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公開番号2024049386
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-09
出願番号2023166342
出願日2023-09-27
発明の名称表面改質組成物、表面改質層、表面改質シート、積層体、表面改質部材、塗装物、表面改質部材の製造方法、塗装物の製造方法、機能層付部材、及び機能層付部材の製造方法
出願人日東電工株式会社
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類C09D 201/02 20060101AFI20240402BHJP(染料;ペイント;つや出し剤;天然樹脂;接着剤;他に分類されない組成物;他に分類されない材料の応用)
要約【課題】樹脂材料との反応温度を任意に調節しうる、表面改質層又は表面改質組成物を提供する。
【解決手段】本発明の第一の実施態様及び第二の実施態様に係る表面改質組成物は、ポリマー成分と添加剤を含有する表面改質組成物であって、前記ポリマー成分は不飽和炭化水素基を含み、前記添加剤の含有量は前記ポリマー成分の全構成単位100質量部に対して0.01質量部以上であり、前記添加剤が特定の範囲のpHを示す。本発明の第三の実施態様及び第四の実施態様に係る表面改質組成物は、ポリマー成分を含有する表面改質組成物であって、前記ポリマー成分は、不飽和炭化水素基とpH調整用モノマーを含み、前記pH調整用モノマーの含有量は、前記ポリマー成分の全構成単位100mol%に対して0.1mol%以上であり、前記ポリマー成分が特定の範囲のpHを示す。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
ポリマー成分と添加剤を含有する表面改質組成物であって、
前記ポリマー成分は、不飽和炭化水素基を含み、
前記添加剤の含有量は、前記ポリマー成分の全構成単位１００質量部に対して０．０１質量部以上であり、
前記添加剤が下記式（１－１）または（１－２）を満たす、表面改質組成物。
ｐＨ
，Ａ１１
―ｐＨ
，０１１
≧０．５・・・式（１－１）
ｐＨ
，Ａ１１
：添加剤および純水を含む懸濁液のｐＨ
ｐＨ
，０１１
：純水のｐＨ
ｐＨ
，Ａ１２
―ｐＨ
，０１２
≧０．５・・・式（１－２）
ｐＨ
，Ａ１２
：添加剤および純水を含む懸濁液のろ過後のろ液のｐＨ
ｐＨ
，０１２
：純水のｐＨ
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
ポリマー成分と添加剤を含有する表面改質組成物であって、
前記ポリマー成分は、不飽和炭化水素基を含み、
前記添加剤の含有量は、前記ポリマー成分の全構成単位１００質量部に対して０．０１質量部以上であり、
前記添加剤が下記式（２－１）または（２－２）を満たす、表面改質組成物。
ｐＨ
，Ａ２１
―ｐＨ
，０２１
≦－０．２・・・式（２－１）
ｐＨ
，Ａ２１
：添加剤および純水を含む懸濁液のｐＨ
ｐＨ
，０２１
：純水のｐＨ
ｐＨ
，Ａ２２
―ｐＨ
，０２２
≦－０．２・・・式（２－２）
ｐＨ
，Ａ２２
：添加剤および純水を含む懸濁液のろ過後のろ液のｐＨ
ｐＨ
，０２２
：純水のｐＨ
【請求項３】
前記ポリマー成分と前記添加剤を含有する表面改質組成物であって、
前記ポリマー成分は、前記不飽和炭化水素基を含み、
前記添加剤の含有量は、前記ポリマー成分の全構成単位１００質量部に対して０．１質量部以上であり、
前記添加剤が下記式（１－１）または（１－２）を満たす、請求項１に記載の表面改質組成物。
ｐＨ
，Ａ１１
―ｐＨ
，０１１
≧０．５・・・式（１－１）
ｐＨ
，Ａ１１
：添加剤および純水を含む懸濁液のｐＨ
ｐＨ
，０１１
：純水のｐＨ
ｐＨ
，Ａ１２
―ｐＨ
，０１２
≧０．５・・・式（１－２）
ｐＨ
，Ａ１２
：添加剤および純水を含む懸濁液のろ過後のろ液のｐＨ
ｐＨ
，０１２
：純水のｐＨ
【請求項４】
前記ポリマー成分と前記添加剤を含有する表面改質組成物であって、
前記ポリマー成分は、前記不飽和炭化水素基を含み、
前記添加剤の含有量は、前記ポリマー成分の全構成単位１００質量部に対して０．１質量部以上であり、
前記添加剤が下記式（２－１）または（２－２）を満たす、請求項２に記載の表面改質組成物。
ｐＨ
，Ａ２１
―ｐＨ
，０２１
≦－０．２・・・式（２－１）
ｐＨ
，Ａ２１
：添加剤および純水を含む懸濁液のｐＨ
ｐＨ
，０２１
：純水のｐＨ
ｐＨ
，Ａ２２
―ｐＨ
，０２２
≦－０．２・・・式（２－２）
ｐＨ
，Ａ２２
：添加剤および純水を含む懸濁液のろ過後のろ液のｐＨ
ｐＨ
