JP2002143765A - 金属基材への塗装方法および塗装物品 - Google Patents

金属基材への塗装方法および塗装物品

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JP2002143765A
JP2002143765A JP2000347063A JP2000347063A JP2002143765A JP 2002143765 A JP2002143765 A JP 2002143765A JP 2000347063 A JP2000347063 A JP 2000347063A JP 2000347063 A JP2000347063 A JP 2000347063A JP 2002143765 A JP2002143765 A JP 2002143765A
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metal substrate
paint
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acrylic resin
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JP2000347063A
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Ariyoshi Ando
有美 安藤
Hiroyuki Kobayashi
宏之 小林
Kazuji Kageishi
一二 影石
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】直接基材へ塗装可能であり、美麗な塗膜外観が
得られ、各種被塗物への付着性、耐薬品性、耐傷つき
性、耐候性および金属の防食性などの種々の塗膜性能に
優れた被塗物を得るための塗装方法と該被塗物たる塗装
製品を提供する。 【解決手段】アルミニウム、マグネシウムおよびクロム
の少なくとも一種の金属原子を含む金属基材に、水酸基
含有不飽和単量体(a)とエポキシ基含有不飽和単量体
(b)が共重合された数平均分子量2,000〜80,0
00のアクリル樹脂(A)と硬化剤(B)とを含む塗料
を直接塗装し、50〜180℃で焼き付け乾燥すること
を特徴とする塗装方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属基材への塗装
方法およびその塗装物品に関するものである。詳細に説
明すれば、本発明は、好適には前処理としてプライマー
を塗装することなく、直接金属基材に塗装する方法に関
するものであり、この塗装方法により被覆された塗装物
品は、長期にわたり美麗な塗装外観を維持し、塗装物品
に要求される数々の要求性能と機能を高いレベルで実現
する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ノートパソコンや携帯電話な
どの情報家電機器筐体を中心に、近年需要が増えてきて
いるマグネシウム素材や、自動車外装部品や建築内外装
壁などに用いられるステンレス素材やアルミニウム素材
などの基材は、塗料の付着性が悪く、これら基材の装
飾、保護にあたっては、前処理としてエポキシ系塗料な
どのプライマー塗装後、アクリルウレタン系塗料やアク
リルメラミン系塗料、フッ素系塗料などの上塗り塗料を
塗布することで基材に耐候性や耐久性を付与している。
【0003】しかしながら、このような塗装方法では、
工程が煩雑となり、塗装製品の生産コストが上昇する。
このため、アクリルウレタン系、アクリルメラミン系、
フッ素系などの塗料でプライマーを塗装することなく直
接基材への塗装が行なわれているが、これらの塗料では
十分な付着性が得ることができていない状況である。ま
た、ステンレス素材やアルミニウム素材に対する付着性
の良好な塗装が、特開平5−255636号公報、特開
平6−287511号公報等が提案されているが、硬化
性、塗装外観あるいは基材付着性の面で必ずしも性能を
十分に満足しているとはいえない。
【0004】このことから、上記基材に対する密着性が
良好であり、硬化性と密着性と美麗な外観をバランス良
く具備する塗装が望まれていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の点を考慮した金属基材への塗装方法およびその被塗物
たる塗装物品を提供することにある。詳細に説明すれ
ば、本発明の目的は、美麗な塗膜外観が得られ、各種被
塗物への付着性、耐薬品性、耐傷つき性、耐候性および
金属の防食性などの種々の塗膜性能に優れた被塗物を得
るための金属基材への塗装方法およびその被塗物を提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の金属基材への塗
装方法は、アルミニウム、マグネシウムおよびクロムの
少なくとも一種の金属原子を含む金属基材に、水酸基含
有不飽和単量体(a)とエポキシ基含有不飽和単量体
(b)が共重合された数平均分子量2,000〜80,0
00のアクリル樹脂(A)と硬化剤(B)とを含む塗料
を直接基材に塗装し、50〜180℃の温度で焼き付け
乾燥することを特徴とする塗装方法である。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の金属基材への塗装方法
は、アルミニウム、マグネシウムおよびクロムの少なく
とも一種の金属原子を含む金属基材に、水酸基含有不飽
和単量体(a)とエポキシ基含有不飽和単量体(b)が
共重合された数平均分子量2,000〜80,000のア
クリル樹脂(A)と硬化剤(B)とを含む塗料を直接塗
装し、50〜180℃の温度で焼き付け乾燥することを
特徴とする塗装方法である。
【0008】本発明で用いられる、水酸基含有不飽和単
量体(a)とエポキシ基含有不飽和単量体(b)が共重
合された数平均分子量2,000〜80,000のアクリ
ル樹脂(A)は、水酸基含有不飽和単量体(a)および
エポキシ基含有不飽和供重合体(b)と、必要であれば
その他の不飽和単量体をラジカル共重合することにより
製造することができる。ラジカル共重合であれば、乳化
重合、懸濁重合、塊状重合あるいは溶液重合などいずれ
の重合方法であってもよく、製造されるポリマー形態
も、液状、分散状または塊状などいずれでもよい。本発
明では、これらの方法のなかでも使い勝手の点で溶液重
合方法が推奨でき、液状でポリマーを得ることが望まし
い。標準ポリスチレンを使用し、GPCにより測定され
るアクリル樹脂(A)の数平均分子量は、好ましくは
2,000〜80,000、より好ましくは2,500〜
50,000であることが推奨される。数平均分子量が
2,000未満では、塗料の貯蔵安定性、塗膜の耐候性
がやや悪くなる傾向にある。また、数平均分子量が8
0,000を超える場合には、塗膜のレベリング性が損
なわれたり、被塗物に対する付着性がやや悪化する傾向
にある。
【0009】上記の水酸基含有不飽和単量体(a)とし
ては、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2
−ヒドロキシプロピル、アクリル酸4−ヒドロキシブチ
ル、(4−ヒドロキシメチルシクロヘキシル)メチルア
クリレート、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタ
クリル酸2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸4−ヒ
ドロキシブチル、(4−ヒドロキシメチルシクロヘキシ
ル)メチルメタクリレート、これらとε−カプロラクト
ン、γ−バレロラクトンなどのラクトン類との付加物等
を例示することができる。該水酸基不飽和単量体(a)
は、単独でももしくは2種類以上の混合物であってもよ
い。
【0010】水酸基含有不飽和単量体(a)は、アクリ
ル樹脂(A)に、該アクリル樹脂の水酸基価が好ましく
は10〜120mgKOH、より好ましくは12〜90
mgKOH、さらに好ましくは12〜75mgKOHと
なるように共重合重合することが推奨される。水酸基価
が10mgKOH未満の場合には、塗料の硬化性、架橋
性あるいは付着性に十分な効果が得られない場合があ
る。また、水酸基価が120mgKOHを超える場合に
は、塗料の貯蔵安定性がやや悪化する場合があり、また
塗膜外観が悪くなり、チヂミが発生しやすくなる傾向に
ある。
【0011】このようにしてアクリル樹脂(A)の側鎖
に水酸基が導入されることにより、80℃以下での低温
硬化性が著しく向上するばかりでなく、アルミニウム
(合金)、マグネシウム(合金)などの金属類に対する
付着性が、被塗物や合金の種類他を選ぶことなく極めて
優れたものとなる。
【0012】また、上記エポキシ基含有不飽和単量体
(b)としては、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸
グリシジル、メタクリル酸メチルグリシジル、3,4−
エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、3,4−
エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート等の分子
中に不飽和二重結合と、エポキシ基を有するものを例示
することができる。該エポキシ基含有不飽和単量体
(b)は、単独でももしくは2種類以上の混合物であっ
てもよい。
【0013】該エポキシ基含有不飽和単量体(b)は、
アクリル樹脂(A)のエポキシ当量が好ましくは450
〜30,000、より好ましくは650〜22,000と
なるように共重合されることが望ましい。エポキシ当量
が450未満の場合には、塗料の貯蔵安定性、塗膜の耐
アルカリ性などがやや悪化する傾向にある。また、エポ
キシ当量が30,000を超える場合には、被塗物への
付着性がやや悪くなる傾向にある。
【0014】上記したその他の不飽和単量体としては、
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロ
ピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、
アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、
メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリ
ル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル
酸2−エチルヘキシル等の(メタ)アクリル酸の炭素原
子数1〜18のアルキルエステル類、メタクリル酸トリ
フルオロエチル、メタクリル酸ヘプタフルオロプロピ
ル、パーフルオロオクチルエチルメタクリレート等のフ
ルオロアルキル基(フルオロアルキル基の炭素原子数は
1〜24)含有不飽和単量体、3−メタクリロイルオキ
シプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオ
キシプロピルトリエトキシシランなどのアルコキシシラ
ンキ含有不飽和単量体(c)、ダイアセトンアクリルア
ミド、ダイアセトンメタクリルアミド、N−ブトキシメ
チルアクリルアミド、N−ブトキシメチルメタクリルア
ミド等のアミド基含有不飽和単量体、2−[2´−ヒド
ロキシ−5´−(メタクリロイルオキシメチル)フェニ
ル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2´−ヒドロ
キシ−5´−(メタクリロイルオキシエチル)フェニ
ル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2´−ヒドロ
キシ−5´−(メタクリロイルオキシプロピル)フェニ
ル]−2H−ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾー
ル系紫外線吸収性不飽和単量体(R−UVA)、4−メ
タクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピ
ペリジン、4−メタクアクリロイルオキシ−1,2,
2,6,6−ペンタメチルピペリジン等のヒンダートア
ミン系光安定性不飽和単量体(R−HALS)、スチレ
ン、酢酸ビニル、テトラヒドロフルフリル(メタ)アク
リレート、ブタジエン、テトラフルオロエチレン、トリ
クロロフルオロエチレン、ジクロロフルオロエチレン、
モノクロロフルオロエチレン、ブチルビニルエーテル、
シクロヘキシルビニルエーテル等のビニル化合物、アリ
ルメタクリレート等の一分子中にアリル基とアクリロイ
ル基を有する化合物等を例示することができる。その他
の不飽和単量体は、単独でももしくは2種類以上の混合
物であってもよい。
【0015】上記その他の不飽和単量体のなかで、特
に、耐候性を向上し改善するという観点から、R−UV
AまたはR−HALSが共重合成分として好適である。
また、R−UVAとしては、ベンゾトリアゾール系のR
−UVAが、またR−HALSとしては、窒素原子に直
接結合した水素原子を有さないR−HALSが好まし
く、さらに好ましくはPKbが8以上の不飽和単量体
が、塗料の貯蔵安定性向上、経時での硬化性阻害の抑
制、塗膜の着色防止および外観向上の観点から推奨され
る。 R−UVAは、アクリル樹脂(A)中に好ましく
は0.01〜30重量%、より好ましくは0.5〜10
重量%共重合することが推奨される。共重合量が0.0
1重量%未満では、耐候性向上などの改善効果がかんば
しくなく、また30重量%を超える場合には、塗膜が着
色したり、塗膜の耐アルカリ性が悪化することがある。
また、R−HALSは、アクリル樹脂(A)中に好まし
くは0.01〜30重量%、より好ましくは0.5〜1
0重量%共重合されることが望ましい。共重合量が0.
01重量%未満では、耐候性向上などの改善効果がかん
ばしくなく、30重量%を超える場合には、塗料の低温
硬化性がやや悪化したり、塗料の貯蔵安定性が悪化する
場合がある。
【0016】側鎖に水酸基含有不飽和単量体(a)、エ
ポキシ基含有不飽和単量体(b)が共重合されたアクリ
ル樹脂(A)は、前記のように水酸基含有不飽和単量体
(a)、エポキシ基含有不飽和単量体(b)、および必
要であればその他の不飽和単量体をラジカル共重合する
ことにより製造することができる。
【0017】アクリル樹脂(A)の製造は、ラジカル重
合であれば、溶液重合、懸濁重合、乳化重合、塊状重合
等の重合方法の差異は問題としない。溶液重合方法の一
例をあげれば、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸
ブチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、
ダイアセトンアルコール、リグロイン、ジオキサン、エ
チレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコ
ールモノブチルエーテル、プロピレングリコールメチル
エーテルあるいはγ−ブチロラクトン等の有機溶剤を使
用し、アゾビスイソブチロニトリル等の有機アゾ系重合
開始剤、過酸化ベンゾイル等の有機過酸化物、その他の
遊離ラジカル発生化合物を重合開始剤として、加圧下ま
たは常圧下で、好ましくは−20〜150℃で、より好
ましくは60〜100℃で、より好ましくは使用する重
合開始剤の分解半減期温度+25℃以内で、前記水酸基
含有不飽和単量体(a)、エポキシ基含有不飽和単量体
(b)および必要であればその他の不飽和単量体をラジ
カル共重合することにより製造することができる。ここ
で、分子量を調節するために、ブチルメルカプタンやn
−ドデシルメルカプタン等のアルキルチオール類、3−
メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプ
トプロピルトリエトキシシラン等のメルカプト基とシラ
ン基を有する化合物、アルファメチルスチレンダイマ
ー、チオグリコール酸、チオプロピオン酸などの分子中
にチオ基とカルボキシル基を有する化合物(n)等の連
鎖移動剤を使用することもできる。
【0018】本発明で用いられる硬化剤(B)として
は、ジブチルチンジラウレート、酢酸亜鉛、酢酸マグネ
シウム、オクチル酸鉛、オクチル酸カルシウムなどのII
A、IIB、IIIA、IVA、IVB、VB、VIIB、VIII族
金属原子を含む有機金属化合物、ビスフェノールA型エ
ポキシ樹脂などのエポキシ樹脂(参考文献:「1370
0の化学商品」化学工業日報社(2000)、p968
−p977)、トリ(N,N−ジメチルアミノメチル)
フェノールなどの酸性水酸基含有化合物、テトラヒドロ
無水フタル酸、トリメリット酸などの(無水)多塩基
酸、メラミン樹脂、ヘキサメチレンジイソシアネート、
トルエンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシ
アネートなどのポリイソシアネート化合物(および該化
合物が例えばメチルアルコールなどでブロック化された
ブロックポリイソシアネート化合物)、3−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルト
リメトキシシラン、フェニルトリメトキシシランなどの
反応性シラン基を有するシラン化合物および該化合物が
縮合されたもの、などアクリル樹脂(A)が有する官能
基(アルコキシシラン基、エポキシ基、水酸基、カルボ
キシル基など)と相互に反応し得る官能基を有する化合
物、またはアクリル樹脂(A)の架橋反応を促進する効
果を有する化合物(例えば触媒など)を例示することが
できる。硬化剤として例示されるこれらの化合物は、単
独でももしくは2種類以上の混合物であってもよい。
【0019】上記硬化剤は、アクリル樹脂(A)100
重量部に対し、好ましくは0.05〜500重量部
(0.05〜500PHR)、より好ましくは0.5〜
200PHR配合することが推奨される。配合量が0.
