JP5766898B1 - プライマー組成物および塗装品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の一実施形態のプライマー組成物について、詳細に説明する。本実施形態のプライマー組成物は、エポキシ樹脂と、アミン系硬化剤とを含む。プライマー組成物は、ノルボルネン系樹脂成型品の塗装に使用される。
エポキシ樹脂は、少なくとも1個のエポキシ基を有する有機化合物である。エポキシ樹脂は、ノルボルネン系樹脂成型品の表面と密着性を有するため、プライマー組成物の主たる成分として配合される。エポキシ樹脂中のエポキシ基の数は、1分子当たり1個以上であればよく、2個以上であることが好ましい。1分子当たりのエポキシ基の数は、エポキシ樹脂中のエポキシ基の総数をエポキシ樹脂中の分子の総数で除算することにより求められる。
アミン系硬化剤は、上記したエポキシ樹脂を硬化させるために配合される。アミン系硬化剤は、アミノ基を含有していれば特に限定されない。具体的には、アミン系硬化剤は、1級アミノ基含有アミン化合物、2級アミノ基含有アミン化合物および3級アミノ基と活性水素基とを併せ持つ化合物等が挙げられる。活性水素基は、硬化剤成分のエポキシ基と反応しうる官能基である。活性水素基は特に限定されず、1級アミノ基、2級アミノ基、水酸基、チオール基、カルボキシル基、ヒドラジド基等が例示される。
ノルボルネン系樹脂成型品は、ノルボルネン系モノマーを重合し、成型することにより得られる。ノルボルネン系樹脂は、低温衝撃に強く、高い耐熱性を有しており、かつ厚肉成型に適している。そのため、ノルボルネン系樹脂は、水槽や浄化槽、バスタブなどの筐体、自動車や建農機の各種外装部品、内装部品等に広く利用されている。
本変形例のプライマー組成物は、特定顔料をさらに含み、エポキシ樹脂のエポキシ樹脂当量およびアミン系硬化剤の活性水素当量が所定の範囲である。以下、それぞれについて説明する。なお、上記した実施形態と重複する説明は、適宜省略される。
特定顔料は、平面視において長径と短径とを有し、平均粒子径が厚みよりも大きい顔料である。特定顔料の平均粒子径は、特定顔料の平面を対向する方向から見た場合の長径と短径の平均値をいい、たとえば特定顔料の走査型電子顕微鏡(SEM)で写真を撮影し、100個の特定顔料について長径と短径とを測定することによって求めることができる。
本変形例において、密着性、耐水性、耐湿性の観点から、エポキシ樹脂のエポキシ樹脂当量は、100g/当量以上であることが好ましく、150g/当量以上であることがより好ましく、180g/当量以上であることがさらに好ましい。また、エポキシ樹脂当量は、2500g/当量以下であることが好ましく、2200g/当量以下であることがより好ましく、2000g/当量以下であることがさらに好ましい。エポキシ樹脂当量が、100g/当量未満の場合、エポキシ樹脂の分子量が低下するため、塗装液粘性が低下する傾向がある。一方、エポキシ樹脂当量が2500g/当量を超える場合、エポキシ樹脂の粘性が高くなり、必要な塗装膜厚を付けにくくなる傾向がある。
本変形例において、密着性、耐水性、耐湿性および必要な膜厚を1回の塗装で付ける観点から、アミン系硬化剤の活性水素当量は、50g/当量以上が好ましく、90g/当量以上であることがより好ましく、150g/当量以上であることがさらに好ましい。また、アミン系硬化剤の活性水素当量は、700g/当量以下であることが好ましく、600g/当量以下であることがより好ましく、500g/当量以下あることがさらに好ましい。また、アミン系硬化剤の活性水素当量が50g/当量未満の場合、アミン系硬化剤の樹脂分子量が低下するため、粘性が低下することから、必要な膜厚を付け難い傾向となる。また、活性水素当量が700g/当量を超える場合、アミン系硬化剤の分子量が高くなるため、塗装液固形分が低下するため、必要膜厚が付け難くなるとともに、架橋密度が低下する傾向となり、耐水性、耐湿性が低下する傾向となる。
本変形例のプライマー組成物は、エポキシ樹脂のエポキシ樹脂当量およびアミン系硬化剤の活性水素当量が所定の範囲である。以下、それぞれについて説明する。なお、上記した実施形態と重複する説明は、適宜省略される。
