DE60312760T2 - Verschäumbare Beschichtungszusammensetzung, das beschichtete Produkt und Herstellungsverfahren für einen geschäumten Beschichtungsfilm - Google Patents
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Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine schäumbare Beschichtungszusammensetzung, ein beschichtetes Produkt, das eine geschäumte Beschichtungsschicht aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung einer geschäumten Beschichtungsschicht, die z.B. geeigneterweise für ein Armaturenbrett verwendet werden, das in einem Automobil bereitgestellt wird.
- Beschreibung des Standes der Technik
- Um die Designeigenschaften zu verbessern und die Oberflächen von gegenständlichen Produkten zu schützen, wurden viele Beschichtungen auf gegenständliche Produkte aufgebracht. In den letzten Jahren wurde die Entwicklung von Beschichtungen gewünscht, die viele Arten von Designeigenschaften und funktionellen Eigenschaften verleihen können.
- So benötigen z.B. Materialien in Innenräumen, wie bspw. ein Armaturenbrett, das in einem Automobil bereitgestellt wird, manchmal elastische Beschichtungen, da eine elastische Beschichtung zusätzlich zur Sicherheit ein weiches und luxuriöses Gefühl aufweist. So offenbart z.B. die ungeprüfte
japanische Patentanmeldung, erste Veröffentlichungsnummer Hei 05-031457 - Zusätzlich dazu offenbart die ungeprüfte
japanische Patentanmeldung, erste Veröffentlichungsnummer Hei 10-095062 - Das in der ungeprüften
japanischen Patentanmeldung, erste Veröffentlichungsnummer Hei 05-031457 - Das in der ungeprüften
japanischen Patentanmeldung, erste Veröffentlichungsnummer Hei 10-095062 - Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine schäumbare Beschichtungszusammensetzung, ein beschichtetes Produkt und ein Verfahren zur Herstellung einer geschäumten Beschichtungsschicht bereitzustellen, die eine Beschich tungsschicht mit ausreichender Elastizität, einem ausreichenden weichen Gefühl und ausreichender Festigkeit für ein Armaturenbrett eines Automobils durch einfache Verfahren bereitstellen können.
- ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
- Um das Ziel zu erreichen, haben die vorliegenden Erfinder ein Verhältnis zwischen dem Dehnungsprozentsatz und der Bruchfestigkeit, insbesondere von Polyurethanharz, bemerkt. Als Ergebnis haben die Erfinder herausgefunden, dass das Ziel durch die Verwendung eines spezifischen Polyurethans mit dem Verhältnis in einem festgelegten Bereich erreicht werden kann.
- Das heißt, um das Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung eine schäumbare Beschichtungszusammensetzung bereit, die eine geschäumte Beschichtungsschicht bilden kann und die Folgendes aufweist, nämlich (a) eine Polyolverbindung, (b) eine Isocyanatverbindung und (c) Wasser; wobei die Polyolverbindung (a) mit einem Teil der Isocyanatverbindung (b) reagiert, wodurch ein Polyurethanharz gebildet wird; wobei die verbleibende Isocyanatverbindung (b) mit dem Wasser (c) reagiert, wodurch Kohlendioxid gebildet wird; wobei das Polyurethanharz in einem Fall, in dem dessen Dehnungsprozentsatz 100 % oder weniger beträgt, eine Bruchfestigkeit von 5 N/cm2 oder mehr und weniger als 200 N/cm2 aufweist, wobei das Polyurethanharz in einem Fall, in dem dessen Dehnungsprozentsatz mehr als 100 % beträgt, eine Bruchfestigkeit von 5 N/cm2 bis 1.500 N/cm2 aufweist und wobei die schäumbare Zusammensetzung massive elastische Partikel aufweist.
- Mit der schäumbaren Beschichtungszusammensetzung ist es möglich, eine Beschichtungsschicht zu schaffen, die eine ausreichende Elastizität, ein ausreichendes weiches Gefühl und eine ausreichende Festigkeit, z.B. für ein Armaturenbrett eines Automobils, aufweist.
- Die schäumbare Beschichtungszusammensetzung weist massive elastische Partikel auf.
- Mit der schäumbaren Beschichtungszusammensetzung ist es möglich, eine Beschichtungsschicht mit einer weiter verbesserten Elastizität bereitzustellen.
- Zusätzlich dazu stellt die vorliegende Erfindung, um das Ziel zu erreichen, ein beschichtetes Produkt bereit, das eine geschäumte Beschichtungsschicht aufweist, die aus der schäumbaren Beschichtungszusammensetzung erhältlich ist.
- Das beschichtete Produkt weist ausreichende Elastizität, ein ausreichendes weiches Gefühl und ausreichende Festigkeit z.B. für ein Armaturenbrett eines Automobils auf.
