JPH04339868A - ハードコート用組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は可とう性に優れたハード
コート用組成物に関する。

【０００２】本発明のハードコート用組成物は無機物（
鋼板、アルミ板、ガラス、瓦、スレート板等）及び有機
物（木材、紙、セロファン、プラスチック、有機塗料の
塗膜等）表面に対する塗料、コーティング剤として有用
である。本発明において対象となる鋼板とは、例えば、
熱延鋼板、冷延鋼板、電気亜鉛メッキ鋼板、溶融亜鉛メ
ッキ鋼板、合金メッキ鋼板、またはこれらにクロム酸、
リン酸等の化成処理を施したもの、さらにはブリキ、チ
ンフリースチール、ステンレス鋼板等である。特に、家
電製品，建築・土木分野（ビル，住宅，カーテンウォー
ル，タンク，プラント，海洋構造物，橋梁等），輸送車
両分野（自動車，電車車両，航空機等）等に有用である
。

【０００３】

【従来の技術】鉛筆硬度６Ｈ以上のいわゆるハードコー
トとしては、オルガノポリシロキサン系、多官能アクリ
レート系、アミノ樹脂系材料等が用いられている。

【０００４】また、オルガノシリカゾルの使用も検討さ
れており、そのイソプロピルアルコールゾルをメラミン
−アルキッド樹脂に添加したもの（セラミックス　２０
　（１９８５）Ｎｏ．４、　２８０〜２８５　頁）ある
いは加水分解性の異なるケイ酸エステルの加水分解によ
り得られるオルガノシリカゾルを用いること（特公昭５
２−１７８３６号）等が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のハードコートは
、一般に可とう性が低いため、加工性に劣っている。

【０００６】また、２液型の場合は、可使時間が比較的
短いという問題点がある。

【０００７】オルガノシリカゾルを使用したものについ
ても、鉛筆硬度が６Ｈ以下と不充分であり、また硬度を
上げようとすると可とう性が低下するという問題点があ
る。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】本発明者等は、無機質
のオルガノゾル（Ａ）、結合剤（Ｂ）、及び溶剤（Ｃ）
を含む塗料用組成物を基材に塗布後、常温硬化処理、ま
たは焼付け処理することにより、無機質のオルガノゾル
と結合剤が、ウレタン結合あるいはエーテル結合を介し
て均一に分散し、硬度及び可とう性に優れたハードコー
トが形成されることを見出し、本発明を完成した。

【０００９】本発明において用いられる無機質のオルガ
ノゾル（Ａ）としては、金属が長周期型元素周期表にお
ける　ＩＩＩ族金属（Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｔｌ，Ｓ
ｃ，Ｙ，Ｌａ，Ａｃ），ＩＶ族金属（Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ
，Ｐｂ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ）及びＶ族金属（Ａｓ，Ｓｂ
，Ｂｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ）金属から選択される金属酸化
物ゾル並びにその混合物から選ばれる１種以上のものが
用いられ、好ましくは金属がＳｉ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｔｉ及
びＺｒから選択される金属酸化物ゾルである。

【００１０】結合剤（Ｂ）は、２個以上の官能基を有す
るイソシアネート化合物、ブロックイソシアネート化合
物、メラミン化合物から選択される。これらを単独に、
あるいは２種類以上を混合して添加することができる。

【００１１】イソシアネート化合物としては、脂肪族、
脂環族、芳香族、その他のポリイソシアネート化合物や
それらの変性物を使用しうる。しかし、塗膜の耐候性、
特に黄変化を防止するためには、芳香核に直接結合した
イソシアネート基を含まないいわゆる無黄変性ポリイソ
シアネート化合物が好ましい。無黄変性のポリイソシア
ネート化合物としては、たとえばヘキサメチレンジイソ
シアネート、１，４−シクロヘキサンビス（メチルイソ
シアネート）、メチレンビス（シクロヘキシルイソシア
ネート）、シクロヘキシルメタンジイソシアネート、イ
ソホロンジイソシアネート、２−イソシアネートエチル
２，６−ジイソシアネートヘキサノエート、２，６−ジ
イソシアネートメチルカプロエート、ジメリールジイソ
シアネート、ジアニシジンジイソシアネート、シアヌル
酸、イソシアヌル酸およびこれらの変性物がある。変性
物としてはたとえばトリマー型、ダイマー型、プレポリ
マー型、ビューレット型、ウレア型、その他の変性型な
どがあり、特に、トリマー型、トリメチロールプロパン
変性などのプレポリマー型、ビューレット型などの変性
物が適当である。場合によっては、これら無黄変性ポリ
イソシアネート化合物に替えて、あるいはそれとともに
芳香族系の黄変性ポリイソシアネート化合物を使用する
こともできる。

