紫外線硬化性塗料組成物
【課題】高い表面エネルギーと再加工性を有する紫外線硬化塗料の提供。
【解決手段】光重合開始剤１から１０重量部、有機シラン化合物５から２０重量部、結合剤５から３０重量部、触媒０．１から１５重量部、及び紫外線硬化性樹脂を含む紫外線硬化性塗料組成物は、紫外線照射によって硬化された後、高い表面エネルギーを有し、再加工することが容易である。
【解決手段】光重合開始剤１から１０重量部、有機シラン化合物５から２０重量部、結合剤５から３０重量部、触媒０．１から１５重量部、及び紫外線硬化性樹脂を含む紫外線硬化性塗料組成物は、紫外線照射によって硬化された後、高い表面エネルギーを有し、再加工することが容易である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料の組成物に関する。さらに詳細には、本発明は、紫外線硬化性塗料の組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線硬化性塗料組成物は、新規高級材料として1970年代に開発された。従来の塗料と比べて、この紫外線硬化性塗料は、例えば、汚染性が少ない、硬化速度が高い、電力消費が少ない、硬化産物の性質が優れる等の利点を有し、温度感受性材料、および高速オートメーション生産等に好適である。すぐに揮発し、速やかに硬化せず、また環境に有害な従来の塗料に対し、この紫外線硬化性塗料は、間違いなく、従来塗料に取って代わる好ましい品物となろう。
【０００３】
一般に、紫外線硬化性塗料は二つのタイプに分けられる。すなわち、フリーラジカルタイプと陽イオンタイプである。フリーラジカルタイプの方が陽イオンタイプよりも広く普及している。詳細には、フリーラジカルタイプの紫外線硬化性塗料中の光重合開始剤は紫外線によって励起されてフリーラジカルを造り出し、これが次に、モノマーとオリゴマーの間に鎖結合反応を誘発して架橋コーティングを形成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、従来の紫外線硬化性塗料は硬化後高い架橋性を持つので、紫外線コーティングの表面には、反応性を持ち、付着可能な官能基はほとんど無い。特に、紫外線コーティングの表面エネルギーはかなり低く、紫外線コーティングの表面は滑らかな方なので、このコーティングに再加工するのは容易ではない。そのために、生産収率は低くなっている。従って、３C産業において受容可能な生産収率を維持するためには、従来の紫外線硬化性塗料は、小型の対象物の外観に対しては適用可能であるが、パネルのような大型の対象物に対しては適用不可能となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、本発明は、紫外線硬化性塗料組成物に向けられる。紫外線の放射による硬化後、本発明の組成物によって形成されるコーティングは、高い表面エネルギーと再加工性を持ち、その硬度は強化される。
【０００６】
本発明のもう一つの目的は、大サイズの対象物、例えば、フラットパネルディスプレー、またはノートブックコンピュータのような対象物に好適で、コーティング収率を向上させる、紫外線硬化塗料組成物を提供することである。
【０００７】
本発明は、紫外線硬化性塗料組成物を提供する。この紫外線硬化性塗料組成物は、少なくとも、光重合開始剤、有機シラン化合物、結合剤、触媒、および、紫外線硬化樹脂から構成される。この組成物では、光重合開始剤の含量は、紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して1から10重量部であり、有機シラン化合物の含量は、紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して5から20重量部であり、結合剤の含量は、紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して5から30重量部であり、かつ、触媒の含量は、紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して0.1から15重量部である。
【０００８】
本発明はまた、紫外線硬化性塗料のもう一つの組成物を提供する。この紫外線硬化性塗料組成物は、少なくとも光重合開始剤、有機シラン化合物、結合剤、および紫外線硬化性樹脂から構成される。この組成物では、光重合開始剤の含量は、紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して1から10重量部であり、有機シラン化合物の含量は、紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して5から20重量部であり、かつ、結合剤の含量は、紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して5から30重量部である。
【０００９】
本発明の実施態様における紫外線硬化性塗料の組成物によれば、有機シラン化合物は、例えば、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β-（3,4-エポキシシクロヘキシル）-エチルトリメトキシシラン）、または、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランである。
【００１０】
本発明の実施態様における紫外線硬化性塗料の組成物によれば、結合剤は、例えば、金属水酸化物、酸化ケイ素、または、シロキサン化合物である。この組成物では、金属水酸化物は、例えば、水酸化アルミニウムであり、シロキサン化合物は、例えば、テトラメチルオキシシラン、またはテトラエチルオキシシランである。
【００１１】