- Ferner stellt die vorliegende Erfindung, um das Ziel zu erreichen, ein Verfahren zur Herstellung einer geschäumten Beschichtungsschicht bereit, das die folgenden Schritte aufweist, nämlich, Aufschichten einer schäumbaren Beschichtungszusammensetzung, die Folgendes aufweist, nämlich (a) eine Polyolverbindung, (b) eine Isocyanatverbindung, (c) Wasser und massive elastische Partikel, Reagieren der Polyolverbindung (a) mit einem Teil der Isocyanatverbindung (b), wodurch ein Polyurethanharz gebildet wird, wobei das Polyurethanharz in einem Fall, in dem dessen Dehnungsprozentsatz 100 % oder weniger beträgt, eine Bruchfestigkeit von 5 N/cm2 oder mehr und weniger als 200 N/cm2 aufweist und wobei das Polyurethanharz in einem Fall, in dem dessen Dehnungsprozentsatz mehr als 100 % beträgt, eine Bruchfestigkeit von 5 N/cm2 bis 1.500 N/cm2 aufweist; und Reagieren der verbleibenden Isocyanatverbindung (b) mit dem Wasser (c), wodurch Kohlendioxid gebildet wird.
- Mit dem Herstellungsverfahren ist es möglich, eine geschäumte Beschichtungsschicht, die ausreichende Elastizität, ein ausreichendes weiches Gefühl und ausreichende Festigkeit für z.B. ein Armaturenbrett eines Automobils aufweist, mit einfachen Schritten bereitzustellen.
- In dem Herstellungsverfahren weist die schäumbare Beschichtungszusammensetzung massive elastische Partikel auf.
- Mit dem Herstellungsverfahren ist es möglich, eine geschäumte Beschichtungsschicht mit weiter verbesserter Elastizität bereitzustellen.
- DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Nachstehend wird die vorliegende Erfindung in Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen erläutert.
- Eine schäumbare Beschichtungszusammensetzung, die eine geschäumte Beschichtungsschicht der vorliegenden Erfindung bilden kann, enthält (a) eine Polyolverbindung, (b) eine Isocyanatverbindung und (c) Wasser. Die Polyolverbindung (a) reagiert mit einem Teil der Isocyanatverbindung (b), wodurch ein Polyurethanharz gebildet wird. Die verbleibende Isocyanatverbindung (b) reagiert mit dem Wasser (c), wodurch Kohlendioxid gebildet wird. Daher kann die schäumbare Beschichtungszusammensetzung eine geschäumte Beschichtungsschicht bilden, in der Blasen aus Kohlendioxid in dem Polyurethanharz vorliegen.
- Die Polyolverbindung (a) schließt z.B. Folgendes ein, nämlich Polyetherpolyole mit einer massengemittelten Molekülmasse (hier nachstehend als „Mw" abgekürzt) von 400 bis 7.000, die durch Hydroxylieren von Glycerin, Saccharose und Aminoverbindungen als Rohmaterialien durch Zugabe von Ethylenoxid, Propylenoxid erhalten werden und Polyesterpolyole mit einem Mw von 500 von bis 4.000, die durch eine Veresterungsreaktion zwischen Polyalkoholen und Polycarbonsäuren erhalten werden. Diese Polyolverbindungen können einzeln oder als Kombination von zwei oder mehreren eingesetzt werden.
- Kommerzielle Produkte für diese Polyolverbindungen schließen Folgendes ein, nämlich DESMOPHEN® 1150, SUMIPHEN® 3900 und SUMIPHEN® 5200 (vermarktet durch die SUMITOMO BAYER URETHANE CO., LTD) und NIPPORAN® 4042 und NIPPORAN® 4070 (vermarktet durch die NIPPON POLYURETHANE INDUSTRY CO., LTD). Ein Polyurethanharz mit dem benötigten Dehnungsprozentsatz und der benötigten Bruchfestigkeit wird durch Auswählen einer geeigneten Polyolverbindung aus diesen Verbindungen erhalten. Diese kommerziellen Produkte können einzeln oder als Kombination von zwei oder mehreren eingesetzt werden.
- Als die Isocyanatverbindung (b) kann in der vorliegenden Erfindung jede Isocyanatverbindung verwendet werden, die mit der Polyolverbindung (a) reagieren und ein Polyurethanharz bilden kann. Die Isocyanatverbindung (b) schließt z.B. Folgendes ein, nämlich Diphenylmethandiisocyanatverbindungen, Tolylendiisocyanatverbindungen, Xyloldiisocyanatverbindungen und Hexamethylendiisocyanatverbindungen.
