(57)【要約】【課題】長時間の硬化時間を必要とせず、長いトンネル炉を使用しない、柔軟性押出品のコーティングシステムの提供。【解決手段】柔軟性の熱可塑性プラスチック押出品に塗布される塗布剤を含む自動車用封止システムの塗布剤が紫外線硬化性樹脂を含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
柔軟性の熱可塑性プラスチック押出品に塗布される塗布剤を含む自動車用封止システムであって、該塗布剤が紫外線硬化性樹脂を含む自動車用封止システム。
【請求項２】
押出品が、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）押出品である請求項１に記載の封止システム。
【請求項３】
押出品が、ウェザーストリップである請求項１又は２に記載の封止システム。
【請求項４】
樹脂が、脂肪族の水中分散性の樹脂である請求項１〜３のいずれか１項に記載の封止システム。
【請求項５】
樹脂が、ポリウレタン分散体（ＰＵＤ）である請求項４に記載の封止システム。
【請求項６】
樹脂用の溶剤又は分散剤をさらに含む請求項１〜５のいずれか１項に記載の封止システム。
【請求項７】
溶剤又は分散剤が水である請求項６に記載の封止システム。
【請求項８】
塗布剤が、摩擦軽減剤を含む請求項１〜７のいずれか１項に記載の封止システム。
【請求項９】
樹脂が、溶剤又は分散剤を除いた塗布剤の４０〜８０質量％含まれる請求項１〜８のいずれか１項に記載の封止システム。
【請求項１０】
紫外線硬化性樹脂を含む塗布剤を、柔軟性熱可塑性プラスチック押出品をコーティングするのに使用する用途。
【請求項１１】
押出品が、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）押出品である請求項１０に記載の用途。
【請求項１２】
押出品が、ウェザーストリップ封止である請求項１１に記載の用途。
【請求項１３】
柔軟性熱可塑性プラスチック押出品をコーティングする方法であって、紫外線硬化性樹脂を含む塗布剤を供給することと、前記塗布剤を柔軟性熱可塑性プラスチック押出品に塗布することと、塗布した柔軟性熱可塑性プラスチック押出品に２００〜４００ｎｍの紫外線を照射することを含む方法。
【請求項１４】
紫外線硬化性の水中分散性樹脂と、溶剤又は分散剤としての水を含む柔軟性熱可塑性プラスチック押出品用の塗布剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柔軟性押出品、特に、たとえば自動車産業で封止として使用する熱可塑性押出品のコーティングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の封止システムは、一連の合成ゴムおよび合成熱可塑性材料から、通常、押出法によって製造されている。最も一般的な合成ゴムは、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン・モノマー）である。一方、熱可塑性プラスチックとしては、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、熱可塑性オレフィン（ＴＰＯ）、或いは熱可塑性ブルカニセート（ＴＰＶ）を使用する傾向にある。これらは、ガラス−走行用溝形材、ウェザーストリップ、或いはベルト−ライン封止に成形することができるが、その表面をコーティングして、封止としての機械的性質、化学的性質、及び物理的性質を改良する必要がある。
【０００３】
現在、使用されているコーティングシステムは、ポリエステル凝集繊維、ポリウレタン、或いはシリコン樹脂システム又はこれらを組合せたものを基礎にしている。ポリエステル凝集繊維は、感熱接着剤で封止の表面に接着されている。
【０００４】
ポリウレタン、及びシリコン樹脂は、脱イオン水、又は有機溶剤混合物に分散及び／又は溶液とすることができる。これらの樹脂は、通常イソシナネートモノマーを使用して架橋して、硬化した被膜の物理的及び機械的性質を改良している。
【０００５】