本変形例において、密着性、耐水性、耐湿性の観点から、エポキシ樹脂のエポキシ樹脂当量は、100g/当量以上であることが好ましく、150g/当量以上であることがより好ましく、180g/当量以上であることがさらに好ましい。また、エポキシ樹脂当量は、2500g/当量以下であることが好ましく、2200g/当量以下であることがより好ましく、2000g/当量以下であることがさらに好ましい。エポキシ樹脂当量が、100g/当量未満の場合、エポキシ樹脂の分子量が低下するため、塗装液粘性が低下する傾向がある。一方、エポキシ樹脂当量が2500g/当量を超える場合、エポキシ樹脂の粘性が高くなり、必要な塗装膜厚を付けにくくなる傾向がある。
本変形例において、密着性、耐水性、耐湿性および必要な膜厚を1回の塗装で付ける観点から、アミン系硬化剤の活性水素当量は、50g/当量以上が好ましく、90g/当量以上であることがより好ましく、150g/当量以上であることがさらに好ましい。また、アミン系硬化剤の活性水素当量は、700g/当量以下であることが好ましく、600g/当量以下であることがより好ましく、500g/当量以下であることがさらに好ましい。また、アミン系硬化剤の活性水素当量が50g/当量未満の場合、アミン系硬化剤の樹脂分子量が低下するため、粘性が低下することから、必要な膜厚を付け難い傾向となる。また、活性水素当量が700g/当量を超える場合、アミン系硬化剤の分子量が高くなるため、塗装液固形分が低下し、必要膜厚が付け難くなるとともに、架橋密度が低下する傾向となり、耐水性、耐湿性が低下する傾向となる。
本実施形態のプライマー組成物の説明に戻り、本実施形態のプライマー組成物は、上記したエポキシ樹脂およびアミン系硬化剤以外に、その他の成分を適宜含んでもよい。その他の成分としては、無機充填材(ただし上記した特定顔料を除く)、難燃剤、レベリング剤、消泡剤、カップリング剤等が例示される。
以下、本発明の一実施形態の塗装品の製造方法について、詳細に説明する。本実施形態の塗装品の製造方法は、エポキシ樹脂とアミン系硬化剤とを含有するプライマー組成物を、ノルボルネン系樹脂成型品に対して塗装する塗装工程を含む。なお、プライマー組成物は、上記した実施形態において詳述したものと同じであるため、重複する説明は適宜省略する。また、本実施形態の塗装品の製造方法は、塗装工程に特徴を有している。そのため、塗装工程以外の工程は、周知の工程であり、適宜変更することができる。また、目的とする塗膜の構成によって、塗装工程以外の工程は適宜選択される。たとえば、1コートの塗膜を形成する場合や、2コート以上の塗膜を形成する場合には、それぞれに必要な周知の工程(たとえば乾燥工程)および工程の回数、順序等が適宜選択される。
塗装工程は、プライマー組成物を、ノルボルネン系樹脂成型品に対して塗装する工程である。なお、この塗装工程では、ノルボルネン樹脂成型品の表面を脱脂処理する脱脂処理工程が適宜採用されてもよい。
塗装工程を経た塗膜に対し、適宜、乾燥、2コート目の上塗り塗装、パテ、プライマーサフェーサ、上塗り塗料を用いた補修塗装等が行われてもよい。
[プライマー成分(1コート目)]
<樹脂>
エポキシ樹脂A:エポミックR−139 (固形分100%、比重1.16、エポキシ当量185g/当量、三井化学(株))
エポキシ樹脂B:DER671−X70(固形分70%、固形分比重1.19、固形分100%換算のエポキシ当量476g/当量、The Dow Chemical Company社)
エポキシ樹脂C:jER1004(固形分100%、比重1.19、エポキシ当量 925g/当量 三菱化学(株))
エポキシ樹脂D:jER4005P(固形分100%、比重1.19、エポキシ当量 1075g/当量 三菱化学(株))
エポキシ樹脂E:jER1007(固形分100%、比重1.19、エポキシ当量 1975g/当量 三菱化学(株))
アクリルポリオール:アクリディックA−827(固形分65%、固形分比重1.12、固形分換算の水酸基価69mg・KOH/mg、DIC(株))