本発明の実施態様における紫外線硬化性塗料の組成物によれば、触媒は、例えば、酸触媒またはアルカリ触媒である。この組成物では、酸触媒は、例えば、塩酸であり、オリゴマーの酸性値、または結合剤の酸性値であり、アルカリ触媒は、例えば、水酸化ナトリウム液またはアンモニアである。
【００１２】
本発明の実施態様における紫外線硬化性の組成物によれば、結合剤の官能基の数は、有機シラン化合物の官能基の数よりも多く、その官能基は、例えば、ヒドキシルである。
【００１３】
本発明の実施態様における紫外線硬化性塗料の組成物によれば、紫外線硬化性樹脂はオリゴマーであり、その紫外線硬化性樹脂はさらにモノマーを含んでもよい。
【００１４】
本発明の実施態様による紫外線硬化性塗料の組成物はさらに、補助剤、例えば、希釈剤、泡消し剤、または、増粘剤等を含む。
【００１５】
本発明は、光重合開始剤と紫外線硬化性樹脂の中に有機シラン化合物および結合剤を含んでいるので、反応性官能基が表面に形成され、そのために、本発明の組成物によって形成されるコーティングは再加工することが可能となる。
【００１６】
さらに、本発明は、光重合開始剤と紫外線硬化性樹脂の中に有機シラン化合物、結合剤、および触媒を含んでいるので、反応性官能基が表面に形成され、そのために、本発明の組成物によって形成される塗料は再加工することが可能となる。さらに、有機シラン化合物と結合剤との間の加水分解反応および縮合反応を助長する触媒を利用することによって反応時間が短縮される。
【００１７】
さらに、有機シラン化合物は、モノマーまたはオリゴマーとして作用する紫外線硬化性樹脂と有機コーティングを形成し、かつ、この有機コーティングはさらに、結合剤と安定な構造を形成するので、本発明の紫外線硬化性塗料によって形成されるコーティングの硬度は効果的に改善される。
【００１８】
本発明の前述の目的、特質、利点および、その他の目的、特質、利点の理解を助けるために、図を参照しながら好ましい実施態様を下記に詳述する。
【００１９】
前記の一般的説明と、下記の詳細な説明は、例示のものであり、特許請求の範囲に記載される本発明の内容のさらに十分な説明のために提供されるものであることを理解しなければならない。
【発明の効果】
【００２０】
要約すると、本発明の紫外線硬化性塗料の組成物は少なくとも下記の利点を有する。
【００２１】
1. 本発明は、光重合開始剤および紫外線硬化性樹脂に対して有機シラン化合物と結合剤とを添加することによってコーティングの表面エネルギーを改善し、そうすることによって本発明の紫外線硬化性塗料が良好な再加工性を持つようにする。
【００２２】
2. 有機シラン化合物は、二重結合またはエポキシ構造を持つので、この有機シラン化合物は、紫外線硬化性樹脂と化学的結合を形成することが可能である。さらに、有機シランコーティングと、無機の結合剤のナノ分子とは、安定なコーティングを形成することが可能である。従って、コーティングの硬度を効果的に向上させることが可能である。
【００２３】
3. 本発明の紫外線硬化性塗料組成物は、大サイズの対象物、例えば、フラットパネルディスプレー、またはノートブックコンピュータのような対象物に好適で、それら製品の収率も目立って改善される。
【００２４】
本発明に対しては、本発明の範囲または精神から逸脱することなく、各種修飾および改変が実行可能なことは当業者には明白であろう。前記に鑑みて、そのような修飾および改変は、それらが頭書の特許請求項およびその等価物の範囲内に留まる限り、本発明はそれらを包含することが意図される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
付属の図面は、本発明をさらに理解させることを意図して提供されるもので、本明細書に組み込まれて、その一部を構成する。図面は、本発明の実施態様を具体的に示すもので、説明と相俟って、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【００２６】
本発明の紫外線硬化性塗料の組成物は、少なくとも光重合開始剤、有機シラン化合物、結合剤、および紫外線硬化性樹脂から構成される。本発明の紫外線硬化性塗料組成物は、好ましくはさらに、反応時間を短縮することが可能な触媒を含む。光重合開始剤の含量は、紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して1から10重量部である。有機シラン化合物の含量は、紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して5から20重量部である。結合剤の含量は、紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して5から30重量部である。触媒の含量は、紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して0.1から15重量部である。本発明の実施態様における紫外線硬化性の組成物では、結合剤の官能基の数は、有機シラン化合物の官能基の数よりも多いのが好ましく、より好ましくは、その官能基はヒドキシルである。本発明の紫外線硬化性塗料の組成物では、触媒は、酸触媒、またはアルカリ触媒であってよい。触媒は酸触媒であることが好ましい。より好ましくは、酸触媒は、例えば、塩酸であり、オリゴマーまたは結合剤の酸性値である。アルカリ触媒は、好ましくは、例えば、水酸化ナトリウム液またはアンモニアである。本発明の紫外線硬化性塗料の組成物の有機シラン化合物は、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β-（3,4-エポキシシクロヘキシル）-エチルトリメトキシシラン、または、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランである。本発明の紫外線硬化性塗料の組成物の結合剤は、例えば、金属水酸化物、酸化ケイ素、または、シロキサン化合物である。金属水酸化物は、より好ましくは例えば、水酸化アルミニウムであり、シロキサン化合物は、例えば、テトラメチルオキシシラン、またはテトラエチルオキシシランである。本発明の紫外線硬化性塗料の紫外線硬化性樹脂は、好ましくはオリゴマーであり、より好ましくは紫外線硬化性樹脂はさらにモノマーを含む。本発明の紫外線硬化性塗料の組成物はさらに補助剤を含むことが好ましい。より好ましくは、補助剤は、希釈剤、泡消し剤、または増粘剤である。