現在のコーティングで使用する潤滑剤類は、主として、分散液、溶液、又は微粉末として供給されるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）又はシリコンである。
【０００６】
コーティング塗布剤は、通常のスプレー法、刷毛塗り法、拭い付け法、及び浸漬法によって塗布される。硬化活性化機構は、熱空気、ＩＲ（光周波）及び／又はＵＨＦ（粒子周波）の組み合わせによる封止成分の物理加熱で、長さ１０〜４０メートルのトンネル炉によって供給される。これら従来のコーティングシステムの硬化時間は、利用する炉装置にもよるが、主として、１〜１５分の間である。
【０００７】
本発明の目的は、長時間の硬化時間を必要とせず、従って、長いトンネル炉を使用しない、柔軟性押出品のコーティングシステムを提供することである。
【発明の開示】
【０００８】
本発明により、柔軟性の熱可塑性押出品用のコーティング塗布剤が提供される。本発明のコーティング塗布剤は、ＵＶ硬化性樹脂と、任意成分として硬化性樹脂用溶剤又は分散剤を含んでいる。好ましくは、この硬化性樹脂は、ＰＵＤ（ポリウレタン分散液）で、溶剤又は分散剤は水である。本発明のコーティング塗布剤は、好ましくは、光開始剤と架橋剤とを含んでいて、更に好ましくは、摩擦軽減剤を含んでいる。
【０００９】
好ましくは、ＰＵＤは、脂肪族の水中分散性の樹脂、或いはこれらの混合物である。ＰＵＤを例示すると、「Neorad R440」「Neorez R600」で、この両者の混合物が特に好ましい。
【００１０】
本発明で使用するに適した光開始剤は、「Irgacure 184」等である。好ましい光開始剤は、１−[４−（２−ヒドロキシメトキシ）−フェニル]−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン(「Irgacure 2959」)である。この架橋剤は、２００−４００ｎｍ（ＵＶＡ、ＵＶＢ、及びＵＶＣ）の紫外線に暴露されると、ＰＵＤ分散液の架橋を活性化して、基材に接着する乾燥柔軟性被膜を形成する。
【００１１】
摩擦軽減剤は、好ましくは、平均粒子サイズが８μｍの微粉末状ＰＴＦＥである。特に好ましい摩擦軽減剤は、パーフルオロポリエステルの水性微粉末であるFomblin FE2O EGである。
【００１２】
塗布剤は、１種以上の湿潤剤、界面活性剤、及び顔料を含んでいてもよい。使用に適した湿潤剤を例示すると、（１）シリコンポリエステルアクリレートである「Tegorad 2200N」−スリップ剤及び流れ剤、（２）ポリエーテルシロキサンコポリマー「Tegoglide 450」である。使用に適した界面活性剤を例示すると、「FC430」「Zonyl FSG」「Tinuvin 292」「Tinuvin 1130」及び「Tinuvin 144」である。
【００１３】
ＰＵＤは、溶剤／分散剤を除いた塗布剤の４０〜８０質量％、好ましくは６０〜８０質量％、より好ましくは４０質量％含有されていてよい。
【００１４】
光開始剤は、溶剤／分散剤を除いた塗布剤の１〜５質量％、好ましくは３〜５質量％、より好ましくは３質量％含有されていてよい。
【００１５】
摩擦軽減剤は、溶剤／分散剤を除いた塗布剤の５〜３０質量％、好ましくは１０〜２５質量％、より好ましくは１０質量％含有されていてよい。
【００１６】
ＰＵＤは、溶剤／分散剤中に、３８〜３２質量％、好ましくは４０〜４１質量％の濃度で存在し、たとえば、「NeoRad R440」又は「NeoRez R600」（NeoResinsが製造する脂肪族水中分散性ウレタン）及びこの両者の混合物である。
【００１７】
塗布剤は、押出されて来る押出品に連続して塗布されるか、或いは押出された押出品に塗布されるか、又は押出成形後成形された押出品に塗布される。 塗布剤は、適当な方法、たとえば、ハンドスプレー、自動スプレー、刷毛塗り法、拭い付け法、浸漬法によって塗布される。
【００１８】
