JP2011131133A - Method for forming multilayer coating film - Google Patents

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Hideaki Ogawa
英明 小川
Daisuke Segawa
大介 瀬川
Atsushi Koizumi
篤史 小泉
Akira Nishimura
彰 西村
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Nippon Paint Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Nippon Paint Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming multilayer coating film applying aqueous base coating and clear coating by a wet-on-wet process and curing in a two-coat one-bake coating method so as to achieve a coating film having excellent in flip-flop properties (FF) even when the coating contains high solid content. <P>SOLUTION: There is provided a method for forming multilayer coating film by heating and curing a base coating film and a clear coating film, wherein an organic solvent-base clear coating film is applied to form the clear coating film after an aqueous base coating is applied to form the base coating film on an intermediate coating film formed on a steel sheet used in automotive application. In the resin solid content of 100 mass%, the aqueous base coating is characterized by containing (a) an acrylic resin emulsion which is 10-60 mass% in terms of solid content obtained by emulsion polymerizing a monomer mixture containing 0.2-20 mass% of a crosslinking monomer, (b) an aqueous acrylic resin which is 5-40 mass% in terms of solid content, and (c) a melamine resin which is 20-40 mass% in terms of solid content. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車車体等に形成される複層塗膜の形成方法およびその方法により得られた複合塗膜に関するものである。   The present invention relates to a method for forming a multilayer coating film formed on an automobile body and the like, and a composite coating film obtained by the method.

近年、環境に対する影響を考慮して、塗料中に含まれる有機溶剤の量を低減するために、塗料の水性化が検討されている。自動車用塗装においては、ベース塗膜を形成し、その上にクリヤー塗膜を形成することが一般的であるが、この系においてベース塗料を水性化することがこれまで行われてきた。   In recent years, considering the influence on the environment, in order to reduce the amount of the organic solvent contained in the paint, water-based paints have been studied. In automotive coatings, it is common to form a base coating and then form a clear coating thereon, but it has been practiced to make the base coating water-based in this system.

このような系に適応する水性ベース塗料として、例えば、特開昭63−193968号公報(特許文献1)には、アクリルエマルションである水分散性フィルム形成性アクリル重合体、疎水性メラミン樹脂および顔料からなる水性被覆組成物が開示されている。また、特開昭63−265974号公報(特許文献2)には、炭素数4〜12のアルキル基を有するモノマーをコア部、アクリルアミドまたはメタクリル酸を含むシェル部を有するエマルション樹脂を含む水性塗料がそれぞれ開示されている。   As an aqueous base paint adapted to such a system, for example, JP-A-63-193968 (Patent Document 1) discloses a water-dispersible film-forming acrylic polymer that is an acrylic emulsion, a hydrophobic melamine resin, and a pigment. An aqueous coating composition is disclosed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-265974 (Patent Document 2) discloses an aqueous coating material containing an emulsion resin having a core portion of a monomer having an alkyl group having 4 to 12 carbon atoms and a shell portion containing acrylamide or methacrylic acid. Each is disclosed.

本発明者等は既に特開2001−240791号公報(特許文献3)において、水性ベース塗料を用いた塗装方法において、塗膜外観と作業性の改善を提案した。この技術では、水性ベースコート塗料において、特定のモノマーをアクリルエマルション樹脂の合成に用いることにより水とのなじみが改善され塗膜外観が向上し、酸価を調節して塗装作業性を改善した。この特許文献3の技術は、優れた性能を発揮するものであり、自動車塗装に十分利用できるものである。一方、最近は水性塗料の場合、水系溶媒の使用を減らして高固形分化することが省資源化の観点から高まっているが、上記特許文献3の技術では、高固形分化した場合に、フリップフロップ性(いわゆる、FF性)が必ずしもよくない場合があるので、更なる改善が望まれている。   The present inventors have already proposed improvement of coating film appearance and workability in a coating method using an aqueous base paint in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-240791 (Patent Document 3). In this technique, in a water-based base coat paint, the use of a specific monomer for the synthesis of an acrylic emulsion resin improves the familiarity with water, improves the appearance of the coating film, and adjusts the acid value to improve the paint workability. The technique of Patent Document 3 exhibits excellent performance and can be sufficiently used for automobile painting. On the other hand, recently, in the case of water-based paints, it has been increasing from the viewpoint of resource saving to reduce the use of an aqueous solvent to achieve high solid differentiation. However, in the technique of Patent Document 3 described above, Since the property (so-called FF property) is not always good, further improvement is desired.

特開昭63−193968号公報JP-A-63-193968 特開昭63−265974号公報JP-A 63-265974 特開2001−240791号公報JP 2001-240791 A

本発明は、上記特許文献3の技術を改善して、高固形分でもフリップフロップ性(FF性)がよい複層塗膜形成方法を提供する。   This invention improves the technique of the said patent document 3, and provides the multilayer coating-film formation method with favorable flip-flop property (FF property) even with high solid content.

