JP2002201431A

JP2002201431A - 水性塗料

Info

Publication number: JP2002201431A
Application number: JP2001330685A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Sugiura; 一俊杉浦; Hiromi Harakawa; 浩美原川
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2001-10-29
Publication date: 2002-07-19

Abstract

(57)【要約】【課題】１００℃以下の低温度でゲル分率５重量％以上
に塗膜を容易に硬化することができ、被塗面に微少凹凸
が存在してもそれを隠蔽し、平滑な塗面に仕上げること
ができる水性塗料。【構成】水酸基含有樹脂（ａ）、メラミン樹脂（ｂ）、
ケトン基含有樹脂（ｃ）、ヒドラジド基又はセミカルバ
ジド基を有する化合物（ｄ）を含有する水性塗料。樹脂
（ａ）と樹脂（ｂ）との合計固形分重量を基準に、樹脂
（ａ）は５０〜９０重量％、樹脂（ｂ）５０〜１０重量
％の範囲内が適している。また、ケトン基含有樹脂
（ｃ）と化合物（ｄ）との比率は、前者のケトン基1当
量あたり、後者のヒドラジド基又はセミカルバジド基
０．１〜２．０当量の範囲内が適している。そして、樹
脂（ａ）と樹脂（ｂ）との合計固形分１００重量部あた
り、ケトン基含有樹脂（ｃ）と化合物（ｄ）との合計固
形分が５０〜３００重量部の範囲内が適している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、１００℃以下の低
温度でゲル分率５重量％以上に塗膜を容易に硬化するこ
とができ、被塗面に微少凹凸が存在してもそれを隠蔽
し、平滑な塗面に仕上げることができる水性塗料に関す
る。

【０００２】

【従来の技術とその課題】２種類の水性塗料及びクリヤ
塗料を順次塗り重ねた後、加熱して同時に硬化せしめる
３コート１ベーク方式（３Ｃ１Ｂ）により複層塗膜を形
成することは知られている。この３Ｃ１Ｂは塗膜の加熱
が1回であるので省エネ的には好ましいが、被塗面の表
面粗さを隠蔽すること（下地隠蔽性）が不十分であると
いう欠陥を有している。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、被塗面
に微少凹凸が存在してもそれを隠蔽し、平滑な塗面に仕
上げることができる水性塗料であり、鋭意研究の結果、
水酸基含有樹脂及びメラミン樹脂を含有する水性塗料
に、ケトン基含有樹脂及びヒドラジド基又はセミカルバ
ジド基を有する化合物を含有せしめることにより、目的
が達成できることを見出し、本発明を完成した。

【０００４】すなわち、本発明は、水酸基含有樹脂
（ａ）、メラミン樹脂（ｂ）、ケトン基含有樹脂
（ｃ）、ヒドラジド基又はセミカルバジド基を有する化
合物（ｄ）を含有する水性塗料（以下、「本塗料」とい
う）に関する。

【０００５】本塗料の塗装により形成された塗膜は、１
００℃以下の低温度で乾燥することにより、そのゲル分
率を５重量％以上、特に５０重量％以上に容易に調整す
ることができるので、被塗面に微少凹凸が存在してもそ
れを隠蔽し、平滑な塗面に仕上げることができる。ゲル
分率の測定は、乾燥した塗膜を単離し、アセトン中で3
時間抽出した後の塗膜残存率（重量％）を算出すること
により行われる。

【０００６】本塗料は、水酸基含有樹脂（ａ）、メラミ
ン樹脂（ｂ）、ケトン基含有樹脂（ｃ）、ヒドラジド基
又はセミカルバジド基を有する化合物（ｄ）を含有する
水性塗料である。

【０００７】水酸基含有樹脂（ａ）は、1分子中に2個以
上の水酸基、さらに必要に応じてカルボキシル基を有す
る樹脂であり、具体的には、これらの官能基を有するそ
れ自体既知のアクリル樹脂、ビニル樹脂及びポリエステ
ル樹脂などがあげられる。これらの樹脂の水酸基価は５
〜２００、特に２０〜１５０、酸価は５〜１００、特に
１０〜７０、数平均分子量は約３０００〜約１００００
０、特に約５０００〜約５００００の範囲内にあること
が好ましい。また、この樹脂中に含まれることがあるカ
ルボキシル基を塩基性化合物などで中和すると親水性に
することができる。これらの（ａ）成分は、通常のエマ
ルジョン重合又は溶液重合などにより調製することがで
きる。