【００２７】
図1は、有機シラン化合物のゾル-ゲル反応機構を示す。この機構は、加水分解反応、アルコール縮合反応、および水縮合反応を含む。本発明は、このゾル-ゲル反応理論を応用して、再加工性を有する本発明の紫外線硬化性塗料組成物を形成する。
【００２８】
化学的形成過程修飾技術を用い、本発明は、光重合開始剤および紫外線硬化性樹脂に対して有機シラン化合物と結合剤とを添加することによって紫外線コーティングの表面エネルギーを向上させる。従って、紫外線コーティングの再加工性の実現が可能となる。図1に示す化学式Ｉを参照すると、有機シラン化合物は、加水分解後、シラノール基、すなわち、-SiOHを持つ。結合剤、または加水分解結合剤の表面には、水酸化アルミニウム由来のヒドロキシル基、すなわち、-OH基、あるいは、テトラメチルオキシシランまたはテトラエチルオキシシラン由来のシラノール基が存在する。図1の化学式IIおよび化学式IIIに示すように、有機シラン化合物の表面における、加水分解されていないシラン基（-SiOR）、または、加水分解されたシラノール基(-SiOH)は、結合剤の表面においてヒドロシキル基またはシラノール基と縮合反応を持つことが可能である。このようにして、有機シラン化合物は、結合剤と結合する。さらに、結合剤における官能基の数は、有機シラン化合物の官能基の数よりも大きくなるように設計されている。従って、本発明の紫外線硬化性塗料によって形成されるコーティングは、結合剤の表面に未反応の官能基を持っている。結合剤表面のこの未反応官能基は、その後に塗布される紫外線硬化性塗料と反応して再加工されるコーティングを形成することが可能である。言い換えれば、本発明の紫外線硬化性塗料によって形成されるコーティングの表面エネルギーは向上し、このようにして再加工可能な紫外線硬化性塗料が提供される。
【００２９】
光重合開始剤および紫外線硬化性樹脂に対して有機シラン化合物と結合剤と触媒とを添加することによって、本発明は、本発明の紫外線硬化性塗料によって形成されるコーティングの表面エネルギーを向上させ、そのために、コーティングは再加工可能となる。この原理は、有機シラン化合物と結合剤は、触媒の力を借りて加水分解反応および縮合反応を経過することが可能であることである。さらに、有機シラン化合物、または加水分解有機シラン化合物の官能基、例えば、シラノールは、結合剤または加水分解された結合剤の官能基、例えば、ヒドロキシルまたはシラノールと縮合反応を起こすことが可能である。従って、結合剤の官能基の数は有機シラン化合物のものよりも大きいので、コーティングの結合剤には若干の未反応官能基が残存する。この未反応官能基は、後続の塗料が、そのコーティングの表面に接着するのを促進する。従って、本発明の紫外線硬化性塗料によって形成されるコーティングは、その品質が十分良好なものでない場合、再加工することが可能である。さらに、反応時間は、本発明中に存在する触媒の触媒作用によって短縮される。
【００３０】
有機シラン化合物は、二重結合構造、またはエポキシ構造を有するので、有機シラン化合物は、モノマーまたはオリゴマーと化学的結合を形成し、有機シランコーティングを実現することが可能である。さらに、有機シランコーティングと、無機結合剤のナノ分子はさらに安定なコーティングを形成することが可能である。従って、コーティングの硬度を効果的に向上させることが可能である。
【００３１】
下記では、本発明の紫外線硬化性塗料の再加工性を証明するために、本発明による好ましい実施態様と比較例とを具体的に説明する。
【００３２】
本発明の好ましい実施態様と、比較サンプルの組成リストを図2に掲げる。組成物は、それぞれ、均等に混合し、1:1 BAC/IPAにて希釈する。ポリカーボネート(PC)基板に前記二つの組成物を塗布した後、70℃で10分間乾燥を行った。次に、PC基板に紫外線を放射した。全放射量は、例えば、500-650 mJ/cm2であった。次に、接着に対する横断カット試験を行った。本発明の好ましい実施態様と、比較例の試験結果はいずれも5Bである。鉛筆硬度試験では、比較例の鉛筆硬度はHであり、本発明の好ましい実施態様の鉛筆硬度は2Hであった。この結果から、本発明の好ましい実施態様の硬度は、比較サンプルのものよりも実際に大きいことが示された。その後、前述のコーティングおよび乾燥工程を繰り返し、再加工性を証明するために再び横断カット試験を実施した。比較例の試験結果は0Bであり、これは、比較例によって形成されたコーティングは再加工不能であることを示す。本発明の好ましい実施態様によって形成されるコーティングに関して言えば、それは上手に再加工することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図1は、有機シラン化合物のゾル-ゲル反応機構を示す。
【図２】図2は、本発明の好ましい実施態様、および比較サンプルそれぞれの組成物を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料の組成物に関する。さらに詳細には、本発明は、紫外線硬化性塗料の組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線硬化性塗料組成物は、新規高級材料として1970年代に開発された。従来の塗料と比べて、この紫外線硬化性塗料は、例えば、汚染性が少ない、硬化速度が高い、電力消費が少ない、硬化産物の性質が優れる等の利点を有し、温度感受性材料、および高速オートメーション生産等に好適である。すぐに揮発し、速やかに硬化せず、また環境に有害な従来の塗料に対し、この紫外線硬化性塗料は、間違いなく、従来塗料に取って代わる好ましい品物となろう。
