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JP-2026077873-A - 型内塗装用ポリウレタン樹脂形成性組成物、型内塗装剤セット、塗膜及び型内塗装方法

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Abstract

【課題】型内塗装法において、良好な塗膜形成性を有し、透明性に優れる塗膜を形成することができる、ポリウレタン樹脂形成性組成物を提供する。 【解決手段】２５℃で液状の非芳香族ポリイソシアネート（Ａ）と、２５℃で液状のポリカーボネートポリオール（Ｂ）と、分子量２００未満のポリオール（Ｃ）と、を含み、ポリカーボネートポリオール（Ｂ）の水酸基価が１００～４００ｍｇＫＯＨ／ｇであり、非芳香族ポリイソシアネート（Ａ）が、脂肪族ジイソシアネートのイソシアヌレート体を含み、ポリオール（Ｃ）がトリオールを含み、ポリオール（Ｃ）の含有量が、組成物の全質量を基準として、１３００／１００．０６質量％以下であり、トリオールの含有量が、組成物の全質量を基準として、３質量％以上である、型内塗装用ポリウレタン樹脂形成性組成物。 【選択図】なし

Inventors

  • 南原 慎太郎
  • 中島 雄次

Assignees

  • 東ソー株式会社

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20260226

Claims (9)

  1. ２５℃で液状の非芳香族ポリイソシアネート（Ａ）と、２５℃で液状のポリカーボネートポリオール（Ｂ）と、分子量２００未満のポリオール（Ｃ）と、を含み、 前記ポリカーボネートポリオール（Ｂ）の水酸基価が１００～４００ｍｇＫＯＨ／ｇであり、 前記非芳香族ポリイソシアネート（Ａ）が、脂肪族ジイソシアネートのイソシアヌレート体を含み、 前記ポリオール（Ｃ）がトリオールを含み、 前記ポリオール（Ｃ）の含有量が、組成物の全質量を基準として、１３００／１００．０６質量％以下であり、 前記トリオールの含有量が、組成物の全質量を基準として、３質量％以上である、型内塗装用ポリウレタン樹脂形成性組成物。
  2. 前記非芳香族ポリイソシアネート（Ａ）が、脂肪族ジイソシアネートのアロファネート体をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
  3. 前記ポリカーボネートポリオール（Ｂ）が、１，３－ブタンジオール、３－メチル－１，５－ペンタンジオール及び２－メチル－１，８－オクタンジオールからなる群より選択される少なくとも一種と、炭素数が３～６の直鎖状のグリコールと、をモノマー単位として含む、請求項１に記載の組成物。
  4. 前記ポリカーボネートポリオール（Ｂ）が、炭素数が３～６の直鎖状のグリコールの少なくとも二種をモノマー単位として含む、請求項１に記載の組成物。
  5. 前記ポリカーボネートポリオール（Ｂ）が、トリメチロールプロパンをモノマー単位として含む、請求項１に記載の組成物。
  6. 前記ポリオール（Ｃ）がトリメチロールプロパンを含む、請求項１に記載の組成物。
  7. 請求項１～６のいずれか一項に記載の組成物を調製するための型内塗装剤セットであって、 前記非芳香族ポリイソシアネート（Ａ）を含む第一剤と、前記ポリカーボネートポリオール（Ｂ）を含む第二剤と、を備える、型内塗装剤セット。
  8. 請求項１～６のいずれか一項に記載の組成物の反応生成物を含む、塗膜。
  9. 基材と前記基材が内部に配置された型を用意することと、請求項１～６のいずれか一項に記載の組成物を前記型内に注入し、前記基材の表面に前記組成物を塗布することと、前記組成物を反応させて前記基材の表面に塗膜を形成することと、を含む、型内塗装方法。

