ＵＶ光活性化可能な硬化性塗料配合物およびその硬化被膜
ＵＶ照射により基材に所望の外観の硬化塗料被覆をもたらすＵＶ光活性化可能な硬化性塗料配合物は、ＵＶ硬化性塗膜形成化合物、ＵＶ光開始剤、粒状ＵＶ反射材料を、硬化塗料被覆の得られた所望の外観に影響を与えることなく有効率の硬化向上量で含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＶ光活性化可能な硬化性塗料配合物、それから硬化被膜を製造する方法および前記硬化被膜に関する。特に、ＵＶ放射線により前記硬化配合物で被覆された車両表面の製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＶ照射により基材に硬化塗料被膜をもたらすＵＶ光活性化可能な硬化性塗料配合物が知られている。これらの従来技術の配合物は、ＵＶ硬化性塗膜形成化合物と、ＵＶ放射線の作用下で前記塗膜形成化合物の高分子反応を開始するＵＶ光開始剤とを含む。
【０００３】
そのような配合物は、クリアコートが望ましい場合は顔料を含有しなくてもよく、白色、着色、金属または他の効果の外観が望ましい場合は顔料や染料などを含有してもよい。したがって、粒状金属を含む金属塗料が知られており、粒状金属は、得られる所望の外観を提供するために存在する。
【０００４】
硬化性塗料配合物の適切な硬化が妥当な期間に得られることが一般に望ましいことが容易に理解される。このことは、塗装部門における車両の処理速度が製造工程全体に対して相当の運転費用を有する可能性がある製造組立ラインにおける車体およびその一部の表面被覆などの、商業的な環境において極めて望ましい。
【０００５】
Ｆｒｅｙ、Ｔｈｏｍａｓらの２００８年２月７日公開の米国特許出願公開第２００８／００３２０３７Ａ１号に対応する２００６年１１月２４日公開のＰＣＴ／ＥＰＯ５／００５５１７号は、着色被膜材料は、その透明な対応物と異なり、これらが含む顔料が放射線を吸収および反射し、それにより、実際には照射エネルギーのごく一部しか有効に硬化をもたらすことができないので、それ自体、放射線により硬化することが困難であることを認めている。したがって着色被膜および不透明被膜の放射線硬化の使用は、使用される顔料と放射線の相互作用により妨げられ、その強度は減衰される。被膜が使用不能になるところまで着色することにより、特に被膜の下面、すなわち基材に至るまでの被膜の体積硬化（ｖｏｌｕｍｅ ｃｕｒｉｎｇ）が低減する可能性がある。更に、前述の米国特許出願公開第２００８／００３２０３７Ａ１号は、放射線硬化を着色被膜材料に適用する試みが十分であったことを指摘している。そのような試みには、被膜材料を、体積硬化をもたらすと示唆されている経験データの時間にわたって放射線に曝露することが含まれていた。
【０００６】
前述の欠点に対処するため、米国特許出願公開第２００８／００３２０３７Ａ１号は、一方では被膜の特定の着色に対する放射線硬化の適合または不適合を予測することを可能にし、他方では、十分な体積硬化が期待されるように放射線硬化の不確定要素の決定を可能にする方法を記載している。この目的は、少なくとも１つの顔料Ｐ、少なくとも１つの結合剤Ｂおよび少なくとも１つの光開始剤Ｉを含む放射線硬化性着色被膜材料を基材上で放射線硬化する条件を決定する方法であって、実際に複数の確定パラメーターを決定する段階を含む上記方法により達成される。
【０００７】
前述の方法の期待される利点は、一連の実験試験の範囲を大きく低減できること、露光部の利用を最適化できることおよび不適切な放射による規格外バッチを回避できることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／００３２０３７Ａ１号明細書
【特許文献２】ＰＣＴ／ＥＰＯ５／００５５１７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、例えば化学処理、熱（焼付け）処理またはＵＶ、ＩＲによる放射および／もしくはマイクロ波処理であろうとなかろうと、硬化方法の性質に関わりなく硬化性塗料配合物の硬化速度を向上させる必要性が常に存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、一態様において、ＵＶ放射により基材に所望の外観の硬化塗料被膜をもたらすＵＶ光活性化可能な硬化性塗料配合物であって、ＵＶ硬化性塗膜形成化合物、ＵＶ光開始剤、粒状ＵＶ反射材料を、前記硬化塗料被膜の得られた所望の外観に影響を与えることなく有効率の硬化向上量で含む配合物を提供する。
【００１１】
最も好ましくは、配合物は顔料を含む。
【００１２】