即ち、本発明は、自動車用鋼板上に形成された中塗り塗膜上に、水性ベース塗料を塗装してベース塗膜を形成した後、有機溶剤型クリヤー塗料を塗布してクリヤー塗膜を形成し、上記ベース塗膜とクリヤー塗膜とを加熱し硬化させる複層塗膜の形成方法であって、
前記水性ベース塗料が、樹脂固形分100質量%中、
(a)架橋性モノマーを0.2〜20質量%含んだモノマー混合物をエマルション重合して得られるアクリル樹脂エマルションが固形分で10〜60質量%、
(b)水溶性アクリル樹脂が固形分で5〜40質量%、および
(c)メラミン樹脂が固形分で20〜40質量%、
含有することを特徴とする複層塗膜の形成方法を提供する。
That is, in the present invention, a water-based base coating is formed on an intermediate coating film formed on an automotive steel plate to form a base coating, and then an organic solvent-type clear coating is applied to form a clear coating. And a method of forming a multilayer coating film in which the base coating film and the clear coating film are heated and cured,
The water-based paint is in a resin solid content of 100% by mass,
(A) An acrylic resin emulsion obtained by emulsion polymerization of a monomer mixture containing 0.2 to 20% by mass of a crosslinkable monomer has a solid content of 10 to 60% by mass,
(B) Water-soluble acrylic resin is 5 to 40% by mass in solid content, and (c) Melamine resin is 20 to 40% by mass in solid content,
Provided is a method for forming a multilayer coating film characterized by containing.

上記の架橋性モノマーは、好ましくは、アリルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレートまたはジビニルベンゼンである   The crosslinkable monomer is preferably allyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate or divinylbenzene.

上記の架橋性モノマーは、アクリル樹脂エマルション合成用のモノマー混合物中に0.5〜20質量%の量で含有するのが好ましい。   The crosslinkable monomer is preferably contained in an amount of 0.5 to 20% by mass in the monomer mixture for synthesizing the acrylic resin emulsion.

上記のアクリル樹脂エマルション(a)を合成するモノマー混合物は、好ましくは、架橋性モノマー、酸基を有するα,β−エチレン性不飽和モノマー、水酸基を有するα,β−エチレン性不飽和モノマーおよびその他のα,β−エチレン性不飽和モノマーを含有する。   The monomer mixture for synthesizing the acrylic resin emulsion (a) is preferably a crosslinkable monomer, an α, β-ethylenically unsaturated monomer having an acid group, an α, β-ethylenically unsaturated monomer having a hydroxyl group, and others. Of α, β-ethylenically unsaturated monomers.

上記アクリル樹脂エマルション(a)は、好ましくは、酸価3〜50mgKOH/g、水酸基価10〜150mgKOH/gを有する。   The acrylic resin emulsion (a) preferably has an acid value of 3 to 50 mgKOH / g and a hydroxyl value of 10 to 150 mgKOH / g.

上記水性ベース塗料は、更に、光輝性顔料を含むのが好ましい。   It is preferable that the water-based paint further contains a glitter pigment.

上記水性ベース塗料は、更に、ポリエステル樹脂を含有するのが好ましい。   It is preferable that the aqueous base paint further contains a polyester resin.

本発明では、水性ベース塗料と有機溶剤型クリヤー塗料とをウェット・オン・ウェットで塗り重ねて、両塗膜を同時に焼付硬化するツーコート・ワンベーク方法で複層塗膜を形成する場合に、水性ベース塗料の配合されるアクリル樹脂エマルションを形成するモノマー混合物に架橋性モノマーを所定量配合することにより、水性ベース塗料の高固形分化と良好なフリップフロップ性(FF性)が両立できることがわかった。   In the present invention, when forming a multilayer coating film by a two-coat one-bake method in which a water-based base paint and an organic solvent-type clear paint are applied by wet-on-wet and both coating films are baked and cured simultaneously, It has been found that by blending a predetermined amount of a crosslinkable monomer into the monomer mixture forming the acrylic resin emulsion in which the paint is blended, high solid differentiation of the aqueous base paint and good flip-flop properties (FF properties) can be achieved.

高固形分化とFF性は、基本的に相反する性能と考えられている。FF性は、塗装された塗膜中で顔料、特に光輝性顔料が配向を保つことが必要であり、固形分が低い場合は顔料が配向を取る時間があるが、高固形分の場合には顔料が十分な配向を取る前に固形分が上がってしまって、顔料の配向が乱れてしまい、FF性が十分でなくなると考えられている。   High solidification and FF properties are considered to be basically contradictory performances. The FF property requires that the pigment, particularly the glitter pigment, maintain the orientation in the coated film. When the solid content is low, the pigment has time to take the orientation, but when the solid content is high, It is considered that the solid content rises before the pigment takes sufficient orientation, disturbing the orientation of the pigment, and the FF property becomes insufficient.