- Wenn die Polyolverbindung (a) mit der Isocyanatverbindung (b) reagiert, wird ein Polyurethanharz erhalten. In der vorliegenden Erfindung muss das Polyurethanharz in einem Fall, in dem dessen Dehnungsprozentsatz 100 % oder weniger beträgt, eine Bruchfestigkeit von 5 N/cm2 oder mehr und weniger als 200 N/cm2 aufweisen und in einem Fall, in dem dessen Dehnungsprozentsatz mehr als 100 % beträgt, muss das Polyurethanharz eine Bruchfestigkeit von 5 N/cm2 bis 1.500 N/cm2 aufweisen. Daher wird in der vorliegenden Erfindung eine Polyolverbindung (a) ausgewählt, die ein Polyurethanharz mit diesen Eigenschaften bildet.
- Wenn die Bruchfestigkeit und der Dehnungsprozentsatz des Polyurethanharzes in diesen Bereichen liegen, weist die geschäumte Beschichtungsschicht, die durch die schäumbare Beschichtungszusammensetzung gebildet wird, die ein solches Polyurethanharz aufweist, Elastizität und ein luxuriöses Gefühl auf und ergibt gegenüber Berührungen ein geeignetes weiches Gefühl. Zusätzlich dazu weist die geschäumte Beschichtungsschicht eine ausreichende Festigkeit auf, um die Bildung von Rissen und Brüchen zu verhindern. Daher ist die geschäumte Beschichtungsschicht sowohl im Hinblick auf die Designeigenschaften als auch auf die Sicherheit für ein Armaturenbrett geeignet, das in einem Automobil bereitgestellt wird.
- Wenn die Bruchfestigkeit und der Dehnungsprozentsatz von Polyurethanharz gemessen werden, wird eine schäumbare Beschichtungszusammensetzung, die Folgendes aufweist, nämlich die Polyolverbindung (a), die Isocyanatverbindung (b) und, wenn notwendig, einen Härtekatalysator, der nachstehend beschrieben ist, auf ein Release-Papier aufgeschichtet, 1 Stunde bei 80°C gehalten, wodurch diese Verbindungen miteinander reagieren und die schäumbare Beschichtungszusammensetzung gehärtet wird und eine Polyurethanschicht mit einer Dicke von 100 bis 150 μm hergestellt. Nachdem diese für 24 Stunden belassen wurde, wird die Polyurethanschicht klein geschnitten und Teststücke mit einer Größe von 1 cm × 10 cm werden hergestellt. Dann wird, nachdem diese 5 Stunden bei 20°C belassen wurden, die Bruchfestigkeit und der Dehnungsprozentsatz der Teststücke unter Verwendung eines universellen Testinstruments gemessen. Hierbei kann ein universelles Testinstrument TENSILON® RTC-1210 (vermarktet durch die Orientic Co., Ltd.) verwendet werden.
- Wenn die schäumbare Beschichtungszusammensetzung auf die Oberfläche eines gegenständlichen Produkts aufgeschichtet und unter gewissen Bedingungen gehalten wird, reagieren die Polyolverbindung (a) und ein Teil der Isocyanatverbindung (b) und werden gehärtet, wodurch ein Polyurethanharz gebildet wird. Gleichzeitig reagieren die verbleibende Isocyanatverbindung (b) und das Wasser (c) und erzeugen Kohlendioxid. Als Ergebnis davon wird eine geschäumte Beschichtungsschicht gebildet, in der Blasen aus Kohlendioxid in dem Polyurethanharz vorliegen.
- Das Verhältnis zwischen der Polyolverbindung (a) und der Isocyanatverbindung (b) in der schäumbaren Beschichtungszusammensetzung ist vorzugsweise so, dass die Menge an NCO-Gruppen der Isocyanatverbindung (b) bezogen auf 1 mol OH-Gruppen der Polyolverbindung (a) 0,8 bis 3,0 mol beträgt.
- Um die Elastizität der geschäumten Beschichtungsschicht einzustellen, weist die schäumbare Beschichtungszusammensetzung massive elastische Partikel auf. Wenn massive elastische Partikel zu der schäumbaren Beschichtungszusammensetzung zugegeben werden, weisen nicht nur die Blasen, sondern auch die massiven elastischen Partikel Rückstellkräfte gegen Kräfte von außen auf und verbessern die Elastizität der geschäumten Beschichtungszusammensetzung weiter. Massive elastische Partikel bezeichnen hierbei Partikel, die aus elastischem Material bestehen und nicht hohl sind. Wenn Kraft von außen auf massive elastische Partikel ausgeübt wird, verformen sich die massiven elastischen Partikel leicht. Daher verbessern die massiven elastischen Partikel die Elastizität der geschäumten Beschichtungsschicht weiter. Hohle Partikel werden durch äußere Kräfte außerdem leicht zerbrochen und führen zu Brüchen in der Beschichtungsschicht, wodurch deren Elastizität herabgesetzt wird. Massive elastische Partikel führen jedoch nicht zu solchen Fehlern. Daher sind massive elastische Partikel bevorzugt. Zusätzlich dazu ist es möglich, wenn massive elastische Partikel zu der schäumbaren Beschichtungszusammensetzung zugegeben werden, die Festigkeit und Glätte der geschäumten Beschichtungsschicht einzustellen. Insbesondere werden die Glätte, die Elastizität und die Festigkeit eines Polyurethanharzes, das relativ weich ist, durch Zugabe massiver elastischer Partikel verbessert.
