JP7649027B2 - Composition for forming surface layer, surface layer formed from said composition, and surface material for writing on oil-based ink - Google Patents
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Description
本発明は、表面層形成用組成物等に関する。より詳しくは、油性インクで筆記可能であり、かつ、その筆跡をプラスチック字消し、さらには、プラスチック字消し且つ布より消去可能な表面層を得ることができる表面層形成用組成物等に関する。 The present invention relates to a composition for forming a surface layer, etc. More specifically, the present invention relates to a composition for forming a surface layer, etc., which can obtain a surface layer that can be written on with oil-based ink, and that can erase the handwriting with a plastic eraser, and further that can be erased with a plastic eraser and cloth.
従来、紙面に筆記された筆跡が消去可能なインクについて様々な提案がなされている。これは、同じ紙面に対して繰り返しインクで筆記できるようにすることを目的としている。しかし、これらの技術は、あくまで「紙面」に対して筆記されることが想定された技術である。また、マジックペン等のインクで筆記された筆跡を市販の字消しにより消去可能にした技術も存在するが、これは主にインク成分の組成を工夫した技術である。 Various proposals have been made so far regarding inks that can erase handwriting written on paper. The aim of these is to allow the ink to be written repeatedly on the same piece of paper. However, these technologies are only intended to be used for writing on "paper". There is also technology that makes it possible to erase handwriting written with ink such as a magic marker using a commercially available eraser, but this technology mainly relies on the composition of the ink ingredients.
一方で、表面加工技術において、筆記と筆跡消去の両機能を追究した技術も存在する。例えば、下記特許文献1に開示された粘着テープの表面は、ポリウレタン樹脂等の特定のガラス転移点を有する有機樹脂と付加反応性シリコーンを含む剥離剤層となっている。この2成分がウミシマ構造を形成し、これにより油性マジックの筆記性(印字性)が発揮される。 On the other hand, there are surface processing technologies that pursue both writing and erasing functions. For example, the surface of the adhesive tape disclosed in the following Patent Document 1 is a release agent layer that contains an organic resin with a specific glass transition point, such as polyurethane resin, and an addition-reactive silicone. These two components form a seaweed structure, which allows the writing (printing) properties of oil-based marker to be exhibited.
また、下記特許文献2には、水性艶消し塗料に関する技術が開示されている。該水性艶消し塗料は、ポリウレタン樹脂、重合性不飽和基を有する化合物、粒状充填剤及びコロイダルシリカを含んでいる。そして、該水性艶消し塗料によって形成された表面は、油性マジックの筆跡を「布」で消去することが可能となった結果、耐汚染性の効果が奏される。 In addition, the following Patent Document 2 discloses a technology related to a water-based matte paint. The water-based matte paint contains a polyurethane resin, a compound having a polymerizable unsaturated group, a granular filler, and colloidal silica. The surface formed by the water-based matte paint has a stain-resistant effect, as it is possible to erase the handwriting of an oil-based marker with a cloth.
上記特許文献1では、ポリウレタン樹脂を含む表面コーティングを採用することにより油性マジックによる筆記を可能としているが、該油性マジックの筆跡の消去性の評価ついては開示されておらず、油性マジックの筆記性と、筆跡の消去性を両立するということを目的にしているわけではない。また、上記特許文献2は、「耐汚染性」を主眼に置いた技術であって、耐汚染性の効果を検証するために、油性マジックの筆跡を「布」で消去できるか否かの検証が行われているに過ぎず、プラスチック字消しや布で筆跡を消去することにより油性インクで繰り返し筆記できるような表面層を得ることを目的とした技術ではない。 In the above Patent Document 1, the use of a surface coating containing a polyurethane resin makes it possible to write with oil-based marker, but no evaluation of the erasability of the handwriting of the oil-based marker is disclosed, and the aim is not to achieve both the ease of writing with oil-based marker and the erasability of the handwriting. Furthermore, the above Patent Document 2 is a technology that focuses on "resistance to contamination," and in order to verify the effect of resistance to contamination, it is merely verified whether or not the handwriting of oil-based marker can be erased with "cloth." It is not a technology that aims to obtain a surface layer that can be repeatedly written on with oil-based ink by erasing the handwriting with a plastic eraser or cloth.
そこで、本発明では、筆記された油性インクの筆跡を市販のプラスチック字消し、さらにはプラスチック字消し且つ布で擦っただけで容易に消去できるようにすることによって、油性インクの筆跡が残っていない表面層に対して、油性インクによる筆記を繰り返し行うことができる表面層形成用組成物等を提供することを主な目的とする。 The main objective of the present invention is to provide a surface layer forming composition etc. that allows repeated writing with oil-based ink on a surface layer where no oil-based ink marks remain, by making it possible to easily erase written oil-based ink marks with a commercially available plastic eraser, or even by rubbing with a plastic eraser and a cloth.
すなわち、本発明は、油性インクで筆記可能であり、かつ、筆記した筆跡をプラスチック字消し、さらにはプラスチック字消し且つ布で擦ったときに消去可能である表面層を形成する、表面層形成用組成物である。より具体的には、ポリオールと、脂肪族又は芳香族に属するポリイソシアネートとを少なくとも含み、ポリウレタン樹脂表面層を形成し得る表面層形成用組成物を提案する。本発明に係る表面層形成用組成物の好適な組成の一例としては、前記ポリオールはアルキドポリオール(アルキッドポリオールとも言う。)であり、且つ、前記ポリイソシアネートはペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート又はイソホロンジイソシアネートである表面層形成用組成物が挙げられる。その中でも、前記ポリイソシアネートがペンタメチレンジイソシアネートの場合、前記表面層形成用組成物のイソシアネート基/水酸基の当量比は、0.5以上2.5以下が好ましい。また、前記ポリイソシアネートがヘキサメチレンジイソシアネートの場合、前記表面層形成用組成物のイソシアネート基/水酸基の当量比は、0.5以上4.0以下が好ましい。また、前記ポリイソシアネートがキシレンジイソシアネートの場合、前記表面層形成用組成物のイソシアネート基/水酸基の当量比は、0.5以上3.0以下が好ましい。また、前記ポリイソシアネートがイソホロンジイソシアネートの場合、前記表面層形成用組成物のイソシアネート基/水酸基の当量比は、0.4以上2.2以下が好ましい。さらに、プラスチック字消しと布の両方で消去性を実現する観点では、特に、イソシアネート基/水酸基の当量比が1.2以上2.0以下であり、ポリオレフィンワックスを更に含む組成が好適である。
また、本発明に係る表面層形成用組成物の好適な組成の一例は、前記ポリオールがフッ素ポリオールであり、前記ポリイソシアネートがペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート又はイソホロンジイソシアネートであり、且つ、水酸基を有するシリコン変性アクリルポリマーを更に含む組成である。特にこの組成では、イソシアネート基/水酸基の当量比を0.65以上2.0以下とするのが好ましい。そして、添加される水酸基を有するシリコン変性アクリルポリマーの当量比は、フッ素ポリオール100質量部に対し、0.1以上1.2以下であることが好ましい。
さらに本発明では、上記した表面層形成用組成物によって形成された表面層、並びに、該表面層を少なくとも備える、油性インク筆記用面材も提供する。
That is, the present invention is a surface layer forming composition that forms a surface layer that can be written on with oil-based ink and can erase written marks with a plastic eraser, or even when rubbed with a plastic eraser and cloth. More specifically, a surface layer forming composition that contains at least a polyol and an aliphatic or aromatic polyisocyanate and can form a polyurethane resin surface layer is proposed. An example of a suitable composition for the surface layer forming composition according to the present invention is a surface layer forming composition in which the polyol is an alkyd polyol (also called alkyd polyol) and the polyisocyanate is pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, xylene diisocyanate, or isophorone diisocyanate. Among them, when the polyisocyanate is pentamethylene diisocyanate, the equivalent ratio of isocyanate group/hydroxyl group of the surface layer forming composition is preferably 0.5 or more and 2.5 or less. In addition, when the polyisocyanate is hexamethylene diisocyanate, the equivalent ratio of isocyanate group/hydroxyl group of the surface layer forming composition is preferably 0.5 or more and 4.0 or less. In addition, when the polyisocyanate is xylylene diisocyanate, the equivalent ratio of isocyanate group/hydroxyl group of the surface layer forming composition is preferably 0.5 or more and 3.0 or less. In addition, when the polyisocyanate is isophorone diisocyanate, the equivalent ratio of isocyanate group/hydroxyl group of the surface layer forming composition is preferably 0.4 or more and 2.2 or less. Furthermore, from the viewpoint of realizing erasability with both plastic eraser and cloth, a composition in which the equivalent ratio of isocyanate group/hydroxyl group is 1.2 or more and 2.0 or less and further contains polyolefin wax is particularly suitable.
In addition, one example of a suitable composition of the surface layer forming composition according to the present invention is a composition in which the polyol is a fluorine polyol, the polyisocyanate is pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate or isophorone diisocyanate, and further contains a silicon modified acrylic polymer having a hydroxyl group. In particular, in this composition, it is preferable that the equivalent ratio of isocyanate group/hydroxyl group is 0.65 or more and 2.0 or less. And, it is preferable that the equivalent ratio of the silicon modified acrylic polymer having a hydroxyl group to be added is 0.1 or more and 1.2 or less with respect to 100 parts by mass of the fluorine polyol.
The present invention further provides a surface layer formed from the above-mentioned composition for forming a surface layer, and a surface material for writing on oil-based ink, which comprises at least the surface layer.
本発明に係る表面層形成用組成物によれば、油性インクで筆記することができ、且つ、その筆跡をプラスチック字消し、さらには、プラスチック字消し且つ布により容易に消去可能な表面層や該表面層を備える油性インク筆記用面材を新規に提供することができる。 The surface layer forming composition according to the present invention makes it possible to provide a new surface layer on which writing can be done with oil-based ink and the handwriting can be easily erased with a plastic eraser or with a plastic eraser and cloth, and a surface material for writing on oil-based ink that includes such a surface layer.
本発明は、まず、表面層形成用組成物を提供する。より詳しくは、油性インクによって筆記可能であり、且つ、その筆跡をプラスチック字消し、さらにはプラスチック字消し且つ布で擦ったときに容易に消去可能である表面層を形成するための表面層形成用組成物を提供する。 The present invention first provides a composition for forming a surface layer. More specifically, the present invention provides a composition for forming a surface layer that can be written on with oil-based ink and that can easily erase the handwriting with a plastic eraser, or even when rubbed with a plastic eraser and a cloth.
ここで、前記した「油性インク」の種類は、狭く限定されず、例えば、油性マジックや油性ボールペンにおいて一般に採用されている油性のインクを広く適用することができる。本発明の対象となる「油性マジック」は、狭く限定されないが、例えば、筒状容器の中に油性インクを含ませた吸収体を入れ、これらに繊維製又はプラスチック製ペン先を取り付けたマーキングペンである。 The type of "oil-based ink" mentioned above is not narrowly limited, and can be any oil-based ink commonly used in oil-based markers and oil-based ballpoint pens. The "oil-based marker" that is the subject of the present invention is not narrowly limited, but can be, for example, a marking pen in which an absorbent containing oil-based ink is placed in a cylindrical container and a fiber or plastic pen tip is attached to the absorbent.