本願発明では、架橋性モノマーを水性ベース塗料のアクリル樹脂エマルションの形成時に導入して、アクリル樹脂エマルションの粒子に三次元架橋が形成されて粒子状態に何らかの制限を与えて、その制限が高固形分であっても、顔料が配向出来る時間を与えていると考えられる。   In the present invention, a crosslinkable monomer is introduced during the formation of the acrylic resin emulsion of the aqueous base paint, and three-dimensional crosslinks are formed on the particles of the acrylic resin emulsion to give some restriction to the particle state. Even so, it is considered that the time for which the pigment can be oriented is given.

本発明の複合塗膜形成方法は、自動車用鋼板上に形成された中塗り塗膜上に、水性ベース塗料を塗装してベース塗膜を形成した後、有機溶剤型クリヤー塗料を塗布してクリヤー塗膜を形成し、上記ベース塗膜とクリヤー塗膜とを加熱し硬化させる複層塗膜の形成方法において、上記水性ベース塗料が、樹脂固形分100質量%中、
(a)架橋性モノマーを0.2〜20質量%含んだモノマー混合物をエマルション重合して得られるアクリル樹脂エマルションが固形分で10〜60質量%、
(b)水溶性アクリル樹脂が固形分で5〜40質量%、および
(c)メラミン樹脂が固形分で20〜40質量%、
含有することを特徴とするものである。
In the method for forming a composite coating film of the present invention, a water-based base coating is formed on an intermediate coating film formed on a steel plate for automobiles to form a base coating, and then an organic solvent type clear coating is applied to the clear coating. In the method for forming a multilayer coating film in which a coating film is formed and the base coating film and the clear coating film are heated and cured, the water-based base coating is in a resin solid content of 100% by mass,
(A) An acrylic resin emulsion obtained by emulsion polymerization of a monomer mixture containing 0.2 to 20% by mass of a crosslinkable monomer has a solid content of 10 to 60% by mass,
(B) Water-soluble acrylic resin is 5 to 40% by mass in solid content, and (c) Melamine resin is 20 to 40% by mass in solid content,
It is characterized by containing.

水性ベース塗料
本発明の複層塗膜形成方法に用いられる水性ベース塗料は、(a)架橋性モノマーを0.2〜20質量%含んだモノマー混合物をエマルション重合して得られるアクリル樹脂エマルションが固形分で10〜60質量%、(b)水溶性アクリル樹脂が固形分で5〜40質量%、および(c)メラミン樹脂が固形分で20〜40質量%を含有する。
Aqueous base paint The aqueous base paint used in the method for forming a multilayer coating film of the present invention is a solid (a) acrylic resin emulsion obtained by emulsion polymerization of a monomer mixture containing 0.2 to 20% by mass of a crosslinkable monomer. 10 to 60% by mass, (b) 5 to 40% by mass of the water-soluble acrylic resin in solids, and (c) 20 to 40% by mass of the melamine resin in solids.

成分(a)
成分(a)のアクリル樹脂エマルションは、架橋性モノマーとその他のα,β−エチレン性不飽和モノマーとのモノマー混合物であり、モノマー混合物の質量を100%とした時に架橋性モノマーを0.2〜20質量%含有する。従って、その他のα,β−エチレン性不飽和モノマーは80〜99.8質量%含有することになる。
Ingredient (a)
The acrylic resin emulsion of component (a) is a monomer mixture of a crosslinkable monomer and another α, β-ethylenically unsaturated monomer, and the crosslinkable monomer is 0.2 to 0.2% when the mass of the monomer mixture is 100%. Contains 20% by mass. Therefore, the other α, β-ethylenically unsaturated monomer is contained in an amount of 80 to 99.8% by mass.

成分(a)のアクリル樹脂エマルションは、水性ベース塗料中に10〜60質量%、好ましくは15〜50質量%の量で配合する。10質量%未満では、高固形分化と良好なFF性が得られない。60質量%を超えると、塗装時の固形分が低くなる。   The acrylic resin emulsion of component (a) is blended in the aqueous base paint in an amount of 10 to 60% by mass, preferably 15 to 50% by mass. If it is less than 10% by mass, high solid differentiation and good FF properties cannot be obtained. When it exceeds 60 mass%, the solid content at the time of coating will become low.

成分(a)のアクリル樹脂エマルションを形成するモノマー混合物は、架橋性モノマーを0.2〜20質量%、好ましくは0.5〜20質量%含有する。架橋性モノマーが0.2質量%未満の場合は、塗装時の固形分が低下して、タレが発生する。また、光輝性顔料の配向が乱れてFF性が低下する。架橋性モノマーが20質量%を超えると、樹脂がゲル化して、エマルションの合成が困難になる。   The monomer mixture forming the acrylic resin emulsion of component (a) contains 0.2 to 20% by mass, preferably 0.5 to 20% by mass of the crosslinkable monomer. When the crosslinkable monomer is less than 0.2% by mass, the solid content at the time of coating is lowered and sagging occurs. Further, the orientation of the glitter pigment is disturbed and the FF property is lowered. If the crosslinkable monomer exceeds 20% by mass, the resin gels, making it difficult to synthesize the emulsion.