05PHR未満の場合には、硬化性、架橋性が不十分
で、耐薬品性や耐水性などが悪化することがある。ま
た、配合量が500PHRを超える場合には、塗膜が脆
くなり、被塗物への付着性が悪化する場合がある。ここ
で、ただし、アクリル樹脂(A)にさらに反応性の化合
物、例えば、分子中にアルコキシシラン基、エポキシ
基、水酸基、カルボキシル基などの官能基を有する化合
物を配合した場合には、アクリル樹脂(A)と該化合物
の合計量100重量部に対して、好ましくは0.05〜
500重量部(0.05〜500PHR)、より好まし
くは0.5〜200PHR配合することが推奨される。
【0020】本発明で用いられる塗料は、例えば、アク
リル樹脂(A)に硬化剤(B)を添加し、撹拌、混合す
ることにより製造することができる。また、必要であれ
ば、アクリル樹脂(A)で塗料製造(例えば、顔料分
散)を行ない、必要に応じ希釈溶剤、塗料添加剤(消泡
剤、顔料分散剤、レベリング剤、沈殿防止剤など)など
を添加して塗料とし、塗装の直前に硬化剤(B)を配合
することもできる。
【0021】このようにして製造された本発明の塗料
は、通常の塗料用有機溶剤に溶解もしくは分散するの
で、これらにより塗装適正粘度に調整後、一般の塗料に
適用される種々塗装方法で基材に塗装することができ
る。すなわち、スプレー塗装、ロールコート、カーテン
コート、刷毛塗り、静電塗装、アニオン、カチオン電着
塗装、あるいはディッピング等の塗装方法を例示するこ
とができる。
【0022】本発明で用いられる塗料は、アルミニウ
ム、マグネシウムおよびクロムの少なくとの一種の金属
原子を含む金属基材に、プライマー塗装をすることなく
直接塗装することができる。塗装された塗膜は、好まし
くは50〜180℃、より好ましくは70℃〜170℃
の温度範囲で硬化することが好ましい。塗膜硬化温度が
50℃未満では、塗膜が十分に硬化せず、塗膜表面にタ
ック(塗面に指紋によるヘコミがつく状態)が生じた
り、耐擦り傷性等の塗膜諸性能が悪化する傾向がある。
また、硬化温度が180℃を超える場合は、塗膜のリコ
ート密着性が悪化する傾向にある。
【0023】本発明は前述した1コート塗装の他、必要
に応じて2コート以上の塗装も可能である。すなわち、
本発明の塗料を基材に塗装し、焼き付け硬化後、あるい
は焼き付け硬化せずに上塗り塗料を塗装することが可能
である。上塗り塗料としては、本発明で使用される塗料
のほかに、例えばアクリルウレタン樹脂塗料、アクリル
メラミン樹脂塗料、ウレタン樹脂塗料、アルキッド樹脂
塗料、エポキシ樹脂塗料、フッ素樹脂塗料、シリコーン
樹脂塗料、アクリルシリコーン樹脂塗料等が例示され
る。
【0024】本発明において、アクリル樹脂(A)は、
さらに前記アルコキシシラン基含有不飽和供重合体
(c)が共重合されていることが望ましい。アルコキシ
シラン基含有不飽和単量体(c)は、単独でももしくは
2種類以上の混合物であってもよい。アルコキシシラン
基含有不飽和単量体(c)のアルコキシシラン基は、ア
ルコキシ基の炭素原子数が1〜4個のトリアルコキシシ
ラン基であることが好ましい。このとき、貯蔵安定性、
塗料の低温硬化性が向上する傾向にある。
【0025】該アルコキシシラン基含有不飽和単量体
(c)は、アクリル樹脂(A)中に、好ましくは1〜3
0重量%、より好ましくは3〜20重量%共重合される
ことが望ましい。共重合量が1重量%未満の場合には、
塗料の低温(室温〜60℃程度)硬化性がやや悪くなる
傾向にある。また、30重量%を越えて共重合される場
合には、塗料の貯蔵安定性(特に、顔料が配合された場
合)が悪化する傾向にあり、貯蔵経時で増粘、ゲル化し
たり、あるいは硬化性が著しく悪化したり、塗膜外観
(光沢、鮮映性など)が悪化する場合がある。
【0026】アクリル樹脂(A)の側鎖にアルコキシシ
ラン基を導入することにより、塗料の低温硬化性、塗膜
の耐候性、各種被塗物への付着性が著しく向上する傾向
にあり望ましい。
【0027】本発明においてアクリル樹脂(A)は、さ
らに側鎖に水酸基含有不飽和供重合体(a)および/ま
たはアルコキシシラン含有不飽和供重合体(c)が共重
合された数平均分子量500〜10,000のポリマー
末端にアクリル性不飽和二重結合を有するマクロモノマ
ー(d)が共重合されていることが望ましい。
【0028】アクリル樹脂(A)の側鎖に該マクロモノ
マー(d)を導入することにより、塗膜が緻密に架橋
し、塗膜の耐久性、耐傷つき性および各種被塗物への付
着性が向上する傾向にあり好ましい。
【0029】該マクロモノマー(d)のGPCにより測
定される数平均分子量は、好ましくは500〜10,0
00、より好ましくは1,000〜8,000であること
が推奨される。数平均分子量が500未満では、塗膜の
耐久性、耐傷つき性向上等の改善効果がかんばしくな
く、また数平均分子量が10,000を超える場合に
は、塗料の所蔵安定性が悪化する傾向にある。
【0030】該マクロモノマー(d)は、アクリル樹脂
(A)と同様な方法で、側鎖に水酸基含有および/また
はアルコキシシラン基含有アクリル樹脂(B)を共重合
し、その際に、連鎖移動剤としてチオグリコール酸、チ
オプロピオン酸等の分子中にチオ基とカルボキシル基を
有する化合物(n)を用い、ポリマー末端にカルボキシ
ル基を導入した後、該カルボキシル基にエポキシ基含有
不飽和単量体(b)を付加反応し、ポリマー末端をラジ
カル重合性の(メタ)アクリロイル基に変え(修飾)る
ことで製造することができる。
【0031】ポリマー末端のカルボキシル基とエポキシ
基含有不飽和単量体(b)との付加反応を行ない、マク
ロモノマーを製造するにあたって、p−メトキシフェノ
ール、ヒドロキノンまたはジラウリルチオジプロピオネ
ート等の重合禁止剤や抑制剤を、またテトラブチルアン
モニウムブロマイドやトリエチルベンジルアンモニウム
クロライド等の付加反応触媒を、ポリマーとエポキシ基
含有不飽和単量体の合計量に対し50〜50,000p
pm程度用いることが推奨される。また、この場合の付
加反応は、ゲル化防止や暴走反応を防止する上で、酸素
濃度6〜20%、反応温度20〜130℃の条件下で行
なうことが好ましい。
【0032】本発明では、該マクロモノマー(d)の存
在下に、アクリル樹脂(A)の製造(ラジカル共重合)
を行ない、ポリマー中に該マクロモノマー(d)を取り
込む(共重合する)方法が望ましい。該マクロモノマー
(d)は、アクリル樹脂(A)中に好ましくは0.5〜
80重量%、より好ましくは1〜50重量%共重合する
ことが推奨される。共重合量が0.5重量%未満の場合
には塗膜の耐久性、耐傷つき性などに改善効果が顕著で
ない場合があり、また、80重量%を超えて共重合され
る場合には、塗料の貯蔵安定性が悪化する場合がある。
【0033】本発明では、硬化剤(B)として、有機金
属化合物(f)、ポリイソシアネート化合物(g)、メ
ラミン樹脂(h)あるいは反応性シラン化合物(i)の
1種が含まれることが望ましい。これらの化合物が配合
されるとき、塗料の硬化性、塗膜の塗膜外観(光沢、平
滑性など)、耐水性、耐薬品性、耐候性などが向上する
傾向にある。
【0034】上記化合物は硬化剤(B)中に、好ましく
は少なくとも0.5重量%以上、より好ましくは3重量
%以上含有することが推奨される。上記化合物が0.5
重量%未満の場合には、硬化性が不十分で、耐薬品性、
耐水性などが悪化する場合がある。
【0035】上記有機金属化合物(f)としては、ジブ
チルチンジラウレート、ジブチルチンジオキサイド、酢
酸亜鉛、酢酸マグネシウム、オクチル酸鉛、オクチル酸
カルシウム、ジルコニウムキレート化合物、チタニウム
キレート化合物、アルミニウムキレート化合物、チタニ
アゾル、アルミナゾルなどのIIA、IIB、IIIA、IV
A、IVB、VB、VIIB、VIII族金属原子を含む有機
金属化合物を例示することができる。該有機金属化合物
(f)は、単独でももしくは2種類以上の混合物であっ
てもよい。該有機金属化合物(f)のなかでは、ジブチ
ルチンジラウレートなどの有機錫化合物、ジルコニウム
キレート化合物、チタニウムキレート化合物、アルミニ
ウムキレート化合物等の有機金属キレート化合物を好ま
しく使用することができる。これらの化合物を配合する
とき、塗料の−20〜100℃程度の低温硬化性、塗膜
の耐薬品性、耐水性などの性能が向上する傾向にある。
上記化合物のなかでは、アルミニウムキレート化合物
(k)が好適である。
【0036】上記アルミニウムキレート化合物(k)と
しては、アルミニウムエチルアセトアセテートジイソプ
ロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテ
ート)、アルミニウムトリス(アセチルアセテート)、
アルミニウムビスエチルアセトアセテートモノアセチル
アセトネート、アルミニウムモノアセチルアセトネート
ビス(アルキルアセトアセテート)(アルキル基の炭素