Description

本発明は、型内塗装用ポリウレタン樹脂形成性組成物、型内塗装剤セット、塗膜及び型内塗装方法に関する。 ポリウレタン樹脂形成性を有する組成物は、塗装剤として広く使用されている。一般的な塗装用途では、ポリエーテルポリオール及びポリエステルポリオールがポリウレタン樹脂の反応原料として用いられてきたが、自動車の内装部品、外装部品等に使用されるプラスチック成型品の塗装用途では、高い耐久性等を付与するために、ポリカーボネートポリオールが使用されるようになってきている（例えば特許文献１参照。）。 近年、環境負荷低減の観点から、プラスチック成型品等の表面を塗装する手法として、型内塗装法が注目されている（例えば特許文献２参照。）。型内塗装法は、基材が金型等の型内に配置された状態で、該型内に塗装剤を注入して該塗装剤を反応させることで基材の表面に塗膜を形成する手法である。この方法では、上記塗装用の型として基材の成型用の型をそのまま使用することができるため、従来の塗装方法と比較して少ない工程で基材の表面を塗装することが可能であり、塗装に伴って発生する廃棄物量及びエネルギー消費量を低減することが可能である。 特開２０１４－２０１６８０号公報特開２００５－０７４８９６号公報 本発明の型内塗装方法の一実施形態を説明するための模式図である。 以下、本発明のいくつかの実施形態について説明する。ただし、本発明は下記実施形態に何ら限定されるものではない。 本明細書中、「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。また、特に断らない限り、「～」の前後に記載される数値の単位は同じである。本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。また、個別に記載した上限値及び下限値は任意に組み合わせ可能である。以下で例示する材料は、特に断らない限り、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。 ＜ポリウレタン樹脂形成性組成物＞ 本発明の一実施形態は、２５℃で液状の非芳香族ポリイソシアネート（Ａ）（以下、「（Ａ）成分」ともいう。）と、２５℃で液状のポリカーボネートポリオール（Ｂ）（以下、「（Ｂ）成分」ともいう。）と、を含み、ポリカーボネートポリオール（Ｂ）の水酸基価が１００～４００ｍｇＫＯＨ／ｇである、ポリウレタン樹脂形成性組成物（以下、単に「組成物」ともいう。）に関する。ここで、「ポリウレタン樹脂形成性」とは、組成物に含まれる成分同士の反応（すなわち、少なくとも（Ａ）成分と（Ｂ）成分との反応）によりポリウレタン樹脂を形成し得る性質を有することを意味する。 上記組成物（Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）は、上記（Ａ）成分と上記（Ｂ）成分とを含むことから、型内塗装法において良好な塗膜形成性を示す。すなわち、上記組成物によれば、型内塗装法で塗装を行う場合であっても、しわ、スジ、ムラ、欠点（ショート）、変色等の外観不良が抑制された塗膜を形成することができる。そのため、上記組成物は、型内塗装用ポリウレタン樹脂形成性組成物（型内塗装剤）として好適に用いられる。特に、上記組成物は、低温でも（例えば２液混合から金型への注入までの組成物の温度が３０℃以下、金型温度が８５℃以下の条件で型内塗装を行う場合でも）良好な塗膜形成性を有するため、耐熱性の低い基材への塗装に好適に用いられる。また、例えば（Ａ）成分として脂肪族ジイソシアネートのイソシアヌレート体を用いること等により、低温での型内塗装における良好な塗膜形成性と低温速硬化性（例えば８５℃以下で速やかに硬化する性質）とを両立することができ、耐熱性の低い基材への塗装における生産効率を高めることができる。 また、上記組成物によれば、透明性に優れる塗膜を形成することができる。特に、上記組成物は低温での型内塗装における良好な塗膜形成性を有することから、上記組成物によれば、高温の密閉区間内で塗装を行うことによる塗膜の変色やくもりを抑制することができ、型内塗装において透明性に優れる塗膜を形成することができる。 さらに、上記組成物は、（Ｂ）成分としてポリカーボネートポリオールを含むことから、上記組成物によれば、十分に高い機械物性（硬度、引張伸度、引張強度及び引裂き強度）を有する塗膜が得られやすい。 ポリウレタン樹脂形成性組成物は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分に加えて、分子量２００未満のポリオール（Ｃ）（以下、「（Ｃ）成分」ともいう。）及び触媒（Ｄ）（以下、「（Ｄ）成分」ともいう。）をさらに含んでいてよく、これら以外の他の成分をさらに含んでいてもよい。以下、ポリウレタン樹脂形成性組成物に含まれ得る成分について説明する。 ［（Ａ）成分］ （Ａ）成分は、２５℃で液状の非芳香族ポリイソシアネートである。本明細書において、「非芳香族ポリイソシアネート」とは、芳香環を有さず、イソシアネート基を複数有する化合物を意味する。また、「２５℃で液状」とは、８０℃以上に加熱し、続いて２５℃で２４時間静置した後に傾けたとき、目視観察で僅かでも流動性を確認できること意味する。 非芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、及びそれらの変性体が挙げられる。変性体としては、例えば、イソシアヌレート変性体、アロファネート変性体、ビウレット変性体、ウレタン変性体、ウレア変性体、カルボジイミド変性体、ウレトンイミン変性体、ウレトジオン変性体等が挙げられる。 脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、２－メチルペンタン－１，５－ジイソシアネート、３－メチルペンタン－１，５－ジイソシアネート、リジンジイソシアネート、トリオキシエチレンジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、ノナメチレンジイソシアネート、２，２’－ジメチルペンタンジイソシアネート、２，２，４－トリメチルヘキサンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、ブテンジイソシアネート、１，３－ブタジエン－１，４－ジイソシアネート、２，４，４－トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、１，６，１１－ウンデカントリイソシアネート、１，３，６－ヘキサメチレントリイソシアネート、１，８－ジイソシアネート－４－イソシアネートメチルオクタン、２，５，７－トリメチル－１，８－ジイソシアネート－５－イソシアネートメチルオクタン、ビス（イソシアネートエチル）カーボネート、ビス（イソシアネートエチル）エーテル、１，４－ブチレングリコールジプロピルエーテル－α，α’－ジイソシアネート、リジンジイソシアネートメチルエステル、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－イソシアネートプロピル－２，６－ジイソシアネートヘキサノエート等が挙げられる。これらは、１種を単独で用いてよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。 脂環族ポリイソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート、ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、ジシクロヘキシルジメチルメタンジイソシアネート、２，２’－ジメチルジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ビス（４－イソシアネート－ｎ－ブチリデン）ペンタエリスリトール、水添ダイマー酸ジイソシアネート、２－イソシアネートメチル－３－（３－イソシアネートプロピル）－５－イソシアネートメチル－ビシクロ〔２．２．１〕－ヘプタン、２－イソシアネートメチル－３－（３－イソシアネートプロピル）－６－イソシアネートメチル－ビシクロ〔２．２．１〕－ヘプタン、２－イソシアネートメチル－２－（３－イソシアネートプロピル）－５－イソシアネートメチル－ビシクロ〔２．２．１〕－ヘプタン、２－イソシアネートメチル－２－（３－イソシアネートプロピル）－６－イソシアネートメチル－ビシクロ〔２．２．１〕－ヘプタン、２－イソシアネートメチル－３－（３－イソシアネートプロピル）－５－（２－イソシアネートエチル）－ビシクロ－〔２．２．１〕－ヘプタン、２－イソシアネートメチル－３－（３－イソシアネートプロピル）－６－（２－イソシアネートエチル）－ビシクロ－〔２．２．１〕－ヘプタン、２－イソシアネートメチル－２－（３－イソシアネートプロピル）－５－（２－イソシアネートエチル）－ビシクロ－〔２．２．１〕－ヘプタン、２－イソシアネートメチル－２－（３－イソシアネートプロピル）－６－（２－イソシアネートエチル）－ビシクロ－〔２．２．１〕－ヘプタン、２，５－ビス（イソシアネートメチル）－ビシクロ〔２．２．１〕－ヘプタン、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、水添トリレンジイソシアネート、水添キシレンジイソシアネート、水添テトラメチルキシレンジイソシアネート等が挙げられる。これらは、１種を単独で用いてよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。 上述したポリイソシアネートの中でも、（Ａ）成分が脂肪族ジイソシアネートのイソシアヌレート体及び脂肪族ジイソシアネートのアロファネート体からなる群より選択される少なくとも一種を含む場合、型内塗装時の塗膜形成性（例えば低温での型内塗装における塗膜形成性）と硬化性（例えば低温速硬化性）のバランスがより向上する傾向がある。特に、（Ａ）成分が脂肪族ジイソシアネートのイソシアヌレート変性体を含む場合、硬化性（例えば低温速硬化性）がより向上する傾向があり、（Ａ）成分が脂肪族ジイソシアネートのアロファネート変性体を含む場合、型内塗装時の塗膜形成性（例えば低温での型内塗装における塗膜形成性）がより向上する傾向がある。これらの観点から、上記イソシアヌレート変性体と上記アロファネート変性体とを併用してもよい。 （Ａ）成分中、上記イソシアヌレート変性体の含有量は、１０質量％以上、３０質量％以上、５０質量％以上、７０質量％以上又は９０質量％以上であってよく、１００質量％以下、９０質量％以下、７０質量％以下、５０質量％以下、３０質量％以下又は１０質量％以下であってよく、０～１００質量％、１０～９０質量％又は３０～７０質量％であってよい。なお、上記含有量は、（Ａ）成分の全質量を基準とする含有量である。 （Ａ）成分中、上記アロファネート変性体の含有量は、１０質量％以上、３０質量％以上、５０質量％以上、７０質量％以上又は９０質量％以上であってよく、１００質量％以下、９０質量％以下、７０質量％以下、５０質量％以下、３０質量％以下又は１０質量％以下であってよく、０～１００質量％、１０～９０質量％又は３０～７０質量％であってよい。なお、上記含有量は、（Ａ）成分の全質量を基準とする含有量である。 （Ａ）成分のＮＣＯ含有量は、１０～４０質量％であってよく、１５～３５質量％又は１９～３０質量％であってもよい。（Ａ）成分のＮＣＯ含有量が１０質量％以上であると、塗膜がより高い硬度を有する傾向がある。（Ａ）成分のＮＣＯ含有量が４０質量％以下の場合には、塗膜が良好な自己修復性を示す傾向がある。上記含有量は、（Ａ）成分の全質量を基準とする含有量である。 本明細書中、ＮＣＯ含有量は、ＪＩＳＫ１６０３－１（ポリウレタン原料芳香族イソシアネート試験方法）に記載の方法により測定される値である。 （Ａ）成分の含有量は、例えば、組