上記油性マジックの「油性インク」については、狭く限定されないが、少なくとも、有機溶媒と、樹脂及び染料を含む組成を備えるインクである。油性マジック用の油性インクのより詳しい代表的組成例を挙げると、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ベンジルアルコール、メチルエチルケトン等を合計65~91質量%含む溶媒と、1~10質量%の樹脂と、1~20質量%の染料から構成される油性インクである。 The "oil-based ink" of the oil-based marker described above is not limited narrowly, but is an ink having a composition that includes at least an organic solvent, a resin, and a dye. A more detailed representative composition example of an oil-based ink for oil-based markers is an oil-based ink composed of a solvent containing a total of 65 to 91 mass% of propylene glycol monomethyl ether, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, benzyl alcohol, methyl ethyl ketone, etc., 1 to 10 mass% of resin, and 1 to 20 mass% of dye.
また、本発明に採用可能な「油性ボールペン」は、狭く限定されないが、例えば、油性インクが入った細長い筒状レフィルの先端に組み込まれた回転可能なボールによって、レフィル内のインクを供給する方式のペンを挙げることができる。 The "oil-based ballpoint pen" that can be used in the present invention is not narrowly limited, but can be, for example, a pen that supplies ink from the refill by a rotatable ball attached to the tip of a long, thin cylindrical refill containing oil-based ink.
前記油性ボールペンの油性インクについては、特に狭く限定されないが、少なくとも、有機溶媒と、樹脂及び染料を含む一般的組成であればよい。油性ボールペン用のインクのより具体的な代表例を挙げると、例えば、フェニルセロソルブ、ベンジルアルコールを合計40~65質量%含む溶媒と、15~25質量%の樹脂と、20~30%質量の染料から構成される油性インクである。 The oil-based ink for the oil-based ballpoint pen is not particularly limited, but may have a general composition that includes at least an organic solvent, a resin, and a dye. A more specific example of an ink for an oil-based ballpoint pen is an oil-based ink composed of a solvent containing 40 to 65% by mass of phenyl cellosolve and benzyl alcohol in total, 15 to 25% by mass of resin, and 20 to 30% by mass of dye.
また、本発明に適用できる「プラスチック(合成樹脂製の)字消し(以下、「字消し」)は、主に鉛筆やシャープペンシルで描画されたものを消すために一般的に用いられる、市販の合成樹脂製の字消し(いわゆる、消しゴム)である。一例を挙げるならば、ポリ塩化ビニルを主成分とするプラスチック字消しである。 The "plastic (synthetic resin) eraser" (hereinafter "eraser") that can be used in this invention is a commercially available synthetic resin eraser (so-called rubber eraser) that is generally used mainly to erase drawings made with a pencil or mechanical pencil. One example is a plastic eraser whose main component is polyvinyl chloride.
また、本発明に適用できる「布」は、一般的に用いられる繊維状の布である。例えば、綿100%の繊維、ポリエステル100%の繊維、綿とポリエステルの混合繊維が挙げられる。さらに、日常的に汎用されている繊維としてティッシュペーパーも含むが、必ずしもこれらに限定されない。 The "fabric" applicable to the present invention is a commonly used fibrous fabric. For example, it may be 100% cotton fiber, 100% polyester fiber, or a blend of cotton and polyester. It may also be tissue paper, which is a commonly used fiber in daily life, but is not necessarily limited to this.
本発明に係る表面層形成用組成物は、油性インクでの筆記が必要になる様々な面材の表面層を形成するために使用される。なお、面材は、平面形状に限定されることなく、様々な形態をなす物品の表面にも用いられ、文房具にとどまらず、例えば、構造物の壁面材、カード類、机などの家具類、家電製品のケースなどにも広く採用され得る。 The surface layer forming composition according to the present invention is used to form the surface layer of various surface materials that require writing with oil-based ink. The surface materials are not limited to flat shapes, but can also be used on the surfaces of articles of various shapes, and can be widely used not only for stationery but also for wall materials for structures, cards, furniture such as desks, cases for home appliances, etc.
その表面層を基材に対して形成する方法は、特に限定されないが、例えば、基材に対して、表面層形成用組成物を直接塗布したり、スプレーを施したりすることができる。あるいは、予め前記表面層形成用組成物でシートを予め作成しておき、該シートを基材に接着剤等で貼り付ける手法を採用してもよい。 The method for forming the surface layer on the substrate is not particularly limited, but for example, the composition for forming the surface layer can be directly applied to the substrate or sprayed. Alternatively, a sheet can be prepared in advance from the composition for forming the surface layer, and the sheet can be attached to the substrate with an adhesive or the like.
ここで、前記表面層形成用組成物は、(A)ポリオールと、(B)脂肪族又は芳香族に属するポリイソシアネートを含み、(C)ポリウレタン構造を形成し得る組成物を成す。 The composition for forming the surface layer contains (A) a polyol and (B) an aliphatic or aromatic polyisocyanate, and forms (C) a composition capable of forming a polyurethane structure.
(A)ポリオールについて。
ポリオールは、分子中に2個以上の水酸基を有する化合物の総称であり、公知の種々のポリオールから選択することができる。本発明で採用し得る好適なポリオールは、例えば、アルキドポリオールである。アルキドポリオールとポリイソシアネートとによって形成されるポリウレタン構造を備える組成物で形成された表面層は、油性インクの溶剤や染料が適度に浸透し難いなどの性質を有するので、該油性インクが筆記時にはじかずに表面に定着し易い機能と、該油性インクの消去が容易である機能の両立を達成することができる。
(A) Regarding polyols.
Polyol is a general term for a compound having two or more hydroxyl groups in a molecule, and can be selected from various known polyols. A suitable polyol that can be used in the present invention is, for example, an alkyd polyol. The surface layer formed of a composition having a polyurethane structure formed by an alkyd polyol and a polyisocyanate has a property that the solvent or dye of an oil-based ink is difficult to penetrate appropriately, so that the oil-based ink can be easily fixed to the surface without being repelled when written, and the oil-based ink can be easily erased.
本発明で採用し得るポリオール成分としては、例えば、アルキドポリオールが挙げられ、その中で、植物油由来(例えば、ひまし油、ヤシ油脂肪酸)のポリエステルポリオールが好適である。例えば、ひまし油及び多塩基酸と多価アルコールの縮重合から得られるアルキドポリオールが挙げられる。ここで、多塩基酸には、例えば、アジピン酸、フタル酸、セバシン酸等を含んでもいてもよい。また、本発明で採用し得る好適な他のポリオール成分としては、フッ素ポリオールも挙げることもできる。 Examples of polyol components that can be used in the present invention include alkyd polyols, among which polyester polyols derived from vegetable oils (e.g., castor oil, coconut oil fatty acids) are preferred. Examples include alkyd polyols obtained by condensation polymerization of castor oil and polybasic acids and polyhydric alcohols. Here, the polybasic acids may include, for example, adipic acid, phthalic acid, sebacic acid, etc. In addition, other suitable polyol components that can be used in the present invention include fluorine polyols.
本発明で採用し得るポリオール成分の例として、さらに、フッ素ポリオールを挙げることができる。前記フッ素ポリオールは、分子中に一個以上のフッ素を含んでおり、このフッ素ポリオールから形成される樹脂は、部分的にフッ素で覆われる箇所が生じる。これによりフッ素含有化合物特有の耐薬品性、耐候性、耐熱性などの性質を示すとともに、アルキドポリオールを採用した場合と同様の油性インクに対する効果を得ることができる。本発明で採用し得るフッ素ポリオールとして、その一例を挙げると、テトラフルオロエチレンとビニルモノマーの共重合体を含むものを挙げることができる。 Furthermore, an example of a polyol component that can be used in the present invention is a fluorine polyol. The fluorine polyol contains one or more fluorines in the molecule, and the resin formed from this fluorine polyol has some parts that are partially covered with fluorine. This allows the resin to exhibit properties such as chemical resistance, weather resistance, and heat resistance that are unique to fluorine-containing compounds, and also provides the same effect on oil-based inks as when an alkyd polyol is used. One example of a fluorine polyol that can be used in the present invention is one that contains a copolymer of tetrafluoroethylene and a vinyl monomer.
(B)ポリイソシアネートについて。
ポリイソシアネートは、分子中に2個以上のイソシアネート基を有する化合物の総称であり、本発明では、好適には、公知の種々の脂肪族又は芳香族に属するポリイソシアネートから選択することが可能である。本発明で採用し得る好適な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としては、ペンタメチレンジイソシアネートやヘキサメチレンジイソシアネートを挙げることができる。芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、キシレンジイソシアネートを挙げることができる。また、脂環族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を挙げることができる。
(B) Regarding polyisocyanates.
Polyisocyanate is a general term for compounds having two or more isocyanate groups in the molecule, and in the present invention, it is possible to suitably select from various known aliphatic or aromatic polyisocyanates. Suitable polyisocyanates that can be used in the present invention include, for example, aliphatic polyisocyanates such as pentamethylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate. Examples of aromatic polyisocyanates include xylene diisocyanate. Examples of alicyclic isocyanates include isophorone diisocyanate.
(C)ポリウレタン構造について。
本発明に係る表面層形成用組成物は、イソシアネート基と水酸基の反応によりポリウレタン構造を形成するように構成されている。なお、このポリウレタン構造を備える表面層は、光透過性又は光不透過性のいずれであってもよい。
(C) Regarding polyurethane structure.
The surface layer forming composition according to the present invention is configured to form a polyurethane structure by a reaction between an isocyanate group and a hydroxyl group. The surface layer having this polyurethane structure may be either light-transmitting or light-opaque.
イソシアネート基/水酸基の当量比について。
イソシアネート基/水酸基の当量比は、形成するポリウレタン樹脂から構成される表面層の親媒性(特に、親油性)や油性インクの浸透性を決定する要因となる物性値である。本発明では、さらに組成成分の構成によっては、例えば、ポリオールがアルキドポリオールであり、ポリイソシアネートがペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート又はイソホロンジイソシアネートである組成では、前記イソシアネートの種類によって、好適な当量比の範囲が異なる。例えば、前記ポリイソシアネートがペンタメチレンジイソシアネートの場合、前記表面層形成用組成物のイソシアネート基/水酸基の当量比は、0.5以上2.5以下が好ましい。また、前記ポリイソシアネートがヘキサメチレンジイソシアネートの場合、前記表面層形成用組成物のイソシアネート基/水酸基の当量比は、0.5以上4.0以下が好ましい。また、前記ポリイソシアネートがキシレンジイソシアネートの場合、前記表面層形成用組成物のイソシアネート基/水酸基の当量比は、0.5以上3.0以下が好ましい。また、前記ポリイソシアネートがイソホロンジイソシアネートの場合、前記表面層形成用組成物のイソシアネート基/水酸基の当量比は、0.4以上2.2以下が好ましい。
また、例えば、ポリオールがフッ素ポリオールであり、前記ポリイソシアネートがペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート又はイソホロンジイソシアネートである組成では、前記当量比が0.65以上2.0以下の範囲が好ましい。
Regarding the equivalent ratio of isocyanate groups to hydroxyl groups.