- Harzperlen sind als massive elastische Partikel bevorzugt. Bevorzugte Harzperlen schließen z.B. Folgendes ein, nämlich Urethanharzperlen (spezifisches Gewicht: etwa 1,2), Siliconkautschukperlen (spezifisches Gewicht: etwa 1,3), Acrylharzperlen (spezifisches Gewicht: etwa 1,1).
- Zusätzlich dazu ist es bevorzugt, dass der durchschnittliche Partikeldurchmesser der massiven elastischen Partikel bei 1 bis 200 μm liegt und dass deren spezifisches Gewicht bei 0,8 bis 2,0 liegt. Wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser der massiven elastischen Partikel weniger als 1 μm beträgt, besteht die Möglichkeit, dass die massiven elastischen Partikel die Elastizität der geschäumten Beschichtungsschicht nicht verbessern können. Im Gegensatz dazu gibt es, wenn dieser 200 μm übersteigt und wenn die geschäumte Beschichtungsschicht extrem dünn ist, Fälle, in denen die Glätte und Festigkeit der geschäumten Beschichtungsschicht herabgesetzt werden. Wenn das spezifische Gewicht der massiven elastischen Partikel weniger als 0,8 beträgt, wandern die massiven elastischen Partikel an die Oberfläche der geschäumten Beschichtungsschicht, wenn die schäumbare Beschichtungszusammensetzung, die massive elastische Partikel aufweist, auf ein gegenständliches Produkt aufgeschichtet wird, und sammeln sich nahe der Oberfläche der geschäumten Beschichtungsschicht an. Dadurch ergeben sich Fälle, in denen Eigenschaften wie die Nivellierung, das Aussehen und die Elastizität der Oberfläche der geschäumten Beschichtungsschicht herabgesetzt werden. Ferner ergeben sich solche Fehler leicht, wenn die massiven elastischen Partikel ein extrem niedriges spezifisches Gewicht und einen großen durchschnittlichen Partikeldurchmesser aufweisen, da das spezifische Gewicht pro massivem elastischem Partikel weiter reduziert ist. Im Gegensatz dazu gibt es, wenn das spezifische Gewicht 2,0 übersteigt, Fälle, in denen die massiven elastischen Partikel ausfallen und ein gleichförmiges Vermischen der schäumbaren Beschichtungszusammensetzung unmöglich wird.
- Die massiven elastischen Partikel werden vorzugsweise so zu der schäumbaren Beschichtungszusammensetzung zugesetzt, dass 5 bis 200 Massenteile der massiven elastischen Partikel bezogen auf 100 Massenteile der Polyolverbindung (a) zugegeben werden. Wenn die zugegebene Menge an massiven elastischen Partikeln weniger als 5 Massenteile beträgt, ergeben sich Fälle, in denen die durch Zugabe der massiven elastischen Partikel erhältlichen Effekte nicht in ausreichender Weise erhalten werden. Im Gegensatz dazu ergibt sich, wenn diese 200 Massenteile übersteigt, eine Tendenz, dass die Festigkeit der geschäumten Beschichtungszusammensetzung abnimmt.
- Die schäumbare Beschichtungszusammensetzung kann, wenn nötig, einen Härtekatalysator aufweisen, um die Reaktionsgeschwindigkeit zwischen der Polyol-verbindung (a) und der Isocyanatverbindung (b) zu verbessern.
- In der vorliegenden Erfindung kann ein konventioneller Härtekatalysator als Härtekatalysator verwendet werden. Der Härtekatalysator schließt z.B. Folgendes ein, nämlich Zinnoctat, Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat, Zinkstearat, Triethyldiamin, Ethylendiamin, N,N,N',N'-Tetramethylhexan-1,6-diamin, N,N-Dimethylcyclohexylamin, N,N,N',N'',N''-Pentamethylpropylentriamin, Dimethylaminoethanol, N-Ethylmorpholin.