架橋性モノマーは、分子内に2つ以上のラジカル重合可能なエチレン性不飽和基を有する化合物であり、例えば、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート等のジビニル化合物が挙げられ、トリアリルシアヌレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等も挙げられる。架橋性モノマーは、上記のモノマーの組合せであってもよい。好ましい架橋性モノマーは、アリル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレートおよびジビニルベンゼンである。これらの架橋性モノマーは、比較的取扱が容易であるからである。なお、本明細書において「(メタ)アクリル」とはアクリルとメタクリルとの両方を意味するものとする。   The crosslinkable monomer is a compound having two or more radically polymerizable ethylenically unsaturated groups in the molecule. For example, divinylbenzene, ethylene glycol di (meth) acrylate, hexanediol di (meth) acrylate, polyethylene glycol Di (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexane di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate And diaryl compounds such as triallyl cyanurate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate. The crosslinkable monomer may be a combination of the above monomers. Preferred crosslinkable monomers are allyl (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate and divinylbenzene. This is because these crosslinkable monomers are relatively easy to handle. In this specification, “(meth) acryl” means both acrylic and methacrylic.

アクリル樹脂エマルション(a)は、必要に応じて、酸価または水酸基価を有するのが好ましい。アクリル樹脂の酸価または水酸基価はそれが合成されるモノマー混合物の酸価または水酸基価と実質上同じである。本発明で用いるモノマー混合物は酸価が好ましくは3〜50mgKOH/gであり、より好ましくは7〜40mgKOH/gである。酸価が3mgKOH/g未満では、作業性を向上させることができず、50mgKOH/gを上回ると、塗膜の耐水性が低下する。一方、上記水性ベース塗料が硬化性を有する必要がある場合には、モノマー混合物は水酸基価が10〜150mgKOH/gであり、好ましくは20〜100mgKOH/gである必要がある。水酸基価が10mgKOH/g未満では、充分な硬化性が得られず、150mgKOH/gを上回ると、塗膜の耐水性が低下する。また、上記モノマー混合物を共重合して得られるポリマーのガラス転移温度は、−20〜80℃の間であることが、得られる塗膜の機械的物性の点から好ましい。   The acrylic resin emulsion (a) preferably has an acid value or a hydroxyl value as required. The acid value or hydroxyl value of the acrylic resin is substantially the same as the acid value or hydroxyl value of the monomer mixture in which it is synthesized. The monomer mixture used in the present invention has an acid value of preferably 3 to 50 mgKOH / g, more preferably 7 to 40 mgKOH / g. If the acid value is less than 3 mgKOH / g, the workability cannot be improved, and if it exceeds 50 mgKOH / g, the water resistance of the coating film decreases. On the other hand, when the aqueous base coating material needs to have curability, the monomer mixture needs to have a hydroxyl value of 10 to 150 mgKOH / g, preferably 20 to 100 mgKOH / g. When the hydroxyl value is less than 10 mgKOH / g, sufficient curability cannot be obtained, and when it exceeds 150 mgKOH / g, the water resistance of the coating film is lowered. Moreover, it is preferable from the point of the mechanical physical property of the coating film obtained that the glass transition temperature of the polymer obtained by copolymerizing the said monomer mixture is between -20-80 degreeC.

上記モノマー混合物は、酸基または水酸基を有するα,β−エチレン性不飽和モノマーをその中に含むことにより、上記酸価および水酸基価を有することができる。   The said monomer mixture can have the said acid value and hydroxyl value by including the alpha, beta-ethylenically unsaturated monomer which has an acid group or a hydroxyl group in it.

上記酸基を有するα,β−エチレン性不飽和モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸二量体、クロトン酸、2−アクリロイルオキシエチルフタル酸、2−アクリロイルオキシエチルコハク酸、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、イソクロトン酸、α−ハイドロ−ω−((1−オキソ−2−プロペニル)オキシ)ポリ(オキシ(1−オキソ−1,6−ヘキサンジイル))、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、3−ビニルサリチル酸、3−ビニルアセチルサリチル酸、2−アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等を挙げることができる。これらの中で好ましいものは、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸二量体である。   Examples of the α, β-ethylenically unsaturated monomer having an acid group include acrylic acid, methacrylic acid, acrylic acid dimer, crotonic acid, 2-acryloyloxyethylphthalic acid, 2-acryloyloxyethyl succinic acid, ω- Carboxy-polycaprolactone mono (meth) acrylate, isocrotonic acid, α-hydro-ω-((1-oxo-2-propenyl) oxy) poly (oxy (1-oxo-1,6-hexanediyl)), maleic acid , Fumaric acid, itaconic acid, 3-vinylsalicylic acid, 3-vinylacetylsalicylic acid, 2-acryloyloxyethyl acid phosphate, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and the like. Among these, acrylic acid, methacrylic acid, and acrylic acid dimer are preferable.