【００１２】本明細書中、ブロックイソシアネート化合
物とは、下記硬化条件下で脱ブロック化してイソシアネ
ート基を生じるようなブロック化されたイソシアネート
化合物をいい、上記のポリイソシアネート化合物をブロ
ック化して製造することができる。このブロック化に用
いるブロック化剤は用途、硬化条件に応じて公知の種々
のブロック化剤から適宜選択しうる。たとえば、ε−カ
プロラクタムなどのラクタム系ブロック化剤、アセトキ
シム、メチルエチルケトキシム、メチルイソアミルケト
キシム、メチルイソブチルケトキシム、その他のオキシ
ム系ブロック化剤、フェノール、クレゾール、カテコー
ル、ニトロフェノール、その他のフェノール系ブロック
化剤、イソプロパノール、トリメチロールプロパン、そ
の他のアルコール系ブロック化剤、マロン酸エステル、
アセト酢酸エステル、その他の活性メチレン系ブロック
化剤などを例示しうるが、これらに限られるものではな
い。好ましいブロック化剤はたとえばラクタム系ブロッ
ク化剤やオキシム系ブロック化剤である。

【００１３】一般に、常温硬化型ハードコート用組成物
として用いる場合、溶剤には水酸基を含有しない溶媒を
用い、ブロック化剤を含まないイソシアネート化合物を
用いることが好ましい。焼付け型ハードコート用組成物
として用いる場合で溶剤に水やアルコールなどの水酸基
を有するものを含む場合には、ブロックイソシアネート
化合物を含むことが好ましい。焼付け型で、溶剤に水酸
基を含有しないものを用いる場合には、イソシアネート
化合物、あるいはブロックイソシアネート化合物をそれ
ぞれ単独で用いても、あるいは混合物として用いても良
い。

【００１４】メラミン化合物としては、ジメチロールメ
ラミン、トリメチロールメラミン、テトラメチロールメ
ラミン、ペンタメチロールメラミン、ヘキサメチロール
メラミン、イソブチルエーテル型メラミン、ｎ−ブチル
エーテル型メラミン、ブチル化ベンゾグアナミン等が挙
げられる。

【００１５】本発明の組成物は、硬化が促進され、作業
性が向上する点で、反応促進用触媒（Ｄ）を含むことが
好ましい。

【００１６】触媒（Ｄ）としては、塩基性あるいは酸性
の硬化触媒を使用しうる。塩基性触媒としては、たとえ
ば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート
、スタナスオクトエート、その他の有機錫化合物やメチ
ルイミダゾール、アクリジン、トリエチルアミン、ヘキ
サデシルトリメチルアンモニウムステアレート、その他
のアミン系触媒が代表的な化合物である。酸性触媒とし
ては、たとえばメタンスルホン酸、ドデシルベンゼンス
ルホン酸、トルエンスルホン酸などの有機スルホン酸が
代表的な化合物である。触媒（Ｄ）としては、これら塩
基性触媒あるいは酸性触媒の少なくとも１種が使用され
るが、さらに助触媒などを併用してもよい。塗料固形分
中の無機質のオルガノゾル（Ａ）の配合割合は固形分基
準で３０〜７５重量％であり、好ましくは４０〜７０重
量％である。無機質のオルガノゾルの配合量が７５％以
上になると可とう性が低下してハク離しやすくなると共
に塗膜化が困難となり、３０％以下になると低分子量の
結合剤が余剰となるため、硬度が低下すると共に可とう
性も低下する。

【００１７】溶剤（Ｃ）としては、上記各配合成分を溶
解し得る溶剤を適宜量使用し得る。特に、無機質のオル
ガノゾル（Ａ）に対する溶解性の高い有機溶剤が適当で
あり、たとえば、キシレン、トルエン、その他の芳香族
炭化水素系溶剤、酢酸ブチル、その他のエステル系溶剤
、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、その他
のケトン系溶剤、エチルセロソルブ、その他のグリコー
ルエーテル系溶剤、カルビトールアセテート、その他の
ジエチレングリコールエステル系溶剤、各種シンナー類
などがある。勿論これらに限定されるものではなく、他
の炭化水素系、ハロゲン化炭化水素系、アルコール系、
フェノール系、アセタール系、エステル系、エーテル系
、ケトン系、その他の溶剤を使用しうる。但し、常温硬
化型ハードコート組成物の場合で結合剤としてイソシア
ネートを使用する時は、溶剤としてアルコール系やフェ
ノール系などの水酸基含有溶剤を用いると結合剤と溶剤
との反応により、良好な塗膜を得ることが難しい。 従ってこの場合は、水酸基を含有しない溶剤を用いるこ
とが好ましい。

【００１８】上記溶剤は被塗物の種類や状態、蒸発速度
、作業環境、その他の条件を勘案して適宜選択しうるが
、特に良好な塗膜が得られる点でケトン系溶剤が好まし
い。

【００１９】本発明のハードコート用組成物には、上記
の必須の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の成分及び触媒（Ｄ）
以外に目的に応じて任意に他の成分を配合することもで
きる。例えば、ハードコートの可とう性や耐候性をさら
に向上させるために、必要に応じて水酸基含有樹脂（フ
ッ素樹脂、アクリルポリオール樹脂、ポリエステル樹脂
、ウレタン樹脂等）を添加することができる。