原子数は2〜18)等を例示することができる。これら
のアルミニウムキレート化合物(k)は、単独でももし
くは2種類以上の混合物であってもよい。
【0037】上記アルミニウムキレート化合物(k)の
なかでは、アルミニウムトリス(アセチルアセテー
ト)、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス(ア
ルキルアセトアセテート)(アルキル基の炭素原子数は
2〜18)が特に好適である。
【0038】アルミニウムトリス(アセチルアセテー
ト)は、塗料の低温硬化性を向上させ、またアルミニウ
ムモノアセチルアセトネートビス(アルキルアセトアセ
テート)(アルキル基の炭素原子数は2〜18)は貯蔵
安定性を向上させる。
【0039】上記アルミニウムキレート化合物(k)
は、アクリル樹脂(A)100重量部に対し、好ましく
は0.02〜200重量部(0.2〜200PH
R))、より好ましくは、0.05〜150重量部(=
0.05〜150PHR)配合されることが望ましい。
配合量が0.02PHR未満では、塗料の低温硬化性が
やや悪化する場合があり、耐水性、付着性、耐候性等に
満足な結果が得られないことがある。また、アルミニウ
ムキレート化合物(k)が200PHRを超えて配合さ
れる場合には、塗料の貯蔵安定性が悪化する傾向にあ
り、塗膜が着色したり、チヂミが発生しやすくなり塗膜
外観が損なわれる場合がある。
【0040】また、上記ポリイソシアネート化合物
(g)としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、ト
ルエンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシア
ネートなどの分子中に少なくとも2個のイソシアネート
基を有する化合物、およびこれらの付加・縮合物、また
はメタノールなどの低分子化合物で一時的にイソシアネ
ート基がブロック(保護)されたブロックポリイソシア
ネート化合物などを例示することができる。該ポリイソ
シアネート化合物(g)は、単独でももしくは2種類以
上の混合物であってもよい。
【0041】これらのポリイソシアネート化合物(g)
のなかでは、非黄変タイプとされるヘキサメチレンジイ
ソシアネートおよびこれの付加・縮合物、アダクトタイ
プ、分子中にイソシアヌレート環を有するもの、分子中
にトリアジン環を有するものが、耐候性向上、耐薬品性
向上の点で推奨される。
【0042】上記ポリイソシアネート化合物(g)は、
アクリル樹脂(A)の水酸基に対し(あるいは、その他
の水酸基を有する化合物、ポリマー類が配合される場合
には、それらの水酸基の合計に対して)、水酸基とイソ
シアネート基のモル数比が好ましくは0.5〜2.0、
より好ましくは0.8〜1.2となるようにポリイソシ
アネート化合物(g)を配合されることが望ましい。配
合モル数比が0.5未満の場合には、塗料の硬化性、塗
膜の架橋密度がやや不足する場合があり、塗膜の耐候
性、耐傷つき性などがやや低下する傾向にある。また、
配合モル数比が2.0を超える場合には、塗料の乾燥性
(完全硬化、指触乾燥性)がやや遅くなる傾向があり、
塗膜の不粘着乾燥性、ブロッキング性がやや悪化する場
合がある。
【0043】ここで、水酸基を有する化合物、ポリマー
類とは、分子中に少なくとも2個のアルコール性水酸基
を有する数平均分子量500〜200,000の化合物
である。このような化合物としては、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
ポリプロピレングリコール、プロピレングリコール、ポ
リプロピレングリコール、テトラメチレングリコール、
ポリテトラメチレングリコール、ポリビニルアルコー
ル、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、フ
ラン樹脂等を例示することができる。これらの化合物
は、単独でももしくは2種類以上の混合物であってもよ
い。
【0044】上記メラミン樹脂(h)としては、ヘキサ
メチロールメラミン樹脂、ヘキサメトキシメラミン樹
脂、メトキシブトキシメラミン樹脂、ヘキサブトキシメ
ラミン樹脂等を例示することができる。本発明では、塗
料、インキ用として使用されるメラミン樹脂を使用する
ことができる。これらのメラミン樹脂(h)は、単独で
ももしくは2種類以上の混合物であってもよい。
【0045】上記メラミン樹脂(h)は、アクリル樹脂
(A)(あるいは、その他の水酸基を有する化合物、ポ
リマー類が配合される場合には、それらの化合物、ポリ
マー類の合計に対して)、好ましくは5〜80PHR、
より好ましくは8〜60PHRとなるように配合される
ことが望ましい。配合量が5PHR未満の場合には、塗
膜の架橋性が不十分となり塗膜硬度がでにくくなる場合
がある。また、メラミン樹脂(h)が80PHRを超え
て配合される場合には、塗料の初期硬化性、塗膜の耐候
性などが悪化する場合がある。
【0046】上記反応性シラン化合物(i)としては、
テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ
イソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、フェニ
ルトリメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラ
ン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3
−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3,4−
エポキシシクロヘキシルメチルトリエトキシシラン、3
−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピル
トリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3−
メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、お
よび該化合物の縮合物などの一分子中に少なくとも一個
の加水分解性アルコキシシラン基を有する化合物が例示
できる。これらの反応性シラン化合物(i)は、単独で
ももしくは2種類以上の混合物であってもよい。
【0047】これらの反応性シラン化合物(i)を配合
することで、塗料の低温硬化性、耐候性が著しく向上す
る傾向にあり好ましい。上記化合物はアクリル樹脂
(A)100重量部に対し、好ましくは0.5〜1,0
00重量部(0.5〜1,000PHR)、より好まし
くは2〜500重量部(2〜500PHR)配合される
ことが望ましい。配合量が0.5PHR未満の場合に
は、塗料の低温硬化性が十分改善されず、耐候性、耐傷
つき性などがやや劣る場合がある。また、反応性シラン
化合物(i)が1,000PHRを超えて配合される場
合には、塗料の被塗物に対するぬれ性が悪化し、付着
性、塗膜外観が悪化する場合がある。
【0048】上記化合物のなかでは、一分子中に少なく
とも一個のエポキシ基と加水分解性アルコキシシラン基
を有するオルガノアルコキシシラン化合物(k)が好ま
しく使用できる。
【0049】一分子中に少なくとも一個のエポキシ基と
加水分解性アルコキシシラン基を有するオルガノアルコ
キシシラン化合物(k)としては、3−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピル
トリエトキシシラン、3,4−エポキシシクロヘキシル
メチルトリエトキシシラン、および該化合物の加水分解
物、縮合物などを例示することができる。該化合物が配
合されたとき、アクリル樹脂(A)が有する反応性官能
基と相補的に反応し合い、緻密に架橋した塗膜を形成す
ることができる。結果として、通常の有機塗膜では達成
することが比較的難しい耐傷つき性、耐薬品性、耐水性
および耐候性に優れた塗膜を形成することが可能とな
る。
【0050】本発明で用いられる塗料は、さらにノニオ
ン性界面活性剤(C)を0.5ppm〜100,000
ppm配合することが好ましい。
【0051】本発明で使用されるノニオン性界面活性剤
(C)としては、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロ
ピレン縮合物、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、
第2級アルコールエトキシレート、第1級アルコールエ
トキシレート、ノニルフェノールエトキシレート、オク
チルフェノールエトキシレート、オレイルアルコールエ
トキシレート、ラウリルアルコールエトキシレート、ポ
リエチレングリコール、ポリオキシエチレングリコール
オレート、ソルビタンステアリルエステル、ソルビタン
オレイルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンオレ
イルエステル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、ア
クリル酸4−ヒドロキシブチル、ポリエチレングリコー
ルモノメタクリレートなどの水酸基含有不飽和単量体
(d)が共重合されたアクリル樹脂、等を例示すること
ができる。さらには、イソプロピルアルコール、n−ブ
チルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエー
テル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等のア
ルコール、またはグリコールエーテル類等を例示するこ
とができる。該ノニオン性界面活性剤(C)は、単独で
あってももしくは2種類以上の混合物であってもよい。
【0052】該ノニオン性界面活性剤(C)が配合され
ることにより、塗料の貯蔵安定性が飛躍的に向上、改善
される。すなわち、塗料貯蔵中には反応性の高い官能基
(アルコキシシラン基、エポキシ基、水酸基など)を、
塗料中に存在する水分、官能基同士の接近−反応、硬化
剤との接触から必要最小限に保護し、好ましくない不用
意な反応から保護する作用が発現ものと考えられる。さ
らに、塗膜形成に際しては、塗料の硬化反応を抑制、阻
害することなく、塗料の界面張力をさげ、あるいは適度
に高め、また粘性を適度に調節する作用があり、塗装仕
上がり、塗膜外観を向上する。
【0053】該ノニオン性界面活性剤(C)は、該塗料
中に好ましくは0.5ppm〜100,000ppm配
合されることが望ましい。さらに好ましくは、1〜5
0,000ppm配合することが推奨される。配合量が
0.5ppm未満の場合には、50℃以上のような貯蔵
・保存としては比較的温度の高い状態で貯蔵するような
場合に、十分な貯蔵安定性が得られないことがある。ま
た、ノニオン性界面活性剤(C)が100,000pp
mを超えて配合される場合には、塗膜の耐水性、耐アル
カリ性などの耐薬品性や、リコート付着性がやや悪化す
る傾向にある。
【0054】本発明では、ノニオン性界面活性剤(C)
が、フッ素系界面活性剤(e)であるとき、塗料の貯蔵
安定性、硬化性、塗膜の外観、耐薬品性、耐候性、耐傷
つき性等が一段と優れたものとなり、推奨される。側鎖
にアルコキシシラン基を有するアクリル樹脂の貯蔵安定
性は決してよくなく、貯蔵経時で塗料中に存在する水
分、他の影響を受けアルコキシシラン基が徐々に加水分
解され、シラノール基となり、最終的には分子間でシロ
キサン結合を形成し増粘、ゲル化する傾向があるが、フ
ッ素系界面活性剤(e)は、この傾向と現象をしっかり
と抑制、防止する作用がある。すなわち、塗料として貯
蔵される限り、きわめて長期に渡って保存されたとして
も、塗料の増粘、ゲル化を抑止し、塗料には何らの変化
を起こさない。一方、いったん塗膜を形成する段階で
は、塗料の架橋反応を積極的に進め、強固で種々性能に
優れた塗膜形成を助長する作用がある。また、極めて卓
越した界面活性能により、塗膜のレベリング性、被塗物
に対するぬれ性を改善し、塗膜外観の著しい向上(レベ
リング性に優れ、チヂミが発生しない)、各種被塗物に
対する付着性の向上が発現される。
【0055】本発明で使用されるフッ素系界面活性剤
(e)としては、パーフルオロアルキルエチレンオキシ
ド付加物、パーフルオロアルキルアミンオキシド、パー
フルオロアルキル含有オリゴマー、具体的には、例え
ば、「サーフロン(SURFLON)S−141」、
「サーフロンS−145」、「サーフロンS−38
1」、「サーフロンS−383」、「サーフロンS−3
93」、「サーフロンSC−101」、「サーフロンS
C−105」、「サーフロンKH−40」、「サーフロ
ンSA−100」(以上、セイミケミカル(株)の製
品、商品名)、「メガファックF−171」、「メガフ
ァックF−172」、「メガファックF−173」、
「メガファックF−177」、「メガファックF−17
8A」、「メガファックF−178K」、「メガファッ
クF−179」、「メガファックF−183」、「メガ
ファックF−184」、「メガファックF−815」、
「メガファックF−470」、「メガファックF−47
1」(以上、大日本インキ化学工業(株)の製品)等を
例示することができる(参考文献;「13700の化学
商品」、p1239−p1242、化学工業日報社(2
000))。該フッ素系界面活性剤(e)は、単独でも
もしくは2種類以上の混合物であってもよい。
【0056】さらに本発明では、HLB(親水性−親油
性バランス値)(参考資料:http://chemical.kao.co.
jp/TechnicalInformation/ChemicalPlaza/su.../surfac
tant2-7.ht)が、好ましくは0〜20、より好ましくは
2〜18、さらに好ましくは5〜15のノニオン性界面
活性剤(C)が好適に使用される。HLBを求めること
ができるノニオン性界面活性剤は、親水性基としてポリ
オキシエチレン基、あるいはグリコールやグリセロー
ル、ペンタエリスリトール、ソルビタン系などの高アル
コールに由来するものをもっているものである。HLB
は、好ましくは0〜20の範囲にあるが、HLBを求め
ることができるノニオン性界面活性剤を使用することに
より、塗料の貯蔵安定性を一段と高めることができる。
さらに本発明では、しいて言えば、HLBが5〜15の
範囲であり、やや親水性が強くなったものがより好適で
ある。
【0057】さらに、ノニオン性界面活性剤(C)がフ
ッ素系界面活性剤(e)で、かつHLBが5〜12であ
るものが、もしくは数平均分子量500〜10,000
のオリゴマーであるものが好適である。このとき、HL
Bが5未満では、貯蔵安定性の改善効果がかんばしくな
い場合がある。また、HLBが12を超える場合には、
塗膜の耐水性と耐薬品性がやや悪化する傾向にある。ま
た、オリゴマーの数平均分子量が500未満では、貯蔵
安定性を十分に改善し、補うことができない場合があ
る。また、数平均分子量が10,000を超える場合に
は、塗料がはじきやすくなり、塗膜外観が悪化する場合
がある。
【0058】さらに本発明では、エポキシ当量100〜
30,000の脂環式エポキシ樹脂(l)を、アクリル
樹脂(A)100重量部に対し好ましくは1〜50重量
部含有することができる。脂環式エポキシ樹脂(l)の
配合により低温での塗膜の硬化性が向上する傾向にあり
好ましい態様である。
【0059】本発明のエポキシ当量が100〜30,0
00の脂環式エポキシ樹脂(l)としては、3,4−エ
ポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロ
ヘキシルカルボキシレート等分子中に脂環式エポキシ基
を有するものを使用することができる。かかる化合物
は、単独であっても2種類以上の混合物であっても良
い。 かかる脂環式エポキシ樹脂(l)のエポキシ当量
が100未満の場合には、体温での硬化性は良好となる
ものの、塗膜が硬く脆くなることがある。また、エポキ
シ当量が30,000を超える場合には、硬化性がやや
悪化し、塗膜の初期の耐傷つき性などがやや不足する場
合がある。
【0060】かかる脂環式エポキシ樹脂(l)は、アク
リル樹脂(A)100重量部に対し1〜50重量部含有
することが好ましい。脂環式エポキシ樹脂(l)の配合
量が1重量部未満の場合、低温での塗膜の硬化性が向上
しない場合があり、また、配合量が50重量部を超える
場合には、光沢が低下し塗膜外観が悪くなることがあ
る。
【0061】さらに、本発明で用いられる塗料は、必要
であれば、窒素原子に直接結合した水素原子を有さない
光安定性化合物(HALS)を、アクリル樹脂(A)1
00重量部に対し、好ましくは0.2〜50重量部
(0.2〜50PHR)、より好ましくは0.5〜20
PHR配合することが推奨される。
【0062】上記HALSとしては、「13700の化
学商品」(化学工業日報社)(2000)、p1069
〜1070、「高分子用安定剤 サノール」(三共
(株)の商品カタログ(1994))などに記載されて
いるHALSを例示することができる。本発明ではこれ
らのなかで、特に、窒素原子に直接結合した水素原子を
有さないHALSが好適である。窒素原子に直接結合し
た水素原子を有さないHALSとしては、ビス(1,
2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバ
ケート、1−{2−(3−((3,5−ジ−t−ブチル
−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ}−
2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、8−アセチ