The equivalent ratio of isocyanate group/hydroxyl group is a physical property value that determines the affinity (particularly lipophilicity) of the surface layer formed from the polyurethane resin and the permeability of oil-based ink. In the present invention, depending on the composition of the composition components, for example, in a composition in which the polyol is an alkyd polyol and the polyisocyanate is pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate or isophorone diisocyanate, the suitable equivalent ratio range differs depending on the type of the isocyanate. For example, when the polyisocyanate is pentamethylene diisocyanate, the equivalent ratio of isocyanate group/hydroxyl group of the surface layer forming composition is preferably 0.5 or more and 2.5 or less. Also, when the polyisocyanate is hexamethylene diisocyanate, the equivalent ratio of isocyanate group/hydroxyl group of the surface layer forming composition is preferably 0.5 or more and 4.0 or less. In addition, when the polyisocyanate is xylylene diisocyanate, the equivalent ratio of isocyanate group/hydroxyl group in the surface layer forming composition is preferably 0.5 to 3.0.In addition, when the polyisocyanate is isophorone diisocyanate, the equivalent ratio of isocyanate group/hydroxyl group in the surface layer forming composition is preferably 0.4 to 2.2.
Furthermore, for example, in a composition in which the polyol is a fluorine polyol and the polyisocyanate is pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, xylene diisocyanate or isophorone diisocyanate, the equivalent ratio is preferably in the range of 0.65 or more and 2.0 or less.
ポリオールがアルキドポリオールである場合、各種のイソシアネートについて、イソシアネート/水酸基の当量比が下限未満になると、未反応ポリオールの水酸基が過剰に存在する為、実験例によっては、経時によって塗膜がべたつくようになり、字消しや布での消去性が低下するので好ましくない。また、前記当量比が低くなるため、ポリウレタン樹脂構造の強度が低下し、字消しの摩擦に対する耐摩耗性と耐擦傷性が悪くなる。一方、それぞれのイソシアネートについて、イソシアネート/水酸基の当量比が上限を超えると、イソシアネートが過剰に存在するようになるため、塗膜の親油性が増し、油性インクの定着性が過剰に向上するので、実験例によっては、字消しや布による消去が困難になってしまう。つまり、イソシアネートの種類により範囲は異なるが、本発明が求める効果の観点で、少なくともイソシアネート基/水酸基の当量比が0.5以上、2.2未満の範囲であれば、アルキドポリオールやイソシアネートの種類にかかわらず、油性インクの筆記性と、字消し又は布による消去性が両立される。なお、ポリオールがフッ素ポリオールである場合、イソシアネート基/水酸基の当量比が0.65未満である場合、水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーの添加により、未反応水酸基が増加した結果、塗面がより一層べたつくようになり、油性インクの筆記性も悪化させる傾向もみられる。一方、イソシアネート/水酸基の当量比が2.0を超えた場合に不適になる実験例があるのは、アルキドポリオールの場合による理由と同様である。 When the polyol is an alkyd polyol, if the equivalent ratio of isocyanate/hydroxyl group for each isocyanate is less than the lower limit, the hydroxyl group of the unreacted polyol is present in excess, and in some experimental examples, the coating film becomes sticky over time and the erasability with an eraser or cloth is reduced, which is not preferable. In addition, the equivalent ratio is low, so the strength of the polyurethane resin structure is reduced, and the wear resistance and scratch resistance against the friction of the eraser are reduced. On the other hand, if the equivalent ratio of isocyanate/hydroxyl group for each isocyanate exceeds the upper limit, the isocyanate is present in excess, so the lipophilicity of the coating film increases and the fixation of the oil-based ink is excessively improved, and in some experimental examples, erasing with an eraser or cloth is difficult. In other words, although the range varies depending on the type of isocyanate, from the viewpoint of the effect sought by the present invention, as long as the isocyanate group/hydroxyl group equivalent ratio is at least 0.5 and less than 2.2, the writability of oil-based ink and erasability with an eraser or cloth are compatible, regardless of the type of alkyd polyol or isocyanate. Note that when the polyol is a fluorine polyol and the isocyanate group/hydroxyl group equivalent ratio is less than 0.65, the addition of the hydroxyl group-containing silicon-modified acrylic polymer increases the number of unreacted hydroxyl groups, making the coating surface even more sticky and tending to worsen the writability of oil-based ink. On the other hand, there are experimental examples in which an isocyanate/hydroxyl group equivalent ratio exceeding 2.0 is unsuitable for the same reason as in the case of alkyd polyol.
水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーについて。
ポリオールとして「フッ素ポリオール」を採用した場合では、ポリイソシアネートとしてはペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート又はイソホロンジイソシアネートが好適であり、この場合、水酸基を有するシリコン変性アクリルポリマーを更に適量含むようにした組成が特に望ましい。
About hydroxyl-containing silicone modified acrylic polymer.
When a "fluoropolyol" is used as the polyol, the polyisocyanate is preferably pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate or isophorone diisocyanate, and in this case, a composition further containing an appropriate amount of a silicon-modified acrylic polymer having a hydroxyl group is particularly desirable.
なお、水酸基を有する(反応性の)シリコン変性アクリルポリマーは、反応性を有する該水酸基とイソシアネート基との結合により、ウレタン樹脂構造に安定に固定されるため、シリコンが脱離し難く、時間が経過しても油性インクの消去性が保たれる。なお、反応性を有さないシリコン(水酸基がない、イソシアネートと反応しない)を採用した場合は、時間の経過によりシリコンが脱落してしまい油性インクの消去性が低下してしまうので不適である。 In addition, silicone-modified acrylic polymers that have hydroxyl groups (reactive) are stably fixed to the urethane resin structure by the bond between the reactive hydroxyl groups and isocyanate groups, so the silicone is not easily removed and the erasability of oil-based ink is maintained even over time. However, if non-reactive silicone (no hydroxyl groups, does not react with isocyanate) is used, the silicone will fall off over time, reducing the erasability of oil-based ink, making it unsuitable.
また、添加する水酸基を有するシリコン変性アクリルポリマーは当量比で、0.1以上1.2以下であることが望ましい。添加量が0.1当量未満であると、字消しや布での消去性が改善されない。一方、添加量が1.2を超えると、前述のように、塗膜表面の水酸基が過剰に存在する為、塗面がより一層べたつくようになり、油性インクの筆記性が悪化する。 The amount of silicon-modified acrylic polymer with hydroxyl groups added should desirably be between 0.1 and 1.2 in terms of equivalent ratio. If the amount added is less than 0.1 equivalent, erasability with an eraser or cloth will not improve. On the other hand, if the amount added exceeds 1.2, as mentioned above, there will be an excess of hydroxyl groups on the coating surface, making the coating surface even more sticky and worsening the writing properties of oil-based ink.
ポリオレフィンワックスについて。
ポリオールとしてアルキドポリオールを、ポリイソシアネートとしてペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート又はイソホロンジイソシアネートを採用し、かつ、イソシアネート基/水酸基の当量比が1.2以上2.0以下である場合、ポリオレフィンワックスを更に適量含むようにした組成が特に望ましい。ポリオレフィンワックスの添加により表面の滑り性が向上し、プラスチック字消しのみならず、布での消去性が実現される。
About polyolefin wax.
When an alkyd polyol is used as the polyol, and pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, xylene diisocyanate or isophorone diisocyanate is used as the polyisocyanate, and the equivalent ratio of isocyanate group/hydroxyl group is 1.2 or more and 2.0 or less, a composition further containing an appropriate amount of polyolefin wax is particularly desirable. The addition of polyolefin wax improves the slipperiness of the surface, and erasability is achieved not only with plastic erasers but also with cloth.
ここで、本発明に係る表面層を備える面材の基本的な層構造について、添付した図面に基づいて説明する。図1は、前記層構造の一例を示す断面図である。 Here, the basic layer structure of the surface material having the surface layer according to the present invention will be described with reference to the attached drawings. Figure 1 is a cross-sectional view showing an example of the layer structure.
まず、符号1で示す面材は、基材層11と、該基材層11の上に積層された表面層12を少なくとも備えている。なお、表面層12をシート状に形成した後に、該シートを基材層11上に積層する構成では、基材層11と表面層12の間に接着剤層(図示せず。)が介在する。表面層12は、基材層11に対して塗布やスプレーの方法によって直接形成してもよい。なお、層構造の全体の層の数は特に限定されない。即ち、基材層11と表面層12の間に目的に応じた必要な層を介在させてもよい。 First, the surface material denoted by reference numeral 1 comprises at least a base layer 11 and a surface layer 12 laminated on the base layer 11. In a configuration in which the surface layer 12 is formed into a sheet and then laminated on the base layer 11, an adhesive layer (not shown) is interposed between the base layer 11 and the surface layer 12. The surface layer 12 may be formed directly on the base layer 11 by coating or spraying. The total number of layers in the layer structure is not particularly limited. In other words, a layer required according to the purpose may be interposed between the base layer 11 and the surface layer 12.
以下に、本発明を実験例に基づいて説明するが、本発明は、これら実験例に何ら限定されるものではない。以下に掲げた表1から表5に示される組成を有する表面層形成用組成物の各実験例を、下記手法によりそれぞれ調製した。 The present invention will be described below based on experimental examples, but the present invention is not limited to these experimental examples. Each of the experimental examples of the surface layer forming composition having the composition shown in Tables 1 to 5 below was prepared by the following method.
(実験例1~3)
ポリオール成分であるアルキドポリオール(TOKYD-25C,東新油脂社製、水酸基価105~160)及び酢酸エチル(溶剤)を、プロペラ式攪拌機を用いて1000 rpmの条件で3分間、撹拌混合した。酢酸エチルは、イソシアネートの添加後に固形分35質量%になる量を添加した。そして、脂肪族イソシアネートである1,5-ペンタメチレンジイソシアネート(スタビオD-370N,三井化学)を、表1にしたがい、イソシアネート基/水酸基の当量比(以下、NCO/OH当量比)が0.5~2.5となる量でそれぞれ添加した。これらの溶剤をプロペラ式攪拌機で1000 rpmで3分間、撹拌混合し、表面層形成用組成物を得た。なお、本実験例1~3で採用した前記アルキドポリオールは、ひまし油由来のポリエステルポリオールである。
(Experimental Examples 1 to 3)
The polyol component, alkyd polyol (TOKYD-25C, manufactured by Toshin Yushi Co., Ltd., hydroxyl value 105 to 160) and ethyl acetate (solvent) were mixed and stirred for 3 minutes at 1000 rpm using a propeller mixer. Ethyl acetate was added in an amount that would result in a solid content of 35% by mass after the addition of the isocyanate. Then, 1,5-pentamethylene diisocyanate (STABIO D-370N, Mitsui Chemicals), an aliphatic isocyanate, was added in an amount that would result in an isocyanate group/hydroxyl group equivalent ratio (hereinafter, NCO/OH equivalent ratio) of 0.5 to 2.5 according to Table 1. These solvents were mixed and stirred for 3 minutes at 1000 rpm using a propeller mixer to obtain a surface layer forming composition. The alkyd polyol used in Experimental Examples 1 to 3 was a polyester polyol derived from castor oil.