，０２２
：純水のｐＨ
【請求項５】
前記添加剤は、脂肪族環、芳香族環及び複素環からなる群から選択される少なくとも１の環状構造及び活性種捕捉部位を有し、
前記添加剤において、前記活性種捕捉部位は、前記環状構造を構成する元素に隣接するか、または前記環状構造を構成する元素を含む、
請求項１又は２に記載の表面改質組成物。
【請求項６】
前記添加剤が、重合禁止剤、ヒンダードアミン系光安定剤及び酸化防止剤から成る群より選ばれる少なくとも１種を含む、
請求項５に記載の表面改質組成物。
【請求項７】
前記ポリマー成分が、（メタ）アクリル系モノマーの部分重合物、重合物又は共重合体を含む、請求項１又は２に記載の表面改質組成物。
【請求項８】
前記（メタ）アクリル系モノマーが、メタクリル酸アルキルエステルである、請求項７に記載の表面改質組成物。
【請求項９】
前記ポリマー成分が、水酸基を含む、請求項１又は２に記載の表面改質組成物。
【請求項１０】
ポリマー成分を含有する表面改質組成物であって、
前記ポリマー成分は、不飽和炭化水素基とｐＨ調整用モノマーを含み、
前記ｐＨ調整用モノマーの含有量は、前記ポリマー成分の全構成単位１００ｍｏｌ％に対して０．１ｍｏｌ％以上であり、
前記ポリマー成分が下記式（３－１）または（３－２）を満たす、表面改質組成物。
ｐＨ
，Ａ３１
―ｐＨ
，０３１
≧０．５・・・式（３－１）
ｐＨ
，Ａ３１
：ポリマー成分および純水を含む懸濁液のｐＨ
ｐＨ
，０３１
：純水のｐＨ
ｐＨ
，Ａ３２
―ｐＨ
，０３２
≧０．５・・・式（３－２）
ｐＨ
，Ａ３２
：ポリマー成分および純水を含む懸濁液のろ過後のろ液のｐＨ
ｐＨ
，０３２
：純水のｐＨ
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
表面改質組成物、表面改質層、表面改質シート、積層体、表面改質部材、塗装物、表面改質部材の製造方法、塗装物の製造方法、機能層付部材、及び機能層付部材の製造方法に関する。
続きを表示（約 3,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、鉄道車両、航空機、船舶、自動車等の輸送機器、電子機器、住宅設備等の部材には、軽量かつ対衝撃性に優れた樹脂が用いられ、その表面には種々の材質の被着体が接合されている。また、樹脂部材には種々の機能を有する塗膜が形成されている。例えば、熱硬化性樹脂の一種である不飽和ポリエステル樹脂をマトリクス樹脂とした樹脂部材は、浴槽や自動車外装用途に使用され、特に自動車外装用途に使用される場合、塗料からなる塗膜が形成された不飽和ポリエステル樹脂部材などが用いられている。
【０００３】
樹脂部材を金属や他の樹脂と接合する際には、十分に接着させる必要がある。このような接着剤としては、従来、ゴムエポキシ系の硬化性樹脂組成物が知られている。しかしながら、樹脂部材は、接着剤となじみにくく従来の接着剤や接着シートを用いても十分な接着強度が得られない。また、繊維複合材料等の強度に優れた樹脂部材は、高い水準の接着強度が求められる。
このため、樹脂部材の接着にはプライマー溶液の塗布や、プライマー溶液の塗布に先立ち、下処理としてサンドブラスト処理、コロナ処理、プラズマ処理などの各種表面処理が必要となる。このような表面処理方法は、製造工程の増加につながり、生産性が低下するためコスト面にも問題がある。また、作業環境ならびに外部環境への負荷を増加させる。
【０００４】
樹脂部材に易接着処理をして十分な接着強度を付与するための手段の一つとして、シート状にした表面改質組成物を用いる技術がある。通常、前述のような表面処理は成形加工後のサンプルに対して行われるが、例えば特許文献１には、熱可塑性樹脂に十分な接着強度を付与し得る表面改質シートといった成形時に表面処理を同時に行う技術が記載されている。さらに、熱硬化性エラストマーといった熱硬化性樹脂に十分な接着強度を付与し得る表面改質シートが特許文献２に記載されている。これらの技術においては、表面改質組成物と樹脂の間で反応を起こし、化学結合を形成させることによって、両者間の良好な密着性が達成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１７－１２８７２２号公報
特開２０１９－１９４０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
