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JP6590587B2 - コーティング材および物品 - Google Patents

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Description

本発明は、コーティング材および物品に関する。
従来から、各種基材表面に防汚性、撥水性、撥油性、離型性、耐熱性、耐候性、耐傷つき性、塗膜すべり性等を付与する目的で、シリコーン系コーティング材が使用・検討されてきた。
シリコーン系コーティング材としては、末端にシラノール基等の架橋性基を有する比較的低分子量のシリコーンを有機溶剤に溶解させた、いわゆるシリコーンワニスが一般的である。
シリコーンワニスは、架橋反応を促進させて硬化時間ないし硬化温度を低下させる目的で、架橋剤や硬化剤を併用することがある(例えば特許文献1)。
国際公開第2009/60535号パンフレット
本発明者らの検討によれば、架橋剤や硬化剤を併用したシリコーンワニスは、保存中に架橋反応が進行してゲル化する場合があることが明らかになった。コーティングの直前に架橋剤や硬化剤を添加して混合する二液タイプとする方法、あるいは紫外線照射等により硬化する方法も考えられる。しかし、このような方法ではコーティングの作業が煩雑となる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、保存安定性に優れ、かつ、シリコーンワニスに期待される特性(例えば、塗膜すべり性等)を、手軽な手段で基材に付与することが可能なコーティング材を提供するものである。
すなわち、本発明によれば、以下に示すコーティング材および物品が提供される。
[1]
融点が40℃以上105℃以下のポリオレフィンと、シリル化ポリオレフィンと、有機溶媒とを含み、
上記ポリオレフィンおよび上記シリル化ポリオレフィンが上記有機溶媒中に溶解または分散しているコーティング材。
[2]
上記ポリオレフィンがエチレン・α−オレフィン共重合体(A1)およびプロピレン・α−オレフィン共重合体(A2)から選択される少なくとも一種を含む上記[1]に記載のコーティング材。
[3]
上記プロピレン・α−オレフィン共重合体(A2)が、以下の要件(i)および(ii)を満たす上記[2]に記載のコーティング材。
(i)ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)で測定される重量平均分子量(Mw)が3,000以上40,000以下の範囲にある
(ii)上記プロピレン・α−オレフィン共重合体(A2)におけるプロピレン由来の構成単位(a)と、炭素数4以上のα−オレフィン由来の構成単位(b)の合計を100モル%としたとき、上記プロピレン・α−オレフィン共重合体(A2)における上記構成単位(a)の割合が60モル%以上95モル%以下であり、上記プロピレン・α−オレフィン共重合体(A2)における上記構成単位(b)の割合が5モル%以上40モル%以下である
[4]
上記シリル化ポリオレフィンが下記式(1)で表されるシリル化ポリオレフィンである上記[1]乃至[3]のいずれか一つに記載のコーティング材。
Figure 0006590587
(上記式(1)において、A、AおよびAは各々独立に、ポリオレフィン鎖または炭素数1〜10の炭化水素基である。Rは炭素数1〜10の炭化水素基である。各Rは同一でも異なっていてもよい。mは1〜10,000の整数である。Aが複数存在する場合、各Aは同一でも異なっていてもよい。ただし、A、A、Aのうち、少なくとも1つはポリオレフィン鎖を表す。)
[5]
上記コーティング材中の上記シリル化ポリオレフィンの含有量が、上記ポリオレフィン1質量部に対し、0.005質量部以上90質量部以下である、上記[1]乃至[4]のいずれか一つに記載のコーティング材。
[6]
上記コーティング材中の上記ポリオレフィンの含有量が、上記有機溶媒100質量部に対し、0.1質量部以上55質量部以下である、上記[1]乃至[5]のいずれか一つに記載のコーティング材。
[7]
上記[1]乃至[6]のいずれか一つに記載のコーティング材により形成されたコーティング層を備える物品。
本発明のコーティング材は保存安定性に優れている。さらに、本発明のコーティング材は施行が容易である。また得られる塗膜は塗工性が良好で、シリコーンが本来有する良好な特性(例えば、塗膜すべり性等)を有している。さらに、手軽な手段で基材にコーティングすることができる。
以下に、本発明の実施形態について説明する。なお、文中の数値範囲を示す記号「a〜b」はとくに断りがない限り、a以上からb以下を表すものとする。
以下、本実施形態に係るコーティング材について説明する。
本実施形態に係るコーティング材は、融点が40℃以上105℃以下のポリオレフィンと、シリル化ポリオレフィンと、有機溶媒とを含む。そして、上記ポリオレフィンおよび上記シリル化ポリオレフィンが上記有機溶媒中に溶解または分散している。