一方、水酸基を有するα,β−エチレン性不飽和モノマーとしては、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、アリルアルコール、メタクリルアルコール、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルとε−カプロラクトンとの付加物を挙げることができる。これらの中で好ましいものは、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルとε−カプロラクトンとの付加物である。   On the other hand, as the α, β-ethylenically unsaturated monomer having a hydroxyl group, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, allyl alcohol, methacryl alcohol, (meth) Mention may be made of adducts of hydroxyethyl acrylate and ε-caprolactone. Among these, preferred are hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, and an adduct of hydroxyethyl (meth) acrylate and ε-caprolactone.

さらに、上記モノマー混合物はさらにその他のα,β−エチレン性不飽和モノマーを含んでいてもよい。上記その他のα,β−エチレン性不飽和モノマーとしては、(メタ)アクリル酸エステル(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n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、メタクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t−ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタジエニル、(メタ)アクリル酸ジヒドロジシクロペンタジエニル等)、重合性アミド化合物(例えば、(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジブチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジオクチル(メタ)アクリルアミド、N−モノブチル(メタ)アクリルアミド、N−モノオクチル(メタ)アクリルアミド2,4−ジヒドロキシ−4’−ビニルベンゾフェノン、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)メタクリルアミド等)、重合性芳香族化合物(例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルケトン、t−ブチルスチレン、パラクロロスチレン及びビニルナフタレン等)、重合性ニトリル(例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、α−オレフィン(例えば、エチレン、プロピレン等)、ビニルエステル(例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等)、ジエン(例えば、ブタジエン、イソプレン等)、重合性芳香族化合物、重合性ニトリル、α−オレフィン、ビニルエステル、及びジエンを挙げることができる。これらは目的により選択することができるが、親水性を容易に付与する場合には(メタ)アクリルアミドを用いることが好ましい。   Furthermore, the monomer mixture may further contain other α, β-ethylenically unsaturated monomers. Examples of the other α, β-ethylenically unsaturated monomers include (meth) acrylate esters (for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, (meth) acrylic). N-butyl acid, isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl methacrylate, phenyl acrylate, isobornyl (meth) acrylate, cyclohexyl methacrylate, ( (Meth) acrylic acid t-butylcyclohexyl, (meth) acrylic acid dicyclopentadienyl, (meth) acrylic acid dihydrodicyclopentadienyl, etc.), polymerizable amide compounds (for example, (meth) acrylamide, N-methylol ( (Meth) acrylamide, N-butoxymethyl (meth) acrylic N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-dibutyl (meth) acrylamide, N, N-dioctyl (meth) acrylamide, N-monobutyl (meth) acrylamide, N-monooctyl (meth) acrylamide 2, 4-dihydroxy-4′-vinylbenzophenone, N- (2-hydroxyethyl) acrylamide, N- (2-hydroxyethyl) methacrylamide, etc.), polymerizable aromatic compounds (for example, styrene, α-methylstyrene, vinyl ketone, t-butylstyrene, parachlorostyrene, vinylnaphthalene, etc.), polymerizable nitriles (eg, acrylonitrile, methacrylonitrile, etc.), α-olefins (eg, ethylene, propylene, etc.), vinyl esters (eg, vinyl acetate, propionic acid) Vinyl), dienes ( Examples thereof include butadiene and isoprene), polymerizable aromatic compounds, polymerizable nitriles, α-olefins, vinyl esters, and dienes. These can be selected depending on the purpose, but (meth) acrylamide is preferably used when hydrophilicity is easily imparted.

本発明の水性ベース塗料に含まれるアクリル樹脂エマルションは、上記モノマー混合物を乳化重合して得られるものである。ここで行われる乳化重合は、通常よく知られている方法を用いて行うことができる。具体的には、水、または必要に応じてアルコールなどのような有機溶剤を含む水性媒体中に乳化剤を溶解させ、加熱撹拌下、上記モノマー混合物および重合開始剤を滴下することにより行うことができる。乳化剤と水とを用いて予め乳化したモノマー混合物を同様に滴下してもよい。   The acrylic resin emulsion contained in the aqueous base paint of the present invention is obtained by emulsion polymerization of the monomer mixture. The emulsion polymerization carried out here can be carried out using a generally well-known method. Specifically, it can be carried out by dissolving the emulsifier in water or an aqueous medium containing an organic solvent such as alcohol as required, and dropping the monomer mixture and the polymerization initiator under heating and stirring. . A monomer mixture emulsified in advance using an emulsifier and water may be similarly dropped.