(実験例4~9)
イソシアネート成分として、脂肪族イソシアネートであるヘキサメチレンジイソシアネートの三量体(以下、ヘキサメチレンジイソシアネート)(コロネートHXR,東ソー社製)を用いた点、該ヘキサメチレンジイソシアネートを、表1にしたがい、NCO/OH当量比が0.5~4.0となる量で添加した点以外は、実験例1~3と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 4 to 9)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 1 to 3, except that a trimer of hexamethylene diisocyanate (hereinafter, hexamethylene diisocyanate) (Coronate HXR, manufactured by Tosoh Corporation), which is an aliphatic isocyanate, was used as the isocyanate component, and the hexamethylene diisocyanate was added in an amount such that the NCO/OH equivalent ratio was 0.5 to 4.0 according to Table 1.
(実験例10~15)
イソシアネート成分として、芳香族イソシアネートであるキシレンジイソシアネートの三量体(以下、キシレンジイソシアネート)(XDIのイソシアヌレート、タケネートD-131N、三井化学社製、78%の酢酸エチル溶液)を用いた点、該キシレンジイソシアネートを、表1にしたがい、NCO/OH当量比が0.5~3.0となる量で添加した点以外は、実験例1~3と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 10 to 15)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 1 to 3, except that a trimer of xylene diisocyanate (hereinafter, xylene diisocyanate) (isocyanurate of XDI, Takenate D-131N, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., 78% ethyl acetate solution) which is an aromatic isocyanate was used as the isocyanate component, and the xylene diisocyanate was added in an amount such that the NCO/OH equivalent ratio was 0.5 to 3.0 according to Table 1.
(実験例16~18)
イソシアネート成分として、脂環族イソシアネートであるイソホロンジイソシアネート(デスモジュールZ 4470 BA,住化コベストロウレタン社製)を用いた点、該イソホロンジイソシアネートを、表1にしたがい、NCO/OH当量比が0.4~2.2となる量で添加した点以外は、実験例1~3と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 16 to 18)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 1 to 3, except that an alicyclic isocyanate, isophorone diisocyanate (Desmodur Z 4470 BA, manufactured by Sumika Covestro Urethane Co., Ltd.), was used as the isocyanate component, and the isophorone diisocyanate was added in an amount such that the NCO/OH equivalent ratio was 0.4 to 2.2 according to Table 1.
(実験例19)
ポリオール成分として、アルキドポリオール(NT-11NX、東新油脂社製、水酸基価70~80)を用いた点、イソシアネート成分として、実験例1~3と同じ1,5-ペンタメチレンジイソシアネートを用い、該1,5-ペンタメチレンジイソシアネートをNCO/OH当量比が1.0となる量で添加した点以外は、実験例1~3と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。なお、本実験例19で採用した前記アルキドポリオールは、ヤシ油脂肪酸由来のポリエステルポリオールである。
(Experimental Example 19)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 1 to 3, except that an alkyd polyol (NT-11NX, manufactured by Toshin Yushi Co., Ltd., hydroxyl value 70 to 80) was used as the polyol component, and the same 1,5-pentamethylene diisocyanate as in Experimental Examples 1 to 3 was used as the isocyanate component, and the 1,5-pentamethylene diisocyanate was added in an amount such that the NCO/OH equivalent ratio was 1.0. The alkyd polyol used in this Experimental Example 19 was a polyester polyol derived from coconut oil fatty acid.
(実験例20)
イソシアネート成分として、実験例4~9と同じヘキサメチレンジイソシアネートを用いた点、該ヘキサメチレンジイソシアネートをNCO/OH当量比が1.0となる量で添加した点以外は、実験例19と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Example 20)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Example 19, except that the same hexamethylene diisocyanate as in Experimental Examples 4 to 9 was used as the isocyanate component and that the hexamethylene diisocyanate was added in an amount such that the NCO/OH equivalent ratio was 1.0.
(実験例21)
イソシアネート成分として、実験例10~15と同じキシレンジイソシアネートを用いた点、該キシレンジイソシアネートをNCO/OH当量比が1.0となる量で添加した点以外は、実験例19と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Example 21)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Example 19, except that the same xylylene diisocyanate as in Experimental Examples 10 to 15 was used as the isocyanate component and that the xylylene diisocyanate was added in an amount such that the NCO/OH equivalent ratio was 1.0.
(実験例22)
イソシアネート成分として、実験例16~18と同じイソホロンジイソシアネートを用いた点、該イソホロンジイソシアネートをNCO/OH当量比が1.0となる量で添加した点以外は、実験例19と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Example 22)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Example 19, except that the same isophorone diisocyanate as in Experimental Examples 16 to 18 was used as the isocyanate component and that the isophorone diisocyanate was added in an amount such that the NCO/OH equivalent ratio was 1.0.
(実験例23~25)
ポリオール成分であるフッ素ポリオール(ゼッフルGK570,ダイキン工業社製)と、酢酸エチルと、添加剤である水酸基含有シリコン変性アクリルポリマー(BYK-SILCLEAN3700,ビックケミー社製)を、プロペラ式攪拌機で1000rpmの条件で3分間、撹拌混合した。溶剤である酢酸エチルは、イソシアネートの添加後に固形分35質量%になる量を添加した。添加剤(補助剤)である水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーは、フッ素ポリオール100質量部に対し0.7質量部を添加した。そして、脂肪族イソシアネートである1,5-ペンタメチレンジイソシアネート(スタビオD-370N,三井化学社製)を、表2にしたがい、NCO/OH当量比が0.5~2.2となる量でそれぞれ添加した。これらの溶剤をプロペラ式攪拌機で1000 rpmで3分間、撹拌混合し、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 23 to 25)
A fluoropolyol (Zeffle GK570, Daikin Industries, Ltd.) as a polyol component, ethyl acetate, and a hydroxyl-containing silicon-modified acrylic polymer (BYK-SILCLEAN3700, BYK-Chemie) as an additive were stirred and mixed with a propeller stirrer at 1000 rpm for 3 minutes. The ethyl acetate as a solvent was added in an amount that would result in a solid content of 35% by mass after the addition of the isocyanate. The hydroxyl-containing silicon-modified acrylic polymer as an additive (auxiliary agent) was added in an amount of 0.7 parts by mass per 100 parts by mass of the fluoropolyol. Then, 1,5-pentamethylene diisocyanate (STABIO D-370N, Mitsui Chemicals, Inc.) as an aliphatic isocyanate was added in an amount that would result in an NCO/OH equivalent ratio of 0.5 to 2.2 according to Table 2. These solvents were stirred and mixed with a propeller stirrer at 1000 rpm for 3 minutes to obtain a surface layer forming composition.
(実験例26~30)
イソシアネート成分として、脂肪族イソシアネートであるヘキサメチレンジイソシアネートの三量体(以下、ヘキサメチレンジイソシアネート)(コロネートHXR,東ソー社製)を用いた点、該ヘキサメチレンジイソシアネートを、表2にしたがい、NCO/OH当量比が0.5~2.0となる量で添加した点以外は、実験例23~25と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 26 to 30)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 23 to 25, except that a trimer of hexamethylene diisocyanate (hereinafter, hexamethylene diisocyanate) (Coronate HXR, manufactured by Tosoh Corporation), which is an aliphatic isocyanate, was used as the isocyanate component, and the hexamethylene diisocyanate was added in an amount such that the NCO/OH equivalent ratio was 0.5 to 2.0 according to Table 2.
(実験例31~36)
イソシアネート成分として、芳香族イソシアネートであるキシレンジイソシアネートの三量体(以下、キシレンジイソシアネート)(XDIのイソシアヌレート、タケネートD-131N、三井化学社製、78%の酢酸エチル溶液)を用いた点、該キシレンジイソシアネートを、表2にしたがい、NCO/OH当量比が0.65~2.5となる量で添加した点、実験例31に限り水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーを添加しなかった点以外は、実験例23~25と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 31 to 36)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 23 to 25, except that a trimer of xylene diisocyanate (hereinafter, xylene diisocyanate) (isocyanurate of XDI, Takenate D-131N, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., 78% ethyl acetate solution) which is an aromatic isocyanate was used as the isocyanate component, the xylene diisocyanate was added in an amount such that the NCO/OH equivalent ratio was 0.65 to 2.5 according to Table 2, and the hydroxyl group-containing silicon-modified acrylic polymer was not added only in Experimental Example 31.
(実験例37~39)
イソシアネート成分として、脂環族イソシアネートであるイソホロンジイソシアネート(デスモジュールZ 4470 BA、住化コベストロウレタン社製)を用いた点、該イソホロンジイソシアネートを、表2にしたがい、NCO/OH当量比が0.65~2.0となる量で添加した点以外は、実験例23~25と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 37 to 39)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 23 to 25, except that an alicyclic isocyanate, isophorone diisocyanate (Desmodur Z 4470 BA, manufactured by Sumika Covestro Urethane Co., Ltd.), was used as the isocyanate component, and the isophorone diisocyanate was added in an amount such that the NCO/OH equivalent ratio was 0.65 to 2.0 according to Table 2.
(実験例40、41)
ポリオール成分であるフッ素ポリオール(ゼッフルGK570,ダイキン工業社製)と、酢酸エチルと、添加剤である水酸基含有シリコン変性アクリルポリマー(BYK-SILCLEAN3700,ビックケミー社製)を、プロペラ式攪拌機で1000rpmの条件で3分間、撹拌混合した。溶剤である酢酸エチルは、イソシアネートの添加後に固形分35質量%になる量を添加した。添加剤(補助剤)である水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーは、表2にしたがい、フッ素ポリオール100質量部に対しそれぞれ0.1、1.2質量部をそれぞれ添加し、1,5-ペンタメチレンジイソシアネート(スタビオD-370N,三井化学社製)をNCO/OH当量比が1.6となる量で添加した。そして、溶剤をプロペラ式攪拌機で1000 rpmで3分間、撹拌混合し、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 40 and 41)
A fluoropolyol (Zeffle GK570, Daikin Industries, Ltd.) as a polyol component, ethyl acetate, and a hydroxyl-containing silicon-modified acrylic polymer (BYK-SILCLEAN3700, BYK-Chemie) as an additive were stirred and mixed with a propeller stirrer at 1000 rpm for 3 minutes. The ethyl acetate as a solvent was added in an amount that would result in a solid content of 35% by mass after the addition of the isocyanate. The hydroxyl-containing silicon-modified acrylic polymer as an additive (auxiliary agent) was added in an amount of 0.1 or 1.2 parts by mass per 100 parts by mass of the fluoropolyol according to Table 2, and 1,5-pentamethylene diisocyanate (Stabio D-370N, Mitsui Chemicals, Inc.) was added in an amount that would result in an NCO/OH equivalent ratio of 1.6. The solvent was then stirred and mixed with a propeller stirrer at 1000 rpm for 3 minutes to obtain a surface layer forming composition.
(実験例42、43)
イソシアネート成分として、実験例26~30と同じヘキサメチレンジイソシアネートを用いた点以外は、実験例40、41と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 42 and 43)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 40 and 41, except that the same hexamethylene diisocyanate as in Experimental Examples 26 to 30 was used as the isocyanate component.