粒状ＵＶ反射材料は、好ましくは、例えばアルミニウムまたはその合金などの金属であり、好ましくは小板または球体の一般形態である。
【００１３】
好ましい配合物は、０．１％〜１．０％Ｗ／Ｗの粒状材料を含み、最も好ましい配合物は、０．５％〜０．８％Ｗ／Ｗを含む。
【００１４】
更なる態様において、本発明は、硬化塗料被膜基材を製造する方法であって、（ｉ）基材を本明細書上記に定義された塗料配合物で被覆する段階、および（ｉｉ）前記配合物にＵＶ放射線を照射して硬化を実施し、前記硬化塗料被覆基材を製造する段階を含む方法を提供する。
【００１５】
幾つかの実施形態において、照射段階は、約５〜約２５秒間、より好ましくは約１０〜約２０秒間実施することができるが、他の時間帯を用いることもできる。
【００１６】
更なる態様において、本発明は、本明細書上記に定義された塗料配合物に対するＵＶ照射により製造された硬化被膜を有する被覆基材を提供する。
【００１７】
更なる態様において、本発明は、本明細書上記に定義された方法により作製される、塗料配合物に対するＵＶ照射により製造される硬化被膜を有する被覆基材を提供する。
【００１８】
本発明は、塗装された車両表面およびその一部の製造において特に価値がある。車両の塗装における生産率の向上をもたらすことに加えて、本発明は、塗装装置の資本コストの低減ももたらす。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施では、多様な量の粒状アルミニウム小板が分配されている標準的な基礎溶剤塗料配合物を調製した。
【００２０】
Ｔａｂｌｅ １（表１）は、成分およびその量を提示し、
オリゴマーは、アクリル化ポリエステル−ウレタン（ＢＯＭＡＲ ＳＰＥＣＩＡＬＩＴＩＥＳ）であり、
モノマーは、トリメチルアクリレート（Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍ）であり、
光開始剤は、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（ＩＲＧＡＣＵＲＥ ８１９（登録商標）−ＣＩＢＡ／ＢＡＳＦ）であり、
アルミニウムは、（Ａｌｇｏｎ ５００（商標）−Ｔｏｙａｌ Ａｍｅｒｉｃａ）であり、
充填剤は、ＩＲＧＡＮＯＸ（商標）−ＩＲＧＡＮＯＸであり、
顔料は、
（ｉ）黒色塗料配合物では、カーボンブラックであり、
（ｉｉ）白色塗料配合物では、二酸化チタンであり、
（ｉｉｉ）銀色塗料配合物では、二酸化チタンおよびアルミニウム粉末であり、
分散剤は、ＢＹＫＰ−１０４５（ＢＹＫ）であり、
光安定剤の（Ａ）は、５０％ Ｔｉｎｕｖｉｎ ４００（商標）（ＣＩＢＡ）であり、（Ｂ）は、５０％ Ｔｉｎｕｖｉｎ ２９２（ＣＩＢＡ）であり、
溶剤は、比率が２０／１０／１０／１５／３のメチルエチルケトン／メチルイソブチルケトン／酢酸ブチル／酢酸エチル／キシレンであった。
【００２１】
アルミニウムには、３〜６０、５〜４０および９〜３４ミクロンのいずれかの値の範囲の粒径を有するフレーク、球体または他の形状の粒子が含まれうるが、他の材料を用いることもできる。
【００２２】
試験配合物の被覆を、Ｔａｂｌｅ ２（表２）に示されている膜厚（μ）で金属基材に適用した。ＵＶ放射線を、被膜表面から５３ｍｍの距離で配置されたＦＵＳＩＯＮ Ｆ３００（商標）Ｆｏｃｕｓｅｄ−Ｂｅａｍ Ｌａｍｐにより１２秒の曝露時間で被膜に適用した。
【００２３】
Ｔａｂｌｅ ２（表２）は、膜表面および膜の本体下部において得られた硬度および樹脂変換値を示す。
【００２４】
各試験試料は、メチルイソブチルケトンによる二重摩擦においてそれぞれ溶剤耐性を有し（ＡＳＴＭ Ｄ５４０２−０６）、アルミニウム添加なしの白色および黒色試料ではいくらかのしみを示し、他の全てではしみを示さなかった。
【００２５】
０．１％、０．２％、０．８％、１．０％および２．０％Ｗ／Ｗのアルミニウム量による追加的な試験は、０．５〜０．８％Ｗ／Ｗから選択された好ましいアルミニウム量が、硬化塗装基材に望ましくないまたは不要な外観変化を与えることなく著しく有利な硬化率の向上をもたらすことを示した。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
本開示は本発明の特定の好ましい実施形態を記載し、例示してきたが、本発明はこれらの特定の実施形態に限定されないことが理解されるべきである。むしろ、本発明は、記載し、例示されてきた特定の実施形態および特徴の機能的または機械的均等物である全ての実施形態を含む。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＶ光活性化可能な硬化性塗料配合物、それから硬化被膜を製造する方法および前記硬化被膜に関する。特に、ＵＶ放射線により前記硬化配合物で被覆された車両表面の製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＶ照射により基材に硬化塗料被膜をもたらすＵＶ光活性化可能な硬化性塗料配合物が知られている。これらの従来技術の配合物は、ＵＶ硬化性塗膜形成化合物と、ＵＶ放射線の作用下で前記塗膜形成化合物の高分子反応を開始するＵＶ光開始剤とを含む。