【０００８】メラミン樹脂（ｂ）は、上記の（ａ）成分
の架橋剤として有用であり、具体的には、メラミンにホ
ルムアルデヒドを反応してなるメチロール化メラミン樹
脂、さらに炭素数１〜１０のモノアルコールを反応させ
てなる部分又はフルエーテル化メラミン樹脂などがあげ
られる。これらのメラミン樹脂にはイミノ基が併存して
いるものも使用することができる。これらは、疎水性及
び親水性のいずれでも差し支えないが、特に、数平均分
子量３０００以下、特に１００〜１５００の親水性メラ
ミン樹脂が適している。

【０００９】ケトン基含有樹脂（ｃ）は、1分子中に1個
以上のケトン基（＝Ｃ＝Ｏ）を有する樹脂であり、例え
ば、ケトン基含有単量体のみ、又はさらにその他の単量
体と重合することにより得られる。

【００１０】ケトン基含有単量体は、1分子中にケトン
基及び重合性二重結合をそれぞれ1個以上有する化合物
であり、例えば、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、アクロレイン、ビニルメチル
ケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン、ジ
アセトンアクリレート、アセトニトリルアクリレート、
ホルミルスチロールなどがあげられる。

【００１１】その他の単量体は、ケトン基含有単量体以
外で、1分子中に1個以上の重合性二重結合を有する化合
物であって、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メ
タ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、
（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ヘキシ
ル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アク
リル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリ
ル、（メタ）アクリル酸ステアリルなどのアクリル酸又
はメタクリル酸と炭素数１〜２０の１価アルコールとの
モノエステル化物；（メタ）アクリル酸メトキシブチ
ル、（メタ）アクリル酸メトキシエチル、（メタ）アク
リル酸エトキシブチルなどのアクリル酸又はメタクリル
酸と炭素数２〜２０のアルコキシアルキルエステル化
物；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリル酸エステ
ル、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリル酸エステル、
ヒドロキシブチル（メタ）アクリル酸エステルなどの
アクリル酸又はメタクリル酸の炭素数２〜８のヒドロキ
シアルキルエステル化物；アクリル酸、メタクリル酸、
クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などの
カルボキシル基含有化合物；（メタ）アクリル酸グリシ
ジルなどのグリシジル基含有化合物；アクリロニトリ
ル、スチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、アクリルアミ
ドなどのその他の単量体などをあげることができる。

【００１２】これらの単量体の重合反応はそれ自体既知
の方法で行なうことができ、また、これらの両単量体の
比率は、両単量体の合計重量を基準に、ケトン基含有単
量体は０．１〜１００％、特に１〜３０％、その他の単
量体は９９．９〜０％、特に９９〜７０％の範囲が適し
ている。かくして得られるケトン基含有樹脂（ｃ）の数
平均分子量は約２０００〜約５００００、特に約３００
０〜約２００００の範囲内が好ましい。

【００１３】ヒドラジド基又はセミカルバジド基を有す
る化合物（ｄ）は、−ＣＯ−ＮＨ−ＮＨ_２で示されるヒ
ドラジド基、又は−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨ−ＮＨ_２で示され
るセミカルバジド基を1分子中に少なくとも2個以上有す
る化合物である。具体的には、例えば、Ｈ_２Ｎ−ＮＨ−
ＣＯ−（ＣＨ_２）n−ＣＯ−ＮＨ−ＮＨ_２（式中、ｎは
０〜８、特に１〜６が好ましい）で示される化合物、蓚
酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、グルタル酸ジ
ヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒド
ラジド、セバシン酸ジヒドラジドなどの２〜１８個の炭
素原子を有する飽和脂肪族カルボン酸ジヒドラジド；マ
レイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、イタコ
ン酸ジヒドラジドなどのモノオレフィン性不飽和ジカル
ボン酸ジヒドラジド；フタル酸、テレフタル酸又はイソ
フタル酸のジヒドラジド；ピロメリット酸のジヒドラジ
ド、トリヒドラジド又はテトラヒドラジド；ニトリロト
リヒドラジド、クエン酸トリヒドラジド、１，２，４
−ベンゼントリヒドラジド、エチレンジアミンテトラ酢
酸テトラヒドラジド、１，４，５，８−ナフトエ酸テト
ラヒドラジド、カルボン酸低級アルキルエステル基を有
する低重合体をヒドラジン又はヒドラジン水化物（ヒド
ラジンヒドラード）と反応させてなるポリヒドラジド
（特公昭５２−２２８７８号公報参照）；炭酸ジヒドラ
ジド、ビスセミカルバジド；ヘキサメチレンジイソシア
ネートやイソホロンジイソシアネートなどのジイソシア
ネート及びそれにより誘導されるポリイソシアネート化
合物にＮ，Ｎ−ジメチルヒドラジンなどのＮ，Ｎ−置換
ヒドラジンや上記例示のヒドラジドを過剰に反応させて
得られる多官能セミカルバジド、該ポリイソシアネート
化合物とポリエーテルポリオール類やポリエチレングリ
コールモノアルキルエーテル類などの親水性基を含む活
性水素化合物との反応物中のイソシアネート基に上記例
示のジヒドラジドを過剰に反応させて得られる水系多官
能セミカルバジド、或いは該多官能セミカルバジドと水
系多官能セミカルバジドとの混合物（特開平８−１５１
３５８号公報、特開平８−２８３３７７号公報、特開平
８−２４５８７８号公報参照）などがあげられる。

