酸アルキル基、それらのアルキル置換基、炭素数1〜18のアルキル基を含有するアルキルモノアルキレングリコール基、炭素数1〜18のアルキル基を含有するアルキルポリアルキレングリコール基、炭素数2〜18のアルケニル基を含有するアルケニルモノアルキレングリコール基、または炭素数2〜18のアルケニル基を含有するポリアルキレングリコール基)
で示され、
前記フッ素置換アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a3)が、炭素数1〜30のフルオロアルキル基を有するフルオロアルキル(メタ)アクリレートであることを特徴とする請求項2に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項4】
前記フッ素置換アルキル(メタ)アクリレート重合物(A)が、前記共重合物であって、前記アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)と前記(メタ)アクリル系モノマー(a2)とが夫々、重量比で、最大50%と、最小50%とであることを特徴とする請求項2に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項5】
前記硬化性化合物(B)が、不飽和基、エポキシ基若しくはオキセタン基を有した重合性モノマー(b1)若しくは重合性オリゴマー(b2);メラミン樹脂(b3);および/またはイソシアネート誘導体(b4)であることを特徴とする請求項1に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項6】
前記重合性モノマー(b1)が、(メタ)アクリル酸のモノエステル、(メタ)アクリル酸のポリエステル、モノエポキシド、またはポリエポキシドであり、
前記重合性オリゴマー(b2)が、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、アミノ樹脂(メタ)アクリレート、エポキシ樹脂(メタ)アクリレート、アクリル樹脂(メタ)アクリレートであり、
前記メラミン樹脂(b3)が、メトキシ基含有および/またはブトキシ基含有メラミン樹脂であり、
前記イソシアネート誘導体(b4)が、ポリイソシアネート、それのケトキシムブロック体若しくはアセトキシムブロック体、またはポリイソシアネート多量体であることを特徴とする請求項5に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項7】
静的表面張力が、最大40mN/mであることを特徴とする請求項1に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項8】
前記フッ素置換アルキル(メタ)アクリレート重合物(A)と、前記硬化性化合物(B)と、それ以外の添加成分(C)とが配合されており、それの静的表面張力と、該添加成分(C)の静的表面張力との差が、少なくとも5mN/mであることを特徴とする請求項1に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項9】
ポリオレフィン系樹脂成形基材上に、請求項1に記載の硬化性コーティング組成物を硬化させたコーティング層が付されていることを特徴とするポリオレフィン系樹脂成形品。
【請求項10】
前記ポリオレフィン系樹脂成形基材の表面張力が、最大40mN/mであることを有することを特徴とする請求項9に記載のポリオレフィン系樹脂成形品。

【公開番号】特開2007−99883(P2007−99883A)
【公開日】平成19年4月19日(2007.4.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−290730(P2005−290730)
【出願日】平成17年10月4日(2005.10.4)
【出願人】(000162076)共栄社化学株式会社 (67)
【Fターム(参考)】