本実施形態に係るコーティング材は、保存安定性に優れ、かつ、シリコーンワニスに期待される特性(例えば、塗膜すべり性等)を、手軽な手段で基材に付与することが可能である。
[ポリオレフィン]
本実施形態に係るポリオレフィンの融点(Tm)の下限は40℃以上であり、好ましくは60℃以上であり、特に好ましくは70℃以上である。また、本実施形態に係るポリオレフィンの融点(Tm)の上限は105℃以下であり、好ましくは100℃以下であり、特に好ましくは97℃以下である。当該ポリオレフィンは、その構成単位中にシリコーン部分を含まない。
<融点の測定法>
ポリオレフィンの融点(Tm)は、例えば、DSC(示差走査型熱量測定)法により測定できる。DSC装置としては、例えば、DSC−20(セイコー電子工業社製)を用いることができる。
まず、試料約10mgを−20℃から200℃まで10℃/分で昇温させて、得られたカーブの吸熱ピークを融点として求める。この昇温測定の前に、一旦、試料(ポリオレフィン)を200℃程度まで昇温させて、5分間保持した後、10℃/分で常温(−20℃)まで降温させる操作を行い、試料(ポリオレフィン)の熱履歴を統一する。
本実施形態に係る融点が上記範囲内のポリオレフィンとしては特に限定されないが、例えば、エチレンの単独または共重合体、プロピレン共重合体等が挙げられる。
中でも、エチレン・α−オレフィン共重合体(A1)およびプロピレン・α−オレフィン共重合体(A2)から選択される少なくとも一種が好ましい。
エチレン・α−オレフィン共重合体(A1)において、α−オレフィンとしては、炭素数3以上のα−オレフィンが好ましく、炭素数3〜50のα−オレフィンがより好ましい。
α−オレフィンの例としては、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、3,4−ジメチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ヘキセン、3−エチル−1−ペンテン、3−エチル−4−メチル−1−ペンテン、3,4−ジメチル−1−ヘキセン、4−メチル−1−ヘプテン、3,4−ジメチル−1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−エイコセン、ビニルシクロヘキサン等が挙げられる。
エチレン・α−オレフィン共重合体(A1)におけるエチレン由来の構成単位(a)が50〜97モル%であることが好ましく、60〜95モル%であることがより好ましい。
また、エチレン・α−オレフィン共重合体(A1)におけるα−オレフィン由来の構成単位(b)が3〜50モル%であることが好ましく、5〜40モル%であることがより好ましい。
ここで、構成単位(a)+構成単位(b)=100モル%とする。
また、エチレン・α−オレフィン共重合体(A1)のゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)で測定される重量平均分子量(Mw)が2,000〜40,000の範囲にあることが好ましい。
プロピレン・α−オレフィン共重合体(A2)において、α−オレフィンとしては、炭素数4以上のα−オレフィンが好ましく、炭素数4〜50のα−オレフィンがより好ましい。α−オレフィンの例としては、1−ブテン、1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、3,4−ジメチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ヘキセン、3−エチル−1−ペンテン、3−エチル−4−メチル−1−ペンテン、3,4−ジメチル−1−ヘキセン、4−メチル−1−ヘプテン、3,4−ジメチル−1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−エイコセン、ビニルシクロヘキサン等が挙げられる。
プロピレン・α−オレフィン共重合体(A2)におけるプロピレン由来の構成単位(a)が60〜95モル%であることが好ましく、70〜90モル%であることがより好ましく、77〜90モル%であることが特に好ましい。
また、プロピレン・α−オレフィン共重合体(A2)における炭素数4以上のα−オレフィン由来の構成単位(b)が5〜40モル%であることが好ましく、10〜30モル%であることがより好ましく、10〜23モル%であることが特に好ましい。
ここで、構成単位(a)+構成単位(b)=100モル%とする。
プロピレン・α−オレフィン共重合体(A2)のゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)で測定される重量平均分子量(Mw)が3,000〜40,000の範囲にあることが好ましい。
上記したポリオレフィンの分子量の測定方法を以下に示す。
<分子量・分子量分布>