(実験例44、45)
イソシアネート成分として、実験例31~36と同じキシレンジイソシアネートを用いた点以外は、実験例40、41と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 44 and 45)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 40 and 41, except that the same xylylene diisocyanate as in Experimental Examples 31 to 36 was used as the isocyanate component.
(実験例46)
イソシアネート成分として、実験例37~39と同じイソホロンジイソシアネートを用いた点、水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーを添加しない点以外は、実験例40、41と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Example 46)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 40 and 41, except that the same isophorone diisocyanate as in Experimental Examples 37 to 39 was used as the isocyanate component and that the hydroxyl group-containing silicon-modified acrylic polymer was not added.
(実験例47、48)
イソシアネート成分として、実験例37~39と同じイソホロンジイソシアネートを用いた点以外は、実験例40、41と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 47 and 48)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 40 and 41, except that the same isophorone diisocyanate as in Experimental Examples 37 to 39 was used as the isocyanate component.
(実験例49~51)
ポリオール成分であるアルキドポリオール(TOKYD-25C,東新油脂社製、水酸基価105~160)と、酢酸エチルと、添加剤であるポリオレフィンワックス(ディスパロンPF-911,楠本化成社製)を、プロペラ式攪拌機を用いて1000 rpmの条件で3分間、撹拌混合した。酢酸エチルは、イソシアネートの添加後に固形分35質量%になる量を添加した。添加剤であるポリオレフィンワックスは、アルキドポリオール100質量部に対し5質量部を添加した。そして、実験例1~3と同じ1,5-ペンタメチレンジイソシアネートを、表3にしたがい、イソシアネート基/水酸基の当量比(以下、NCO/OH当量比)が1.2~2.0となる量でそれぞれ添加した。これらの溶剤をプロペラ式攪拌機で1000 rpmで3分間、撹拌混合し、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 49 to 51)
The polyol component, alkyd polyol (TOKYD-25C, manufactured by Toshin Yushi Co., Ltd., hydroxyl value 105-160), ethyl acetate, and additive polyolefin wax (Disparlon PF-911, manufactured by Kusumoto Chemicals Co., Ltd.) were mixed and stirred for 3 minutes using a propeller mixer at 1000 rpm. Ethyl acetate was added in an amount that would result in a solid content of 35% by mass after the addition of isocyanate. The additive polyolefin wax was added in an amount of 5 parts by mass per 100 parts by mass of alkyd polyol. Then, the same 1,5-pentamethylene diisocyanate as in Experimental Examples 1 to 3 was added in an amount that would result in an isocyanate group/hydroxyl group equivalent ratio (hereinafter, NCO/OH equivalent ratio) of 1.2 to 2.0 according to Table 3. These solvents were mixed and stirred for 3 minutes using a propeller mixer at 1000 rpm to obtain a surface layer forming composition.
(実験例52~54)
イソシアネート成分として、実験例4~9と同じヘキサメチレンジイソシアネートを用いた点以外は、実験例49~51と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 52 to 54)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 49 to 51, except that the same hexamethylene diisocyanate as in Experimental Examples 4 to 9 was used as the isocyanate component.
(実験例55~57)
イソシアネート成分として、実験例10~15と同じキシレンジイソシアネートを用いた点以外は、実験例49~51と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 55 to 57)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 49 to 51, except that the same xylylene diisocyanate as in Experimental Examples 10 to 15 was used as the isocyanate component.
(実験例58~60)
イソシアネート成分として、実験例16~18と同じイソホロンジイソシアネートを用いた点以外は、実験例49~51と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 58 to 60)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 49 to 51, except that the same isophorone diisocyanate as in Experimental Examples 16 to 18 was used as the isocyanate component.
(実験例61、62)
前記1,5-ペンタメチレンジイソシアネートを、表4にしたがい、NCO/OH当量比が00.4、3.0となる量で添加した点以外は、実験例1~3と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 61 and 62)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 1 to 3, except that the 1,5-pentamethylene diisocyanate was added in an amount such that the NCO/OH equivalent ratio was 0.04 or 3.0 according to Table 4.
(実験例63、64)
前記ヘキサメチレンジイソシアネートを、表4にしたがい、NCO/OH当量比が0.4、5.0となる量で添加した点以外は、実験例4~9と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 63 and 64)
Compositions for forming a surface layer were obtained in the same manner as in Experimental Examples 4 to 9, except that the hexamethylene diisocyanate was added in an amount such that the NCO/OH equivalent ratio was 0.4 or 5.0 according to Table 4.
(実験例65、66)
前記キシレンジイソシアネートを、表4にしたがい、NCO/OH当量比が0.4、3.5となる量で添加した点以外は、実験例10~15と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 65 and 66)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 10 to 15, except that the xylene diisocyanate was added in an amount such that the NCO/OH equivalent ratio was 0.4 or 3.5 according to Table 4.
(実験例67、68)
前記イソホロンジイソシアネートを、表4にしたがい、NCO/OH当量比が0.3、2.5となる量で添加した点以外は、実験例16~18と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 67 and 68)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 16 to 18, except that the isophorone diisocyanate was added in an amount such that the NCO/OH equivalent ratio was 0.3 or 2.5 according to Table 4.
(実験例69、70)
前記水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーを添加しない点、前記ヘキサメチレンジイソシアネートを、NCO/OH当量比が1.1、0.65となる量で添加した点以外は、実験例26~30と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 69 and 70)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 26 to 30, except that the hydroxyl group-containing silicon-modified acrylic polymer was not added and the hexamethylene diisocyanate was added in an amount such that the NCO/OH equivalent ratio was 1.1 and 0.65.
(実験例71)
前記水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーを添加しない点、ポリオール成分として、フッ素ポリオール2(ルミフロンLF200,旭硝子社製)を用いた点、前記ヘキサメチレンジイソシアネートを、NCO/OH当量比が1.1となる量で添加した点以外は、実験例26~30と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Example 71)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 26 to 30, except that the hydroxyl group-containing silicon-modified acrylic polymer was not added, fluorine polyol 2 (Lumiflon LF200, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) was used as the polyol component, and the hexamethylene diisocyanate was added in an amount such that the NCO/OH equivalent ratio was 1.1.
(実験例72)
前記水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーを添加しない点、ポリオール成分として、シリコン変性フッ素ポリオール2(ZX-022-H,T&K TOKA社製)を用いた点、前記ヘキサメチレンジイソシアネートを、NCO/OH当量比が1.0となる量で添加した点以外は、実験例26~30と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Example 72)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 26 to 30, except that the hydroxyl group-containing silicon-modified acrylic polymer was not added, silicon-modified fluorine polyol 2 (ZX-022-H, manufactured by T&K TOKA Corporation) was used as the polyol component, and the hexamethylene diisocyanate was added in an amount such that the NCO/OH equivalent ratio was 1.0.
(実験例73)
前記水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーを添加しない点、ポリオール成分として、アクリルポリオール1(XK-9012,東新油脂社製)を用いた点、前記ヘキサメチレンジイソシアネートを、NCO/OH当量比が1.0となる量で添加した点以外は、実験例26~30と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Example 73)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 26 to 30, except that the hydroxyl group-containing silicon-modified acrylic polymer was not added, acrylic polyol 1 (XK-9012, manufactured by Toshin Yushi Co., Ltd.) was used as the polyol component, and the hexamethylene diisocyanate was added in an amount such that the NCO/OH equivalent ratio was 1.0.
(実験例74)
前記水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーを添加しない点、ポリオール成分として、アクリルポリオール2(EXCELOL821,亜細亜工業社製)を用いた点、前記イソホロンジイソシアネートを、NCO/OH当量比が1.0となる量で添加した点以外は、実験例31~36と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Example 74)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 31 to 36, except that the hydroxyl group-containing silicon-modified acrylic polymer was not added, acrylic polyol 2 (EXCELOL821, manufactured by Asia Kogyo Co., Ltd.) was used as the polyol component, and the isophorone diisocyanate was added in an amount such that the NCO/OH equivalent ratio was 1.0.
(実験例75)
実験例74と同じアクリルポリオール及び酢酸エチル50質量部をプロペラ式攪拌機で1000 rpmで3分間撹拌混合し、表面層形成用組成物を得た。本実験例75は、イソシアネート成分が配合されていない実験例である。
(Example 75)
The same acrylic polyol as in Experimental Example 74 and 50 parts by mass of ethyl acetate were mixed and stirred with a propeller stirrer at 1000 rpm for 3 minutes to obtain a composition for forming a surface layer. Experimental Example 75 is an experimental example in which no isocyanate component was blended.
(実験例76、77)
前記1,5-ペンタメチレンジイソシアネートを、表5にしたがい、NCO/OH当量比が00.4、2.5となる量で添加した点以外は、実験例23~25と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 76 and 77)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 23 to 25, except that the 1,5-pentamethylene diisocyanate was added in an amount such that the NCO/OH equivalent ratio was 0.04 or 2.5 according to Table 5.
(実験例78、79)
前記ヘキサメチレンジイソシアネートを、表5にしたがい、NCO/OH当量比が0.4、2.2となる量で添加した点以外は、実験例26~30と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 78 and 79)
Compositions for forming a surface layer were obtained in the same manner as in Experimental Examples 26 to 30, except that the hexamethylene diisocyanate was added in an amount such that the NCO/OH equivalent ratio was 0.4 or 2.2 according to Table 5.
(実験例80、81)
前記キシレンジイソシアネートを、表5にしたがい、NCO/OH当量比が0.3、3.0となる量で添加した点以外は、実験例31~36と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 80 and 81)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 31 to 36, except that the xylylene diisocyanate was added in an amount such that the NCO/OH equivalent ratio was 0.3 or 3.0 according to Table 5.
(実験例82、83)
前記イソホロンジイソシアネートを、表5にしたがい、NCO/OH当量比が0.5、2.2となる量で添加した点以外は、実験例37~39と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Examples 82 and 83)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 37 to 39, except that the isophorone diisocyanate was added in an amount such that the NCO/OH equivalent ratio was 0.5 or 2.2 according to Table 5.
(実験例84)
前記水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーを添加しない点以外は、実験例40、41と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Experimental Example 84)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 40 and 41, except that the hydroxyl group-containing silicon-modified acrylic polymer was not added.
(実験例85)
前記水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーの添加量が、フッ素ポリオール100質量部に対し1.5質量部である点以外は、実験例40、41と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Example 85)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 40 and 41, except that the amount of the hydroxyl-containing silicon-modified acrylic polymer added was 1.5 parts by mass per 100 parts by mass of the fluorine polyol.
(実験例86)
前記水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーを添加しない点以外は、実験例42、43と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Example 86)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 42 and 43, except that the hydroxyl group-containing silicon-modified acrylic polymer was not added.
(実験例87)
前記水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーの添加量が、フッ素ポリオール100質量部に対し1.5質量部である点以外は、実験例42、43と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Example 87)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 42 and 43, except that the amount of the hydroxyl-containing silicon-modified acrylic polymer added was 1.5 parts by mass per 100 parts by mass of the fluorine polyol.