本発明で使用するに適したＵＶ源を例示すると、ＵＶＡ  ３１５−４００ｎｍ、ＵＶＢ  ２８０−３１５ｎｍ、ＵＶＣ  ２００−２８０ｎｍである。好ましいＵＶ源は、ＵＶＡ、Ｂ、Ｃである。樹脂の硬化には、１〜２秒かかるが、主として、完全硬化には、１秒未満でよい。さらに、硬化は、周囲温度で実施できる。従って、本発明のシステムは、硬化炉の長さと硬化時間を実質的に短くする。従って、従来技術が、１５０〜１８０℃で１〜１５分の硬化条件を必要としていたのと比べて、本発明のシステムは、１秒以下で塗被膜を硬化することにより、強靱で柔軟な低摩擦の塗膜を形成することができる。塗膜の動摩擦係数は０．９以下、静摩擦係数は０．９以下で、優れた耐溶剤性、柔軟性、耐水性、凍結剥離性、耐熱及び耐湿性を有している。本発明のシステムは、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、熱可塑性オレフィン（ＴＰＯ）、或いは熱可塑性ブルカニセート（ＴＰＶ）から製造した異型押出成型品に塗布することができる。好ましくは、本発明のシステムは、ＴＰＥ押出基材に塗布することができる。
【００１９】
特に好ましい態様として、本発明は、パーフルオロポリエーテルとＵＶ硬化性の水中分散性ＰＵＤ樹脂に基づくシステムと組合わせて使用する塗布剤を提供する。この塗布剤は、スプレー、刷毛塗り、拭い付け法、浸漬法等で塗布するのに適していて、前述した基材に塗布すると、上述した機械的及び化学的抵抗性を維持した上で、伸び弾性が１００％以上、好ましくは１２０％或いは１５０％の塗膜を形成する。これに反して、従来のＵＶ硬化性コーティング剤は、塗膜の弾性を必要としないか、多くの場合それを忌避する箇所への塗布に限られていた。本発明は、強靱且つ高柔軟性のＵＶ硬化性コーティングを形成することができる。本発明の、この強靱且つ高柔軟性のＵＶ硬化性コーティングは、繰返し柔軟性を有しているので、多種多様な基材に対して、動的封止システムとして塗布することができる。
【００２０】
好ましい態様として、本発明は、繰り返しの曲げと変形によっても柔軟性を維持する被膜を有する封止を提供することを目的とする封止システムに適用される塗布剤を提供する。高レベルでの被膜の繰返し曲げは、特に、構造的な圧縮と解除を繰り返し受ける自動車のドアー、ボンネット（フード）、及びブーツ（トランク）の封止である「ウェザーストリップ」に重要である。
【００２１】
本発明は、さらに多様な利点を示す。従来から環境評価により、ＶＯＣ限界が一層低くなってきているが、本発明のＵＶコーティングは、溶剤／分散剤として水を使用するか、又は１００％モノマーシステムを使用することにより、溶剤の排出量が少ないか、或いはゼロになる。
【００２２】
塗布剤は、１パックスプレーとして塗布されるシステムとして供給することできる。１パックスプレーとして塗布されるシステムは、従来技術の２パックの架橋されたコーティングに比べて、ポットライフが長い。稼働・操業中の廃棄物は非常に減少する。従来技術の硬化時間が３分間であるのと比べて、コーティングの検査／厚み測定は、硬化後２秒で可能であり、コーティングと基材の無駄が極めて少なくなる。
【００２３】
製造装置は、小さくてよくなる。従来のシステムは、主として長さが１０〜４０メートルのトンネル炉を使用していた。本発明は、長さ２メートルの密閉光源を必要とし、それにより、押出ラインの長さが、少なくとも１／５になる。さらに、本発明のシステムは、従来のＩＲやマイクロウェーブ硬化炉に比べて、エネルギーコストが低くなる。本発明の新しい装置は、従来の製造装置に容易に取り付けることができる。
【００２４】
最近、環境問題に関する認識が高まるにつれて、リサイクルできる材料を多く使用しようとする傾向になってきた。この傾向は、特に自動車産業に顕著である。そのために、自動車メーカは、ゴムやプラスチックを、リサイクルできる材料に代替しなければならなくなってきている。本発明は、コーティング塗布剤を、リサイクルできる熱可塑性材料のコーティングに塗布するという、さらなる利点がある。
【００２５】
さらに、本発明は、将来の基材材料として、熱可塑性プラスチックの加工特性とエラストマーの使用特性を併せ持つ熱可塑性エラストマーポリマーを多く使用するものである。これらには、（１）ゴムと熱可塑性プラスチックのブレンド、たとえば、（ＥＰＤＭとポリプロピレン（ＰＰ）、ならびに天然ゴム／ポリプロピレン（ＮＲ／ＰＰ）、（２）ソフトブロックコポリマー、（３）ハードブロックコポリマーが例示される。
【００２６】
熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、熱可塑性オレフィン（ＴＰＯ）、或いは熱可塑性ブルカニセート（ＴＰＶ）のような感温性材料は、約１００℃という低温で硬化するので、その表面又は機械的性質の変形が防止される。これは、触媒架橋システムを使用することによって達成されている。有機錫触媒を使用するので、健康及び安全上の問題がある。然しながら、ＵＶ硬化は、約４０℃という基材温度となる周囲温度で実施されるので、基材の表面又は機械的性質を変質させたり、変形させない。必要ならば、このＵＶ硬化法は、温度上昇を伴わない硬化方法（常温硬化システム）で実施することもできる。
【００２７】
本発明は、種々の方法で実施できる。以下に幾つかの態様を実施例として記載する。
【００２８】
実施例１
ＥＰＤＭ押出基材を、溶剤−基剤プライマーで前処理した。下記の成分を混合して塗布剤Ｘを製造した。
成  分                                      ％
ＰＵＤ(NeoRad R-440)                        ６０．０（４０％固形分）
ＰＵＤ(NeoRez R-600)                        ２０．０（４０％固形分）
弗素化ポリエーテル                          １０．０
光開始剤Ａ又はＢ（下記参照）                  ３．０（４０％溶液相当）
Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）          ４．０
湿潤剤                                        ３．０
【００２９】
塗布剤Ｘを、製造ラインから取り出した基材サンプルに、１５−２０μｍのＷＦＴ（湿潤塗膜厚さ）で塗布した。１２０〜１５０℃で２分間加熱して水を除去した。次いで、ＵＶＡ、ＵＶＢ、ＵＶＣ水銀ランプ源に１．０秒間暴露してＵＶ硬化を行った。塗布剤Ｘは、強固に接着していて、摩耗抵抗があり、柔軟性と低摩擦性を維持していた。
【００３０】
光開始剤
Ａ．コーティングは、２種類の光開始剤(Irgacure 184: Irgacure 819)の１：１混合物（質量：質量)を含有している。
【００３１】
Irgacure 184
CAS９４７−１９−３
１−ヒドロキシーシクロへシル−フェニル−ケトン
【化１】
2005513209.tif 000002
【００３２】
Irgacure 819
CAS１６２８８１−２６−７
ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイド
【化２】
2005513209.tif 000003
【００３３】
Ｂ．コーティングは、１種の光開始剤(Irgacure 2959)を含有している。
【００３４】
Irgacure 2959
CAS１０６７９７−５３−９
１−[４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル]−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン
【化３】
2005513209.tif 000004
【００３５】
実施例２
ＴＰＥ押出品が押出成形機を出るときに、コロナ放電をして前処理し、次いで塗布剤Ｘ（詳細は実施例１を参照）をスプレーした。塗布剤は、ＷＦＴ（湿潤塗膜厚さ）で１５−２０μ塗布した。押出した基材の内部温度は約１００℃で、水の除去は不要であった。スプレーした基材を、同じＵＶ源に１０〜２０ｍ／分の速度で暴露した。これにより、ＵＶ源に１秒未満暴露した後で、ＤＦＴが約１５μの十分に硬化したコーティングが形成された。
【００３６】
ＵＶ工程
ＵＶ光エネルギーを照射すると、光開始剤によって移動性コーティング（「湿潤」塗布膜）の中に吸収され、反応性原子団（遊離基）の中に拡散される。遊離基は、液状塗布剤の中の不飽和化合物と反応して、重合反応を起こす。
【００３７】
機構（全ての光開始剤に適用される）
段階
2005513209.tif 000005
【国際調査報告】
2005513209.tif 000006
2005513209.tif 000007