長寿命の光誘起活性中心を用いる層状材料の製造法
【課題】基板材料に光活性層状高分子被覆膜を適用する方法を提供する。
【解決手段】基板材料に、少なくとも１つがカチオン活性中心を形成し得る光開始剤を含有する少なくとも２つの分離モノマー層を適用し、光開始剤を含有する少なくとも１つの層を、カチオン活性中心を形成する望ましい波長にて紫外線源で感光し、その際に硬化した層状材料を形成する重合反応で少なくとも２つの別個のモノマー層が反応し、両層が重合反応により硬化するように感光されたモノマー層のカチオン活性中心が未感光層に移動して、１つ以上の層が光開始剤を含有しないか又は開始光で感光されないでもカチオン活性中心の移動により硬化する方法。
【解決手段】基板材料に、少なくとも１つがカチオン活性中心を形成し得る光開始剤を含有する少なくとも２つの分離モノマー層を適用し、光開始剤を含有する少なくとも１つの層を、カチオン活性中心を形成する望ましい波長にて紫外線源で感光し、その際に硬化した層状材料を形成する重合反応で少なくとも２つの別個のモノマー層が反応し、両層が重合反応により硬化するように感光されたモノマー層のカチオン活性中心が未感光層に移動して、１つ以上の層が光開始剤を含有しないか又は開始光で感光されないでもカチオン活性中心の移動により硬化する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板材料に光活性化層状高分子被覆膜を適用する方法に関する。
【０００２】
様々な基板材料に高分子被覆膜を用いることは公知である。典型的には、これらの被覆膜は熱活性化重合を用いて作製される。熱は、基板にモノマーが液体として適用された後、塗膜を重合させる活性中心を発生させるために用いられる。しかしながら、熱重合は、高温炉を長時間運転するために多くのエネルギー、時間および費用を必要とする。
【０００３】
また、基板に高分子被覆膜を作製するために光重合を用いることも公知である。光重合反応は、フリーラジカル又はカチオン活性中心を発生させる連鎖反応である。光重合では、紫外線又は可視光からのエネルギーがモノマーを重合させるために用いられる。光重合は、溶媒を使用しないでエネルギーの節約と高い硬化速度を含む多くの利点を有している。
【０００４】
しかしながら、様々な基板上の塗膜の重合は、酸素阻害に関連する問題のために成功しなかった。従来公知の光重合系では、一般的にフリーラジカル活性中心を発生させるためにフリーラジカル重合を用いてきた。フリーラジカル活性中心は、酸素と反応して非反応性の過酸化物およびヒドロペルオキシドを生じさせ得る。これは、重合速度の低下と高分子の分子量の減少をもたらす。酸素阻害は、フリーラジカル重合に不完全硬化を呈させて不完全な被覆膜をもたらし得る。酸素阻害を克服する典型的な方法は、モノマーから酸素を置換する試みで窒素を用いて系をパージすることである。複数の層を有する被覆膜では、１つより多い照射工程を必要とし各層に対する窒素パージが必要となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
加えて、光重合は、顔料を有する硬化系でも不備を示し得る。顔料は、色彩を提供するため又は基板の表面を覆うために被覆膜に用いられ得る。顔料は光開始剤吸収と直接的に競合することによって光重合を抑制し得る。加えて、顔料は、光と相互作用して光子を多方向に散乱させて、着色塗料に対する光減衰の増加をもたらし得る。それ故、当業界では、着色塗料で用いられ得る層状被覆膜を形成する改良法の必要性がある。また、当業界では、多段照射工程および窒素パージ工程の必要性を取り除く層状被覆膜を適用する改良法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従って、本発明は、基板材料に重合被覆膜を効果的に生成する方法に関する。特に、本発明の方法は、その中に顔料を含有する被覆膜によって目的物を被覆するのに役立つ。
【０００７】
１つの態様において、本発明の方法は、基板材料を用意し、前記基板材料に、少なくとも１つの層がカチオン活性中心を生じさせ得る光開始剤を含有する、少なくとも２つの別個のモノマー層を適用する複数の工程を含む。前記光開始剤を含有する層は、カチオン活性中心を形成する望ましい波長にて紫外線源で感光される。少なくとも２つの分離モノマー層は、硬化した層状材料を形成する重合反応で反応する。
【０００８】
他の態様において、層状材料を形成する本発明の方法は、基板材料を用意する工程を含む。前記基板材料に下地塗りが適用される。透明被覆層は、カチオン活性中心を生じさせ得る光開始剤を含有する透明被覆層を用いて、下地塗り層に適用される。次いで、透明被覆層が、カチオン反応中心を形成する望ましい波長にて紫外線源で感光される。下地塗りおよび透明被覆層は、硬化した層状材料を形成する重合反応で反応する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、基板に適用された、モノマーと光開始剤とを含有する最下層が照射され、続いてモノマーからなる第２層がさらなる照射なしで硬化する、本発明の方法の１つの態様の図解である。
【００１０】
【図２】図２は、基板にモノマーからなる最下層が、続いて光開始剤を含有するモノマーの第２層が適用され、次いで最下層および最上層の硬化をもたらす照射がなされる本発明の方法の図解である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１および２を参照すると、基板上に層状材料を形成する方法の図解が示されている。本発明の方法は、基板材料を用意することを含む。少なくとも２つの別個のモノマー層が基板材料に適用される。複数のモノマー層の少なくとも１つは、適した波長の光を照射されてカチオン活性中心を生じさせ得る光開始剤を含有している。光開始剤を含有する少なくとも１つの層は、望ましい波長にて紫外線源で感光される。少なくとも２つの別個のモノマー層は、硬化した層状材料を形成する重合反応で反応する。１つの態様において、感光されたモノマー層のカチオン活性中心は、両層が重合反応によって硬化するように未感光層に移動する。
【００１２】
さまざまなカチオン光開始剤およびカチオン硬化性モノマーが利用され得る。１つの態様において、予め定められた光源からの光を吸収することによってモノマーのカチオン重合反応を開始し得る任意の光開始剤が利用され得る。さまざまなカチオン光開始剤としては、限定されないが、ジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、ジアルキルフェナシルスルホニウム塩、フェロセニウム塩、α−スルホニルオキシケトン、又はシリルベンジルエーテルが挙げられる。
【００１３】