好適に用いうる重合開始剤としては、アゾ系の油性化合物(例えば、アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)および2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)など)、および水性化合物(例えば、アニオン系の4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2−アゾビス(N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジンおよびカチオン系の2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン));並びにレドックス系の油性過酸化物(例えば、ベンゾイルパーオキサイド、パラクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイドおよびt−ブチルパーベンゾエートなど)、および水性過酸化物(例えば、過硫酸カリおよび過硫酸アンモニウムなど)が挙げられる。   Suitable polymerization initiators include azo oily compounds (for example, azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) and 2,2′-azobis (2,4 -Dimethylvaleronitrile) and the like, and aqueous compounds (for example, anionic 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2-azobis (N- (2-carboxyethyl) -2-methylpropion) Amidine and cationic 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine)); and redox oily peroxides (eg, benzoyl peroxide, parachlorobenzoyl peroxide, lauroyl peroxide and t-butyl perbenzoate) Etc.), and aqueous peroxides such as potassium persulfate and ammonium persulfate It is below.

乳化剤には、当業者に通常使用されているものを用いうるが、反応性乳化剤、例えば、アントックス(Antox)MS−60(日本乳化剤社製)、エレミノールJS−2(三洋化成工業社製)、アデカリアソープNE−20(旭電化社製)およびアクアロンHS−10(第一工業製薬社製)などが特に好ましい。   As the emulsifier, those commonly used by those skilled in the art can be used. However, reactive emulsifiers such as Antox MS-60 (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.), Eleminol JS-2 (manufactured by Sanyo Chemical Industries Ltd.) Adekaria soap NE-20 (Asahi Denka Co., Ltd.) and Aqualon HS-10 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) are particularly preferred.

また、分子量を調節するために、ラウリルメルカプタンのようなメルカプタンおよびα−メチルスチレンダイマーなどのような連鎖移動剤を必要に応じて用いうる。   In order to adjust the molecular weight, a mercaptan such as lauryl mercaptan and a chain transfer agent such as α-methylstyrene dimer may be used as necessary.

反応温度は開始剤により決定され、例えば、アゾ系開始剤では60〜90℃であり、レドックス系では30〜70℃で行うことが好ましい。一般に、反応時間は1〜8時間である。モノマー混合物の総量に対する開始剤の量は、一般に0.1〜5質量%であり、好ましくは0.2〜2質量%である。   The reaction temperature is determined by the initiator, and for example, it is preferably 60 to 90 ° C. for an azo initiator and 30 to 70 ° C. for a redox system. In general, the reaction time is 1 to 8 hours. The amount of the initiator relative to the total amount of the monomer mixture is generally 0.1 to 5% by mass, preferably 0.2 to 2% by mass.

上記乳化重合は多段階で行うことができ、例えば、二段階で行うことができる。すなわち、まず上記α,β−エチレン性不飽和モノマー混合物のうちの一部(モノマー混合物1)を乳化重合し、ここに上記α,β−エチレン性不飽和モノマー混合物の残り(モノマー混合物2)をさらに加えて乳化重合を行うものである。   The emulsion polymerization can be performed in multiple stages, for example, in two stages. That is, first, a part (monomer mixture 1) of the α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture is subjected to emulsion polymerization, and the remainder of the α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture (monomer mixture 2) is added thereto. In addition, emulsion polymerization is performed.

ここでクリヤー塗膜とのなじみ防止の点から、モノマー混合物1はアミド基を有するα,β−エチレン性不飽和モノマーを含有していることが好ましい。またこの時、モノマー混合物2は、アミド基を有するα,β−エチレン性不飽和モノマーを含有していないことがさらに好ましい。なお、モノマー混合物1および2を一緒にしたものが、上記モノマー混合物であるため、先に示した上記α,β−エチレン性不飽和モノマー混合物の要件は、モノマー混合物1および2を一緒にしたものが満たすことになる。   The monomer mixture 1 preferably contains an α, β-ethylenically unsaturated monomer having an amide group from the viewpoint of preventing the compatibility with the clear coating film. At this time, it is more preferable that the monomer mixture 2 does not contain an α, β-ethylenically unsaturated monomer having an amide group. Since the mixture of monomer mixtures 1 and 2 is the monomer mixture, the requirement for the α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture described above is the combination of monomer mixtures 1 and 2. Will meet.

上記アクリル樹脂エマルションの体積平均粒子径は0.01〜1.0μmの範囲であることが好ましい。体積平均粒子径が0.01μm未満であると作業性の改善の効果が小さく、1.0μmを上回ると得られる塗膜の外観が悪化する恐れがある。この体積平均粒子径の調節は、例えば、モノマー組成や乳化重合条件を調整することにより可能である。   The volume average particle size of the acrylic resin emulsion is preferably in the range of 0.01 to 1.0 μm. When the volume average particle diameter is less than 0.01 μm, the effect of improving workability is small, and when it exceeds 1.0 μm, the appearance of the obtained coating film may be deteriorated. The volume average particle diameter can be adjusted, for example, by adjusting the monomer composition and emulsion polymerization conditions.