- Der Härtekatalysator wird üblicherweise so zu der schäumbaren Beschichtungszusammensetzung zugesetzt, dass 0,01 bis 5,0 Massenteile des Härtekatalysators bezogen auf 100 Massenteile der Polyolverbindung (a) zugesetzt werden. Es ist bevorzugt, 0,1 bis 3,0 Massenteile des Härtekatalysators zuzusetzen. Wenn die schäumbare Beschichtungsschicht, die eine Menge an Härtekatalysator in diesem Bereich aufweist, auf ein gegenständliches Produkt aufgeschichtet wird, ist der Grad an Reaktion zwischen der Polyolverbindung (a) und der Isocyanatverbindung (b), der Grad an Härtung und der Grad an Bildung von Kohlendioxid, das durch die Reaktion zwischen der Isocyanatverbindung (b) und dem Wasser (c) gebildet wird, gut ausbalanciert. Als Ergebnis davon kann eine geschäumte Beschichtungsschicht erhalten werden, die geeignete Elastizität und ein geeignetes weiches Gefühl aufweist und in der Blasen aus Kohlendioxid gleichmäßig in Polyurethanharz dispergiert sind.
- Unter diesen Härtekatalysatoren sind Härtekatalysatoren bevorzugt, die auf Organozinnverbindungen basieren. Die Härtekatalysatoren, die auf Organozinnverbindungen basieren, aktivieren die Polyolverbindung (a), beschleunigen die Reaktion zwischen der Polyolverbindung (a) und der Isocyanatverbindung (b) und führen zu einer feinkörnigen Oberfläche der geschäumten Beschichtungsschicht. Zusätzlich dazu ist es noch stärker bevorzugt, bezogen auf 100 Massenteile der Polyolverbindung (a) 0,1 bis 3,0 Massenteile des auf Organozinnverbindungen basierenden Härtekatalysators zusammen mit anderen Härtekatalysatoren, wie Ethylendiamin, zu verwenden.
- Ferner kann die schäumbare Beschichtungszusammensetzung ein Verlaufsmittel und einen Schaumstabilisator aufweisen. Verlaufsmittel und Schaumstabilisatoren wie Siliconverbindungen, z.B. Polyether-denaturierte Dimethylpolysiloxane, Polyether-denaturierte Methylalkylpolysiloxane, sind bevorzugt. Unter diesen Verbin dungen sind die Verbindungen stärker bevorzugt, die eine starke Abnahme der Oberflächenspannung der schäumbaren Beschichtungszusammensetzung verhindern, wie Siliconverlaufsadditive BYK®-320, BYK®-325 (vermarktet durch die BYK-Chemie), Schaumstabilisatoren L-520, L-720 (vermarktet durch die Nippon Unicar Company Limited). Die Verlaufsmittel und Schaumstabilisatoren werden üblicherweise so zu der schäumbaren Beschichtungszusammensetzung zugegeben, dass 0,05 bis 10 Massenteile Verlaufsmittel und Schaumstabilisator bezogen auf 100 Massenteile der Polyolverbindung (a) zugegeben werden. Es ist bevorzugt, 0,5 bis 5 Massenteile Verlaufsmittel und Schaumstabilisatoren zuzugeben. Wenn die schäumbare Beschichtungszusammensetzung, die eine Menge an Verlaufsmitteln und Schaumstabilisatoren in diesem Bereich aufweist, auf ein gegenständliches Produkt aufgeschichtet wird, kann eine geschäumte Beschichtungsschicht hergestellt werden, die keine Oberflächendefekte wie nadelförmige Lunker aufweist, die eine feinkörnige glatte Oberfläche hat, die kaum schrumpft und die eine ausreichende Anzahl an Blasen aus Kohlendioxid aufweist, die durch die Reaktion gebildet wurden.
- Zusätzlich dazu kann die schäumbare Beschichtungszusammensetzung übliche Beschichtungsadditive aufweist. Übliche Beschichtungsadditive, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, schließen z.B. Folgendes ein, nämlich Mittel zur Regulierung der Beschichtungsviskosität, wie Verdünner, z.B. organische Lösemittel und Verdicker, z.B. Verdicker basierend auf Polyamidverbindungen, Celluloseverdicker, organische Bentonite, metallische Seifen; Färbemittel, wie Pigmente und Farbstoffe; Verstärkungsmittel, wie anorganische Fasern und organische Fasern; Anti-Präzipitationsmittel.
- Um die schäumbare Beschichtungszusammensetzung auf ein gegenständliches Produkt aufzuschichten und die geschäumte Beschichtungsschicht herzustellen, wird die schäumbare Beschichtungszusammensetzung durch Vermischen der Polyolverbindung (a), der Isocyanatverbindung (b), des Wassers (c) und, wenn notwendig, eines Härtekatalysators, eines Verlaufsmittels, eines Schaumstabilisators und Beschichtungsadditiven hergestellt und die erhaltene schäumbare Beschichtungszusammensetzung wird dann sofort auf das gegenständliche Produkt aufgeschichtet.