【００２０】また、必要に応じて顔料（Ｅ）を添加する
こともできる。

【００２１】顔料（Ｅ）としては、黄鉛、モリブデート
オレンジ、紺青、カドミウム系顔料、チタン白、複合酸
化物顔料、透明酸化鉄等の無機顔料、環式高級顔料、溶
性アゾ顔料、不溶性アゾ顔料、銅フタロシアニン顔料、
染付顔料、顔料中間体等の有機顔料を例示することがで
きる。

【００２２】また、着色剤、揺変化剤、充填剤、増粘剤
、レベリング剤、消泡剤、安定剤及びその他の添加剤を
配合することもできる。

【００２３】本発明のハードコート用組成物は、上記各
成分を慣用の方法により混合して製造しうる。

【００２４】本発明のハードコート用組成物は、スプレ
ー塗装、刷毛塗り、ロールコーターなどの公知慣用の方
法によって基体上に塗布し、室温において１日〜１０日
間程度放置して硬化させるか、又は６０〜２５０　℃で
１分間〜３０分間焼付けて硬化させる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例によりさら
に詳細に説明する。ただし、これらは本発明を一切限定
するものではない。

【００２６】実施例及び比較例 下記の配合物を表１に示す組成で混合した塗料組成物を
製造した。配合量はシクロヘキサノンに分散されたオル
ガノシリカゾル　１００重量部に対する重量部で示す。 基板としては　０．４ｍｍ厚のステンレス板（ＳＵＳ３
０４）に上記の塗料組成物をワイアーバーコーターにて
乾燥膜厚が約２０μになるように塗布し、焼付温度　１
８０℃、焼付時間３０分で硬化させた。得られた塗膜の
物性を測定し、結果を表１に示す。

【００２７】■オルガノシリカゾル（Ａ）不揮発分：３
０％、溶媒：シクロヘキサノン■ブロックイソシアヌレ
ート（Ｂ） 不揮発分：７５％、溶媒：酢酸エチル ■溶剤（Ｃ） シクロヘキサノン系溶剤

【００２８】

【表１】

【００２９】塗膜性能試験方法 ■鉛筆硬度：ＪＩＳ　Ｋ　５４００規定の鉛筆硬度■碁
盤目：碁盤目１ｍｍ巾セロテープ剥離残存数■碁盤目折
曲：折曲試験機　　φ２ｍｍ○は合格 ×は不合格 ■グロス：ＪＩＳ　Ｋ　５４００規定の鏡面光沢度■キ
シレン：キシレン払拭試験 ＞２００　は　２００回の払拭によっても下地が露出し
なかったことを示す。

【００３０】

【発明の効果】本発明のハードコート用組成物より得ら
れるハードコートは、従来のハードコートと同等もしく
はそれ以上の優れた表面硬度（鉛筆硬度６Ｈ以上）を有
すると共に、無機質のオルガノゾルと結合剤が、新たに
形成した結合を介して均一に分散しているため、可とう
性の点においても優れており、カーテンウォール、サッ
シュ、プラント、海洋構造物等の建築・土木分野、自動
車、電車車両等の輸送車両分野等に利用できる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　金属が長周期型元素周期表における　
   ＩＩＩ族（Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｔｌ，Ｓｃ，Ｙ，Ｌ
   ａ，Ａｃ），ＩＶ族金属（Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｔ
   ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ）及びＶ族金属（Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｖ
   ，Ｎｂ，Ｔａ）から選択される金属酸化物ゾル並びにそ
   の混合物から選ばれる１種以上の無機質のオルガノゾル
   （Ａ）、２個以上の官能基を有するイソシアネート化合
   物、及びメラミン化合物から選ばれる１種以上の結合剤
   （Ｂ）、並びに溶剤（Ｃ）を含み、固形分中の無機質の
   オルガノゾル（Ａ）の配合割合（固形分基準）が３０〜
   ７５重量％であるハードコート用組成物。
2. 【請求項２】　　組成物がさらに反応促進用触媒（Ｄ）
   を含む請求項１に記載の組成物。
3. 【請求項３】　　無機質のオルガノゾル（Ａ）として、
   金属がＳｉ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｔｉ及びＺｒから選択される
   金属酸化物ゾルを用いる請求項１又は２に記載の組成物
   。
4. 【請求項４】　　固形分中の無機質のオルガノゾル（Ａ
   ）の配合割合（固形分基準）が４０〜７０重量％である
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の組成物。
5. 【請求項５】　　組成物がさらに顔料（Ｅ）を含む請求
   項１〜４のいずれか一項に記載の組成物。