上記のように、さまざまなカチオン硬化性モノマーが利用され得る。１つの態様において、重合は、カチオン重合を受ける任意のモノマー又は複数のモノマーの組み合わせを用いるものであり得る。カチオン重合され得るさまざまなモノマーとしては、限定されないが、単官能基又は二官能基エポキシド、高分子量エポキシオリゴマーおよび樹脂、環状硫化物、ビニルエーテル、環状エーテル、環状ホルマールおよびアセタール、ラクトン、又はシロキサンが挙げられる。１つの態様において、モノマー成分は脂環式ジエポキシド（３，４−エポキシ−シクロヘキシルメタニル３，４−エポキシシクロヘキサン−カルボン酸塩）とグリシジルエーテル（２−ブトキシメチル−オキシラン）との組み合わせを含み得る。当然のことながら、モノマーの望ましい選択と量とは基板上に形成されるべき望ましい高分子に依存し得る。
【００１４】
光開始剤は、モノマーが望ましい波長の光を照射されると光重合を受けるのに効果的又は充分である量で少なくとも１つのモノマー層中に存在し得る。１つの態様において、光開始剤は、モノマーに対して０．５〜６質量％の量で存在し得る。他の態様において、光開始剤は、０．５〜２質量％そして好適には０．８〜１．２質量％の量で存在し得る。
【００１５】
モノマー層は、様々な適用法を用いて基板および他の層に適用され得る。含まれる適用法として、スプレー法、ナイフコーティング法、ブラッシング法、流し塗り法、浸し塗り法又はローリング法が挙げられる。１つの態様において、好適な方法は、圧縮空気吹き付け、無気噴霧、高速回転、又は静電スプレー適用を含むスプレー塗布である。基板に適用される層および次の層は、適用法に依存してさまざまな厚さを有し得る。１つの態様において、複数のモノマー層の厚さは、５〜１５０μｍ、好適には４０〜６０μｍであり得る。
【００１６】
図１を参照すると、光開始剤を含有する第１モノマー層を用いて第１層が基板材料に適用される本発明方法の図解が示されている。第１モノマー層は、第１モノマー層を硬化する紫外線源で感光される。次いで、紫外線でのさらなる感光なしで第２層が硬化するように、硬化した第１層にモノマーからなる第２層が適用される。
【００１７】
図２を参照すると、本発明の方法の他の図解が示される。この図解では、第１モノマー層が基板材料に適用される。第２モノマー層は、光開始剤を含有する第２層を用いて第１層に適用される。次いで、第１モノマー層に直接的に紫外線で感光しないで、第１および第２モノマー層を硬化する紫外線源で第２層が感光される。
【００１８】
図１および２の図解は基板に適用された２つの層を含むが、当然のことながら、光開始剤を含有する複数の層の少なくとも１つを用いて複数の層が基板材料に適用され得る。光開始剤を含有する少なくとも１つの層は、望ましい波長にて紫外線源で感光され得る。全ての複数の別個のモノマー層が、硬化した層状材料を形成する重合反応で反応し得る。１つの態様において、複数の層の少なくとも１つは顔料を含有し得る。顔料は、硬化した層状材料の硬化に影響を及ぼすことなく光開始剤を含有する層内に含有され得る。
【００１９】
本発明の方法は、下地塗りおよび透明被覆膜の系で利用され得る。１つの態様において、基板は、適用された電解被覆層を有する鋼板を含み得る。第１の下地塗り層は基板に適用され得る。下地塗り層は、様々なモノマー、溶媒および顔料を含有し得る。透明被覆膜層は光開始剤を含有する透明被覆膜を用いて下地塗り層に適用され得る。次いで、透明被覆膜は、透明被覆層および下地塗り層のいずれもが重合反応において硬化されるように、望ましい波長にて紫外線源で感光され得る。
【実施例】
【００２０】
実施例１
実験の配置が図１および２に示される。１番目の一連の実験、図１では、２層被覆膜の最下層のみに光に当てた。カチオン光重合に用いられたエポキシド単量体の混合物を１質量％のカチオン光開始剤（トリルクミル）ヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ホウ酸塩（ＩＰＢ、セカントケミカルズ（Ｓｅｃａｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ））と混合し、そしてエアブラシを用いてアルミニウム基板上に噴霧した。モノマー混合物は７０質量％の３，４−エポキシ−シクロヘキシルメタニル３，４−エポキシシクロヘキサンカルボン酸塩（ＣＤＥ、ダウケミカル社）と２９質量％の２−ブトキシメチル−オキシラン（ＢＭＯ、ヘキシオンスペシアリティ（Ｈｅｘｉｏｎ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ）社）とを含有するものであった。この実験は、最下層中のモノマー／光開始剤混合物に加えられた追加の１質量％の顔料二酸化チタン（ＴｉＯ２）が含まれる場合と含まれない場合とで行った。次いで、この層を２００Ｗのオリエール（Ｏｒｉｅｌ）Ｈｇ−Ｘｅアークランプを用いて約５０．０ｍＷ／ｃｍ２の測定放射照度で１０分間照射した。次いで、硬化した層の上に、光開始剤を含有しない同じモノマー混合物からなる層を噴霧した。被覆パネルを大気条件および室温で保管し、そして観察し、不粘着表面を得るために必要な時間を測定した。一度重合されたら、被覆膜の厚さをマイクロメータ（ミクロ−ＴＲＩ−グロスμ、ＢＹＫガードナー）を用いて測定した。
【００２１】
実施例２
２番目の一連の実験、図２では、２層被覆膜のうちの最上層のみに光を当てた。７０質量％のＣＤＥと３０質量％のＢＭＯとを含有する混合物を、エアブラシを用いてアルミニウム基板上に噴霧した。１質量％のＩＰＢ光開始剤を用いた同じモノマー混合物を含有する第２層を未重合最下層の上面に噴霧した。この実験は、最上層中のモノマー／光開始剤混合物に加えられた追加の１質量％の顔料ＴｉＯ２が含まれる場合と含まれない場合とで行った。次いで、この２層を前記のＨｇ−Ｘｅアークランプを用いて１０分間照射した。光重合は大気条件下に且つ室温で行った。被覆パネルを観察して不粘着表面を得るために必要な時間を測定した。一度重合されたら、被覆膜の厚さを、マイクロメータを用いて測定した。
【００２２】
表１は、最下層のみが光を当てられそして活性中心が最上層（適用されたポスト光照射である）中に拡散して両層に対して全体での硬化および全特性変化をもたらした、１番目の一連の実験に対する実験結果を要約している。２つの被覆膜に対する結果が示されていて、１つは光が当てられた層に加えられた顔料のＴｉＯ２が含まれるもので、１つは含まれないものである。
【００２３】
【表１】
【００２４】
表２は、パネル上に２つの層を噴霧し次いで光を当てた、２番目の一連の実験に対する結果を要約している。これらの実験では、最下層はモノマーのみ（開始剤なし）を含有した。光開始剤を含有する最上層に光を当てて、両層に対して全体での硬化および全特性変化をもたらした。２つの被覆膜に対する結果が示されていて、１つは加えられた顔料のＴｉＯ２が含まれるもので、１つは含まれないものである。