- Alle Beschichtungsverfahren können hierfür verwendet werden, so können z.B. Sprühbeschichtungsverfahren, Fließbeschichtungsverfahren, Tauchverfahren, Bürstenstreichverfahren oder Walzbeschichtungsverfahren verwendet werden. Zusätzlich dazu ist die Beschichtungsdicke der schäumbaren Beschichtungszusammensetzung nicht besonders beschränkt. Da jedoch die endgültige geschäumte Beschichtungsschicht vorzugsweise eine Dicke von 0,5 bis 5 mm aufweist, wird die Beschichtungsdicke der geschäumten Beschichtungsschicht so eingestellt, dass die endgültige geschäumte Beschichtungsschicht eine solche Dicke aufweist. Wenn die Dicke der geschäumten Beschichtungsschicht weniger als 0,5 mm beträgt, weist die geschäumte Beschichtungsschicht keine ausreichende Elastizität auf und es gibt Fälle, in denen ein ausreichendes weiches Gefühl nicht erreicht werden kann. Im Gegensatz dazu ergibt sich, wenn diese 5 mm übersteigt, die Tendenz, dass ein Beschichten mit gleichförmiger Dicke schwierig wird.
- Nach dem Beschichten, wenn das gegenständliche Produkt für 3 bis 30 Minuten bei 20 bis 80°C gehalten wird, reagiert die Polyolverbindung (a) mit einem Teil der Isocyanatverbindung (b), wodurch ein Polyurethanharz gebildet wird, wobei gleichzeitig die verbleibende Isocyanatverbindung (b) mit dem Wasser (c) reagiert, wodurch Kohlendioxid gebildet wird. Dadurch wird eine geschäumte Beschichtungsschicht gebildet, in der Blasen aus Kohlendioxid in dem Polyurethanharz vorliegen.
- Ferner kann vor dem Aufschichten der schäumbaren Beschichtungszusammensetzung eine Primerschicht auf dem gegenständlichen Produkt gebildet werden. Zusätzlich können, um der geschäumten Beschichtungsschicht weitere Designeigenschaften zu verleihen, Endbeschichtungen auf die erhaltene geschäumte Beschichtungsschicht aufgebracht werden.
- Das erhaltene beschichtete Produkt weist eine geschäumte Beschichtungsschicht auf, in der die Polyolverbindung (a) mit einem Teil der Isocyanatverbindung (b) reagiert, wodurch ein Polyurethanharz gebildet wird und in der die verbleibende Isocyanatverbindung (b) mit dem Wasser (c) reagiert, wodurch Kohlendioxid gebildet wird. Insbesondere weist das Polyurethanharz in einem Fall, in dem dessen Deh nungsprozentsatz 100 % oder weniger beträgt, eine Bruchfestigkeit von 5 N/cm2 oder mehr und weniger als 200 N/cm2 auf, und das Polyurethanharz weist in einem Fall, in dem dessen Dehnungsprozentsatz mehr als 100 % beträgt, eine Bruchfestigkeit von 5 N/cm2 bis 1.500 N/cm2 auf. Diese geschäumte Beschichtungsschicht weist Elastizität und verbesserte Festigkeit auf und ergibt gegenüber Berührung ein geeignetes weiches Gefühl sowie ein luxuriöses Gefühl. Im Hinblick sowohl auf die Designeigenschaften als auch auf die Sicherheit ist diese geschäumte Beschichtungsschicht für ein Armaturenbrett geeignet, das in einem Automobil bereitgestellt wird.
- Zusätzlich dazu wird die Elastizität der geschäumten Beschichtungsschicht, wie zuvor beschrieben, durch Zugabe von massiven elastischen Partikeln eingestellt.
- Das Verfahren zur Herstellung einer geschäumten Beschichtungsschicht der vorliegenden Erfindung benötigt keinen Schritt, in dem das gegenständliche Produkt nach dem Aufschichten der schäumbaren Beschichtungszusammensetzung auf das gegenständliche Produkt bei hohen Temperaturen, wie bspw. 100°C oder mehr, gehalten wird. Daher kann mit dem Verfahren zur Herstellung einer geschäumten Beschichtungsschicht der vorliegenden Erfindung eine geschäumte Beschichtungsschicht, die Glätte aufweist, durch einfache Verfahren hergestellt werden.