本実施形態に係るポリオレフィンの重量平均分子量(Mw)は、GPC測定により求めることができる。GPC測定は以下の条件で行う。また、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)は、市販の単分散標準ポリスチレンを用いて検量線を作成し、下記の換算法に基づいて求める。
装置:ゲル浸透クロマトグラフAlliance GPC2000型(Waters社製)
有機溶媒:o−ジクロロベンゼン
カラム:TSKgel GMH6−HT×2、TSKgel GMH6−HTLカラム×2(何れも東ソー社製)
流速:1.0 ml/分
試料:0.15mg/mL o−ジクロロベンゼン溶液
温度:140℃
分子量換算:PS換算/汎用較正法
なお、汎用較正の計算には、Mark−Houwink粘度式の係数を用いる。PS(ポリスチレン)のMark−Houwink係数は文献(J.Polym.Sci.,Part A−2,8,1803(1970)、Makromol.Chem.,177,213(1976))に記載の値を用いる。
本実施形態に係るポリオレフィンは、公知の方法で製造できる。
また、本実施形態に係るポリオレフィンは、無水マレイン酸、クロトン酸、オレイン酸等の不飽和カルボン酸またはその誘導体により変性されていてもよい。
[シリル化ポリオレフィン]
本実施形態に係るシリル化ポリオレフィンは、シリコーン部分とポリオレフィン部分を有する限りどのような構造でもよいが、下記式(1)で表される構造を有するものが好ましい。
Figure 0006590587
(上記式(1)において、A、AおよびAは各々独立に、ポリオレフィン鎖または炭素数1〜10の炭化水素基である。Rは炭素数1〜10の炭化水素基である。各Rは同一でも異なっていてもよい。mは1〜10,000の整数である。Aが複数存在する場合、各Aは同一でも異なっていてもよい。ただし、A、A、Aのうち、少なくとも1つはポリオレフィン鎖を表す。)
上記A、AおよびAにおけるポリオレフィン鎖は、例えば炭素数2〜50、好ましくは炭素数2〜20のオレフィンに由来する構造単位を含む重合体鎖である。
炭素数2〜50のオレフィンとしては、具体的には、エチレン、炭素数3〜50のα−オレフィン(プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、3,4−ジメチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ヘキセン、3−エチル−1−ペンテン、3−エチル−4−メチル−1−ペンテン、3,4−ジメチル−1−ヘキセン、4−メチル−1−ヘプテン、3,4−ジメチル−1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−エイコセン、ビニルシクロヘキサン等)が挙げられる。
これらのうち、エチレン、炭素数3〜12のα−オレフィンが好ましく、エチレン、炭素数3〜8のα−オレフィンがより好ましく、エチレンが特に好ましい。
ポリオレフィン鎖は単独重合体鎖であっても、共重合体鎖であってもよい。
なかでも、エチレンおよび炭素数3〜50のα−オレフィンから選ばれる炭素数2〜50のオレフィンのみから構成される重合体鎖が好ましく、さらには、エチレン単独重合体鎖、プロピレン単独重合体鎖、またはエチレン・炭素数3〜20のα−オレフィンの共重合体鎖が好ましい。エチレン・炭素数3〜20のα−オレフィンの共重合体鎖において、全構成単位を100モル%としたとき、炭素数3〜20のα−オレフィン由来の構造単位は、例えば0モル%を超え20モル%以下とすることができ、0モル%を超え10モル%以下とすることもできる。
また、上記ポリオレフィン鎖は所望により、他のオレフィン由来の構造単位を含んでもよい。他のオレフィンとしては、シス−2−ブテン等の内部二重結合を含むオレフィン;イソブテン等のビニリデン化合物;スチレン等のアリールビニル化合物;α−メチルスチレン等のアリールビニリデン化合物;メタクリル酸メチル等の官能基置換ビニリデン化合物;5−メチル−2−ノルボルネン、テトラシクロドデセン、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン等の内部二重結合を含む脂肪族環状オレフィン;インデン等の芳香環を含有する環状オレフィン;ブタジエン、イソプレン、エチリデンノルボルネン、ビニルノルボルネン等の鎖状または環状のポリエン等が挙げられる。
他のオレフィン由来の構造単位の含有量は、ポリオレフィン鎖を構成する全構成単位を100モル%としたとき、0〜10モル%が好ましく、0〜5モル%がより好ましい。
上記ポリオレフィン鎖は、下記のGPC法により求めた数平均分子量が100以上500,000以下であることが好ましく、200以上100,000以下がさらに好ましく、500以上50,000以下がさらに好ましく、700以上10,000以下がさらに好ましい。
また、上記ポリオレフィン鎖は、下記のGPC法により求めた分子量分布(Mw/Mn)が1.1〜3.0の範囲にあることが好ましい。
<GPC測定法>