【０００３】
一般に、紫外線硬化性塗料は二つのタイプに分けられる。すなわち、フリーラジカルタイプと陽イオンタイプである。フリーラジカルタイプの方が陽イオンタイプよりも広く普及している。詳細には、フリーラジカルタイプの紫外線硬化性塗料中の光重合開始剤は紫外線によって励起されてフリーラジカルを造り出し、これが次に、モノマーとオリゴマーの間に鎖結合反応を誘発して架橋コーティングを形成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、従来の紫外線硬化性塗料は硬化後高い架橋性を持つので、紫外線コーティングの表面には、反応性を持ち、付着可能な官能基はほとんど無い。特に、紫外線コーティングの表面エネルギーはかなり低く、紫外線コーティングの表面は滑らかな方なので、このコーティングに再加工するのは容易ではない。そのために、生産収率は低くなっている。従って、３C産業において受容可能な生産収率を維持するためには、従来の紫外線硬化性塗料は、小型の対象物の外観に対しては適用可能であるが、パネルのような大型の対象物に対しては適用不可能となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、本発明は、紫外線硬化性塗料組成物に向けられる。紫外線の放射による硬化後、本発明の組成物によって形成されるコーティングは、高い表面エネルギーと再加工性を持ち、その硬度は強化される。
【０００６】
本発明のもう一つの目的は、大サイズの対象物、例えば、フラットパネルディスプレー、またはノートブックコンピュータのような対象物に好適で、コーティング収率を向上させる、紫外線硬化塗料組成物を提供することである。
【０００７】
本発明は、紫外線硬化性塗料組成物を提供する。この紫外線硬化性塗料組成物は、少なくとも、光重合開始剤、有機シラン化合物、結合剤、触媒、および、紫外線硬化樹脂から構成される。この組成物では、光重合開始剤の含量は、紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して1から10重量部であり、有機シラン化合物の含量は、紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して5から20重量部であり、結合剤の含量は、紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して5から30重量部であり、かつ、触媒の含量は、紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して0.1から15重量部である。
【０００８】
本発明はまた、紫外線硬化性塗料のもう一つの組成物を提供する。この紫外線硬化性塗料組成物は、少なくとも光重合開始剤、有機シラン化合物、結合剤、および紫外線硬化性樹脂から構成される。この組成物では、光重合開始剤の含量は、紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して1から10重量部であり、有機シラン化合物の含量は、紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して5から20重量部であり、かつ、結合剤の含量は、紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して5から30重量部である。
【０００９】
本発明の実施態様における紫外線硬化性塗料の組成物によれば、有機シラン化合物は、例えば、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β-（3,4-エポキシシクロヘキシル）-エチルトリメトキシシラン）、または、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランである。
【００１０】
本発明の実施態様における紫外線硬化性塗料の組成物によれば、結合剤は、例えば、金属水酸化物、酸化ケイ素、または、シロキサン化合物である。この組成物では、金属水酸化物は、例えば、水酸化アルミニウムであり、シロキサン化合物は、例えば、テトラメチルオキシシラン、またはテトラエチルオキシシランである。
【００１１】
本発明の実施態様における紫外線硬化性塗料の組成物によれば、触媒は、例えば、酸触媒またはアルカリ触媒である。この組成物では、酸触媒は、例えば、塩酸であり、オリゴマーの酸性値、または結合剤の酸性値であり、アルカリ触媒は、例えば、水酸化ナトリウム液またはアンモニアである。
【００１２】
本発明の実施態様における紫外線硬化性の組成物によれば、結合剤の官能基の数は、有機シラン化合物の官能基の数よりも多く、その官能基は、例えば、ヒドキシルである。
【００１３】
本発明の実施態様における紫外線硬化性塗料の組成物によれば、紫外線硬化性樹脂はオリゴマーであり、その紫外線硬化性樹脂はさらにモノマーを含んでもよい。
【００１４】
本発明の実施態様による紫外線硬化性塗料の組成物はさらに、補助剤、例えば、希釈剤、泡消し剤、または、増粘剤等を含む。
【００１５】
本発明は、光重合開始剤と紫外線硬化性樹脂の中に有機シラン化合物および結合剤を含んでいるので、反応性官能基が表面に形成され、そのために、本発明の組成物によって形成されるコーティングは再加工することが可能となる。
【００１６】