- Die Materialien für das gegenständliche Produkt sind nicht beschränkt; es kann z.B. ein gegenständliches Produkt verwendet werden, das aus Kunststoff, Metall, Holz, Keramiken, Papier und Mischungen davon besteht. Zusätzlich dazu kann jedes gegenständliche Produkt in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Die gegenständlichen Produkte schließen z.B. Folgendes ein, nämlich Materialien für den Innenraum und externe Materialien für ein Automobil, wie bspw. Armaturenbretter, Polstermaterialien und elastische Grundbeschichtungen; elektrische Geräte für den Hausgebrauch; Baumaterialien wie Polstermaterialien und Materialien zur Geräuschdämpfung; Hausausstattungen; Büromaschinen.
- Nachstehend wird die vorliegende Erfindung in Bezug auf Beispiele im Detail erläutert.
- Beispiele 1–5
- Polyolverbindung (DESMOPHEN® 1150, vermarktet durch die SUMITOMO BAYER URETHANE CO., LTD; OH-Wert: 155 mg KOH/g), Isocyanatverbindung (Diphenylmethandiisocyanat; NCO % (Massenverhältnis von NCO): 33,6 %), Wasser, und Härtekatalysator (Dibutylzinndilaurat und Ethylendiamin) und massive elastische Partikel (Handelsname ART PEARL® C-400 und C-200; vermarktet durch die NEGAMI CHEMICAL INDUSTRIAL CO., LTD.), wurden in den in Tabelle 1 dargestellten Verhältnissen vermischt und eine schäumbare Beschichtungszusammensetzung wurde hergestellt. Ferner liegt das molare Verhältnis zwischen OH-Gruppen der Polyolverbindung und NCO-Gruppen der Isocyanatverbindung bei 1,0.
- Die erhaltene schäumbare Beschichtungszusammensetzung wurde gleichförmig auf eine Grundplatte aus ABS aufgeschichtet, so dass die Beschichtungsdicke 100 μm betrug. Nach Belassen bei Raumtemperatur für 3 Minuten wurde die mit der schäumbaren Beschichtungszusammensetzung beschichtete Grundplatte für 1 Stunde bei 80°C gehalten, wodurch die Polyolverbindung mit einem Teil der Isocyanatverbindung reagierte und ein Polyurethanharz gebildet wurde, während gleichzeitig die verbleibende Isocyanatverbindung (b) mit dem Wasser reagierte, und Kohlendioxid gebildet wurde. Dadurch wurde eine geschäumte Beschichtungsschicht mit einer Dicke von 500 μm hergestellt.
- Danach wurden die Elastizität (das weiche Gefühl) und die Festigkeit der erhaltenen geschäumten Beschichtungsschicht durch die folgenden Verfahren gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
- Elastizität (weiches Gefühl)
- Beobachter berührten die erhaltene geschäumte Beschichtungsschicht mit der Hand und deren Elastizität (weiches Gefühl) wurde in drei Klassen eingeteilt, die durch die folgenden Symbole dargestellt sind.
- O:
- Die Beobachter fühlten eine extrem hohe Elastizität, d.h. sie fühlten, dass es sehr weich war.
- Δ:
- Die Beobachter fühlten eine niedrige Elastizität, d.h. sie fühlten, dass es etwas hart war.
- x:
- Die Beobachter fühlten kaum Elastizität, d.h. sie fühlten, dass es sehr hart war.
- Festigkeit
- Die erhaltene geschäumte Beschichtungsschicht wurde mit einem HB-Bleistift geritzt, um die Festigkeit der Beschichtungsschicht zu prüfen. Danach wurde beobachtet, ob Rissspuren vorlagen.
- O:
- Keine Rissspuren vorliegend.
- x:
- Rissspuren vorliegend.