GPC測定は、温度140℃、オルトジクロロベンゼンを溶媒として使用してポリスチレン検量線を用いて測定し、ポリエチレン換算値として分析値(重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)およびMw/Mn)を得ることができる。
測定は以下の条件で行うことができる。また、分子量は、市販の単分散標準ポリスチレンを用いて検量線を作成し、下記の換算法に基づいて求めることができる。
装置:ゲル浸透クロマトグラフAllianceGPC2000型(Waters社製)
溶剤:o−ジクロロベンゼン
カラム:TSKgelカラム(東ソー社製)×4
流速:1.0ml/分
試料:0.15mg/mLo−ジクロロベンゼン溶液
温度:140℃
分子量換算:PS換算/汎用較正法
なお、汎用較正の計算には、以下に示すMark−Houwink粘度式の係数を用いることができる。
ポリスチレン(PS)の係数:KPS=1.38×10−4,aPS=0.70
ポリエチレン(PE)の係数:KPE=5.06×10−4,aPE=0.70
上記A、A、AおよびRにおいて、炭素数1〜10の炭化水素基としては、アルキル基、アリールアルキル基、アルケニル基、アリール基が挙げられる。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、デシル基、オクタデシル基等の直鎖状または分岐状アルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基等のシクロアルキル基等が挙げられる。
アリールアルキル基としては、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等が挙げられる。
アルケニル基としては、ビニル基、プロペニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。
アリール基としては、フェニル基、トリル基、ジメチルフェニル基、トリメチルフェニル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
上記式(1)において、mは1〜10,000の整数である。mは5以上が好ましく、10以上がより好ましい。また、mは1,000以下が好ましく、300以下がより好ましく、50以下がより好ましい。
上記A、A、単数または複数のAは、全てがポリオレフィン鎖であってもよいし、一部の基がポリオレフィン鎖でその他は炭素数1〜10の炭化水素基であってもよい。
上記式(1)において、mが2以上であり、Aのうちの少なくとも1つが他のAと異なる場合、複数種の下記ユニットが存在するが、その並ぶ順序に特に制限はなく、ブロック的であってもランダム的であってもよい。
Figure 0006590587
上記式(1)としては、下記(1A)、(1B)または(1C)で表される構造体が好ましく、その中でも(1A)がより好ましい。
(1A)上記式(1)において、AおよびAがポリオレフィン鎖であり、Aが炭素数1〜10の炭化水素基である、構造体。
(1B)上記式(1)において、A、Aの一方がポリオレフィン鎖であり、他方が炭素数1〜10の炭化水素基であり、Aが炭素数1〜10の炭化水素基である、構造体。
(1C)上記式(1)において、AおよびAが炭素数1〜10の炭化水素基であり、Aのうち少なくとも1つがポリオレフィン鎖である、構造体。
本実施形態に係るシリル化ポリオレフィンにおいて、シリコーン部分/ポリオレフィン部分(質量比)は特に限定されるものではないが、例えば、好ましくは5/95〜99/1であり、より好ましくは10/90〜95/5である。
本実施形態に係るシリル化ポリオレフィンの製造方法は特に限定されるものではないが、例えば、国際公開第2012/098865号の段落0089〜0145や段落0196〜0207等に記載された方法により製造することができる。
[有機溶媒]
本実施形態に係る有機溶媒は、上記ポリオレフィンと上記シリル化ポリオレフィンを溶解、もしくは分散可能なものであれば特に制限されない。
有機溶媒の好ましい例には、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶媒;シクロヘキサン、シクロヘキセン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロへキサン等の脂環族炭化水素系溶媒;トリクロルエチレン、ジクロルエチレン、クロルベンゼン等のハロゲン化炭化水素系溶媒;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、プロパンジオール、フェノール等のアルコール系溶媒;アセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトンペンタノン、ヘキサノン、イソホロン、アセトフェノン等のケトン系溶媒;メチルセルソルブ、エチルセルソルブ等のセルソルブ系溶媒;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、ギ酸ブチル等のエステル系溶媒;テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒;Nメチルピロリドン等のピロリドン系溶媒;が含まれる。