【００１４】本塗料において、上記の水酸基含有樹脂
（ａ）、メラミン樹脂（ｂ）、ケトン基含有樹脂（ｃ）
及びヒドラジド基又はセミカルバジド基を有する化合物
（ｄ）の構成比率は特に制限されず、目的に応じて任意
に選択できるが、例えば、樹脂（ａ）と樹脂（ｂ）との
合計固形分重量を基準に、樹脂（ａ）は５０〜９０重量
％、特に６０〜８０重量％、樹脂（ｂ）５０〜１０重量
％、特に４０〜２０重量％の範囲内が適している。ま
た、ケトン基含有樹脂（ｃ）とヒドラジド基又はセミカ
ルバジド基を有する化合物（ｄ）との比率は、前者のケ
トン基1当量あたり、後者のヒドラジド基又はセミカル
バジド基０．１〜２．０当量、特に０．２〜１．２当量
の範囲内が適している。そして、樹脂（ａ）と樹脂
（ｂ）との合計固形分１００重量部あたり、ケトン基含
有樹脂（ｃ）と化合物（ｄ）との合計固形分が５０〜３
００重量部、特に１００〜２００重量部の範囲内が好ま
しい。

【００１５】本塗料には、上記した成分に加えて、さら
に通常の塗料用のソリッドカラー顔料、メタリック顔
料、光干渉性顔料などの着色顔料、沈降防止剤、有機溶
剤などを必要に応じて配合せしめることができ、これら
を水に混合、溶解、分散せしめることによって本塗料が
得られる。したがって、本塗料によって形成される塗膜
は、クリヤー調、ソリッドカラー調、メタリック調、光
干渉調のいずれでもよい。

【００１６】本塗料は、金属製又はプラスチック製の被
塗物に直接塗装しても差し支えないが、これらの被塗物
に電着塗料などの下塗り塗料、さらに必要に応じて中塗
り塗料などをあらかじめ塗装し、これらの塗膜を硬化さ
せてから、本塗料を塗装することが適している。

【００１７】本塗料は、粘度３０〜７０秒／フォードカ
ップ＃４／２０℃に調整し、エアスプレー、エアレスス
プレー、静電塗装などにより塗装することが好ましく、
その膜厚は硬化塗膜で５〜５０μｍが適している。

【００１８】本塗料による塗膜は、１００℃以下、好ま
しくは５０〜８０℃の温度で１〜３０分間放置すること
により、ゲル分率で５重量％以上、好ましくは５０重量
％以上に硬化させることができる。したがって、本塗料
の利用方法として、例えば、本塗料を塗装し、１００℃
以下でその塗膜のゲル分率を上記の範囲に調整してか
ら、その塗面に1種又は2種以上の塗料を塗装し、その後
加熱してこれらの塗膜を同時に硬化せしめる複層塗膜の
形成に使用することがあげられる。

【００１９】本塗料の塗面に塗装する塗料は有機溶剤系
又は水系のいずれでもよく、熱硬化性のクリヤ調、ソリ
ッドカラー調、メタリック調、光干渉調などの塗料が好
ましい。

【００２０】

【発明の効果】本塗料は、水酸基含有樹脂（ａ）、メラ
ミン樹脂（ｂ）、ケトン基含有樹脂（ｃ）、ヒドラジド
基又はセミカルバジド基を有する化合物（ｄ）を含有す
る水性塗料であって、その塗膜を１００℃以下の温度で
乾燥することにより、ゲル分率を５重量％以上、好まし
くは５０重量％以上に容易に調整することができるの
で、下地隠蔽性が良好で、被塗面の表面が微細な凹凸に
より粗くなっていても、平滑性の優れた塗面に仕上げる
ことが可能になった。

【００２１】

【実施例】本発明に関する実施例及び比較例について説
明をする。部及び％はいずれも重量を基準にしており、
塗膜の膜厚は硬化塗膜についてである。配合量は固形分
量である。