【００２５】
【表２】
【００２６】
いずれの一連の実験でも、カチオン活性中心は光開始剤を含有せず照射されない層中に拡散することが可能であった。この現象の原動力は、２層間の濃度傾斜であると考えられる。複数の層の成分、および硬化時間にかかわらず、１〜２時間以内で完全に硬化した膜は、照射された膜での顔料の存在によって影響を受けなかった。これらの実験の結果は、本発明が多層被覆膜を硬化するためのカチオン光重合の新規な使用であることを示した。
【００２７】
実施例３
模擬透明被覆膜
透明被覆膜をシミュレートするために、脂環式ジエポキシド（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル３，４−エポキシシクロヘキサンカルボン酸塩、例えばラーン（Ｒａｈｎ）のゲノマー（Ｇｅｎｏｍｅｒ）７２１０）と、エポキシ化アマニ油（アルケマ（Ａｒｋｅｍａ）のＶｉｋｏｆｌｅｘ７１９０）とを質量比５０／５０で混合し、合計で５３．１４３６ｇの材料を得た。次いで、２．５４２３ｇのオキセタンアルコール（３−エチル−３−ヒドロキシメチル−オキセタン、東亜合成社のＯＸＴ−１０１）を樹脂混合物に加えた。次いで、２．６５５５ｇのリモネン二酸化物（アルケマ（Ａｒｋｅｍａ））を混合物に加えた。次いで、樹脂混合物に、プロピレンカーボネート中のトリアリールスルホニウムヘキサフルオロアンチモン酸塩からなる光開始剤溶液（５０／５０質量での混合物）、例えばダウケミカルからのＵＶＩ６９７６を３．０５３２ｇ加えた。最後に、この混合物に、ヒドロキシフェニル−トリアジン型の紫外線吸収剤溶液であるティヌビン（Ｔｉｎｕｖｉｎ）４００溶液１．８８２０ｇを加えた。ティヌビン４００溶液は、主として１−メトキシ−２−プロピルアセテート、トルエン、メチルエチルケトン、ＶＭおよびＰナフサと少量の他の溶剤を含有する一般的な塗料用溶剤混合物に溶解した４８質量％のティヌビン４００（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）からなるものである。模擬透明被覆膜は、フラックテック（Ｆｌａｃｋ Ｔｅｋ）ＤＡＣ１５０ＦＶＺ−Ｋスピードミキサーを用いて約２５００ｒｐｍで１．５分間混合した。
【００２８】
模擬下塗り
下塗りをシミュレートするために、いずれも２４．７０１６ｇの３，４−エポキシシクロヘキシルメチル３，４−エポキシシクロヘキサンカルボン酸塩とエポキシ化アマニ油とを混合して４９．４０３２ｇの材料を得た。次いで、２．３５８１ｇのオキセタンアルコールと３．０２３３ｇのリモネン二酸化物とを樹脂混合物に加えた。最後に、２．０４８４ｇのアルミニウムフレークペースト（Ｅｃｋａｒｔ Ａｍｅｒｉｃａ社からのＭｅｔａｌｕｒｅ）を加えた。この模擬下塗りは、Ｆｌａｃｋ Ｔｅｋスピードミキサーを用いて約２５００ｒｐｍで１．５分間混合した。
【００２９】
テストパネル調製
ＰＰＧ ＥＤ６６５０の電気塗装を有する冷延鋼板パネル（ＡＣＴテストパネルズからのＡＰＲ４１９６８）を、それぞれに２個のマスキングテープストリップを適用することによって噴霧用に調製した（硬化後の被覆膜厚さ測定を容易にするため）。さらなる表面処理は行わなかった。模擬下塗りは、Ｄｅ ＶｉｌｂｉｓｓＨＶＬＰ吹き付け器を用いて、試験パネル上に６２ｐｓｉで噴霧した。次いで、第１のテープストリップを各パネルから取り除いた。次いで、同じ吹き付け器と条件とを用いて、濡れ下塗りに模擬透明被覆膜をスプレーした。最後に、テープの第２のストリップをパネルから取り除いた。
【００３０】
硬化
パネルを２つの異なる条件を用いて硬化した。１つのパネルは、１３ｍｍＨ電球を有するＦｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｃｏｎｖｅｙｏｒシステムを用いて４フィート（１２１．９２ｃｍ）／分で硬化した。全エネルギーは、ＵＶＢ（紫外線Ｂ）範囲（２８０〜３２０ｎｍ）で約３．４６Ｊ／ｃｍ２であり、ＵＶＡ範囲（３２０〜３９０ｎｍ）で約３．８５Ｊ／ｃｍ２であった。第２のパネルを１０フィート（３０４．８ｃｍ）／分で硬化した。ＵＶＢ範囲での全エネルギーは約１．５１Ｊ／ｃｍ２であり、ＵＶＡ範囲での全エネルギーは約１．８１Ｊ／ｃｍ２であった。放射分析はＥＩＴ ＰｏｗｅｒＰｕｃｋを用いて測定した。
【００３１】
評価
各パネルがコンベヤーから出た直後に、外観、粘着性、および小さいプラスチック器具を用いた主観的な「削り取りやすさ」の観察を行った。４フィート／分で硬化したパネルは、粘着性がなく、透明被覆膜が硬くそして削り取ることが困難であった。１０フィート／分で硬化したパネルは、粘着性がなかったが、削り取ることは容易であった。
【００３２】
実施例４ 多層被覆膜
最下層と最上層の材料組成
混合物を以下の質量パーセントで調製した：ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジピン酸塩（例えば、ダウケミカルからのＵＶＲ６１２８）５３．１％、エポキシ化アマニ油（例えば、アルケマからのＶｉｋｏｆｌｅｘ）４２．２％、およびリモネン二酸化物（アルケマから）４．７％。
【００３３】
中間層の材料組成
混合物を以下の質量パーセントで調製した：ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジピン酸塩（例えば、ダウケミカルからのＵＶＲ６１２８）８５．５％、エポキシ化アマニ油（例えば、アルケマからのＶｉｋｏｆｌｅｘ７１９０）９．３％、およびトリアリールスルホニウムヘキサフルオロアンチモン酸塩の光開始剤（例えば、ダウケミカラからのＵＶＩ６９７６）５．２％。
【００３４】
試験パネル調製
３枚のＰＰＧ ＥＤ６６５０の電気塗装を有する冷延鋼板パネル（ＡＣＴテストパネルズからのＡＰＲ４１９６８）を試験用に用いた。表面処理は行わなかった。１３μｍの巻線棒を用いて各パネル上に最下層材料を引き下ろした。次いで、最下層に、中間層材料をウエット・オン・ウエットで噴霧した。最後に、中間層に、最上層材料をウエット・オン・ウエットで噴霧した。
【００３５】
硬化
パネルを３つの異なる条件を用いて硬化した。１つのパネルは、１３ｍｍＨ電球を有するフュージョンＵＶコンベヤーシステムを用いて４フィート／分で硬化した。ＵＶＢ範囲（２８０〜３２０ｎｍ）での全エネルギーは約３．５Ｊ／ｃｍ２で、ＵＶＡ範囲（３２０〜３９０ｎｍ）では約４．０Ｊ／ｃｍ２であった。第２パネルは１０フィート／分にて硬化した。ＵＶＢ範囲での全エネルギーは約１．５Ｊ／ｃｍ２で、ＵＶＡ範囲での全エネルギーは約１．８Ｊ／ｃｍ２であった。第３パネルは、２０フィート／分で、全ＵＶＢエネルギーが約０．８Ｊ／ｃｍ２で全ＵＶＡエネルギーが約０．９Ｊ／ｃｍ２で硬化した。放射分析はＥＩＴ ＰｏｗｅｒＰｕｃｋを用いて測定した。