これらは、コーティング材中に、1種単独で含まれてもよく、2種以上含まれてもよい。
これらの中でも、芳香族炭化水素系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、または脂環族炭化水素系溶媒からなる炭化水素系溶媒、アルコール系溶媒、もしくはエステル系溶媒が好ましい。
[コーティング材]
本実施形態に係るコーティング材中の上記シリル化ポリオレフィンの含有量は、上記ポリオレフィン1質量部に対し、0.005〜90質量部であることが好ましく、0.01〜20質量部であることがより好ましく、0.02〜10質量部であることがさらに好ましく、0.03〜5質量部であることが特に好ましい。
本実施形態に係るコーティング材に含まれる溶質または分散質としては上記ポリオレフィンと上記シリル化ポリオレフィンのみでもよいが、所望により、本発明の目的を損なわない範囲、例えば上記ポリオレフィンと上記シリル化ポリオレフィンの合計100質量部に対して10質量部以下の範囲で、さらに他の樹脂や添加剤等を含むことができる。
本実施形態に係るコーティング材中の上記ポリオレフィンの含有量は、有機溶媒100質量部に対し、0.1〜55質量部であることが好ましく、1〜40質量部であることがより好ましく、5〜30質量部であることがさらに好ましい。
本実施形態に係るコーティング材中の上記ポリオレフィンおよびシリル化ポリオレフィンの合計含有量は、コーティング材全体を100質量部としたとき、1〜50質量部であることが好ましく、2〜30質量部であることがより好ましく、3〜20質量部であることが特に好ましい。
本実施形態に係るポリオレフィンおよびシリル化ポリオレフィンを有機溶媒に溶解、または分散させる方法は、特に制限されない。例えば、ポリオレフィンとシリル化ポリオレフィンと有機溶媒とを混合し、これらを攪拌することで、ポリオレフィンとシリル化ポリオレフィンを有機溶媒に溶解、分散させる方法;ポリオレフィンとシリル化ポリオレフィンと有機溶媒とを混合し、これらを攪拌しながら昇温する方法;さらに、有機溶媒とポリオレフィンとシリル化ポリオレフィンとの混合物を攪拌しながら昇温し、ポリオレフィンとシリル化ポリオレフィンを完全に、もしくはその一部を溶解させた状態から、徐々に冷却して、有機溶媒中で微粒子化する方法;等が挙げられる。
本実施形態に係るコーティング材は、被塗布物に直接塗布してもよく、各種プライマー等を使用した下塗りを経て塗布してもよく、各種フィラーや顔料、インキ等と混合して塗布してもよい。また、本実施形態に係るコーティング材から一度溶媒を除去した後、任意の溶媒中に樹脂成分を溶解または分散させて、被塗布物に塗布してもよい。
本実施形態に係るコーティング材を直接、被塗布物に塗布する場合、その塗布方法は特に限定されず、噴霧によって塗布してもよく、刷けやコーター等で塗布してもよい。本実施形態に係るコーティング材は、成分が分離し難いため、スプレー塗装、例えば、スプレーガンで被塗布物の表面に吹きつける(塗布する)ことができる。また、本実施形態に係るコーティング材を塗布する際の、塗料の温度は特に制限されず、加熱して塗布してもよいが、常温で塗布することもできる。
本実施形態に係るコーティング材は、塗布後、当該コーティング材に含まれる有機溶媒を乾燥させることで、ベタつきのない塗膜が得られる。コーティング材の乾燥方法は特に制限されず、自然乾燥であってもよく、加熱強制乾燥であってもよい。
本実施形態に係るコーティング材で各種の物品の表面をコーティングすると、コーティング表面の防汚性、撥水性、撥油性、離型性、耐熱性、耐候性、耐傷つき性、塗膜すべり性等を改善することができる。
本実施形態に係るコーティング材を適用可能な物品の材質に特段の制限はないが、例えば、合成樹脂、エラストマー、ゴム、金属、ガラス、セラミックス、紙等を挙げることができる。
当該物品の形状については、例えば、フィルム、シート、中空体、繊維、チューブ等が挙げられるが、勿論その他の形状であってもよい。
本実施形態に係るコーティング材でコートされた物品の用途として、例えば、電気電子部品、自動車部品、建材、容器・包装材、摺動部品、離型フィルムを挙げることができる。
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
以下、実施例・比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例等に限定されるものではない。
[製造例1]プロピレン・1−ブテン共重合体(A2−3)の製造