ル−3−ドデシル−7,7,9,9−テトラメチル−
1,3,8−トリアザスピロ{4.5}デカン−2,4
−ジオ等を例示することができる。これらのHALS
は、単独でも2種類以上の混合物であってもよい。該H
ALSを配合することにより、塗料、塗膜に着色を生じ
ることなく塗膜の耐候性が飛躍的に向上する。
【0063】該HALSの配合量が0.2PHR未満で
は、塗膜の耐候性向上に有意さを認められないことがあ
り、また50PHRを超えて配合する場合には、塗料の
貯蔵安定性が悪化したり、塗膜にチヂミが多く発生する
場合がある。
【0064】さらに、本発明の塗料は、塩基定数(PK
b)8以上の光安定性化合物(HALS)を配合するこ
とがより好ましい。該化合物の配合により、塗料の貯蔵
安定性、低温硬化性などの基本性能を損なうことなく塗
膜の耐候性を飛躍的に向上することが可能となる。
【0065】PKb8以上のHALSとしては、1−
{2−(3−((3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロ
キシフェニル)プロピオニルオキシ}−2,2,6,6
−テトラメチルピペリジン、8−アセチル−3−ドデシ
ル−7,7,9,9−テトラメチル−1,3,8−トリ
アザスピロ{4.5}デカン−2,4−ジオンなどを例
示することができる。これらの化合物は、単独でももし
くは2種類以上の混合物であってもよい。PKbが8未
満の場合には、塗料が硬化不良を起こしたり、あるいは
貯蔵安定性が悪化する傾向にある。
【0066】本発明で用いられる塗料は、以上の成分の
他に、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、
メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルア
ルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコ
ール、ダイアセトンアルコール、ヘキサフルオロイソプ
ロパノール、3−メチル−3−メトキシブタノール、メ
チルエチルケトン、ジオキサン、メチルイソブチルケト
ン、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレン
グリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール
モノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチル
エーテル、アセチルアセトン等の有機溶剤、酸化チタ
ン、炭酸カルシウム、カーボンブラック、シリカゾル、
チタニアゾル、紺青、酸化鉄等の顔料、レベリング剤、
増粘剤、顔料分散剤、消泡剤、紫外線吸収剤(ベンゾト
リアゾール系の紫外線吸収剤が好適である)、HALS
(PKb(塩基定数が8以上のものが好適である))、
酸化防止剤等の当該業界でよく知られている塗料添加
剤、種々塗料用樹脂・塗料(参考文献;13599の化
学商品、p1237〜p1259、化学工業日報社(1
999))、シリコーンゴム(および中間体)、ブチル
ゴム、塩化ゴム、イソプレンゴム、ポリウレタンゴム、
ゴム変性エポキシ樹脂等のゴム類、シラン化合物(シラ
ノール基を有するシラン化合物は貯蔵安定性が悪化する
ため好ましくない)、ポリマー末端や側鎖に反応性官能
基(水酸基やアルコキシシラン基)を有するシランオリ
ゴマー、ポリマー類、側鎖に水酸基を有する塗料用フッ
素樹脂(例えば、「ルミフロン」(旭硝子(株)の製
品))、塩素化ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂で変
性された塩素化ポリプロピレン樹脂(例えば、”コータ
ックス”「LG−950」(東レ(株)の製品)などの
塗料用樹脂、および塗料用樹脂変性用のオリゴマー、ポ
リマーなどその他塗料配合に必要なものがあれば問題な
く配合、使用することができる。
【0067】本発明で金属基材として用いられるアルミ
ニウム、マグネシウムおよびクロムの少なくとも一種を
含む合金としては、アルミニウム合金、マグネシウム合
金、ステンレス等を例示することができる。これらの合
金は、表面を化成処理してあるものでも、化成処理を施
してないものでも良い。
【0068】本発明で用いられる金属基材としては、次
のような用途で代表される基材が挙げられる。これらが
使用される用途としては、自動車や2輪車等の金属部
品、(エアスポイラー、ドアハンドル、ホイールキャッ
プ、ボディー、燃料タンク、等)、建築・建材に使用す
る(カーテンウォール、アルミサッシ、玄関ドア、門
扉、等)、家電製品の金属部品(冷蔵庫、洗濯機、テレ
ビ、ビデオ、電話、ファクシミリ、パソコン、MD等)
等を例示することができる。
【0069】さらに、同時に、本発明はこれらの塗装物
品も提供する。本発明による塗装物品は、耐久性、装飾
性、加工性等、種々性能および機能において優れてい
る。
【0070】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。なお、特に断りがない限り組成比は重量%を示し、
配合量は部数を示す。また、配合量がPHRで示されて
いるものは、固形分に対しての量である。
【0071】・アクリル樹脂(A−)の製造例 [A−1の製造例]トルエン(TOL)/プロピレング
リコールモノメチルエーテル(PM)(=60/40)
を溶剤とし、AIBNを重合開始剤として、重合温度9
0℃で、メタクリル酸メチル(MMA)/メタクリル酸
n−ブチル(BMA)/アクリル酸n−ブチル(BA)
/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル(HEMA)/
「サイクロマー A−200」(A−200)(3,4
−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート(エポキ
シ基含有不飽和単量体)、ダイセル化学工業(株)の製
品)/「RUVA−93」(R−UVA)((ベンゾト
リアゾール系紫外線吸収性不飽和単量体)、大塚化学
(株)の製品)(=25/25/23/15/10/
2)からなるアクリル樹脂(A−1)を製造した。(A
−1)の数平均分子量は3,000、水酸基価は65m
g/KOH、固形分は50%であった。
【0072】[A−2の製造例]TOL/PM(=80
/20)を溶剤とし、AIBNを重合開始剤とし、重合
温度90℃で、MMA/BMA/BA/メタクリル酸グ
リシジル(GMA)/(4−ヒドロキシメチルシクロヘ
キシル)メチルメタクリレート(CHDMMA)/「S
Z−6030」(SZ)(3−メタクリロイルオキシプ
ロピルトリメトキシシラン(シラン基含有不飽和単量
体)、(東レ・ダウ・コーニングシリコーン(株)の製
品)=(25/25/25/10/10/5)からなる
アクリル樹脂(A−2)を製造した。(A−2)の数平
均分子量は7,000、水酸基価は28mgKOH、固
形分は50%であった。
【0073】[A−3の製造例]γ−ブチルラクトン
(GBL)を溶剤とし、AIBNを重合開始剤とし、チ
オグリコール酸(TGH)を連鎖移動剤として、重合温
度90℃で、MMA/「SZ」(=80/20)からな
る水酸基含有アクリル樹脂(P−1)を製造した。(P
−1)にGMAを、(P−1)のカルボキシル基のモル
数とGMAのモル数が1:1.25となるように仕込
み、90℃に昇温した。カルボキシル基とエポキシ基と
の付加反応触媒としてテトラエチルベンジルアンモニウ
ムクロライド(TEBAC)を、(P−1)の固形分と
GMAの合計量に対し2%、重合禁止剤としてp−メト
キシフェノールを(P−1)の固形分とGMAの合計量
に対し0.2%仕込み、酸素濃度8%で、8時間付加反
応を行ない、マクロモノマー(M−1)を製造した。T
OL/PM(=80/20)を溶剤とし、AIBNを重
合開始剤とし、重合温度90℃で、MMA/BMA/B
A/「A−200」/HEMA/CHDMMA/(M−
1)(20/25/20/15/10/10/5)から
なるアクリル樹脂(A−3)を製造した。(A−3)の
数平均分子量は10,000、水酸基価は71mgKO
H、固形分は50%であった。
【0074】[A−4の製造例]γ−ブチルラクトン
(GBL)を溶剤とし、AIBNを重合開始剤とし、チ
オグリコール酸(TGH)を連鎖移動剤として、重合温
度90℃で、MMA/「SZ」/HEMA(=70/2
0/10)からなる水酸基含有アクリル樹脂(P−2)
を製造した。(P−2)にGMAを(P−2)のカルボ
キシル基のモル数とGMAのモル数が1:1.25とな
るように仕込み、90℃に昇温した。カルボキシル基と
エポキシ基との付加反応触媒としてテトラエチルベンジ
ルアンモニウムクロライド(TEBAC)を、(P−
2)の固形分とGMAの合計量に対し2%、重合禁止剤