【００３６】
評価
各パネルがコンベヤーから出た直後に、外観、粘着性、および小さいプラスチック器具を用いた主観的な「削り取りやすさ」の観察を行った。３つのパネルは全てぬれてなく（非粘着性）で硬かった。４フィート／分および１０フィート／分のいずれのパネルも最下層が硬化したことを示して削り取れなかった。コンベヤーから出た直後には、２０フィート／分のパネルはほんのわずか削り取ることができたが、３０秒後には削り取れなかった。パネルの全厚さは４５〜６０μｍの範囲であった。
【００３７】
上記の実施例は本発明のプロセスを説明するものであるが、それらは本発明のプロセスを限定するものとして理解されるべきではない。本発明は事例的方法で記載されている。用いられた用語は限定よりも言葉の記述の本質にあることを意図していると理解されるべきである。上記の教示に照らせば、本発明の多くの修正および変形が可能である。それゆえ、添付の特許請求の範囲の範囲内で、本発明は明確に記載された以外に実施され得る。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板材料に光活性化層状高分子被覆膜を適用する方法に関する。
【０００２】
様々な基板材料に高分子被覆膜を用いることは公知である。典型的には、これらの被覆膜は熱活性化重合を用いて作製される。熱は、基板にモノマーが液体として適用された後、塗膜を重合させる活性中心を発生させるために用いられる。しかしながら、熱重合は、高温炉を長時間運転するために多くのエネルギー、時間および費用を必要とする。
【０００３】
また、基板に高分子被覆膜を作製するために光重合を用いることも公知である。光重合反応は、フリーラジカル又はカチオン活性中心を発生させる連鎖反応である。光重合では、紫外線又は可視光からのエネルギーがモノマーを重合させるために用いられる。光重合は、溶媒を使用しないでエネルギーの節約と高い硬化速度を含む多くの利点を有している。
【０００４】
しかしながら、様々な基板上の塗膜の重合は、酸素阻害に関連する問題のために成功しなかった。従来公知の光重合系では、一般的にフリーラジカル活性中心を発生させるためにフリーラジカル重合を用いてきた。フリーラジカル活性中心は、酸素と反応して非反応性の過酸化物およびヒドロペルオキシドを生じさせ得る。これは、重合速度の低下と高分子の分子量の減少をもたらす。酸素阻害は、フリーラジカル重合に不完全硬化を呈させて不完全な被覆膜をもたらし得る。酸素阻害を克服する典型的な方法は、モノマーから酸素を置換する試みで窒素を用いて系をパージすることである。複数の層を有する被覆膜では、１つより多い照射工程を必要とし各層に対する窒素パージが必要となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
加えて、光重合は、顔料を有する硬化系でも不備を示し得る。顔料は、色彩を提供するため又は基板の表面を覆うために被覆膜に用いられ得る。顔料は光開始剤吸収と直接的に競合することによって光重合を抑制し得る。加えて、顔料は、光と相互作用して光子を多方向に散乱させて、着色塗料に対する光減衰の増加をもたらし得る。それ故、当業界では、着色塗料で用いられ得る層状被覆膜を形成する改良法の必要性がある。また、当業界では、多段照射工程および窒素パージ工程の必要性を取り除く層状被覆膜を適用する改良法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従って、本発明は、基板材料に重合被覆膜を効果的に生成する方法に関する。特に、本発明の方法は、その中に顔料を含有する被覆膜によって目的物を被覆するのに役立つ。
【０００７】
１つの態様において、本発明の方法は、基板材料を用意し、前記基板材料に、少なくとも１つの層がカチオン活性中心を生じさせ得る光開始剤を含有する、少なくとも２つの別個のモノマー層を適用する複数の工程を含む。前記光開始剤を含有する層は、カチオン活性中心を形成する望ましい波長にて紫外線源で感光される。少なくとも２つの分離モノマー層は、硬化した層状材料を形成する重合反応で反応する。
【０００８】
他の態様において、層状材料を形成する本発明の方法は、基板材料を用意する工程を含む。前記基板材料に下地塗りが適用される。透明被覆層は、カチオン活性中心を生じさせ得る光開始剤を含有する透明被覆層を用いて、下地塗り層に適用される。次いで、透明被覆層が、カチオン反応中心を形成する望ましい波長にて紫外線源で感光される。下地塗りおよび透明被覆層は、硬化した層状材料を形成する重合反応で反応する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、基板に適用された、モノマーと光開始剤とを含有する最下層が照射され、続いてモノマーからなる第２層がさらなる照射なしで硬化する、本発明の方法の１つの態様の図解である。
【００１０】
【図２】図２は、基板にモノマーからなる最下層が、続いて光開始剤を含有するモノマーの第２層が適用され、次いで最下層および最上層の硬化をもたらす照射がなされる本発明の方法の図解である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１および２を参照すると、基板上に層状材料を形成する方法の図解が示されている。本発明の方法は、基板材料を用意することを含む。少なくとも２つの別個のモノマー層が基板材料に適用される。複数のモノマー層の少なくとも１つは、適した波長の光を照射されてカチオン活性中心を生じさせ得る光開始剤を含有している。光開始剤を含有する少なくとも１つの層は、望ましい波長にて紫外線源で感光される。少なくとも２つの別個のモノマー層は、硬化した層状材料を形成する重合反応で反応する。１つの態様において、感光されたモノマー層のカチオン活性中心は、両層が重合反応によって硬化するように未感光層に移動する。
【００１２】
さまざまなカチオン光開始剤およびカチオン硬化性モノマーが利用され得る。１つの態様において、予め定められた光源からの光を吸収することによってモノマーのカチオン重合反応を開始し得る任意の光開始剤が利用され得る。さまざまなカチオン光開始剤としては、限定されないが、ジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、ジアルキルフェナシルスルホニウム塩、フェロセニウム塩、α−スルホニルオキシケトン、又はシリルベンジルエーテルが挙げられる。
【００１３】