充分に窒素置換した2000mlの重合装置に、900mlの乾燥ヘキサン、1−ブテン65gとトリイソブチルアルミニウム(1.0mmol)を常温で仕込んだ後、重合装置内温を70℃に昇温し、プロピレンで0.7MPaに加圧した。次いで、ジメチルメチレン(3−tert−ブチル−5−メチルシクロペンタジエニル)フルオレニルジルコニウムジクロリド0.002mmolとアルミニウム換算で0.6mmolのメチルアルミノキサン(東ソー・ファインケム社製)を接触させたトルエン溶液を重合器内に添加し、内温62℃、プロピレン圧0.7MPaを保ちながら30分間重合し、20mlのメタノールを添加し重合を停止した。脱圧後、2Lのメタノール中で重合溶液から重合体を析出し、真空下130℃、12時間乾燥し、プロピレン・1−ブテン共重合体(A2−1)を得た。
次いで攪拌装置、窒素導入管、コンデンサーを備えた1.5Lステンレス製熱分解装置に、上記製造した原料プロピレン・1−ブテン共重合体(A2−1)を200g入れ、系内を充分に窒素置換した。次に、窒素を流入したまま熱分解装置内の温度を380℃まで昇温し樹脂を溶融した後、攪拌を開始した。系内の樹脂温度が所定温度に達してから4.5時間加熱し熱分解を実施した。その後、常温まで冷却することにより、プロピレン・1−ブテン共重合体(A2−3)を得た。得られたプロピレン・1−ブテン共重合体の物性を表1に示す。
[製造例2]プロピレン・1−ブテン共重合体(A2−4)の製造
充分に窒素置換した2000mlの重合装置に、900mlの乾燥ヘキサン、1−ブテン30gとトリイソブチルアルミニウム(1.0mmol)を常温で仕込んだ後、重合装置内温を70℃に昇温し、プロピレンで0.7MPaに加圧した。次いで、ジメチルメチレン(3−tert−ブチル−5−メチルシクロペンタジエニル)フルオレニルジルコニウムジクロリド0.002mmolとアルミニウム換算で0.6mmolのメチルアルミノキサン(東ソー・ファインケム社製)を接触させたトルエン溶液を重合器内に添加し、内温62℃、プロピレン圧0.7MPaを保ちながら30分間重合し、20mlのメタノールを添加し重合を停止した。脱圧後、2Lのメタノール中で重合溶液から重合体を析出し、真空下130℃、12時間乾燥し、プロピレン・1−ブテン共重合体(A2−2)を得た。
次いで熱分解装置内の温度を395℃とした以外は製造例1と同様に熱分解して、プロピレン・1−ブテン共重合体(A2−4)を得た。得られたプロピレン・1−ブテン共重合体の物性を表1に示す。
〔製造例3〕プロピレン・エチレン共重合体(A2−5)の製造
プロピレン・エチレン共重合体原料として、SM668(タイタンケミカル社)を用いた。
次いで製造例1と同様に熱分解して、プロピレン・エチレン共重合体(A2−5)を得た。得られたプロピレン・エチレン共重合体の物性を表1に示す。
〔製造例4〕チーグラー系プロピレン・1−ブテン共重合体(A2−6)の製造
充分に窒素置換した2リットルのオートクレーブに、ヘキサンを830ml、1−ブテンを100g仕込み、トリイソブチルアルミニウムを1mmol加え、70℃に昇温した後、プロピレンを供給して全圧0.7MPaにし、トリエチルアルミニウム1mmol、および塩化マグネシウムに担持されたチタン触媒をTi原子に換算して0.005mmol加え、プロピレンを連続的に供給して全圧を0.7MPaに保ちながら30分間重合を行った以外は実施例1と同様の重合後処理を行い、チーグラー系プロピレン・1−ブテン共重合体(A2−6)を得た。得られたプロピレン・1−ブテン共重合体の物性を表1に示す。
〔製造例5〕エチレン・1−ブテン共重合体(A2−7)の製造
充分に窒素置換した内容積2リットルのステンレス製オートクレーブにヘキサン950mlおよび1−ブテン50mlを装入し、水素を1.0kg/cm(ゲージ圧)となるまで導入した。次いで、系内の温度を150℃に昇温した後、トリイソブチルアルミニウム0.3ミリモル、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル) ボレート0.004ミリモル、(t−ブチルアミド)ジメチル(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)シランチタンジクロライド(シグマアルドリッチ社製)0.02ミリモルをエチレンで圧入することにより重合を開始した。その後、エチレンのみを連続的に供給することにより全圧を30kg/cm(ゲージ圧)に保ち、150℃で20分間重合を行った。少量のエタノールを系内に添加することにより重合を停止した後、未反応のエチレンおよび1−ブテンをパージした。得られたポリマー溶液を、100℃減圧下で一晩乾燥し、エチレン・1−ブテン共重合体(A2−7)を得た。得られたエチレン・1−ブテン共重合体の物性を表1に示す。
〔製造例6〕エチレン重合体(A2−8)の製造
製造例5の重合において、ヘキサン1000mlおよび水素を1.2kg/cm(ゲージ圧)となるまで導入し、1−ブテンを導入しない以外は製造例5と同様に重合を行い、エチレン重合体(A2−8)を得た。得られたエチレン重合体の物性を表1に示す。
Figure 0006590587
[参考例1]