【０００３】
そのような配合物は、クリアコートが望ましい場合は顔料を含有しなくてもよく、白色、着色、金属または他の効果の外観が望ましい場合は顔料や染料などを含有してもよい。したがって、粒状金属を含む金属塗料が知られており、粒状金属は、得られる所望の外観を提供するために存在する。
【０００４】
硬化性塗料配合物の適切な硬化が妥当な期間に得られることが一般に望ましいことが容易に理解される。このことは、塗装部門における車両の処理速度が製造工程全体に対して相当の運転費用を有する可能性がある製造組立ラインにおける車体およびその一部の表面被覆などの、商業的な環境において極めて望ましい。
【０００５】
Ｆｒｅｙ、Ｔｈｏｍａｓらの２００８年２月７日公開の米国特許出願公開第２００８／００３２０３７Ａ１号に対応する２００６年１１月２４日公開のＰＣＴ／ＥＰＯ５／００５５１７号は、着色被膜材料は、その透明な対応物と異なり、これらが含む顔料が放射線を吸収および反射し、それにより、実際には照射エネルギーのごく一部しか有効に硬化をもたらすことができないので、それ自体、放射線により硬化することが困難であることを認めている。したがって着色被膜および不透明被膜の放射線硬化の使用は、使用される顔料と放射線の相互作用により妨げられ、その強度は減衰される。被膜が使用不能になるところまで着色することにより、特に被膜の下面、すなわち基材に至るまでの被膜の体積硬化（ｖｏｌｕｍｅ ｃｕｒｉｎｇ）が低減する可能性がある。更に、前述の米国特許出願公開第２００８／００３２０３７Ａ１号は、放射線硬化を着色被膜材料に適用する試みが十分であったことを指摘している。そのような試みには、被膜材料を、体積硬化をもたらすと示唆されている経験データの時間にわたって放射線に曝露することが含まれていた。
【０００６】
前述の欠点に対処するため、米国特許出願公開第２００８／００３２０３７Ａ１号は、一方では被膜の特定の着色に対する放射線硬化の適合または不適合を予測することを可能にし、他方では、十分な体積硬化が期待されるように放射線硬化の不確定要素の決定を可能にする方法を記載している。この目的は、少なくとも１つの顔料Ｐ、少なくとも１つの結合剤Ｂおよび少なくとも１つの光開始剤Ｉを含む放射線硬化性着色被膜材料を基材上で放射線硬化する条件を決定する方法であって、実際に複数の確定パラメーターを決定する段階を含む上記方法により達成される。
【０００７】
前述の方法の期待される利点は、一連の実験試験の範囲を大きく低減できること、露光部の利用を最適化できることおよび不適切な放射による規格外バッチを回避できることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／００３２０３７Ａ１号明細書
【特許文献２】ＰＣＴ／ＥＰＯ５／００５５１７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、例えば化学処理、熱（焼付け）処理またはＵＶ、ＩＲによる放射および／もしくはマイクロ波処理であろうとなかろうと、硬化方法の性質に関わりなく硬化性塗料配合物の硬化速度を向上させる必要性が常に存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、一態様において、ＵＶ放射により基材に所望の外観の硬化塗料被膜をもたらすＵＶ光活性化可能な硬化性塗料配合物であって、ＵＶ硬化性塗膜形成化合物、ＵＶ光開始剤、粒状ＵＶ反射材料を、前記硬化塗料被膜の得られた所望の外観に影響を与えることなく有効率の硬化向上量で含む配合物を提供する。
【００１１】
最も好ましくは、配合物は顔料を含む。
【００１２】
粒状ＵＶ反射材料は、好ましくは、例えばアルミニウムまたはその合金などの金属であり、好ましくは小板または球体の一般形態である。
【００１３】
好ましい配合物は、０．１％〜１．０％Ｗ／Ｗの粒状材料を含み、最も好ましい配合物は、０．５％〜０．８％Ｗ／Ｗを含む。
【００１４】
更なる態様において、本発明は、硬化塗料被膜基材を製造する方法であって、（ｉ）基材を本明細書上記に定義された塗料配合物で被覆する段階、および（ｉｉ）前記配合物にＵＶ放射線を照射して硬化を実施し、前記硬化塗料被覆基材を製造する段階を含む方法を提供する。