さらに、本発明は、光重合開始剤と紫外線硬化性樹脂の中に有機シラン化合物、結合剤、および触媒を含んでいるので、反応性官能基が表面に形成され、そのために、本発明の組成物によって形成される塗料は再加工することが可能となる。さらに、有機シラン化合物と結合剤との間の加水分解反応および縮合反応を助長する触媒を利用することによって反応時間が短縮される。
【００１７】
さらに、有機シラン化合物は、モノマーまたはオリゴマーとして作用する紫外線硬化性樹脂と有機コーティングを形成し、かつ、この有機コーティングはさらに、結合剤と安定な構造を形成するので、本発明の紫外線硬化性塗料によって形成されるコーティングの硬度は効果的に改善される。
【００１８】
本発明の前述の目的、特質、利点および、その他の目的、特質、利点の理解を助けるために、図を参照しながら好ましい実施態様を下記に詳述する。
【００１９】
前記の一般的説明と、下記の詳細な説明は、例示のものであり、特許請求の範囲に記載される本発明の内容のさらに十分な説明のために提供されるものであることを理解しなければならない。
【発明の効果】
【００２０】
要約すると、本発明の紫外線硬化性塗料の組成物は少なくとも下記の利点を有する。
【００２１】
1. 本発明は、光重合開始剤および紫外線硬化性樹脂に対して有機シラン化合物と結合剤とを添加することによってコーティングの表面エネルギーを改善し、そうすることによって本発明の紫外線硬化性塗料が良好な再加工性を持つようにする。
【００２２】
2. 有機シラン化合物は、二重結合またはエポキシ構造を持つので、この有機シラン化合物は、紫外線硬化性樹脂と化学的結合を形成することが可能である。さらに、有機シランコーティングと、無機の結合剤のナノ分子とは、安定なコーティングを形成することが可能である。従って、コーティングの硬度を効果的に向上させることが可能である。
【００２３】
3. 本発明の紫外線硬化性塗料組成物は、大サイズの対象物、例えば、フラットパネルディスプレー、またはノートブックコンピュータのような対象物に好適で、それら製品の収率も目立って改善される。
【００２４】
本発明に対しては、本発明の範囲または精神から逸脱することなく、各種修飾および改変が実行可能なことは当業者には明白であろう。前記に鑑みて、そのような修飾および改変は、それらが頭書の特許請求項およびその等価物の範囲内に留まる限り、本発明はそれらを包含することが意図される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
付属の図面は、本発明をさらに理解させることを意図して提供されるもので、本明細書に組み込まれて、その一部を構成する。図面は、本発明の実施態様を具体的に示すもので、説明と相俟って、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【００２６】
本発明の紫外線硬化性塗料の組成物は、少なくとも光重合開始剤、有機シラン化合物、結合剤、および紫外線硬化性樹脂から構成される。本発明の紫外線硬化性塗料組成物は、好ましくはさらに、反応時間を短縮することが可能な触媒を含む。光重合開始剤の含量は、紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して1から10重量部である。有機シラン化合物の含量は、紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して5から20重量部である。結合剤の含量は、紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して5から30重量部である。触媒の含量は、紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して0.1から15重量部である。本発明の実施態様における紫外線硬化性の組成物では、結合剤の官能基の数は、有機シラン化合物の官能基の数よりも多いのが好ましく、より好ましくは、その官能基はヒドキシルである。本発明の紫外線硬化性塗料の組成物では、触媒は、酸触媒、またはアルカリ触媒であってよい。触媒は酸触媒であることが好ましい。より好ましくは、酸触媒は、例えば、塩酸であり、オリゴマーまたは結合剤の酸性値である。アルカリ触媒は、好ましくは、例えば、水酸化ナトリウム液またはアンモニアである。本発明の紫外線硬化性塗料の組成物の有機シラン化合物は、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β-（3,4-エポキシシクロヘキシル）-エチルトリメトキシシラン、または、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランである。本発明の紫外線硬化性塗料の組成物の結合剤は、例えば、金属水酸化物、酸化ケイ素、または、シロキサン化合物である。金属水酸化物は、より好ましくは例えば、水酸化アルミニウムであり、シロキサン化合物は、例えば、テトラメチルオキシシラン、またはテトラエチルオキシシランである。本発明の紫外線硬化性塗料の紫外線硬化性樹脂は、好ましくはオリゴマーであり、より好ましくは紫外線硬化性樹脂はさらにモノマーを含む。本発明の紫外線硬化性塗料の組成物はさらに補助剤を含むことが好ましい。より好ましくは、補助剤は、希釈剤、泡消し剤、または増粘剤である。
【００２７】
図1は、有機シラン化合物のゾル-ゲル反応機構を示す。この機構は、加水分解反応、アルコール縮合反応、および水縮合反応を含む。本発明は、このゾル-ゲル反応理論を応用して、再加工性を有する本発明の紫外線硬化性塗料組成物を形成する。
【００２８】