なお、以下の実施例では、上記エポキシ樹脂A、Bおよびアクリルポリオールはそのまま使用し、エポキシ樹脂CはjER1004 60wt%、IPA 2wt%、MIBK 13wt%、トルエン 25wt%を混合して調整したもの(固形分60%)を使用し、エポキシ樹脂DはjER4005P 60wt%、IPA 2wt%、MIBK 13wt%、トルエン 25wt%を混合して調整したもの(固形分60%)使用し、エポキシ樹脂EはjER1007 60wt%部、IPA 2wt%、MIBK 13wt%、トルエン 25wt%を混合して調整したもの(固形分60%)を使用した。
ポリアミン系硬化剤A:トーマイド 245−HS(固形分100%、比重 0.95、活性水素当量90g/当量、(株)T&K TOKA)
ポリアミン系硬化剤B:トーマイド TXS−690(固形分55%、固形分比重1.05、固形分100%換算の活性水素当量160g/当量、(株)T&K TOKA)
ポリアミン系硬化剤C:ニューマイド 630(固形分60%、固形分比重1.06、固形分100%換算の活性水素当量250g/当量、ハリマ化成(株))
ポリアミン系硬化剤D:VERSAMID JP1020(固形分65%、固形分比重1.19、固形分100%換算の活性水素当量475g/当量、BASF社)
イソシアネート系硬化剤:コロネートHX(固形分100%、比重1.16、NCO含有量21%、日本ポリウレタン工業(株))
酸化チタン:酸化チタンFR−48(比重4.20、古河ケミカルズ(株))
タルクA:ハイトロンA(特定顔料 比重2.65、竹原化学工業(株))
タルクB:タルクPK−50(特定顔料 比重2.80、富士タルク工業(株))
タルクC:タルクNK−48(特定顔料 比重2.80、富士タルク工業(株))
クレーA:カオリンクレーASP−200(特定顔料 比重2.58、BASF社)
クレーB:HAカオリン(特定顔料 比重2.70、山陽クレー工業(株))
マイカA:Iriodin 111Rutile Fine Satin(特定顔料 比重3.10、メルク(株))
沈降性硫酸バリウム:沈降性硫酸バリウム(フヘイ)(比重4.30、川津産業(株))
炭酸カルシウム:ネオライトSP−100(比重2.65、竹原化学工業(株))
添加剤A:レベリング剤(ディスパロン230;楠本化成(株)製)
添加剤B:分散剤、消泡剤(DISPERBYK−166;BYK社、BYK−310;BYK社、ディスパロンOX−750;楠本化成(株)製)
希釈用シンナーA:キシレン 30wt%、ブタノール 30wt%、ブチルセロソルブ 40wt%
希釈用シンナーB:トルエン 20wt%、キシレン 45wt%、酢酸エチル 5wt%、酢酸ブチル 14wt%、MIBK 10wt%、ソルベントPMアセテート 6wt%
(a)主剤:ネオウレタンA(主剤) 100重量部
(b)硬化剤:トアウレタンB(硬化剤) 20重量部
(c)希釈剤;トアリファイン2Kシンナー 30重量部
*いずれも(株)トウペ製
(プライマー組成物(硬化剤を除く)の調製)
以下の表1〜3に記載の配合にしたがって、実施例1〜39および比較例1〜5のそれぞれのプライマー組成物(ただし硬化剤未配合)を調製した。プライマー組成物の調製は、硬化剤を除くそれぞれの成分を容器に入れ、サンドミル分散およびディスパーにて攪拌混合することにより行った。
ノルボルネン系樹脂成型板は、表面の紫外線および酸化劣化を防ぐために、反応射出成型直後にアルミラミジップ(アルミをPETでラミネートした袋)にノルボルネン系樹脂成型板を入れ、窒素パージし遮光して保存した。
・プライマー組成物の調製
1コート目のプライマー組成物は、上記プライマー組成物(硬化剤を除く)に、表1〜3のそれぞれの硬化剤を混合し、希釈用シンナーにてイワタカップで測定される時間が10〜60秒になるように粘度を調整した。
・上塗りの調製
2コート目の上塗りは、上記プライマー組成物(硬化剤を除く)に、表1〜3に示されるイソシアネート系硬化剤を混合し、希釈用シンナーにてイワタカップで測定される時間が10〜60秒になるように粘度を調整した。
上記作製したノルボルネン系樹脂成型板をアルミラミジップから取り出し、直ちにイソプロピルアルコールを用いて脱脂処理を行い、エアブローで乾燥後調製したプライマー組成物をスプレーガンで塗装した。