としてp−メトキシフェノールを(P−1)の固形分と
GMAの合計量に対し0.2%仕込み、酸素濃度8%
で、8時間付加反応を行ない、マクロモノマー(M−
2)を製造した。TOL/PM(=60/40)を溶剤
とし、AIBNを重合開始剤とし、重合温度90℃で、
MMA/BMA/BA/GMA/HEMA/「SZ」/
(M−2)(=20/20/20/10/15/5/
5)からなるアクリル樹脂(A−4)を製造した。(A
−4)の数平均分子量は15,000、水酸基価は67
mgKOH、固形分は50%であった。
【0075】[A−5の製造例]TOL/PM(=60
/40)を溶剤とし、AIBNを重合開始剤として、重
合温度90℃で、MMA/BMA/BA/HEMA(=
20/25/25/30)からなるアクリル樹脂(A−
5)を製造した。(A−5)の数平均分子量は10,0
00、水酸基価は129mg/KOH、固形分は50%
であった。
【0076】[P−6の製造例]TOL/PM(=60
/40)を溶剤とし、AIBNを重合開始剤として、重
合温度90℃で、MMA/BMA/BA/GMA/HE
MA/「SZ」(=30/28/25/10/2/5)
からなるアクリル樹脂(A−6)を製造した。(A−
6)の数平均分子量は2,000、水酸基価は8.6m
g/KOH、固形分は50%であった。
【0077】(実施例1)アクリル樹脂(A−1)に、
「アルミニウムキレートA(W)」(A(W))(アル
ミニウムトリス(アセチルアセトネート)(アルミニウ
ムキレート化合物、硬化剤)、川研ファインケミカル
(株)の製品)を3PHR、アセチルアセトン(AcA
c)6PHRを添加し、均一溶液になるまで撹拌、混合
した。次いで、これをトルエン(TOL)/酢酸ブチル
(BAC)/キシレン(XYL)/シクロヘキサノン
(CN)/イソブチルアルコール(IBAL)(=30
/20/5/20/20/5)の混合溶剤を使用し、フ
ォードカップNo.4の粘度が15秒(25℃)になる
ように希釈し試験用クリア塗料を作製した。金属基材と
して、アルミニウム合金(JIS A 1100)、マ
グネシウム合金(ASTMAZ91D)、SUS(JI
S G4304)を使用した。
【0078】これらをイソプロピルアルコール(IP
A)で脱脂した後、前記塗料を使用し、温度23℃、湿
度65%の雰囲気下で、乾燥後の塗膜厚が40μmとな
るようスプレー塗装を行なった。塗装された基材(被塗
物)を室温で10分間乾燥後、100℃で30分間焼き
付け乾燥し、実施例1の塗装製品を得た。
【0079】(実施例2)アクリル樹脂(A−2)に、
「アルミキレートDOL」(DOL)(アルミニウムモ
ノアセチルアセトネートビス(アルキルアセトアセテー
ト)(アルキル基の炭素原子数は15〜18)(アルミ
ニウムキレート化合物、硬化剤)、川研ファインケミカ
ル(株)の製品)を5PHR、AcAcを5PHR、
「メガファックF−173」(大日本インキ化学工業
(株)の製品)を3PHR添加し、均一溶液になるまで
撹拌、混合した。ついでこれをトルエン(TOL)/酢
酸ブチル(BAC)/キシレン(XYL)/シクロヘキ
サノン(CN)/イソブチルアルコール(IBAL)
(=30/20/5/20/20/5)の混合溶剤を使
用し、フォードカップNo.4の粘度が15秒(25
℃)になるように希釈し試験用クリア塗料を作製した。
金属基材として、アルミニウム合金(JIS A 11
00)、マグネシウム合金(ASTM AZ91D)、
SUS(JIS G4304)を使用した。
【0080】これらをイソプロピルアルコール(IP
A)で脱脂した後、前記塗料を使用し、温度23℃、湿
度65%の雰囲気下で、乾燥後の塗膜厚が30μmとな
るようにスプレー塗装を行なった。塗装された基材(被
塗物)を室温で10分間乾燥後、160℃で20分間焼
き付け乾燥し、実施例2の塗装製品を得た。
【0081】(実施例3)アクリル樹脂(A−3)に
「SH−6040」(SH)(3−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン(シラン基含有化合物、硬化
剤)、東レ・ダウ・コーニングシリコーン(株)の製
品)を20PHR、「A(W)」を5PHR、AcAc
を10PHR、「サノール LS−2626」(1−
{2−(3−((3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロ
キシフェニル)プロピオニルオキシ}−2,2,6,6
−テトラメチルピペリジン(PKb8以上(PKb=1
2)のHALS)、三共(株)の製品)3PHR添加
し、均一になるまで撹拌、混合した。ついでこれをトル
エン(TOL)/酢酸ブチル(BAC)/キシレン(X
YL)/シクロヘキサノン(CN)/イソブチルアルコ
ール(IBAL)(=30/20/5/20/20/
5)の混合溶剤を使用し、フォードカップNo.4の粘
度が15秒(25℃)になるよう希釈し試験用クリア塗
料を作製した。金属基材として、アルミニウム合金(J
IS A 1100)、マグネシウム合金(ASTMA
Z91D)、SUS(JIS G4304)を使用し
た。これらをイソプロピルアルコール(IPA)で脱脂
した後、前記塗料を使用し、温度23℃、湿度65%の
雰囲気下で、乾燥後の塗膜厚が30μmとなるようスプ
レー塗装を行なった。塗装された基材(被塗物)を室温
で10分間乾燥後、80℃で30分間焼き付け乾燥し、
実施例3の塗装製品を得た。
【0082】(実施例4)アクリル樹脂(A−4)に、
「DOL」を3PHR、AcAcを6PHR添加し、均
一溶液になるまで撹拌、混合した。ついでこれをトルエ
ン(TOL)/酢酸ブチル(BAC)/キシレン(XY
L)/シクロヘキサノン(CN)/イソブチルアルコー
ル(IBAL)(=30/20/5/20/20/5)
の混合溶剤を使用し、フォードカップNo.4の粘度が
15秒(25℃)になるよう希釈し試験用クリア塗料を
作製した。金属基材として、アルミニウム合金(JIS
A1100)、マグネシウム合金(ASTM AZ9
1D)、SUS(JISG4304)を使用した。これ
らをイソプロピルアルコール(IPA)で脱脂した後、
前記塗料を使用し、温度23℃、湿度65%の雰囲気下
で、乾燥後の塗膜厚が30μmとなるようスプレー塗装
を行なった。塗装された基材(被塗物)を室温で10分
間乾燥後、140℃で20分間焼き付け乾燥し、実施例
4の塗装製品を得た。
【0083】(実施例5)アクリル樹脂(A−1)に
「スミジュール N−3500」(ポリイソシアネート
化合物(硬化剤)、住友バイエルウレタン(株)の製
品、商品名)を、(A−1)の水酸基のモル数と「スミ
ジュール N−3500」のイソシアネート基のモル数
比が1:1となるよう配合した。ついでこれをトルエン
(TOL)/酢酸ブチル(BAC)/キシレン(XY
L)/シクロヘキサノン(CN)/イソブチルアルコー
ル(IBAL)(=30/20/5/20/20/5)
の混合溶剤を使用し、フォードカップNo.4の粘度が
15秒(25℃)になるよう希釈し試験用クリア塗料を
作製した。金属基材として、アルミニウム合金(JIS
A1100)、マグネシウム合金(ASTM AZ9
1D)、SUS(JISG4304)(JIS G43
04)を使用した。これらをイソプロピルアルコール
(IPA)で脱脂した後、前記塗料を使用し、温度23
℃、湿度65%の雰囲気下で、乾燥後の塗膜厚が40μ
mとなるようスプレー塗装を行なった。塗装された基材
(被塗物)を室温で10分間乾燥後、100℃で20分
間焼き付け乾燥し、実施例5の塗装製品を得た。
【0084】(実施例6)アクリル樹脂(A−1)に
「ERL−4221」(3,4−エポキシシクロヘキシ
ルメチル−3,4−エポキシシクロヘキシルカーボキシ
レート(脂環式エポキシ樹脂、エポキシ当量130〜1
45)、ユニオンカーバイド(株)の製品)を6PH
R、「SH」を20PHR、「DOL」を5PHR、A
cAcを10PHR添加し、均一になるまで撹拌、混合
した。次いで、これをトルエン(TOL)/酢酸ブチル
(BAC)/キシレン(XYL)/シクロヘキサノン
(CN)/イソブチルアルコール(IBAL)(=30
/20/5/20/20/5)の混合溶剤を使用し、フ
ォードカップNo.4の粘度が15秒(25℃)になる
よう希釈し試験用クリア塗料を作製した。金属基材とし
て、アルミニウム合金(JIS A 1100)、マグ
ネシウム合金(ASTM AZ91D)、SUS(JI
S G4304)を使用した。これらをイソプロピルア
ルコール(IPA)で脱脂した後、前記塗料を使用し、
温度23℃、湿度65%の雰囲気下で、乾燥後の塗膜厚
が30μmとなるようスプレー塗装を行なった。塗装さ
れた基材(被塗物)を室温で10分間乾燥後、120℃
で30分間焼き付け乾燥し、実施例6の塗装製品を得
た。
【0085】(比較例1)アクリル樹脂(A−1)をト
ルエン(TOL)/酢酸ブチル(BAC)/キシレン