化学的形成過程修飾技術を用い、本発明は、光重合開始剤および紫外線硬化性樹脂に対して有機シラン化合物と結合剤とを添加することによって紫外線コーティングの表面エネルギーを向上させる。従って、紫外線コーティングの再加工性の実現が可能となる。図1に示す化学式Ｉを参照すると、有機シラン化合物は、加水分解後、シラノール基、すなわち、-SiOHを持つ。結合剤、または加水分解結合剤の表面には、水酸化アルミニウム由来のヒドロキシル基、すなわち、-OH基、あるいは、テトラメチルオキシシランまたはテトラエチルオキシシラン由来のシラノール基が存在する。図1の化学式IIおよび化学式IIIに示すように、有機シラン化合物の表面における、加水分解されていないシラン基（-SiOR）、または、加水分解されたシラノール基(-SiOH)は、結合剤の表面においてヒドロシキル基またはシラノール基と縮合反応を持つことが可能である。このようにして、有機シラン化合物は、結合剤と結合する。さらに、結合剤における官能基の数は、有機シラン化合物の官能基の数よりも大きくなるように設計されている。従って、本発明の紫外線硬化性塗料によって形成されるコーティングは、結合剤の表面に未反応の官能基を持っている。結合剤表面のこの未反応官能基は、その後に塗布される紫外線硬化性塗料と反応して再加工されるコーティングを形成することが可能である。言い換えれば、本発明の紫外線硬化性塗料によって形成されるコーティングの表面エネルギーは向上し、このようにして再加工可能な紫外線硬化性塗料が提供される。
【００２９】
光重合開始剤および紫外線硬化性樹脂に対して有機シラン化合物と結合剤と触媒とを添加することによって、本発明は、本発明の紫外線硬化性塗料によって形成されるコーティングの表面エネルギーを向上させ、そのために、コーティングは再加工可能となる。この原理は、有機シラン化合物と結合剤は、触媒の力を借りて加水分解反応および縮合反応を経過することが可能であることである。さらに、有機シラン化合物、または加水分解有機シラン化合物の官能基、例えば、シラノールは、結合剤または加水分解された結合剤の官能基、例えば、ヒドロキシルまたはシラノールと縮合反応を起こすことが可能である。従って、結合剤の官能基の数は有機シラン化合物のものよりも大きいので、コーティングの結合剤には若干の未反応官能基が残存する。この未反応官能基は、後続の塗料が、そのコーティングの表面に接着するのを促進する。従って、本発明の紫外線硬化性塗料によって形成されるコーティングは、その品質が十分良好なものでない場合、再加工することが可能である。さらに、反応時間は、本発明中に存在する触媒の触媒作用によって短縮される。
【００３０】
有機シラン化合物は、二重結合構造、またはエポキシ構造を有するので、有機シラン化合物は、モノマーまたはオリゴマーと化学的結合を形成し、有機シランコーティングを実現することが可能である。さらに、有機シランコーティングと、無機結合剤のナノ分子はさらに安定なコーティングを形成することが可能である。従って、コーティングの硬度を効果的に向上させることが可能である。
【００３１】
下記では、本発明の紫外線硬化性塗料の再加工性を証明するために、本発明による好ましい実施態様と比較例とを具体的に説明する。
【００３２】
本発明の好ましい実施態様と、比較サンプルの組成リストを図2に掲げる。組成物は、それぞれ、均等に混合し、1:1 BAC/IPAにて希釈する。ポリカーボネート(PC)基板に前記二つの組成物を塗布した後、70℃で10分間乾燥を行った。次に、PC基板に紫外線を放射した。全放射量は、例えば、500-650 mJ/cm2であった。次に、接着に対する横断カット試験を行った。本発明の好ましい実施態様と、比較例の試験結果はいずれも5Bである。鉛筆硬度試験では、比較例の鉛筆硬度はHであり、本発明の好ましい実施態様の鉛筆硬度は2Hであった。この結果から、本発明の好ましい実施態様の硬度は、比較サンプルのものよりも実際に大きいことが示された。その後、前述のコーティングおよび乾燥工程を繰り返し、再加工性を証明するために再び横断カット試験を実施した。比較例の試験結果は0Bであり、これは、比較例によって形成されたコーティングは再加工不能であることを示す。本発明の好ましい実施態様によって形成されるコーティングに関して言えば、それは上手に再加工することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図1は、有機シラン化合物のゾル-ゲル反応機構を示す。
【図２】図2は、本発明の好ましい実施態様、および比較サンプルそれぞれの組成物を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線硬化性塗料の組成物であって、
紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して1から10重量部の光重合開始剤、
紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して5から20重量部の有機シラン化合物、
紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して5から30重量部の結合剤、
紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して0.1から15重量部の触媒、および、
紫外線硬化性樹脂
を含む組成物。
【請求項２】
前記触媒は酸触媒またはアルカリ触媒であることを特徴とする、請求項1の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項３】
前記有機シラン化合物は、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β-（3,4-エポキシシクロヘキシル）-エチルトリメトキシシラン、または、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランであることを特徴とする、請求項1の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項４】