上記作製したノルボルネン系樹脂成型板をアルミラミジップから取り出し、塗装面を上にした状態で、屋外に3日間暴露した後、イソプロピルアルコールを用いて脱脂処理を行い、エアブローで乾燥後、調製したプライマー組成物をスプレーガンにて塗装した。
・1コート1ベークの場合
プライマー組成物を塗布後、室温で10〜30分間セッティングし、次いで80℃×30分の強制乾燥を行い試験板とした。
・2コート2ベークの場合
プライマー組成物を塗布後、室温で10〜30分間セッティングを行い、次いで80℃×30分の強制乾燥を行った。さらに、室温で60分間冷却後、上記上塗りを1コート1ベークと同様に塗装乾燥を行い試験板とした。
・2コート1ベークの場合
プライマー組成物を塗布後、室温で10〜30分間セッティングし、上記上塗りを1コート1ベークと同様に塗装乾燥を行い試験板とした。
塗装完了後に試験板を常温で1週間放置し、その後、以下の評価を行った。結果を表4〜6に示す。
それぞれの試験板を常温で1週間放置した後、JIS K5600−5.6クロスカット法に準じて2mm×2mmの升目を100個作成し、碁盤目剥離試験を実施し、以下の評価基準に従って評価した。
(評価基準)
◎:100〜95個が剥離せずに残った。
○:94〜80個が剥離せずに残った。
△:79〜70個が剥離せずに残った。
×:剥離せずに残った数が69個以下であった。
それぞれの試験板を40℃の温水中に96時間浸漬し、その後、JIS K5600−5.6クロスカット法に準じて2mm×2mmの升目を100個作成し、碁盤目剥離試験を実施した。評価基準は、一次付着試験と同じ基準を採用した。
それぞれの試験板に対し、JIS K5600−7−2 耐湿性の条件にしたがって240時間試験を行った。その後、JIS K5600−5.6クロスカット法に準じて2mm×2mmの升目を100個作成し、碁盤目剥離試験を実施した。評価基準は、一次付着試験と同じ基準を採用した。
それぞれのプライマー組成物(硬化剤を除く)を、23℃で1週間放置した後、塗料の状態を目視で観察し、以下の評価基準に従って評価した。
(評価基準)
○:異常がなかった。
×:著しい沈殿が見られた。
Claims (7)
- エポキシ樹脂と、アミン系硬化剤とを含有し、
ノルボルネン系樹脂成型品の塗装に使用され、
前記エポキシ樹脂のエポキシ樹脂当量は、100〜2500g/当量であり、
前記アミン系硬化剤の活性水素当量は、50〜700g/当量であり、
前記エポキシ樹脂に含まれるエポキシ基1当量に対する前記アミン系硬化剤中の活性水素は、0.35〜2.0当量である、プライマー組成物。 - 特定顔料がさらに含有され、
前記プライマー組成物を前記ノルボルネン系樹脂成型品に塗装して得られる乾燥塗膜中における前記特定顔料の含有量は、0を超え、50重量%以下であり、
前記特定顔料は、タルク、クレーおよびマイカからなる群から選択される少なくともいずれか1つである、請求項1記載のプライマー組成物。 - 前記エポキシ樹脂は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂およびビスフェノールF型エポキシ樹脂のうち、少なくともいずれか1つである、請求項1または2記載のプライマー組成物。
- 前記ノルボルネン系樹脂成型品は、湾曲した部分を有する樹脂成型品である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のプライマー組成物。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のプライマー組成物を、ノルボルネン系樹脂成型品に対して塗装する塗装工程を含む、塗装品の製造方法。
- 前記塗装工程は、前記ノルボルネン系樹脂成型品の表面を研磨することなく、前記プライマー組成物を塗装する工程である、請求項5記載の塗装品の製造方法。
- 前記塗装工程は、成型後に3日間以上屋外にて太陽光に曝露された前記ノルボルネン系樹脂成型品に対して行われる、請求項5または6記載の塗装品の製造方法。
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