(実験例88)
前記水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーを添加しない点以外は、実験例44、45と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Example 88)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 44 and 45, except that the hydroxyl group-containing silicon-modified acrylic polymer was not added.
(実験例89)
前記水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーの添加量が、フッ素ポリオール100質量部に対し2.5質量部である点以外は、実験例44、45と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Example 89)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 44 and 45, except that the amount of the hydroxyl-containing silicon-modified acrylic polymer added was 2.5 parts by mass per 100 parts by mass of the fluorine polyol.
(実験例90)
前記水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーの添加量が、フッ素ポリオール100質量部に対し1.5質量部である点以外は、実験例47、48と同様の手法にて、表面層形成用組成物を得た。
(Example 90)
A surface layer-forming composition was obtained in the same manner as in Experimental Examples 47 and 48, except that the amount of the hydroxyl-containing silicon-modified acrylic polymer added was 1.5 parts by mass per 100 parts by mass of the fluorine polyol.
評価について。
上記の方法により製造された表面層形成用組成物における、各配合組成の(1)NCO/OH当量比を以下の方法で算出し、(2)PET(ポリエチレンテレフタレート)密着性、(3)油性マジック筆記性、(4)油性マジック筆跡の字消し消去性、(5)油性マジック筆跡の布消去性、(6)油性ボールペン筆記性、(7)油性ボールペン筆跡の字消し消去性、(8)油性ボールペン筆跡の布消去性の評価を、次の方法によって行った。その各実験例の結果をそれぞれの組成と共に下記の表1及び表2に示した。
Regarding evaluation.
In the surface layer forming composition produced by the above method, (1) NCO/OH equivalent ratio of each blended composition was calculated by the following method, and (2) PET (polyethylene terephthalate) adhesion, (3) oil-based marker writing property, (4) oil-based marker writing erasability, (5) oil-based marker writing cloth erasability, (6) oil-based ballpoint pen writing property, (7) oil-based ballpoint pen writing eraser erasability, and (8) oil-based ballpoint pen writing cloth erasability were evaluated by the following method. The results of each experiment example are shown in Tables 1 and 2 below together with the respective compositions.
(1)イソシアネート基/水酸基の当量比の計算方法
イソシアネート基/水酸基の当量比は、イソシアネート基一個当たりの分子量及び水酸基一個当たりの分子量をそれぞれ算出し、それらの比として示した。
イソシアネート基一個当たりの分子量を示すイソシアネート基当量は次の式1により求めた。
(1) Method for Calculating Equivalent Ratio of Isocyanate Group/Hydroxyl Group The equivalent ratio of isocyanate group/hydroxyl group was calculated by calculating the molecular weight per one isocyanate group and the molecular weight per one hydroxyl group, and expressed as the ratio between them.
The isocyanate group equivalent, which indicates the molecular weight per one isocyanate group, was calculated according to the following formula 1.
また、本発明で使用されるポリオールは水酸基価の数値範囲が既知であることから、その中央値を水酸基価として計算に用いることにより、水酸基一個当たりの分子量を示す水酸基当量を次の式2で求めた。計算に用いたポリオールの水酸基価は、それぞれ、128(TOKYD-25C)、75(NT-11NX)である。 In addition, since the hydroxyl value range of the polyols used in the present invention is known, the median value was used in the calculation as the hydroxyl value, and the hydroxyl equivalent, which indicates the molecular weight per hydroxyl group, was calculated using the following formula 2. The hydroxyl values of the polyols used in the calculation were 128 (TOKYD-25C) and 75 (NT-11NX), respectively.
ここで、ポリオールの水酸基価は、無水酢酸でアセチル化し、遊離酢酸を水酸化カリウムで定量したときに、ポリオール1g中に含まれる水酸基と等量の水酸化カリウムの量(単位は mgに換算される)で表される値である。なお、KOHの分子量を56.1とした。 The hydroxyl value of a polyol is the amount of potassium hydroxide (converted into mg) equivalent to the hydroxyl group contained in 1 g of polyol when the polyol is acetylated with acetic anhydride and the free acetic acid is quantified with potassium hydroxide. The molecular weight of KOH is 56.1.
(2)PET(ポリエチレンテレフタレート)密着性
この評価項目は、基材に対する表面層の密着性を評価するものである。
各実験例の組成物を、PETフィルム(東レルミラーS10 厚み100 μm)に、No.10バーコーダーで塗布した後、オーブン150℃で10分加熱した。得られた積層体を、付着性試験(クロスカット法;JIS K 5600-5-6:1999 塗料一般試験方法-第5部:塗膜の機械的性質-第6節)に付した。より詳しくは、表面層にカッターナイフを用いて、格子パターン(カット数6、格子幅1mm、100マス)を付した。この格子パターン上にセロハン粘着テープ(幅25 mm)を完全に圧着させ、60°の角度でテープの端をつかみ、0.5秒~1.0秒で確実に引き離すよう瞬間的に引き離した。その後、格子パターンの状態を目視で確認した。
(2) Adhesion to PET (Polyethylene Terephthalate) This evaluation item is for evaluating the adhesion of the surface layer to the substrate.
The composition of each experimental example was applied to a PET film (Toray Miller S10, 100 μm thick) using a No. 10 bar coder, and then heated in an oven at 150°C for 10 minutes. The resulting laminate was subjected to an adhesion test (cross-cut method; JIS K 5600-5-6:1999 General test methods for paints - Part 5: Mechanical properties of coatings - Section 6). More specifically, a grid pattern (6 cuts, grid width 1 mm, 100 squares) was applied to the surface layer using a cutter knife. Cellophane adhesive tape (width 25 mm) was completely pressed onto this grid pattern, and the end of the tape was grasped at an angle of 60° and instantly pulled away in 0.5 to 1.0 seconds so as to be sure to separate. The state of the grid pattern was then visually confirmed.
PET密着性の評価は、三段階評価を行った。評価の基準を下記に示す。
◎ (良好);カットの縁が完全に滑らかで、どの格子の目にもはがれがない。
〇(合格);カットの交差点における塗膜の小さなはがれがある。クロスカット部分で影響を受けるのは、明確に5%を上回ることはない。
×(不合格);塗膜がカットの縁に沿って、及び/又は交差点においてはがれている。クロスカット部分で影響を受けるのが、明確に5%を超える。
The adhesion to PET was evaluated according to three levels, as shown below.
◎ (Good): The edges of the cut are completely smooth and there is no peeling on any of the grid cells.
◯ (pass): There is minor peeling of the coating at the intersections of the cuts. The cross-cut area affected is not significantly greater than 5%.
× (fail): The coating has peeled off along the edges of the cuts and/or at the intersections. Clearly more than 5% of the cross-cut area is affected.
(3)油性マジック筆記性
各実験例の組成物を、PETフィルム(東レルミラーS10 厚み100 μm)に、No.10バーコーダーで塗布した後、オーブン150℃で10分加熱した。24時間後、油性マジックで筆記し、筆跡を目視にて判断した。なお、今回実験に用いた油性マジックは、ゼブラ社のマッキー(登録商標)である。
(3) Writability of oil-based marker The composition of each experimental example was applied to a PET film (Toray Mirror S10, thickness 100 μm) using a No. 10 barcoder, and then heated in an oven at 150° C. for 10 minutes. After 24 hours, writing was performed with an oil-based marker, and the handwriting was visually evaluated. The oil-based marker used in this experiment was Zebra's Mackie (registered trademark).
筆記性の各評価は、三段階評価を行った。評価の基準を下記に示す。
◎(良好);油性インクではじかずに書けた。
〇(合格);油性インクのはじきが5%未満であった。
×(不合格);油性インクのはじきが5%以上である、又は、書けなかった。
The writability was evaluated on a three-level scale according to the following criteria:
◎ (Good): I was able to write with oil-based ink without it repelling.
◯ (pass): Less than 5% of the oil-based ink was repelled.
× (fail): 5% or more of the oil-based ink was repelled, or writing was not possible.
(4)油性マジック筆跡の字消し消去性
各実験例で得た組成物を、PET製フィルム(東レルミラーS10 厚み100 μm)に、No.10バーコーダーで塗布した後、オーブン150℃で10分加熱した。24時間後、油性マジックで筆記し、更に24時間後、プラスチック字消しで所定の条件で擦過し、筆跡を目視にて判断した。擦過条件は、距離:10cm、速さ:10往復/6秒、荷重:800gとした。
(4) Erasability of oil-based marker writing The composition obtained in each experimental example was applied to a PET film (Toray mirror S10, thickness 100 μm) using a No. 10 bar coder, and then heated in an oven at 150° C. for 10 minutes. After 24 hours, writing was done with an oil-based marker, and after another 24 hours, the film was rubbed with a plastic eraser under specified conditions, and the handwriting was visually evaluated. The rub conditions were distance: 10 cm, speed: 10 round trips/6 seconds, and load: 800 g.
消去性の各評価は、三段階評価を行った。評価の基準を下記に示す。
◎(良好);試験条件より弱い圧力、少ない往復回数で消去できた。
〇(合格);消去できた。
×(不合格);消去できなかった。
The erasability was evaluated on a three-level scale according to the following criteria:
◎ (Good): Erasing was possible with less pressure and fewer reciprocations than the test conditions.
◯ (Pass): Erased successfully.
× (failed): Erasing was not possible.
(5)油性マジック筆跡の布消去性
各実験例で得た組成物を、PET製フィルム(東レルミラーS10 厚み100 μm)に、No.10バーコーダーで塗布した後、オーブン150℃で10分加熱した。24時間後、油性マジックで筆記し、更に24時間後、布で所定の条件で擦過し、筆跡を目視にて判断した。条件は、距離:10cm、速さ:10往復/6秒、荷重:800gとした。
消去性の各評価は、字消しによる消去性評価と同様の方法で行った。なお、今回実験に用いた布は、綿100%の布及びティッシュペーパー(ロレーナ,日本製紙クレシア社製)である。
(5) Cloth erasability of oil-based marker marks The compositions obtained in each experimental example were applied to a PET film (Toray Mirror S10, thickness 100 μm) using a No. 10 bar coder, and then heated in an oven at 150° C. for 10 minutes. After 24 hours, the film was written on with an oil-based marker, and after another 24 hours, the film was rubbed with a cloth under specified conditions, and the handwriting was visually evaluated. The conditions were: distance: 10 cm, speed: 10 round trips/6 seconds, and load: 800 g.
The erasability was evaluated in the same manner as in the evaluation of erasability using the character eraser. The cloth used in this experiment was a 100% cotton cloth and tissue paper (Lorena, Nippon Paper Crecia Co., Ltd.).
(6)油性ボールペン筆記性、(7)油性ボールペン筆跡の字消し消去性、(8)油性ボールペン筆跡の布消去性の各評価については、油性マジックの評価と同様の方法で行った。 The evaluation of (6) writability with oil-based ballpoint pen, (7) ability to erase marks left by oil-based ballpoint pen, and (8) ability to erase marks left by oil-based ballpoint pen on fabric was carried out in the same manner as the evaluation of oil-based marker pens.