<オレフィン系コーティング材の調製>
200mlセパラブルフラスコに、有機溶媒としてエチルシクロヘキサン180gを投入し、次いで製造例2で製造したプロピレン・1−ブテン共重合体(A2−4)を20g投入し、油浴上スターラーを用い、80℃にて攪拌し、放冷してオレフィン系コーティング材を得た。
<樹脂の溶解性>
オレフィン系コーティング材の調製、放冷後に静置し、以下の基準により、溶解性(常温)を評価した。
◎:樹脂が溶解し、コーティング材が透明であった
○:樹脂が溶解し、コーティング材が半透明であった
△:樹脂の一部が溶解し、重合体の残部が分散されていた
×:樹脂が膨潤、ゲル化、もしくは不溶解であった
<静置安定性>
以下の基準により、オレフィン系コーティング材調製後、常温にて1日静置後のコーティング材の状態を評価した。
○:樹脂が溶解、もしくは分散した状態が保たれている
△:樹脂の一部が分離するが、容易に再分散する
×:樹脂がゲル化、スラリー化により、再分散が困難
<塗工性>
ガラスプレート上に、膜厚可変型アプリケーターを用い、塗膜の厚さが5μmになるようにオレフィン系コーティング材を塗布した。そして、常温乾燥後、および140℃×1時間乾燥後の表面状態を観察した。
◎:塗膜が透明であり、均一であった
○:塗膜に濁りがあるが、均一であった
△:塗膜の一部にムラがあった
×:塗膜にスジ、ムラがはっきりと発生している
<塗膜すべり性>
上記、塗工性評価と同様の方法にて、ガラスプレート上に、オレフィン系コーティング材を塗布した。そして、140℃×1時間乾燥した後の塗膜に対しスリップ性試験を実施し、JIS K7125に従って動摩擦および静摩擦係数を測定した。
[実施例1]
<5%シリル化ポリエチレン含有オレフィン系コーティング材の調製>
200mlセパラブルフラスコに、有機溶媒としてエチルシクロヘキサン180gを投入し、次いで上記プロピレン・1−ブテン共重合体(A2−4)を19gと下記のシリル化ポリエチレン1gを投入し、油浴上スターラーを用い、80℃にて攪拌し、放冷してオレフィン系コーティング材とし、参考例1と同様に評価した。結果を表2に示す。
<シリル化ポリエチレン>
上記式(1)においてA、Aがエチレン単独重合体鎖(融点(Tm)127℃、 Mw=4800、Mn=2087、Mw/Mn=2.3)であり、Rがメチル基であり、Aがメチル基であり、m=12〜13である白色固体のシリル化ポリエチレン
なお、シリル化ポリエチレンは以下の方法により合成した。
[合成例1]
国際公開第2012/098865号の合成例2に記載の方法に準じて片末端ビニル基含有エチレン系重合体(P−1)を合成した。この片末端ビニル基含有エチレン系重合体(P−1)(単体)の物性は以下の通りであった。
融点(Tm)127℃
Mw=4800、Mn=2087、Mw/Mn=2.3(GPC)
末端不飽和率 97%
[合成例2]
300mlの2ツ口フラスコに、[合成例1]で得た片末端ビニル基含有エチレン系重合体(P−1)25.1g(11.8mmol)を装入し、窒素雰囲気下、下記構造のヒドロシランA(Gelest,Inc.製、DMS−H11)6.2g(5.9mmol;Si−H基として11.8mmol相当)と、国際公開第2012/098865号の合成例3に準じて調製した白金触媒組成物(C−1)をヒドロシランAで200倍希釈したもの150μl(Pt換算で1.4×10−6mmol)を装入した。予め内温130℃に昇温しておいた油浴中に、上記反応器をセットし、撹拌した。油浴中にて6時間撹拌した後に冷却し、メタノール約200mlを加え、300mlビーカーに内容物を取り出し2時間攪拌した。その後、固体をろ取し乾燥させることにより、上記式(1)において、A,Aがエチレン単独重合体鎖であり、Aがメチル基であり、Rがメチル基であり、mが12〜13である白色固体のシリル化ポリオレフィン33.5gを得た。
ヒドロシランA:HSi(CHO−(−Si(CH−O−)−Si(CHH(n=12〜13)
[実施例2]
<10%シリル化ポリエチレン含有オレフィン系コーティング材の調製>
上記プロピレン・1−ブテン共重合体(A2−4)を18gと上記シリル化ポリエチレン2gとした以外は実施例1と同様にコーティング材を調製し、参考例1と同様に評価した。結果を表2に示す。
[実施例3]
<20%シリル化ポリエチレン含有オレフィン系コーティング材の調製>
上記プロピレン・1−ブテン共重合体(A2−4)を16gと上記シリル化ポリエチレン4gとした以外は実施例1と同様にコーティング材を調製し、参考例1と同様に評価した。結果を表2に示す。
[実施例4]
<50%シリル化ポリエチレン含有オレフィン系コーティング材の調製>
上記プロピレン・1−ブテン共重合体(A2−4)を10gと上記シリル化ポリエチレン10gとした以外は実施例1と同様にコーティング材を調製し、参考例1と同様に評価した。結果を表2に示す。
[実施例5]
<70%シリル化ポリエチレン含有オレフィン系コーティング材の調製>