実際の製造過程においては、各々の環境、要望に応じて成形加工の温度条件は設定される。しかしながら、特許文献１および２における反応、すなわち化学結合の形成温度は一定である。すなわち、成形加工の温度が変化した場合に、界面における該化学結合の形成速度と樹脂バルク中の硬化速度のバランスが変化し、形成される界面近傍における組成や構造が変化し、ひいては表面改質組成物の樹脂に対する密着性といった特性が変動しうる。また、通常、成形加工に用いる金型をはじめとする装置は予熱されているため、装置に表面改質層又は表面改質組成物と、樹脂材料とを設置した時点から両者間の反応は開始される。これは、設置から成形加工までの時間が変動した場合に、得られる表面改質組成物の特性が影響されることを意味する。これら２つの点は表面改質組成物の安定した特性発現を阻害する要因として、解決すべき課題である。
【０００７】
本発明者らは、表面改質組成物が特定範囲のｐＨを示す添加剤を特定量含有するか、又は表面改質組成物の有するポリマー成分がｐＨ調整用モノマーを特定量含有することにより、表面改質層又は表面改質組成物と、樹脂材料との反応温度を任意に調節しうることを見出した。これにより、成形加工における尤度および安定性を向上することができる。本発明は、表面改質組成物、表面改質層、表面改質シート、積層体、表面改質部材、表面改質部材の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
［１］
ポリマー成分と添加剤を含有する表面改質組成物であって、
前記ポリマー成分は、不飽和炭化水素基を含み、
前記添加剤の含有量は、前記ポリマー成分の全構成単位１００質量部に対して０．０１質量部以上であり、
前記添加剤が下記式（１－１）または（１－２）を満たす、表面改質組成物。
ｐＨ
，Ａ１１
―ｐＨ
，０１１
≧０．５・・・式（１－１）
ｐＨ
，Ａ１１
：添加剤および純水を含む懸濁液のｐＨ
ｐＨ
，０１１
：純水のｐＨ
ｐＨ
，Ａ１２
―ｐＨ
，０１２
≧０．５・・・式（１－２）
ｐＨ
，Ａ１２
：添加剤および純水を含む懸濁液のろ過後のろ液のｐＨ
ｐＨ
，０１２
：純水のｐＨ
［２］
ポリマー成分と添加剤を含有する表面改質組成物であって、
前記ポリマー成分は、不飽和炭化水素基を含み、
前記添加剤の含有量は、前記ポリマー成分の全構成単位１００質量部に対して０．０１質量部以上であり、
前記添加剤が下記式（２－１）または（２－２）を満たす、表面改質組成物。
ｐＨ
，Ａ２１
―ｐＨ
，０２１
≦－０．２・・・式（２－１）
ｐＨ
，Ａ２１
：添加剤および純水を含む懸濁液のｐＨ
ｐＨ
，０２１
：純水のｐＨ
ｐＨ
，Ａ２２
―ｐＨ
，０２２
≦－０．２・・・式（２－２）
ｐＨ
，Ａ２２
：添加剤および純水を含む懸濁液のろ過後のろ液のｐＨ
ｐＨ
，０２２
：純水のｐＨ
［３］
前記ポリマー成分と前記添加剤を含有する表面改質組成物であって、
前記ポリマー成分は、前記不飽和炭化水素基を含み、
前記添加剤の含有量は、前記ポリマー成分の全構成単位１００質量部に対して０．１質量部以上であり、
前記添加剤が下記式（１－１）または（１－２）を満たす、［１］に記載の表面改質組成物。
ｐＨ
，Ａ１１
―ｐＨ
，０１１
≧０．５・・・式（１－１）
ｐＨ
，Ａ１１
：添加剤および純水を含む懸濁液のｐＨ
ｐＨ
，０１１
【発明の効果】
【０００９】
表面改質組成物が特定範囲のｐＨを示す添加剤を特定量含有するか、又は表面改質組成物の有するポリマー成分がｐＨ調整用モノマーを特定量含有することにより、表面改質層又は表面改質組成物と、樹脂材料との反応温度を任意に調節しうる。そのため、成形加工時の温度条件や、表面改質層又は表面改質組成物と、樹脂材料を金型に収容してから成形をするまでの時間に応じて、表面改質組成物の反応温度を適切に調整することで、得られる成形加工品の特性が安定する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、表面改質部材の一例を示す概略断面図である。
図２は、表面改質部材の他の一例を示す概略断面図である。
図３は、表面改質部材の他の一例を示す概略断面図である。
図４は、表面改質部材と樹脂部材の積層体の一例を示す概略断面図である。
図５は、表面改質シートの一例を示す概略断面図である。
図６は、離型シートと表面改質層の積層体である表面改質シートの表面改質層側を樹脂材料の表面の少なくとも一部に載置する形態を示す概略断面図である。
図７は、塗装物の一例を示す概略断面図である。
図８は、機能層付部材の一例を示す概略断面図である。
図９は、実施例における、ΔＴ（ＴＭ－ＤＳＣ吸熱ピーク温度の変化量）とΔｐＨ（（添加剤のｐＨ値又はポリマー成分のｐＨ値）－（ブランク測定によるｐＨ値））の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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