前記結合剤は、金属水酸化物、酸化ケイ素、またはシロキサン化合物であることを特徴とする、請求項1の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項５】
前記金属水酸化物は水酸化アルミニウムであることを特徴とする、請求項4の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項６】
前記シロキサン化合物は、テトラメチルオキシシラン、またはテトラエチルオキシシランであることを特徴とする、請求項4の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項７】
結合剤の官能基の数は、有機シラン化合物の官能基の数よりも多いことを特徴とする、請求項1の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項８】
前記官能基はヒドキシルであることを特徴とする、請求項7の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項９】
前記紫外線硬化性樹脂はオリゴマーであることを特徴とする、請求項1の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項１０】
前記紫外線硬化性樹脂はモノマーをさらに含むことを特徴とする、請求項9の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項１１】
さらに補助剤を含むことを特徴とする、請求項1の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項１２】
前記補助剤は、希釈剤、泡消し剤、または増粘剤であることを特徴とする、請求項11の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項１３】
紫外線硬化性塗料の組成物であって、
紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して1から10重量部の光重合開始剤、
紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して5から20重量部の有機シラン化合物、
紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して5から30重量部の結合剤、および、
紫外線硬化性樹脂
を含む組成物。
【請求項１４】
紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して0.1から15重量部の触媒をさらに含むことを特徴とする、請求項13の紫外線硬化性塗料組成物。
【請求項１５】
前記触媒は酸触媒またはアルカリ触媒であることを特徴とする、請求項14の紫外線硬化性塗料組成物。
【請求項１６】
前記有機シラン化合物は、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β-（3,4-エポキシシクロヘキシル）-エチルトリメトキシシラン、または、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランであることを特徴とする、請求項13の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項１７】
前記結合剤は、金属水酸化物、酸化ケイ素、またはシロキサン化合物であることを特徴とする、請求項13の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項１８】
結合剤の官能基の数は、有機シラン化合物の官能基の数よりも多いことを特徴とする、請求項13の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項１９】
前記官能基はヒドキシルであることを特徴とする、請求項18の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項２０】
前記紫外線硬化性樹脂はオリゴマーであることを特徴とする、請求項13の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項２１】
前記紫外線硬化性樹脂はモノマーをさらに含むことを特徴とする、請求項20の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項２２】
さらに補助剤を含むことを特徴とする、請求項13の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項１】
紫外線硬化性塗料の組成物であって、
紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して1から10重量部の光重合開始剤、
紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して5から20重量部の有機シラン化合物、
紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して5から30重量部の結合剤、
紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して0.1から15重量部の触媒、および、
紫外線硬化性樹脂
を含む組成物。
【請求項２】
前記触媒は酸触媒またはアルカリ触媒であることを特徴とする、請求項1の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項３】