上記アクリル樹脂エマルションは、必要に応じて塩基で中和することにより、pH5〜10で用いることができる。これは、このpH領域における安定性が高いからである。この中和は、乳化重合の前または後に、ジメチルエタノールアミンやトリエチルアミンのような3級アミンを系に添加することにより行うことが好ましい。   The said acrylic resin emulsion can be used by pH 5-10 by neutralizing with a base as needed. This is because the stability in this pH region is high. This neutralization is preferably carried out by adding a tertiary amine such as dimethylethanolamine or triethylamine to the system before or after emulsion polymerization.

成分(b)
本発明の水性ベース塗料は、水溶性アクリル樹脂(b)を含有する。水溶性アクリル樹脂は、水性ベース塗料中に5〜40質量%、好ましくは10〜30質量%の量で含有する。5質量%より少ないと、固形分が下がりすぎる傾向があり、40質量%を超えると、良好なFF性が出なくなる。
Ingredient (b)
The aqueous base paint of the present invention contains a water-soluble acrylic resin (b). The water-soluble acrylic resin is contained in the aqueous base paint in an amount of 5 to 40% by mass, preferably 10 to 30% by mass. When the amount is less than 5% by mass, the solid content tends to decrease too much. When the amount exceeds 40% by mass, good FF properties are not obtained.

水溶性アクリル樹脂は、数平均分子量3000〜50000、好ましくは6000〜30000であることが好ましい。3000より小さいと作業性および硬化性が十分でなく、50000を越えると塗装時の不揮発分が低くなりすぎ、かえって作業性が悪くなる。   The water-soluble acrylic resin has a number average molecular weight of 3,000 to 50,000, preferably 6,000 to 30,000. If it is less than 3000, workability and curability are not sufficient, and if it exceeds 50000, the non-volatile content at the time of coating becomes too low, and workability is rather deteriorated.

また、水溶性アクリル樹脂は10〜100mgKOH/g、更に20〜80mgKOH/gの酸価を有することが好ましく、上限を越えると塗膜の耐水性が低下し、下限を下回ると樹脂の水分散性が低下する。また、20〜180mgKOH/g、更に30〜160mgKOH/gの水酸基価を有することが好ましく、上限を越えると塗膜の耐水性が低下し、下限を下回ると塗膜の硬化性が低下する。   The water-soluble acrylic resin preferably has an acid value of 10 to 100 mg KOH / g, more preferably 20 to 80 mg KOH / g. When the upper limit is exceeded, the water resistance of the coating film is lowered, and when the lower limit is exceeded, the water dispersibility of the resin is reduced. Decreases. Further, it preferably has a hydroxyl value of 20 to 180 mgKOH / g, more preferably 30 to 160 mgKOH / g. When the upper limit is exceeded, the water resistance of the coating film decreases, and when the lower limit is exceeded, the curability of the coating film decreases.

この水溶性アクリル樹脂は、先のモノマー混合物のところで述べた酸基を有するα,β−エチレン性不飽和モノマーを必須成分とし、それ以外のα,β−エチレン性不飽和モノマーとともに溶液重合を行うことにより得ることができる。   This water-soluble acrylic resin has an α, β-ethylenically unsaturated monomer having an acid group described in the previous monomer mixture as an essential component, and performs solution polymerization together with other α, β-ethylenically unsaturated monomers. Can be obtained.

なお、上記水溶性アクリル樹脂は、通常、塩基性化合物、例えばモノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン及びジメチルエタノールアミンのような有機アミンで中和し、水に溶解させて用いるが、この中和は、水溶性アクリル樹脂そのものに対して行っても、後述する水性ベース塗料の製造時に行ってもよい。   The water-soluble acrylic resin is usually neutralized with a basic compound, for example, an organic amine such as monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, triethylamine, diisopropylamine, monoethanolamine, diethanolamine, and dimethylethanolamine, and added to water. Although it dissolves and uses, this neutralization may be performed with respect to water-soluble acrylic resin itself, or may be performed at the time of manufacture of the water-based base coating material mentioned later.

成分(c)
本発明の水性ベース塗料は、メラミン樹脂(c)を硬化剤として含有する。メラミン樹脂は、水溶性であっても、非水溶性であってもよい。メラミン樹脂のなかでも水トレランスが3.0以上のものを用いることが、安定性上好ましい。ここで用いる水トレランスとは、親水性の度合を評価するためのものであり、その値が高いほど親水性が高いことを意味する。水トレランス値の測定方法は、25℃において、100mlビーカー内で、サンプル0.5gをアセトン10mlに混合して分散させ、ビュウレットを用いてイオン交換水を徐々に加え、混合物が白濁を生じるまでに要するイオン交換水の量(ml)を測定し、このイオン交換水の量(ml)を水トレランス値としたものである。
Ingredient (c)
The aqueous base paint of the present invention contains melamine resin (c) as a curing agent. The melamine resin may be water-soluble or water-insoluble. Among the melamine resins, it is preferable in terms of stability to use a water tolerance of 3.0 or more. The water tolerance used here is for evaluating the degree of hydrophilicity, and the higher the value, the higher the hydrophilicity. The water tolerance value was measured by mixing 0.5 g of a sample in 10 ml of acetone and dispersing in a 100 ml beaker at 25 ° C., and gradually adding ion-exchanged water using a burette until the mixture became cloudy. The amount (ml) of ion exchange water required is measured, and this amount (ml) of ion exchange water is used as a water tolerance value.