上記プロピレン・1−ブテン共重合体(A2−4)を6gと上記シリル化ポリエチレン14gとした以外は実施例1と同様にコーティング材を調製し、参考例1と同様に評価した。結果を表2に示す。
[実施例6]
上記プロピレン・1−ブテン共重合体(A2−3)を19gと上記シリル化ポリエチレン1gとした以外は実施例1と同様にコーティング材を調製し、塗膜すべり性評価を除き参考例1と同様に評価した。結果を表3に示す。
[実施例7]
上記エチレン・1−ブテン共重合体(A2−7)を19gと上記シリル化ポリエチレン1gとした以外は実施例1と同様にコーティング材を調製し、塗膜すべり性評価を除き参考例1と同様に評価した。結果を表3に示す。
[比較例1]
上記プロピレン・1−ブテン共重合体(A2−6)を19gと上記シリル化ポリエチレン1gとした以外は実施例1と同様にコーティング材を調製し、塗膜すべり性評価を除き参考例1と同様に評価した。結果を表3に示す。
[比較例2]
上記エチレン重合体(A2−8)を19gと上記シリル化ポリエチレン1gとした以外は実施例1と同様にコーティング材を調製し、塗膜すべり性評価を除き参考例1と同様に評価した。結果を表3に示す。
[比較例3]
上記プロピレン・エチレン共重合体(A2−5)を19gと上記シリル化ポリエチレン1gとした以外は実施例1と同様にコーティング材を調製し、参考例1と同様に評価した。塗膜すべり性評価を除き参考例1と同様に評価した。結果を表3に示す。
Figure 0006590587
Figure 0006590587
表1〜3に示すように、融点が40℃以上105℃以下のポリオレフィンと、シリル化ポリオレフィンと、有機溶媒とを含む実施例1〜7のコーティング材は溶解性、静置安定性、塗工性のバランスに優れていた。また、表2に示すように、実施例1〜5のコーティング材はシリル化ポリオレフィンを含まない参考例1に比べて動摩擦および静摩擦係数がそれぞれ低下していた。すなわち、実施例1〜5のコーティング材はシリコーンワニスに期待される塗膜すべり性が付与されていた。
これに対し、融点が105℃を超えるポリオレフィンと、シリル化ポリオレフィンと、有機溶媒とを含む比較例1〜3のコーティング材は溶解性、静置安定性、塗工性のバランスに劣っていた。
以上の結果から、本実施形態に係るコーティング材は、保存安定性に優れ、かつ、シリコーンワニスに期待される特性(例えば、塗膜すべり性等)を、手軽な手段で基材に付与することが可能であることがわかった。

Claims (6)

  1. 融点が40℃以上105℃以下のポリオレフィンと、シリル化ポリオレフィンと、有機溶媒とを含み、
    前記ポリオレフィンおよび前記シリル化ポリオレフィンが前記有機溶媒中に溶解または分散しており、
    前記シリル化ポリオレフィンが下記式(1)で表されるシリル化ポリオレフィンであるコーティング材。
    Figure 0006590587
    (前記式(1)において、A 、A およびA は各々独立に、ポリオレフィン鎖または炭素数1〜10の炭化水素基である。Rは炭素数1〜10の炭化水素基である。各Rは同一でも異なっていてもよい。mは1〜10,000の整数である。A が複数存在する場合、各A は同一でも異なっていてもよい。ただし、A 、A 、A のうち、少なくとも1つはポリオレフィン鎖を表す。)
  2. 前記ポリオレフィンがエチレン・α−オレフィン共重合体(A1)およびプロピレン・α−オレフィン共重合体(A2)から選択される少なくとも一種を含む請求項1に記載のコーティング材。
  3. 前記プロピレン・α−オレフィン共重合体(A2)が、以下の要件(i)および(ii)を満たす請求項2に記載のコーティング材。
    (i)ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)で測定される重量平均分子量(Mw)が3,000以上40,000以下の範囲にある
    (ii)前記プロピレン・α−オレフィン共重合体(A2)におけるプロピレン由来の構成単位(a)と、炭素数4以上のα−オレフィン由来の構成単位(b)の合計を100モル%としたとき、前記プロピレン・α−オレフィン共重合体(A2)における前記構成単位(a)の割合が60モル%以上95モル%以下であり、前記プロピレン・α−オレフィン共重合体(A2)における前記構成単位(b)の割合が5モル%以上40モル%以下である
  4. 前記コーティング材中の前記シリル化ポリオレフィンの含有量が、前記ポリオレフィン1質量部に対し、0.005質量部以上90質量部以下である、請求項1乃至のいずれか一項に記載のコーティング材。
  5. 前記コーティング材中の前記ポリオレフィンの含有量が、前記有機溶媒100質量部に対し、0.1質量部以上55質量部以下である、請求項1乃至のいずれか一項に記載のコーティング材。
  6. 請求項1乃至のいずれか一項に記載のコーティング材により形成されたコーティング層を備える物品。
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