【００２２】実施例１水酸基含有樹脂（イ）（注１）２５部、ケトン基含有樹
脂（ロ）（注２）６０部、「サイメル３２７」（サイテ
ック社製、商品名、メラミン樹脂）１５部及び「ＳＸ−
８０１」（旭化成社工業社製、商品名、セミカルバジド
基含有化合物溶液、固形分含有率４５％、溶媒として水
とプロピレングリコールモノプロピルエーテルとの混合
溶剤を使用）７．８部を混合し、水を加えて粘度４０秒
／フォードカップ＃４／２０℃に調整した。セミカルバ
ジド基濃度は４．６ｍｍｏｌ／ｇ／固形分。

【００２３】（注１）水酸基含有樹脂（イ）：スチレン
１５部、メチルメタクリレート２０部、エチルアクリレ
ート２５部、ｎ−ブチルアクリレート２０部、ヒドロキ
シエチルアクリレート１５部及びアクリル酸5部からな
る重合体（水酸基価７２、酸価３９、数平均分子量１２
０００）をジメチルエタノールアミンで中和したもの。

【００２４】（注２）ケトン基含有樹脂（ロ）：スチレ
ン１５部、メチルメタクリレート２０部、エチルアクリ
レート２５部、ｎ−ブチルアクリレート２５部、アクリ
ル酸5部及びジアセトンアクリルアミド１０部からなる
重合体（水酸基価０、酸価３９、カルボニル価０．６ｍ
ｍｏｌ／ｇ／固形分、数平均分子量１２０００）をジメ
チルエタノールアミンで中和したもの。

【００２５】比較例１水酸基含有樹脂（イ）（注１）８５部及び「サイメル３
２７」１５部を混合し、水を加えて粘度４０秒／フォー
ドカップ＃４／２０℃に調整した。

【００２６】性能試験結果実施例１：カチオン電着塗料を塗装（膜厚２０μｍ）し
その塗膜を加熱硬化してなるダル鋼板に、実施例１で得
た水性塗料を膜厚２０μｍに塗装し、８０℃で１０分間
乾燥した（ゲル分率５５％）。次いで、その塗面に、粘
度４０秒／フォードカップ＃４／２０℃に調整した水性
メタリック塗料（「ＴＷ７００」、関西ペイント社製、
商品名、アクリル・メラミン樹脂系、水性シルバーメタ
リック塗料）を膜厚２０μｍに塗装し、８０℃で１０分
間乾燥した後（塗膜中の水分含有率５％以下）、さらに
粘度２３秒／フォードカップ＃４／２０℃に調整した有
機溶剤型クリヤ塗料（「ＴＣ−７５」、関西ペイント社
製、商品名、アクリル・メラミン樹脂系、有機溶剤型ク
リヤ塗料）を膜厚３５μｍに塗装してから、１４０℃で
３０分間焼付し、３層塗膜を同時に硬化せしめた。得ら
れた複層塗膜の下地隠蔽性は良好で、ダル鋼板や電着塗
膜に基く凹凸感は全く認められず、平滑性は良好であ
り、メタリック感や鮮映性などもすぐれている。

【００２７】比較例１：カチオン電着塗料を塗装（膜厚
２０μｍ）しその塗膜を加熱硬化してなるダル鋼板に、
比較例１で得た水性塗料を膜厚２０μｍに塗装し、８０
℃で１０分間乾燥した（ゲル分率０％）。次いで、その
塗面に、粘度４０秒／フォードカップ＃４／２０℃に調
整した水性メタリック塗料（「ＴＷ７００」、関西ペイ
ント社製、商品名、アクリル・メラミン樹脂系、水性シ
ルバーメタリック塗料）を膜厚２０μｍに塗装し、８０
℃で１０分間乾燥した後（塗膜中の水分含有率５％以
下）、さらに粘度２３秒／フォードカップ＃４／２０℃
に調整した有機溶剤型クリヤ塗料（「ＴＣ−７５」、関
西ペイント社製、商品名、アクリル・メラミン樹脂系、
有機溶剤型クリヤ塗料）を膜厚３５μｍに塗装してか
ら、１４０℃で３０分間焼付し、３層塗膜を同時に硬化
せしめた。得られた複層塗膜の下地隠蔽性は不十分で、
ダル鋼板や電着塗膜に基く凹凸感が認められ、平滑性が
劣り、しかもメタリック感や鮮映性なども上記実施例に
比べ劣っていた。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水酸基含有樹脂（ａ）、メラミン樹脂
（ｂ）、ケトン基含有樹脂（ｃ）、ヒドラジド基又はセ
ミカルバジド基を有する化合物（ｄ）を含有する水性塗
料。