【００１５】
幾つかの実施形態において、照射段階は、約５〜約２５秒間、より好ましくは約１０〜約２０秒間実施することができるが、他の時間帯を用いることもできる。
【００１６】
更なる態様において、本発明は、本明細書上記に定義された塗料配合物に対するＵＶ照射により製造された硬化被膜を有する被覆基材を提供する。
【００１７】
更なる態様において、本発明は、本明細書上記に定義された方法により作製される、塗料配合物に対するＵＶ照射により製造される硬化被膜を有する被覆基材を提供する。
【００１８】
本発明は、塗装された車両表面およびその一部の製造において特に価値がある。車両の塗装における生産率の向上をもたらすことに加えて、本発明は、塗装装置の資本コストの低減ももたらす。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施では、多様な量の粒状アルミニウム小板が分配されている標準的な基礎溶剤塗料配合物を調製した。
【００２０】
Ｔａｂｌｅ １（表１）は、成分およびその量を提示し、
オリゴマーは、アクリル化ポリエステル−ウレタン（ＢＯＭＡＲ ＳＰＥＣＩＡＬＩＴＩＥＳ）であり、
モノマーは、トリメチルアクリレート（Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍ）であり、
光開始剤は、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（ＩＲＧＡＣＵＲＥ ８１９（登録商標）−ＣＩＢＡ／ＢＡＳＦ）であり、
アルミニウムは、（Ａｌｇｏｎ ５００（商標）−Ｔｏｙａｌ Ａｍｅｒｉｃａ）であり、
充填剤は、ＩＲＧＡＮＯＸ（商標）−ＩＲＧＡＮＯＸであり、
顔料は、
（ｉ）黒色塗料配合物では、カーボンブラックであり、
（ｉｉ）白色塗料配合物では、二酸化チタンであり、
（ｉｉｉ）銀色塗料配合物では、二酸化チタンおよびアルミニウム粉末であり、
分散剤は、ＢＹＫＰ−１０４５（ＢＹＫ）であり、
光安定剤の（Ａ）は、５０％ Ｔｉｎｕｖｉｎ ４００（商標）（ＣＩＢＡ）であり、（Ｂ）は、５０％ Ｔｉｎｕｖｉｎ ２９２（ＣＩＢＡ）であり、
溶剤は、比率が２０／１０／１０／１５／３のメチルエチルケトン／メチルイソブチルケトン／酢酸ブチル／酢酸エチル／キシレンであった。
【００２１】
アルミニウムには、３〜６０、５〜４０および９〜３４ミクロンのいずれかの値の範囲の粒径を有するフレーク、球体または他の形状の粒子が含まれうるが、他の材料を用いることもできる。
【００２２】
試験配合物の被覆を、Ｔａｂｌｅ ２（表２）に示されている膜厚（μ）で金属基材に適用した。ＵＶ放射線を、被膜表面から５３ｍｍの距離で配置されたＦＵＳＩＯＮ Ｆ３００（商標）Ｆｏｃｕｓｅｄ−Ｂｅａｍ Ｌａｍｐにより１２秒の曝露時間で被膜に適用した。
【００２３】
Ｔａｂｌｅ ２（表２）は、膜表面および膜の本体下部において得られた硬度および樹脂変換値を示す。
【００２４】
各試験試料は、メチルイソブチルケトンによる二重摩擦においてそれぞれ溶剤耐性を有し（ＡＳＴＭ Ｄ５４０２−０６）、アルミニウム添加なしの白色および黒色試料ではいくらかのしみを示し、他の全てではしみを示さなかった。
【００２５】
０．１％、０．２％、０．８％、１．０％および２．０％Ｗ／Ｗのアルミニウム量による追加的な試験は、０．５〜０．８％Ｗ／Ｗから選択された好ましいアルミニウム量が、硬化塗装基材に望ましくないまたは不要な外観変化を与えることなく著しく有利な硬化率の向上をもたらすことを示した。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
本開示は本発明の特定の好ましい実施形態を記載し、例示してきたが、本発明はこれらの特定の実施形態に限定されないことが理解されるべきである。むしろ、本発明は、記載し、例示されてきた特定の実施形態および特徴の機能的または機械的均等物である全ての実施形態を含む。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＶ照射により基材に所望の外観の硬化塗料被膜をもたらすＵＶ光活性化可能な硬化性塗料配合物であって、ＵＶ硬化性塗膜形成化合物、ＵＶ光開始剤、粒状ＵＶ反射材料を、前記硬化塗料被膜の得られた所望の外観に影響を与えることなく有効率の硬化向上量で含む配合物。
【請求項２】
顔料を含む、請求項１に記載の塗料配合物。
【請求項３】
前記粒状ＵＶ反射材料が金属である、請求項１または２に記載の塗料配合物。
【請求項４】
前記金属がアルミニウムまたはその合金である、請求項１から３のいずれか一項に記載の塗料配合物。
【請求項５】