上記のように、さまざまなカチオン硬化性モノマーが利用され得る。１つの態様において、重合は、カチオン重合を受ける任意のモノマー又は複数のモノマーの組み合わせを用いるものであり得る。カチオン重合され得るさまざまなモノマーとしては、限定されないが、単官能基又は二官能基エポキシド、高分子量エポキシオリゴマーおよび樹脂、環状硫化物、ビニルエーテル、環状エーテル、環状ホルマールおよびアセタール、ラクトン、又はシロキサンが挙げられる。１つの態様において、モノマー成分は脂環式ジエポキシド（３，４−エポキシ−シクロヘキシルメタニル３，４−エポキシシクロヘキサン−カルボン酸塩）とグリシジルエーテル（２−ブトキシメチル−オキシラン）との組み合わせを含み得る。当然のことながら、モノマーの望ましい選択と量とは基板上に形成されるべき望ましい高分子に依存し得る。
【００１４】
光開始剤は、モノマーが望ましい波長の光を照射されると光重合を受けるのに効果的又は充分である量で少なくとも１つのモノマー層中に存在し得る。１つの態様において、光開始剤は、モノマーに対して０．５〜６質量％の量で存在し得る。他の態様において、光開始剤は、０．５〜２質量％そして好適には０．８〜１．２質量％の量で存在し得る。
【００１５】
モノマー層は、様々な適用法を用いて基板および他の層に適用され得る。含まれる適用法として、スプレー法、ナイフコーティング法、ブラッシング法、流し塗り法、浸し塗り法又はローリング法が挙げられる。１つの態様において、好適な方法は、圧縮空気吹き付け、無気噴霧、高速回転、又は静電スプレー適用を含むスプレー塗布である。基板に適用される層および次の層は、適用法に依存してさまざまな厚さを有し得る。１つの態様において、複数のモノマー層の厚さは、５〜１５０μｍ、好適には４０〜６０μｍであり得る。
【００１６】
図１を参照すると、光開始剤を含有する第１モノマー層を用いて第１層が基板材料に適用される本発明方法の図解が示されている。第１モノマー層は、第１モノマー層を硬化する紫外線源で感光される。次いで、紫外線でのさらなる感光なしで第２層が硬化するように、硬化した第１層にモノマーからなる第２層が適用される。
【００１７】
図２を参照すると、本発明の方法の他の図解が示される。この図解では、第１モノマー層が基板材料に適用される。第２モノマー層は、光開始剤を含有する第２層を用いて第１層に適用される。次いで、第１モノマー層に直接的に紫外線で感光しないで、第１および第２モノマー層を硬化する紫外線源で第２層が感光される。
【００１８】
図１および２の図解は基板に適用された２つの層を含むが、当然のことながら、光開始剤を含有する複数の層の少なくとも１つを用いて複数の層が基板材料に適用され得る。光開始剤を含有する少なくとも１つの層は、望ましい波長にて紫外線源で感光され得る。全ての複数の別個のモノマー層が、硬化した層状材料を形成する重合反応で反応し得る。１つの態様において、複数の層の少なくとも１つは顔料を含有し得る。顔料は、硬化した層状材料の硬化に影響を及ぼすことなく光開始剤を含有する層内に含有され得る。
【００１９】
本発明の方法は、下地塗りおよび透明被覆膜の系で利用され得る。１つの態様において、基板は、適用された電解被覆層を有する鋼板を含み得る。第１の下地塗り層は基板に適用され得る。下地塗り層は、様々なモノマー、溶媒および顔料を含有し得る。透明被覆膜層は光開始剤を含有する透明被覆膜を用いて下地塗り層に適用され得る。次いで、透明被覆膜は、透明被覆層および下地塗り層のいずれもが重合反応において硬化されるように、望ましい波長にて紫外線源で感光され得る。
【実施例】
【００２０】
実施例１
実験の配置が図１および２に示される。１番目の一連の実験、図１では、２層被覆膜の最下層のみに光に当てた。カチオン光重合に用いられたエポキシド単量体の混合物を１質量％のカチオン光開始剤（トリルクミル）ヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ホウ酸塩（ＩＰＢ、セカントケミカルズ（Ｓｅｃａｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ））と混合し、そしてエアブラシを用いてアルミニウム基板上に噴霧した。モノマー混合物は７０質量％の３，４−エポキシ−シクロヘキシルメタニル３，４−エポキシシクロヘキサンカルボン酸塩（ＣＤＥ、ダウケミカル社）と２９質量％の２−ブトキシメチル−オキシラン（ＢＭＯ、ヘキシオンスペシアリティ（Ｈｅｘｉｏｎ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ）社）とを含有するものであった。この実験は、最下層中のモノマー／光開始剤混合物に加えられた追加の１質量％の顔料二酸化チタン（ＴｉＯ２）が含まれる場合と含まれない場合とで行った。次いで、この層を２００Ｗのオリエール（Ｏｒｉｅｌ）Ｈｇ−Ｘｅアークランプを用いて約５０．０ｍＷ／ｃｍ２の測定放射照度で１０分間照射した。次いで、硬化した層の上に、光開始剤を含有しない同じモノマー混合物からなる層を噴霧した。被覆パネルを大気条件および室温で保管し、そして観察し、不粘着表面を得るために必要な時間を測定した。一度重合されたら、被覆膜の厚さをマイクロメータ（ミクロ−ＴＲＩ−グロスμ、ＢＹＫガードナー）を用いて測定した。
【００２１】
実施例２
２番目の一連の実験、図２では、２層被覆膜のうちの最上層のみに光を当てた。７０質量％のＣＤＥと３０質量％のＢＭＯとを含有する混合物を、エアブラシを用いてアルミニウム基板上に噴霧した。１質量％のＩＰＢ光開始剤を用いた同じモノマー混合物を含有する第２層を未重合最下層の上面に噴霧した。この実験は、最上層中のモノマー／光開始剤混合物に加えられた追加の１質量％の顔料ＴｉＯ２が含まれる場合と含まれない場合とで行った。次いで、この２層を前記のＨｇ−Ｘｅアークランプを用いて１０分間照射した。光重合は大気条件下に且つ室温で行った。被覆パネルを観察して不粘着表面を得るために必要な時間を測定した。一度重合されたら、被覆膜の厚さを、マイクロメータを用いて測定した。
【００２２】
表１は、最下層のみが光を当てられそして活性中心が最上層（適用されたポスト光照射である）中に拡散して両層に対して全体での硬化および全特性変化をもたらした、１番目の一連の実験に対する実験結果を要約している。２つの被覆膜に対する結果が示されていて、１つは光が当てられた層に加えられた顔料のＴｉＯ２が含まれるもので、１つは含まれないものである。
【００２３】
【表１】
【００２４】
表２は、パネル上に２つの層を噴霧し次いで光を当てた、２番目の一連の実験に対する結果を要約している。これらの実験では、最下層はモノマーのみ（開始剤なし）を含有した。光開始剤を含有する最上層に光を当てて、両層に対して全体での硬化および全特性変化をもたらした。２つの被覆膜に対する結果が示されていて、１つは加えられた顔料のＴｉＯ２が含まれるもので、１つは含まれないものである。
【００２５】
【表２】
【００２６】