- Zusätzlich dazu wurde, um den Dehnungsprozentsatz und die Bruchfestigkeit des erhaltenen Polyurethanharzes zu messen, die gleiche schäumbare Beschichtungszusammensetzung, wie in den zuvor beschriebenen Verfahren erhalten, zuerst auf ein Release-Papier aufgeschichtet. Das Release-Papier wurde für 1 Stunde bei 80°C gehalten, wodurch die Verbindungen reagierten und die schäumbare Beschichtungszusammensetzung gehärtet wurde, und es wurde eine Polyurethanschicht mit einer Dicke von 100 bis 150 μm hergestellt. Nachdem diese für 24 Stunden stehen gelassen wurde, wurde die Polyurethanschicht klein geschnitten und Teststücke mit einer Größe von 1 cm × 10 cm wurden hergestellt. Danach wurden, nachdem diese für 5 Stunden bei 20°C gehalten wurden, die Bruchfestigkeit, der Dehnungsprozentsatz und das 100 % Elastizitätsmodul, wobei es sich um die Belastung, bei der Verlängerung in einem Verhältnis von 100 % handelt, der Teststücke unter Verwendung eines universalen Testinstruments TENSILON®RTC-1210 (vermarktet durch die Orientic Co., Ltd.) gemessen. Ferner enthielt die schäumbare Beschichtungszusammensetzung, die für die Messung des Dehnungsprozentsatzes und der Bruchfestigkeit der Polyurethanharzschicht verwendet wurde, anstatt des in der durch die zuvor beschriebenen Verfahren erhaltenen schäumbaren Beschichtungszusammensetzung enthaltenen Ethylendiamins 2,0 g Dibutylzinnlaurat. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
- Ferner wurde in diesen Beispielen 1 bis 5 beobachtet, ob die massiven elastischen Partikel an die Oberfläche wanderten oder nicht. Als Ergebnis dieser Beobachtung wurde in den geschäumten Beschichtungsschichten, die in diesen Beispielen 1 bis 5 erhalten wurden, kein Wandern beobachtet. Diese Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
- Es ist aus den Ergebnissen von Tabelle 1 klar ersichtlich, dass die geschäumten Beschichtungsschichten, die in den Beispielen erhalten wurden, ein Polyurethanharz, das in einem Fall, in dem dessen Dehnungsprozentsatz 100 % oder weniger beträgt, eine Bruchfestigkeit von 5 N/cm2 oder mehr und weniger als 200 N/cm2 aufweist, und das in einem Fall, in dem dessen Dehnungsprozentsatz mehr als 100 % beträgt, eine Bruchfestigkeit von 5 N/cm2 bis 1.500 N/cm2 aufweist, Elastizität und ein weiches Gefühl sowie ausreichende Festigkeit aufweisen.
Claims (6)
- Schäumbare Beschichtungszusammensetzung, die eine geschäumte Beschichtungsschicht bilden kann und die Folgendes aufweist, nämlich (a) eine Polyolverbindung, (b) eine Isocyanatverbindung und (c) Wasser, wobei die Polyolverbindung (a) mit einem Teil der Isocyanatverbindung (b) reagiert, wodurch ein Polyurethanharz gebildet wird; wobei die verbleibende Isocyanatverbindung (b) mit dem Wasser (c) reagiert, wodurch Kohlendioxid gebildet wird; wobei das Polyurethanharz in einem Fall, in dem dessen Dehnungsprozentsatz 100 % oder weniger beträgt, eine Bruchfestigkeit von 5 N/cm2 oder mehr und weniger als 200 N/cm2 aufweist; wobei das Polyurethanharz in einem Fall, in dem dessen Dehnungsprozentsatz mehr als 100 % beträgt, eine Bruchfestigkeit von 5 N/cm2 bis 1.500 N/cm2 aufweist; und wobei die schäumbare Beschichtungszusammensetzung massive elastische Partikel aufweist.
- Schäumbare Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die schäumbare Beschichtungszusammensetzung eine endgültige geschäumte Beschichtungsschicht mit einer Dicke von 0,5 bis 5 mm bildet.
- Beschichtetes Produkt, das eine geschäumte Beschichtungsschicht aufweist, die aus der schäumbaren Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1 erhalten wurde.
- Beschichtetes Produkt nach Anspruch 3, wobei das beschichtete Produkt eine Dicke von 0,5 bis 5 mm aufweist.
- Verfahren zur Herstellung einer geschäumten Beschichtungsschicht, das die folgenden Schritte aufweist, nämlich Aufschichten einer schäumbaren Beschichtungszusammensetzung, die Folgendes aufweist, nämlich (a) eine Polyolverbindung, (b) eine Isocyanatverbindung, (c) Wasser und massive elastische Partikel; Reagieren der Polyolverbindung (a) mit einem Teil der Isocyanatverbindung (b), wodurch ein Polyurethanharz gebildet wird, wobei das Polyurethanharz in einem Fall, in dem dessen Dehnungsprozentsatz 100 % oder weniger beträgt, eine Bruchfestigkeit von 5 N/cm2 oder mehr und weniger als 200 N/cm2 aufweist, und wobei das Polyurethanharz in einem Fall, in dem dessen Dehnungsprozentsatz mehr als 100 % beträgt, eine Bruchfestigkeit von 5 N/cm2 bis 1.500 N/cm2 aufweist; Reagieren der verbleibenden Isocyanatverbindung (b) mit dem Wasser (c), wodurch Kohlendioxid gebildet wird.
- Verfahren zur Herstellung einer geschäumten Beschichtungsschicht nach Anspruch 5, wobei die schäumbare Beschichtungszusammensetzung eine endgültige geschäumte Beschichtungsschicht mit einer Dicke von 0,5 bis 5 mm bildet.
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