前記有機シラン化合物は、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β-（3,4-エポキシシクロヘキシル）-エチルトリメトキシシラン、または、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランであることを特徴とする、請求項1の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項４】
前記結合剤は、金属水酸化物、酸化ケイ素、またはシロキサン化合物であることを特徴とする、請求項1の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項５】
前記金属水酸化物は水酸化アルミニウムであることを特徴とする、請求項4の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項６】
前記シロキサン化合物は、テトラメチルオキシシラン、またはテトラエチルオキシシランであることを特徴とする、請求項4の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項７】
結合剤の官能基の数は、有機シラン化合物の官能基の数よりも多いことを特徴とする、請求項1の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項８】
前記官能基はヒドキシルであることを特徴とする、請求項7の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項９】
前記紫外線硬化性樹脂はオリゴマーであることを特徴とする、請求項1の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項１０】
前記紫外線硬化性樹脂はモノマーをさらに含むことを特徴とする、請求項9の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項１１】
さらに補助剤を含むことを特徴とする、請求項1の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項１２】
前記補助剤は、希釈剤、泡消し剤、または増粘剤であることを特徴とする、請求項11の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項１３】
紫外線硬化性塗料の組成物であって、
紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して1から10重量部の光重合開始剤、
紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して5から20重量部の有機シラン化合物、
紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して5から30重量部の結合剤、および、
紫外線硬化性樹脂
を含む組成物。
【請求項１４】
紫外線硬化性塗料組成物の100重量部に対して0.1から15重量部の触媒をさらに含むことを特徴とする、請求項13の紫外線硬化性塗料組成物。
【請求項１５】
前記触媒は酸触媒またはアルカリ触媒であることを特徴とする、請求項14の紫外線硬化性塗料組成物。
【請求項１６】
前記有機シラン化合物は、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β-（3,4-エポキシシクロヘキシル）-エチルトリメトキシシラン、または、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランであることを特徴とする、請求項13の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項１７】
前記結合剤は、金属水酸化物、酸化ケイ素、またはシロキサン化合物であることを特徴とする、請求項13の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項１８】
結合剤の官能基の数は、有機シラン化合物の官能基の数よりも多いことを特徴とする、請求項13の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項１９】
前記官能基はヒドキシルであることを特徴とする、請求項18の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項２０】
前記紫外線硬化性樹脂はオリゴマーであることを特徴とする、請求項13の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項２１】
前記紫外線硬化性樹脂はモノマーをさらに含むことを特徴とする、請求項20の紫外線硬化性塗料の組成物。
【請求項２２】
さらに補助剤を含むことを特徴とする、請求項13の紫外線硬化性塗料の組成物。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−２５７３９３（Ｐ２００６−２５７３９３Ａ）
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５２１７３（Ｐ２００５−３５２１７３）
【出願日】平成１７年１２月６日（２００５．１２．６）
【出願人】（５０４２５３７０６）仁寶▼電▲腦工業股▼分▲有限公司 (15)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月６日（２００５．１２．６）
【出願人】（５０４２５３７０６）仁寶▼電▲腦工業股▼分▲有限公司 (15)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]