前記金属粒子が小板または球体の一般形態である、請求項１から４のいずれか一項に記載の塗料配合物。
【請求項６】
前記基材が、車両の表面またはその一部である、請求項１から５のいずれか一項に記載の塗料配合物。
【請求項７】
０．１％〜１．０％Ｗ／Ｗの粒状材料を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の塗料配合物。
【請求項８】
０．５％〜０．８％Ｗ／Ｗの粒状材料を含む、請求項７に記載の塗料配合物。
【請求項９】
硬化塗料被覆基材を製造する方法であって、（ｉ）基材を請求項１〜８のいずれか一項に記載の塗料配合物で被覆する段階、および（ｉｉ）前記配合物にＵＶ放射線を照射して硬化を実施し、前記硬化塗料被覆基材を製造する段階を含む方法。
【請求項１０】
照射段階が約５〜約２５秒間実施される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
照射段階が約１０〜約２０秒間実施される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１から８のいずれか一項に記載の塗料配合物に対するＵＶ照射により製造される硬化被膜を有する被覆基材。
【請求項１３】
請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法により作製される、塗料配合物に対するＵＶ照射により製造される硬化被膜を有する被覆基材。
【請求項１】
ＵＶ照射により基材に所望の外観の硬化塗料被膜をもたらすＵＶ光活性化可能な硬化性塗料配合物であって、ＵＶ硬化性塗膜形成化合物、ＵＶ光開始剤、粒状ＵＶ反射材料を、前記硬化塗料被膜の得られた所望の外観に影響を与えることなく有効率の硬化向上量で含む配合物。
【請求項２】
顔料を含む、請求項１に記載の塗料配合物。
【請求項３】
前記粒状ＵＶ反射材料が金属である、請求項１または２に記載の塗料配合物。
【請求項４】
前記金属がアルミニウムまたはその合金である、請求項１から３のいずれか一項に記載の塗料配合物。
【請求項５】
前記金属粒子が小板または球体の一般形態である、請求項１から４のいずれか一項に記載の塗料配合物。
【請求項６】
前記基材が、車両の表面またはその一部である、請求項１から５のいずれか一項に記載の塗料配合物。
【請求項７】
０．１％〜１．０％Ｗ／Ｗの粒状材料を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の塗料配合物。
【請求項８】
０．５％〜０．８％Ｗ／Ｗの粒状材料を含む、請求項７に記載の塗料配合物。
【請求項９】
硬化塗料被覆基材を製造する方法であって、（ｉ）基材を請求項１〜８のいずれか一項に記載の塗料配合物で被覆する段階、および（ｉｉ）前記配合物にＵＶ放射線を照射して硬化を実施し、前記硬化塗料被覆基材を製造する段階を含む方法。
【請求項１０】
照射段階が約５〜約２５秒間実施される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
照射段階が約１０〜約２０秒間実施される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１から８のいずれか一項に記載の塗料配合物に対するＵＶ照射により製造される硬化被膜を有する被覆基材。
【請求項１３】
請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法により作製される、塗料配合物に対するＵＶ照射により製造される硬化被膜を有する被覆基材。
【公表番号】特表２０１２−５３１４７９（Ｐ２０１２−５３１４７９Ａ）
【公表日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５１６４５８（Ｐ２０１２−５１６４５８）
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＡ２０１０／００１０３５
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０００１１１
【国際公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＡ２０１０／００１０３５
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０００１１１
【国際公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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