いずれの一連の実験でも、カチオン活性中心は光開始剤を含有せず照射されない層中に拡散することが可能であった。この現象の原動力は、２層間の濃度傾斜であると考えられる。複数の層の成分、および硬化時間にかかわらず、１〜２時間以内で完全に硬化した膜は、照射された膜での顔料の存在によって影響を受けなかった。これらの実験の結果は、本発明が多層被覆膜を硬化するためのカチオン光重合の新規な使用であることを示した。
【００２７】
実施例３
模擬透明被覆膜
透明被覆膜をシミュレートするために、脂環式ジエポキシド（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル３，４−エポキシシクロヘキサンカルボン酸塩、例えばラーン（Ｒａｈｎ）のゲノマー（Ｇｅｎｏｍｅｒ）７２１０）と、エポキシ化アマニ油（アルケマ（Ａｒｋｅｍａ）のＶｉｋｏｆｌｅｘ７１９０）とを質量比５０／５０で混合し、合計で５３．１４３６ｇの材料を得た。次いで、２．５４２３ｇのオキセタンアルコール（３−エチル−３−ヒドロキシメチル−オキセタン、東亜合成社のＯＸＴ−１０１）を樹脂混合物に加えた。次いで、２．６５５５ｇのリモネン二酸化物（アルケマ（Ａｒｋｅｍａ））を混合物に加えた。次いで、樹脂混合物に、プロピレンカーボネート中のトリアリールスルホニウムヘキサフルオロアンチモン酸塩からなる光開始剤溶液（５０／５０質量での混合物）、例えばダウケミカルからのＵＶＩ６９７６を３．０５３２ｇ加えた。最後に、この混合物に、ヒドロキシフェニル−トリアジン型の紫外線吸収剤溶液であるティヌビン（Ｔｉｎｕｖｉｎ）４００溶液１．８８２０ｇを加えた。ティヌビン４００溶液は、主として１−メトキシ−２−プロピルアセテート、トルエン、メチルエチルケトン、ＶＭおよびＰナフサと少量の他の溶剤を含有する一般的な塗料用溶剤混合物に溶解した４８質量％のティヌビン４００（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）からなるものである。模擬透明被覆膜は、フラックテック（Ｆｌａｃｋ Ｔｅｋ）ＤＡＣ１５０ＦＶＺ−Ｋスピードミキサーを用いて約２５００ｒｐｍで１．５分間混合した。
【００２８】
模擬下塗り
下塗りをシミュレートするために、いずれも２４．７０１６ｇの３，４−エポキシシクロヘキシルメチル３，４−エポキシシクロヘキサンカルボン酸塩とエポキシ化アマニ油とを混合して４９．４０３２ｇの材料を得た。次いで、２．３５８１ｇのオキセタンアルコールと３．０２３３ｇのリモネン二酸化物とを樹脂混合物に加えた。最後に、２．０４８４ｇのアルミニウムフレークペースト（Ｅｃｋａｒｔ Ａｍｅｒｉｃａ社からのＭｅｔａｌｕｒｅ）を加えた。この模擬下塗りは、Ｆｌａｃｋ Ｔｅｋスピードミキサーを用いて約２５００ｒｐｍで１．５分間混合した。
【００２９】
テストパネル調製
ＰＰＧ ＥＤ６６５０の電気塗装を有する冷延鋼板パネル（ＡＣＴテストパネルズからのＡＰＲ４１９６８）を、それぞれに２個のマスキングテープストリップを適用することによって噴霧用に調製した（硬化後の被覆膜厚さ測定を容易にするため）。さらなる表面処理は行わなかった。模擬下塗りは、Ｄｅ ＶｉｌｂｉｓｓＨＶＬＰ吹き付け器を用いて、試験パネル上に６２ｐｓｉで噴霧した。次いで、第１のテープストリップを各パネルから取り除いた。次いで、同じ吹き付け器と条件とを用いて、濡れ下塗りに模擬透明被覆膜をスプレーした。最後に、テープの第２のストリップをパネルから取り除いた。
【００３０】
硬化
パネルを２つの異なる条件を用いて硬化した。１つのパネルは、１３ｍｍＨ電球を有するＦｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｃｏｎｖｅｙｏｒシステムを用いて４フィート（１２１．９２ｃｍ）／分で硬化した。全エネルギーは、ＵＶＢ（紫外線Ｂ）範囲（２８０〜３２０ｎｍ）で約３．４６Ｊ／ｃｍ２であり、ＵＶＡ範囲（３２０〜３９０ｎｍ）で約３．８５Ｊ／ｃｍ２であった。第２のパネルを１０フィート（３０４．８ｃｍ）／分で硬化した。ＵＶＢ範囲での全エネルギーは約１．５１Ｊ／ｃｍ２であり、ＵＶＡ範囲での全エネルギーは約１．８１Ｊ／ｃｍ２であった。放射分析はＥＩＴ ＰｏｗｅｒＰｕｃｋを用いて測定した。
【００３１】
評価
各パネルがコンベヤーから出た直後に、外観、粘着性、および小さいプラスチック器具を用いた主観的な「削り取りやすさ」の観察を行った。４フィート／分で硬化したパネルは、粘着性がなく、透明被覆膜が硬くそして削り取ることが困難であった。１０フィート／分で硬化したパネルは、粘着性がなかったが、削り取ることは容易であった。
【００３２】
実施例４ 多層被覆膜
最下層と最上層の材料組成
混合物を以下の質量パーセントで調製した：ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジピン酸塩（例えば、ダウケミカルからのＵＶＲ６１２８）５３．１％、エポキシ化アマニ油（例えば、アルケマからのＶｉｋｏｆｌｅｘ）４２．２％、およびリモネン二酸化物（アルケマから）４．７％。
【００３３】
中間層の材料組成
混合物を以下の質量パーセントで調製した：ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジピン酸塩（例えば、ダウケミカルからのＵＶＲ６１２８）８５．５％、エポキシ化アマニ油（例えば、アルケマからのＶｉｋｏｆｌｅｘ７１９０）９．３％、およびトリアリールスルホニウムヘキサフルオロアンチモン酸塩の光開始剤（例えば、ダウケミカラからのＵＶＩ６９７６）５．２％。
【００３４】
試験パネル調製
３枚のＰＰＧ ＥＤ６６５０の電気塗装を有する冷延鋼板パネル（ＡＣＴテストパネルズからのＡＰＲ４１９６８）を試験用に用いた。表面処理は行わなかった。１３μｍの巻線棒を用いて各パネル上に最下層材料を引き下ろした。次いで、最下層に、中間層材料をウエット・オン・ウエットで噴霧した。最後に、中間層に、最上層材料をウエット・オン・ウエットで噴霧した。
【００３５】
硬化
パネルを３つの異なる条件を用いて硬化した。１つのパネルは、１３ｍｍＨ電球を有するフュージョンＵＶコンベヤーシステムを用いて４フィート／分で硬化した。ＵＶＢ範囲（２８０〜３２０ｎｍ）での全エネルギーは約３．５Ｊ／ｃｍ２で、ＵＶＡ範囲（３２０〜３９０ｎｍ）では約４．０Ｊ／ｃｍ２であった。第２パネルは１０フィート／分にて硬化した。ＵＶＢ範囲での全エネルギーは約１．５Ｊ／ｃｍ２で、ＵＶＡ範囲での全エネルギーは約１．８Ｊ／ｃｍ２であった。第３パネルは、２０フィート／分で、全ＵＶＢエネルギーが約０．８Ｊ／ｃｍ２で全ＵＶＡエネルギーが約０．９Ｊ／ｃｍ２で硬化した。放射分析はＥＩＴ ＰｏｗｅｒＰｕｃｋを用いて測定した。
【００３６】
評価