表1から表5に、本発明の実験例の組成比及び評価結果を示す。表1には、アルキドポリオールと、各種イソシアネートの実験例を示す。表2には、フッ素ポリオールと、各種イソシアネートの実験例を示し、実験例31以外は、水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーを添加している。表3には、アルキドポリオールと、各種イソシアネートとともに、ポリオレフィンワックスを添加した実験例を示す。表1から表3に記載の実験例は、油性インクによる筆記性と字消し又は布による消去性の両立という観点から、実施例となり得る。表4には、主に各種ポリオールと各種イソシアネートの実験例を示す。実験例75のみ、イソシアネートを含まない組成である。表5には、主にフッ素ポリオールと、各種イソシアネートの実験例を示し、実験例84、実験例86、実験例88以外は、水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーを添加している。 Tables 1 to 5 show the composition ratios and evaluation results of the experimental examples of the present invention. Table 1 shows experimental examples of alkyd polyols and various isocyanates. Table 2 shows experimental examples of fluorine polyols and various isocyanates, and hydroxyl-containing silicon-modified acrylic polymers were added except for experimental example 31. Table 3 shows experimental examples in which polyolefin wax was added together with alkyd polyols and various isocyanates. The experimental examples shown in Tables 1 to 3 can be examples from the viewpoint of achieving both the writability of oil-based ink and the erasability with erasure or cloth. Table 4 shows experimental examples mainly of various polyols and various isocyanates. Only experimental example 75 has a composition that does not contain isocyanates. Table 5 shows experimental examples mainly of fluorine polyols and various isocyanates, and hydroxyl-containing silicon-modified acrylic polymers were added except for experimental examples 84, 86, and 88.
(実験例についての考察)
上掲する表1から表3に示される通り、実験例1~60の表面層形成用組成物は、油性マジック及び油性ボールペン筆跡の布消去性の評価項目を除き、各評価項目の判定結果がいずれも合格(〇又は◎記号)であった。すなわち、実験例1~60の表面層形成用組成物はいずれも、油性ボールペン及び油性マジックの筆記性、並びに、字消しによる消去性の両方に優れており、さらには、表面層の基材に対する密着性にも優れていた。
(Discussion of the Experimental Examples)
As shown in Tables 1 to 3 above, the compositions for forming a surface layer in Experimental Examples 1 to 60 passed the judgment results (◯ or ◎ symbol) for all evaluation items except for the evaluation item of the erasability of handwriting by oil-based marker and oil-based ballpoint pen on fabric. That is, all of the compositions for forming a surface layer in Experimental Examples 1 to 60 were excellent in both the writability with an oil-based ballpoint pen and oil-based marker and the erasability with an eraser, and further, were excellent in the adhesion of the surface layer to the substrate.
一方、上掲する表4及び表5に示される通り、実験例61~90の表面層形成用組成物は、(2)~(8)の計7つの評価項目に関して、少なくとも一つが不合格(×記号)であった。より詳細には、実験例61~75、実験例77、実験例79~81、実験例83、実験例84、実験例86、実験例88に関しては、少なくとも(4)油性マジック筆跡の字消しによる消去性の評価が不合格となった。また、(4)の評価で不合格となった表4、表5に記載の実験例のうち実験例66以外については、油性マジックの布での消去性も不合格となった。一方、少なくとも(4)油性マジック筆跡の字消しによる消去性の評価で少なくとも合格となった実験例76、実験例78、実験例82、実験例85、実験例87、実験例89、実験例90については、いずれも(3)油性マジックの筆記性の評価において少なくとも不合格となった。すなわち、実験例1~60の表面層形成用組成物はいずれも実験例61~90よりも、本発明が求める効果、即ち油性インクの筆記性と字消し又は布による消去性の両立という点において優れていた。 On the other hand, as shown in Tables 4 and 5 above, the compositions for forming the surface layer of Experimental Examples 61 to 90 failed (marked with an x) in at least one of the seven evaluation items (2) to (8). More specifically, Experimental Examples 61 to 75, 77, 79 to 81, 83, 84, 86, and 88 failed at least the evaluation of (4) erasability of handwritten marks by erasing with an oil-based marker. In addition, among the experimental examples listed in Tables 4 and 5 that failed the evaluation of (4), the erasability of the oil-based marker with a cloth was also failed, except for Experimental Example 66. On the other hand, Experimental Examples 76, 78, 82, 85, 87, 89, and 90 that at least passed the evaluation of (4) erasability of handwritten marks by erasing with an oil-based marker were all at least failed the evaluation of (3) writability of the oil-based marker. In other words, the surface layer-forming compositions of Experimental Examples 1 to 60 were all superior to Experimental Examples 61 to 90 in terms of the effect sought by the present invention, namely, the balance between the writability of oil-based ink and erasability with erasure or cloth.
実験例1~22(すべてアルキドポリオールを採用)と、実験例72(シリコン変性フッ素ポリオールを採用)、実験例73(アクリルポリオール1を採用)、実験例74(アクリルポリオール2を採用)との各比較から、選択するポリオールの種類によって本発明の筆記性や消去性の効果に影響を与えることが示された。本実験例によれば、アルキドポリオールは、シリコン変性フッ素ポリオールやアクリルポリオールよりも、イソシアネートがペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート又はイソホロンジイソシアネートのいずれの場合でも、筆記性や字消しによる消去性の面において優れていることがわかった。 Comparing Experimental Examples 1 to 22 (all of which used alkyd polyols) with Experimental Example 72 (which used a silicon-modified fluorine polyol), Experimental Example 73 (which used acrylic polyol 1), and Experimental Example 74 (which used acrylic polyol 2), it was shown that the type of polyol selected affects the effects of the writability and erasability of the present invention. According to these experimental examples, it was found that alkyd polyols are superior to silicon-modified fluorine polyols and acrylic polyols in terms of writability and erasability with an eraser, regardless of whether the isocyanate is pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, xylene diisocyanate, or isophorone diisocyanate.
さらに、実験例1~18(すべてアルキドポリオール1を採用)、実験例19~22(すべてアルキドポリオール2を採用)との結果により、選択されるポリオールが、いずれのアルキドポリオールでも好適であることが示された。 Furthermore, the results of Experimental Examples 1 to 18 (all of which used alkyd polyol 1) and Experimental Examples 19 to 22 (all of which used alkyd polyol 2) showed that the selected polyol was suitable for any alkyd polyol.
NCO/OH当量比の影響について。
実験例1~18、実験例61~68の結果からわかるように、ポリオールとしてアルキドポリオールが採用されている場合、選択するイソシアネートの種類によって、NCO/OH当量比に好適な範囲があることが示される。
Regarding the effect of NCO/OH equivalent ratio.
As can be seen from the results of Experimental Examples 1 to 18 and Experimental Examples 61 to 68, when an alkyd polyol is used as the polyol, there is a suitable range for the NCO/OH equivalent ratio depending on the type of isocyanate selected.
実験例1~3と、実験例61及び実験例62の結果により、イソシアネートとして1,5-ペンタメチレンジイソシアネートを選択した場合、NCO/OH当量比は0.5以上2.5以下が好適であることが分かる。 The results of Experimental Examples 1 to 3 and Experimental Examples 61 and 62 show that when 1,5-pentamethylene diisocyanate is selected as the isocyanate, the NCO/OH equivalent ratio is preferably 0.5 or more and 2.5 or less.
同様に、実験例4~9と、実験例63及び実験例64の結果により、イソシアネートとしてヘキサメチレンジイソシアネートを選択した場合、NCO/OH当量比は0.5以上4.0以下が好適であることが分かる。 Similarly, the results of Experimental Examples 4 to 9 and Experimental Examples 63 and 64 show that when hexamethylene diisocyanate is selected as the isocyanate, the NCO/OH equivalent ratio is preferably 0.5 or more and 4.0 or less.
同様に、実験例10~15と、実験例65及び実験例66の結果により、イソシアネートとしてキシレンジイソシアネートを選択した場合、NCO/OH当量比は0.5以上3.0以下が好適であることが分かる。 Similarly, the results of Experimental Examples 10 to 15 and Experimental Examples 65 and 66 show that when xylylene diisocyanate is selected as the isocyanate, the NCO/OH equivalent ratio is preferably 0.5 or more and 3.0 or less.
更に、実験例16~18と、実験例67及び実験例68の結果により、イソシアネートとしてイソホロンジイソシアネートを選択した場合、NCO/OH当量比は0.4以上2.2以下が好適であることが分かる。 Furthermore, the results of Experimental Examples 16 to 18 and Experimental Examples 67 and 68 show that when isophorone diisocyanate is selected as the isocyanate, the NCO/OH equivalent ratio is preferably 0.4 or more and 2.2 or less.
次に、ポリオールとして、フッ素ポリオールを採用した実験例23~48では、イソシアネートについてはペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート又はイソホロンジイソシアネート、のいずれも採用可能であり、いずれのイソシアネートの場合でも、水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーを添加する組成では、油性インクの筆記性及び字消しによる消去性の両方が合格以上の評価となった。一方、フッ素ポリオールを採用した場合において水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーを添加しなかった実験例69、実験例70、実験例71、実験例84、実験例86、実験例88では、油性インクの筆記性と字消しによる消去性の両立ができなかった。つまり、フッ素ポリオールを採択し、イソシアネートがペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート又はキシレンジイソシアネートである場合は、水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーの添加が、筆記性と字消しによる消去性の両立に不可欠であることがわかった。 Next, in Experimental Examples 23 to 48, in which a fluorine polyol was used as the polyol, any of pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, or isophorone diisocyanate could be used as the isocyanate, and in any case of the isocyanate, in the composition in which a hydroxyl-containing silicon-modified acrylic polymer was added, both the writability of the oil-based ink and the erasability with an eraser were rated as pass or better. On the other hand, in Experimental Examples 69, 70, 71, 84, 86, and 88, in which a fluorine polyol was used but a hydroxyl-containing silicon-modified acrylic polymer was not added, it was not possible to achieve both the writability of the oil-based ink and the erasability with an eraser. In other words, when a fluorine polyol is used and the isocyanate is pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, or xylene diisocyanate, it was found that the addition of a hydroxyl-containing silicon-modified acrylic polymer is essential to achieve both good writing properties and erasability with an eraser.
NCO/OH当量比の影響について。
ポリオールとして、フッ素ポリオールを採用した場合においても、実験例23~39、実験例76~83の結果からわかるように、選択するイソシアネートの種類によって、NCO/OH当量比に好適な範囲があることが示される。例えば、実験例23~25と、実験例76及び実験例77の結果により、イソシアネートとして1,5-ペンタメチレンジイソシアネートを選択した場合、NCO/OH当量比は0.5以上2.2以下が好適であることが分かる。
Regarding the effect of NCO/OH equivalent ratio.
Even when a fluorine polyol is used as the polyol, there is a suitable range for the NCO/OH equivalent ratio depending on the type of isocyanate selected, as can be seen from the results of Experimental Examples 23 to 39 and Experimental Examples 76 to 83. For example, the results of Experimental Examples 23 to 25 and Experimental Examples 76 and 77 show that when 1,5-pentamethylene diisocyanate is selected as the isocyanate, the NCO/OH equivalent ratio is preferably 0.5 or more and 2.2 or less.