(XYL)/シクロヘキサノン(CN)/イソブチルア
ルコール(IBAL)(=30/20/5/20/20
/5)の混合溶剤を使用し、フォードカップNo.4の
粘度が15秒(25℃)になるよう希釈し試験用クリア
塗料を作製した。金属基材として、アルミニウム合金
(JIS A 1100)、マグネシウム合金(AST
M AZ91D)、SUS(JIS G4304)を使
用した。これらをイソプロピルアルコール(IPA)で
脱脂した後、前記塗料を使用し、温度23℃、湿度65
%の雰囲気下で、乾燥後の塗膜厚が30μmとなるよう
スプレー塗装を行なった。塗装された基材(被塗物)を
室温で10分間乾燥後、120℃で20分間焼き付け乾
燥し、比較例1の塗装製品を得た。
【0086】(比較例2)アクリル樹脂(A−5)に
「SH」20PHRを添加し、均一になるまで、撹拌、
混合した。ついでこれをトルエン(TOL)/酢酸ブチ
ル(BAC)/キシレン(XYL)/シクロヘキサノン
(CN)/イソブチルアルコール(IBAL)(=30
/20/5/20/20/5)の混合溶剤を使用し、フ
ォードカップNo.4の粘度が15秒(25℃)になる
よう希釈し試験用クリア塗料を作製した。金属基材とし
て、アルミニウム合金(JIS A 1100)、マグ
ネシウム合金(ASTM AZ91D)、SUS(JI
S G4304)を使用した。これらをイソプロピルア
ルコール(IPA)で脱脂した後、前記塗料を使用し、
温度23℃、湿度65%の雰囲気下で、乾燥後の塗膜厚
が40μmとなるようスプレー塗装を行なった。塗装さ
れた基材(被塗物)を室温で10分間乾燥後、80℃で
30分間焼き付け乾燥し、比較例2の塗装製品を得た。
【0087】(比較例3)アクリル樹脂(A−6)に
「A(W)」3PRH、AcAc6PHRを添加し、均
一になるまで撹拌、混合した。ついでこれをトルエン
(TOL)/酢酸ブチル(BAC)/キシレン(XY
L)/シクロヘキサノン(CN)/イソブチルアルコー
ル(IBAL)(=30/20/5/20/20/5)
の混合溶剤を使用し、フォードカップNo.4の粘度が
15秒(25℃)になるよう希釈し試験用クリア塗料を
作製した。金属基材として、アルミニウム合金(JIS
A 1100)、マグネシウム合金(ASTM AZ
91D)、SUS(JIS G4304)を使用した。
これらをイソプロピルアルコール(IPA)で脱脂した
後、前記塗料を使用し、温度23℃、湿度65%の雰囲
気下で、乾燥後の塗膜厚が40μmとなるようスプレー
塗装を行なった。塗装された基材(被塗物)を室温で1
0分間乾燥後100℃で20分間焼き付け乾燥し比較例
3の塗装製品を得た。
【0088】[塗料の試験方法および試験結果]以下
に、実施例および比較例で製造された塗装製品を使用し
試験した結果を示す。
【0089】1.付着性(JIS K 5400 8.
5.2(JISハンドブック 塗料−1997)に準じ
る)100/100で合格としそれ以外は不合格とす
る。
【0090】2.耐温水性試験 70℃の温水に5時間浸漬後、室温で1時間放置し、付
着性試験を行った。
【0091】3.耐湿性試験 65℃、95%RHで48時間後、室温で1時間放置
し、付着性試験を行った。
【0092】
【表1】
【0093】
【発明の効果】本発明は、前処理としてプライマーを塗
装することなく、直接、金属基材に塗装する方法であ
り、本発明の塗装方法により被覆された塗装物品は、長
期にわたり美麗な塗装外観を維持し、塗装物品に要求さ
れる数々の要求性能と機能を高いレベルで実現する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09D 161/28 C09D 161/28 163/00 163/00 175/04 175/04 183/04 183/04 183/07 183/07 183/08 183/08 Fターム(参考) 4D075 BB26Z BB93Z CA02 CA13 CA32 CA33 CA38 CA44 DA06 DB01 DB04 DB07 DC01 DC11 DC18 DC21 EA07 EB12 EB14 EB15 EB16 EB19 EB20 EB22 EB32 EB33 EB38 EB43 EB45 EB52 EC08 EC35 EC54 4F100 AB04A AB09A AB10A AB13A AB31A AH02B AH02H AH05B AH05H AH06B AH06H AH08B AH08H AK25B AK25J AK36B AK36H AK51B AK51H AK53B AL01B AL05B AL08B BA02 CA02B CA18B EH462 EJ082 EJ422 GB08 GB32 JA07B JB05B JB05H JK06 JL00 YY00B YY00H 4J038 CA021 CA022 CC021 CC022 CD091 CD092 CE051 CE052 CF021 CF022 CG141 CG142 CG171 CG172 CH031 CH032 CH041 CH042 CH071 CH072 CH111 CH112 CH121 CH122 CH251 CH252 DB221 DB222 DG021 DG022 DL031 DL032 DL051 DL052 DL121 DL122 JA64 JC41 KA03 KA08 KA09 MA14 NA01 NA03 NA04 NA11 NA12 PA19 PB05 PB07 PB09 PC02

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウム、マグネシウムおよびクロ
    ムの少なくとも一種の金属原子を含む金属基材に、水酸
    基含有不飽和単量体(a)とエポキシ基含有不飽和単量
    体(b)が共重合された数平均分子量2,000〜80,
    000のアクリル樹脂(A)と硬化剤(B)とを含む塗
    料を直接塗装し、50〜180℃の温度で焼き付け乾燥
    することを特徴とする金属基材への塗装方法。
  2. 【請求項2】 アクリル樹脂(A)が、さらに側鎖にア
    ルコキシシラン基含有不飽和単量体(c)が共重合され
    たものである請求項1記載の金属基材への塗装方法。
  3. 【請求項3】 アクリル樹脂(A)が、さらに側鎖に水
    酸基含有不飽和単量体(a)および/またはアルコキシ
    シラン基含有不飽和単量体(c)が共重合された数平均
    分子量500〜10,000のポリマー末端にアクリル
    性不飽和二重結合を有するマクロモノマー(d)が共重
    合されたものである請求項1または2記載の金属基材へ
    の塗装方法。
  4. 【請求項4】 塗料が、さらにノニオン性界面活性剤
    (C)を0.5ppm〜100,000ppm含有する
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の金属
    基材への塗装方法。
  5. 【請求項5】 ノニオン性界面活性剤(C)がフッ素系
    界面活性剤(e)である請求項4記載の金属基材への塗
    装方法。
  6. 【請求項6】 ノニオン性界面活性剤(C)のHLBが
    0〜20である請求項4または5記載の金属基材への塗
    装方法。
  7. 【請求項7】 硬化剤(B)が、有機金属化合物
    (f)、ポリイソシアネート化合物(g)、メラミン樹
    脂(h)および反応性シラン化合物(i)の少なくとも
    1種を含む請求項1記載の金属基材への塗装方法。
  8. 【請求項8】 有機金属化合物(f)がアルミニウムキ
    レート化合物(j)である請求項7記載の金属基材への
    塗装方法。
  9. 【請求項9】 反応性シラン化合物(i)が、一分子中
    に少なくとも一個のエポキシ基と加水分解性アルコキシ
    シラン基を有する数平均分子量100〜8,0000の
    オルガノアルコキシシラン化合物(k)であることを特
    徴とする請求項7記載の金属基材への塗装方法。
  10. 【請求項10】 塗料がさらに、エポキシ当量100〜
    30,000の脂環式エポキシ樹脂(l)を、アクリル
    樹脂(A)100重量部に対し1〜50重量右含有する
    ことを特徴とする請求項1記載の金属基材への塗装方
    法。
  11. 【請求項11】 アルミニウム、マグネシウムおよびク
    ロムの少なくとも一種の金属原子を含む金属基材が、ア
    ルミニウム合金、マグネシウム合金またはステンレスで
    ある請求項1記載の金属基材への塗装方法。
  12. 【請求項12】 請求項1〜11のいずれかに記載の金
    属基材への塗装方法により得られた塗装物品。
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