各パネルがコンベヤーから出た直後に、外観、粘着性、および小さいプラスチック器具を用いた主観的な「削り取りやすさ」の観察を行った。３つのパネルは全てぬれてなく（非粘着性）で硬かった。４フィート／分および１０フィート／分のいずれのパネルも最下層が硬化したことを示して削り取れなかった。コンベヤーから出た直後には、２０フィート／分のパネルはほんのわずか削り取ることができたが、３０秒後には削り取れなかった。パネルの全厚さは４５〜６０μｍの範囲であった。
【００３７】
上記の実施例は本発明のプロセスを説明するものであるが、それらは本発明のプロセスを限定するものとして理解されるべきではない。本発明は事例的方法で記載されている。用いられた用語は限定よりも言葉の記述の本質にあることを意図していると理解されるべきである。上記の教示に照らせば、本発明の多くの修正および変形が可能である。それゆえ、添付の特許請求の範囲の範囲内で、本発明は明確に記載された以外に実施され得る。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に層状材料を形成する方法であって、
基板材料を用意する工程、
基板材料に、少なくとも１つの層がカチオン活性中心を生じさせ得る光開始剤を含有する、少なくとも２つの別個のモノマー層を適用する工程、
光開始剤を含有する少なくとも１つの層のみを、カチオン活性中心を形成する望ましい波長にて紫外線源で感光し、その際に少なくとも２つの別個のモノマー層が硬化した層状材料を形成する重合反応で反応する工程、
を含む、前記方法。
【請求項２】
前記感光されたモノマー層のカチオン活性中心が未感光層に移動し、両層が重合反応によって硬化する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板材料に、少なくとも２つのモノマー層のうちの光開始剤を含有する第１モノマー層を適用する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１モノマー層を紫外線源で感光し、第１モノマー層を硬化する請求項３に記載の方法。
【請求項５】
硬化した前記第１モノマー層に、紫外線でのさらなる感光なしで硬化する第２モノマー層を適用する工程を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記基板材料に、少なくとも２つのモノマー層のうちの第１を適用する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１モノマー層に、光開始剤を含有する第２モノマー層を適用する工程を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記第１モノマー層を紫外線源で感光することなく前記第２モノマー層を紫外線源で感光して、第１および第２モノマー層を硬化する請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記基板材料に、その少なくとも１つの層が光開始剤を含有する複数のモノマー層を加え、光開始剤を含有する少なくとも１つの層を望ましい波長にて紫外線源で感光し、且つ全ての別個のモノマー層が硬化した層状材料を形成する重合反応で反応する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の層のうちの少なくとも１つが顔料を含有する請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記光開始剤を含有する少なくとも１つの層が顔料を含有する請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記基板が、それに適用された電気塗装層を有する鋼鉄を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記基板に第１の下塗り層を適用する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記下塗り層に、光開始剤を含有する透明被覆層を適用する工程を含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記透明被覆層および下塗り層の両方が重合反応で硬化するとき、前記透明被覆層を望ましい波長にて紫外線で感光する工程、を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記複数のモノマー層が、単官能基又は多官能基のエポキシド、高分子量エポキシオリゴマーおよび樹脂、環状スルフィド、ビニルエーテル、環状エーテル、環状ホルマールおよびアセタール、ラクトン、又はシロキサンから選択される請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記複数のモノマー層が、５〜１５０μｍの厚さを有する請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記光開始剤が、ジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、ジアルキルフェナシル−スルホニウム塩、フェロセニウム塩、α−スルホニルオキシケトン、又はシリルベンジルエーテルからなる群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記光開始剤が、モノマーに対して約０．５〜６質量％の量で存在する請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
基板に層状材料を形成する方法であって、
基板材料を用意する工程、
前記基板材料に第１の下地塗り層を適用する工程、
前記下地塗り層に、カチオン活性中心を生じさせ得る光開始剤を含有する、第２の透明被覆層を適用する工程、
前記透明被覆層を、カチオン活性中心を形成する望ましい波長にて紫外線源で感光し、その際硬化した層状材料を形成する重合反応で下地塗り層および透明被覆層が反応する工程、
を含む、前記方法。
【請求項２１】
基板に層状材料を形成する方法であって、
基板材料を用意する工程、
前記基板材料に、少なくとも１つの層がカチオン活性中心を生じさせ得る光開始剤を含有する、複数のモノマー層を適用する工程、
前記光開始剤を含有する層を、カチオン活性中心を形成する望ましい波長にて紫外線源で感光する工程、
前記感光した層に追加のモノマー層を適用し、その際硬化した層状材料を形成する重合反応で複数の層が反応する工程、
を含む、前記方法。
【請求項１】
基板に層状材料を形成する方法であって、
基板材料を用意する工程、
基板材料に、少なくとも１つの層がカチオン活性中心を生じさせ得る光開始剤を含有する、少なくとも２つの別個のモノマー層を適用する工程、