同様に、実験例26~30と、実験例78及び実験例79の結果により、イソシアネートとしてヘキサメチレンジイソシアネートを選択した場合、NCO/OH当量比は0.5以上2.0以下が好適であることが分かる。 Similarly, the results of Experimental Examples 26 to 30 and Experimental Examples 78 and 79 show that when hexamethylene diisocyanate is selected as the isocyanate, the NCO/OH equivalent ratio is preferably 0.5 or more and 2.0 or less.
同様に、実験例31~36と、実験例80及び実験例81の結果により、イソシアネートとしてキシレンジイソシアネートを選択した場合、NCO/OH当量比は0.65以上2.5以下が好適であることが分かる。 Similarly, the results of Experimental Examples 31 to 36 and Experimental Examples 80 and 81 show that when xylylene diisocyanate is selected as the isocyanate, the NCO/OH equivalent ratio is preferably 0.65 or more and 2.5 or less.
更に、実験例37~39と、実験例82、実験例83の結果により、イソシアネートとしてイソホロンジイソシアネートを選択した場合、NCO/OH当量比は0.65以上2.0以下が好適であることが分かる。 Furthermore, the results of Experimental Examples 37 to 39, 82, and 83 show that when isophorone diisocyanate is selected as the isocyanate, the NCO/OH equivalent ratio is preferably 0.65 or more and 2.0 or less.
以上の結果を総合すると、ポリオールとしてフッ素ポリオールが採用されている場合、NCO/OH当量比としては0.65以上2.0以下が好適な範囲があることが示された。 Taking all these results together, it was shown that when a fluoropolyol is used as the polyol, the optimal range for the NCO/OH equivalent ratio is 0.65 or more and 2.0 or less.
水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーの添加量について。
加えて、本実験例によれば、水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーの添加量に好適な範囲があることが示される。例えば、実験例40及び実験例41と、実験例84及び実験例85の結果により、イソシアネートとして1,5-ペンタメチレンジイソシアネートを選択した場合、水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーの添加量は、フッ素ポリオール100質量部に対して0.1質量部以上1.2質量部以下の範囲が好適であることが分かる。
Regarding the amount of hydroxyl-containing silicone modified acrylic polymer to be added.
In addition, this experimental example shows that there is a suitable range for the amount of the hydroxyl-containing silicon-modified acrylic polymer added. For example, the results of experimental examples 40 and 41 and experimental examples 84 and 85 show that when 1,5-pentamethylene diisocyanate is selected as the isocyanate, the amount of the hydroxyl-containing silicon-modified acrylic polymer added is preferably in the range of 0.1 parts by mass to 1.2 parts by mass per 100 parts by mass of the fluoropolyol.
同様に、実験例42及び実験例43と、実験例86及び実験例87の結果により、イソシアネートとしてヘキサメチレンジイソシアネートを選択した場合、水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーの添加量は、フッ素ポリオール100質量部に対して0.1質量部以上1.2質量部以下の範囲が好適であることが分かる。 Similarly, the results of Experimental Examples 42 and 43 and Experimental Examples 86 and 87 show that when hexamethylene diisocyanate is selected as the isocyanate, the amount of hydroxyl-containing silicon-modified acrylic polymer added is preferably in the range of 0.1 parts by mass to 1.2 parts by mass per 100 parts by mass of fluoropolyol.
同様に、実験例44及び実験例45と、実験例88及び実験例89の結果により、イソシアネートとしてキシレンジイソシアネートを選択した場合、水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーの添加量は、フッ素ポリオール100質量部に対して0.1質量部以上1.2質量部以下の範囲が好適であることが分かる。 Similarly, the results of Experimental Examples 44 and 45 and Experimental Examples 88 and 89 show that when xylylene diisocyanate is selected as the isocyanate, the amount of hydroxyl-containing silicon-modified acrylic polymer added is preferably in the range of 0.1 parts by mass to 1.2 parts by mass per 100 parts by mass of fluoropolyol.
更に、実験例46~48と、実験例90の結果により、イソシアネートとしてイソホロンジイソシアネートを選択した場合、水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーの添加量は、フッ素ポリオール100質量部に対して1.2質量部以下の範囲が好適であることが分かる。 Furthermore, the results of Experimental Examples 46 to 48 and Experimental Example 90 show that when isophorone diisocyanate is selected as the isocyanate, the amount of hydroxyl-containing silicon-modified acrylic polymer added is preferably in the range of 1.2 parts by mass or less per 100 parts by mass of fluorine polyol.
以上の結果から、水酸基含有シリコン変性アクリルポリマーの添加量に好適な範囲は、フッ素ポリオール当量比100に対して0.1以上1.2以下であることがわかった。 These results show that the optimal range for the amount of hydroxyl-containing silicon-modified acrylic polymer to be added is 0.1 to 1.2 per 100 equivalents of fluoropolyol.
実験例75は、アクリルポリオールが配合され、イソシアネートは配合されていない組成の実験例であり、このような組成ではポリウレタン構造が形成されていない。このような実験例では、油性マジックや油性ボールペンの筆跡に対する、字消し、布による消去性が不合格となった。この実験例75によれば、本発明に係る組成ではポリウレタン構造が必須と考えられる。実験例75のような表面層では、字消しや布の摩擦により、表面層自体が削れてしまいPET密着性の評価が不合格となり、その結果消去性の評価も不合格となった。したがって、ポリオールのみで形成される表面層は、本発明の組成例としては不適との結論を得た。 Experimental example 75 is an experimental example of a composition that contains acrylic polyol but does not contain isocyanate, and such a composition does not form a polyurethane structure. In such an experimental example, the erasability of handwriting with oil-based marker or oil-based ballpoint pen using an eraser or cloth was unsatisfactory. According to this experimental example 75, it is considered that a polyurethane structure is essential for the composition according to the present invention. In the surface layer of experimental example 75, the surface layer itself is scraped off by an eraser or friction with a cloth, and the evaluation of PET adhesion is unsatisfactory, and as a result, the evaluation of erasability is also unsatisfactory. Therefore, it was concluded that a surface layer formed only with polyol is unsuitable as an example of a composition according to the present invention.
以上から、油性マジックや油性ボールペンの筆記性及び字消しによる消去性を両立することが可能な実験例を説明したが、その実験例の中でも、布での消去性をも実現することは困難である。例えば、ポリオールとしてアルキドポリオールが採用された場合の実験例の中でも、実験例1、実験例3~5、実験例8~13、実験例16については、油性マジックまたは油性ボールペンの筆跡の布の消去性が不合格となっている。これに対し、添加剤として、ポリオレフィンワックスの添加によって、油性マジックや油性ボールペンの筆記性及び字消し及び布による消去性をすべて両立することが可能になる。 The above describes experimental examples that can achieve both the writability of oil-based markers and oil-based ballpoint pens and the erasability with an eraser, but even in these experimental examples, it is difficult to achieve erasability with cloth. For example, among the experimental examples in which alkyd polyol is used as the polyol, experimental examples 1, 3 to 5, 8 to 13, and 16 fail the ability to erase with cloth marks of oil-based markers or oil-based ballpoint pens. In contrast, by adding polyolefin wax as an additive, it becomes possible to achieve both the writability of oil-based markers and oil-based ballpoint pens and the erasability with an eraser and cloth.
実験例49~60の結果より、全ての評価が合格以上である。つまり、ポリオールとして、アルキドポリオールを採用し、イソシアネートについてはペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート又はイソホロンジイソシアネート、のいずれかを採用した場合、NCO/OH比が1.2以上2.0の範囲において、ポリオレフィンワックスを添加することによって、油性マジックや油性ボールペンの筆記性及び字消し及び布による消去性をすべて両立することが可能となる。 The results of Experimental Examples 49 to 60 show that all evaluations are acceptable or better. In other words, when an alkyd polyol is used as the polyol and either pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, xylene diisocyanate or isophorone diisocyanate is used as the isocyanate, by adding polyolefin wax, it is possible to achieve both the writability of oil-based markers and oil-based ballpoint pens and the ability to erase and be erased with a cloth, in a range where the NCO/OH ratio is 1.2 or more and 2.0 or more.
1 面材
11 基材層
12 表面層
1 Face material 11 Base material layer 12 Surface layer
Claims (5)
イソシアネート基/水酸基の当量比が0.5以上2.5以下であり、
油性インクで筆記可能であり、かつ、筆記した筆跡をプラスチック字消しで擦ったときに消去可能である表面層を形成する、表面層形成用組成物。 A surface layer-forming composition that contains at least an alkyd polyol and pentamethylene diisocyanate and forms a polyurethane structure,
The equivalent ratio of isocyanate group/hydroxyl group is 0.5 or more and 2.5 or less,
The composition for forming a surface layer forms a surface layer on which writing can be performed with an oil-based ink and on which written marks can be erased when rubbed with a plastic eraser.
前記ポリオールがアルキドポリオールであり、
前記ポリイソシアネートは、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート又はイソホロンジイソシアネートから選択されるポリイソシアネートであり、
イソシアネート基/水酸基の当量比が1.2以上2.0以下であり、
油性インクで筆記可能であり、かつ、筆記した筆跡をプラスチック字消しで擦ったときに消去可能であり、かつ、筆記した筆跡を布でも消去可能である表面層を形成する、表面層形成用組成物。 A surface layer-forming composition that contains at least a polyol, an aliphatic or aromatic polyisocyanate, and a polyolefin wax and forms a polyurethane structure,
the polyol is an alkyd polyol,
The polyisocyanate is selected from pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate;
an equivalent ratio of isocyanate group/hydroxyl group is 1.2 or more and 2.0 or less;
The composition for forming a surface layer forms a surface layer on which writing can be done with oil-based ink, the written handwriting can be erased when rubbed with a plastic eraser, and the written handwriting can be erased with a cloth.
前記ポリオールがフッ素ポリオールであり、
前記ポリイソシアネートは、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート又はイソホロンジイソシアネートから選択されるポリイソシアネートであり、
イソシアネート基/水酸基の当量比が0.65以上2.0以下であり、
前記水酸基を有するシリコン変性アクリルポリマーの添加量が、フッ素ポリオール100質量部に対し、0.1以上1.2以下であり、
油性インクで筆記可能であり、かつ、筆記した筆跡をプラスチック字消しで擦ったときに消去可能である表面層を形成する、表面層形成用組成物。 A surface layer-forming composition that contains at least a polyol, an aliphatic or aromatic polyisocyanate, and a silicon-modified acrylic polymer having a hydroxyl group, and that forms a polyurethane structure,
The polyol is a fluorine polyol,
The polyisocyanate is selected from pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate;
an isocyanate group/hydroxyl group equivalent ratio of 0.65 or more and 2.0 or less;
the amount of the silicon-modified acrylic polymer having a hydroxyl group added is 0.1 or more and 1.2 or less relative to 100 parts by mass of the fluoropolyol;
The composition for forming a surface layer forms a surface layer on which writing can be performed with an oil-based ink and on which written marks can be erased when rubbed with a plastic eraser.
A surface material for writing on oil-based ink, comprising at least the surface layer according to claim 4 .
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| 油性ペンの簡単な落とし方を素材別に解説!含む机も壁紙もきれいに♪,https://limia.jp/article/311499/#index-4198442(掲載日2019.11.25) |
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