光開始剤を含有する少なくとも１つの層のみを、カチオン活性中心を形成する望ましい波長にて紫外線源で感光し、その際に少なくとも２つの別個のモノマー層が硬化した層状材料を形成する重合反応で反応する工程、
を含む、前記方法。
【請求項２】
前記感光されたモノマー層のカチオン活性中心が未感光層に移動し、両層が重合反応によって硬化する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板材料に、少なくとも２つのモノマー層のうちの光開始剤を含有する第１モノマー層を適用する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１モノマー層を紫外線源で感光し、第１モノマー層を硬化する請求項３に記載の方法。
【請求項５】
硬化した前記第１モノマー層に、紫外線でのさらなる感光なしで硬化する第２モノマー層を適用する工程を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記基板材料に、少なくとも２つのモノマー層のうちの第１を適用する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１モノマー層に、光開始剤を含有する第２モノマー層を適用する工程を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記第１モノマー層を紫外線源で感光することなく前記第２モノマー層を紫外線源で感光して、第１および第２モノマー層を硬化する請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記基板材料に、その少なくとも１つの層が光開始剤を含有する複数のモノマー層を加え、光開始剤を含有する少なくとも１つの層を望ましい波長にて紫外線源で感光し、且つ全ての別個のモノマー層が硬化した層状材料を形成する重合反応で反応する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の層のうちの少なくとも１つが顔料を含有する請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記光開始剤を含有する少なくとも１つの層が顔料を含有する請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記基板が、それに適用された電気塗装層を有する鋼鉄を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記基板に第１の下塗り層を適用する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記下塗り層に、光開始剤を含有する透明被覆層を適用する工程を含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記透明被覆層および下塗り層の両方が重合反応で硬化するとき、前記透明被覆層を望ましい波長にて紫外線で感光する工程、を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記複数のモノマー層が、単官能基又は多官能基のエポキシド、高分子量エポキシオリゴマーおよび樹脂、環状スルフィド、ビニルエーテル、環状エーテル、環状ホルマールおよびアセタール、ラクトン、又はシロキサンから選択される請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記複数のモノマー層が、５〜１５０μｍの厚さを有する請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記光開始剤が、ジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、ジアルキルフェナシル−スルホニウム塩、フェロセニウム塩、α−スルホニルオキシケトン、又はシリルベンジルエーテルからなる群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記光開始剤が、モノマーに対して約０．５〜６質量％の量で存在する請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
基板に層状材料を形成する方法であって、
基板材料を用意する工程、
前記基板材料に第１の下地塗り層を適用する工程、
前記下地塗り層に、カチオン活性中心を生じさせ得る光開始剤を含有する、第２の透明被覆層を適用する工程、
前記透明被覆層を、カチオン活性中心を形成する望ましい波長にて紫外線源で感光し、その際硬化した層状材料を形成する重合反応で下地塗り層および透明被覆層が反応する工程、
を含む、前記方法。
【請求項２１】
基板に層状材料を形成する方法であって、
基板材料を用意する工程、
前記基板材料に、少なくとも１つの層がカチオン活性中心を生じさせ得る光開始剤を含有する、複数のモノマー層を適用する工程、
前記光開始剤を含有する層を、カチオン活性中心を形成する望ましい波長にて紫外線源で感光する工程、
前記感光した層に追加のモノマー層を適用し、その際硬化した層状材料を形成する重合反応で複数の層が反応する工程、
を含む、前記方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−８８１３５（Ｐ２０１１−８８１３５Ａ）
【公開日】平成２３年５月６日（２０１１．５．６）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１０−２０１０２９（Ｐ２０１０−２０１０２９）
【出願日】平成２２年９月８日（２０１０．９．８）
【出願人】（５０７３４２２６１）トヨタ モーター エンジニアリング アンド マニュファクチャリング ノース アメリカ，インコーポレイティド (135)
【出願人】（５１０２４２２７７）ユニバーシティ オブ アイオワ リサーチ ファウンデーション (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月６日（２０１１．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０１０２９（Ｐ２０１０−２０１０２９）
【出願日】平成２２年９月８日（２０１０．９．８）
【出願人】（５０７３４２２６１）トヨタ モーター エンジニアリング アンド マニュファクチャリング ノース アメリカ，インコーポレイティド (135)
【出願人】（５１０２４２２７７）ユニバーシティ オブ アイオワ リサーチ ファウンデーション (1)
【Ｆターム（参考）】
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