メラミン樹脂の含有量は水性ベースコート組成物中の樹脂固形分に対し、20〜40質量%であることが好ましい。20質量%未満では硬化性が低下し、40質量%を超えると塗料の安定性が低下するおそれがある。   The content of the melamine resin is preferably 20 to 40% by mass with respect to the resin solid content in the aqueous base coat composition. If it is less than 20% by mass, the curability is lowered, and if it exceeds 40% by mass, the stability of the paint may be lowered.

その他の成分
本発明の水性ベース塗料は、顔料を含む。顔料としては、光輝性顔料および着色顔料が挙げられる。光輝性顔料としては、形状は特に限定されず、また着色されていてもよいが、例えば、平均粒径(D50)が2〜50μmであり、かつ厚さが0.1〜5μmであるものが好ましい。また、平均粒径が10〜35μmの範囲のものが光輝感に優れ、さらに好適に用いられる。具体的には、アルミニウム、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、スズ、酸化アルミニウム等の金属または合金等の無着色あるいは着色された金属製光輝剤およびその混合物が挙げられる。この他に干渉マイカ顔料、ホワイトマイカ顔料、グラファイト顔料などもこの中に含めるものとする。
Other Components The aqueous base paint of the present invention contains a pigment. Examples of pigments include glitter pigments and colored pigments. The shape of the glitter pigment is not particularly limited and may be colored. For example, the pigment having an average particle diameter (D 50 ) of 2 to 50 μm and a thickness of 0.1 to 5 μm Is preferred. Those having an average particle diameter in the range of 10 to 35 μm are excellent in glitter and are more preferably used. Specific examples include non-colored or colored metallic brightening agents such as aluminum, copper, zinc, iron, nickel, tin, and aluminum oxide, and alloys, and mixtures thereof. In addition, interference mica pigments, white mica pigments, graphite pigments, and the like are included in this.

一方、着色顔料としては、例えば有機系のアゾキレート系顔料、不溶性アゾ系顔料、縮合アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、インジゴ顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、ジオキサン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、金属錯体顔料等が挙げられ、無機系では黄鉛、黄色酸化鉄、ベンガラ、カーボンブラック、二酸化チタン等が挙げられる。   On the other hand, as the colored pigment, for example, organic azo chelate pigment, insoluble azo pigment, condensed azo pigment, phthalocyanine pigment, indigo pigment, perinone pigment, perylene pigment, dioxane pigment, quinacridone pigment, isoindo Examples thereof include linone pigments and metal complex pigments. Examples of inorganic pigments include chrome lead, yellow iron oxide, bengara, carbon black, and titanium dioxide.

本発明の水性ベース塗料中の全顔料濃度(PWC)としては、0.1〜50質量%であることが好ましい。さらに好ましくは、0.5〜40質量%であり、特に好ましくは、1.0〜30質量%である。上限を越えると塗膜外観が低下する。また、光輝性顔料が含まれる場合、その顔料濃度(PWC)としては、一般的に18.0質量%以下であることが好ましい。上限を越えると塗膜外観が低下する。さらに好ましくは、0.01〜15.0質量%であり、特に好ましくは、0.01〜13.0質量%である。   The total pigment concentration (PWC) in the aqueous base paint of the present invention is preferably 0.1 to 50% by mass. More preferably, it is 0.5-40 mass%, Most preferably, it is 1.0-30 mass%. When the upper limit is exceeded, the appearance of the coating film deteriorates. When a bright pigment is included, the pigment concentration (PWC) is generally preferably 18.0% by mass or less. When the upper limit is exceeded, the appearance of the coating film deteriorates. More preferably, it is 0.01-15.0 mass%, Most preferably, it is 0.01-13.0 mass%.

また、上記水性ベース塗料は、ポリエーテルポリオールを含むことができる。このポリエーテルポリオールを含むことで、これから得られる複合塗膜のフリップフロップ性をより高めることができるので、さらに塗膜外観を向上させることができる。   The aqueous base paint may contain a polyether polyol. By including this polyether polyol, the flip-flop property of the composite coating film obtained from this can be further improved, so that the coating film appearance can be further improved.

上記ポリエーテルポリオールとしては、1分子中に少なくとも一級水酸基を1つ以上有しており、数平均分子量300〜3000、水酸基価が30〜700mgKOH/g、かつ先の水トレランスが2.0以上であるものを用いることが好ましい。上記条件を満たしていない場合には、耐水性の低下や目的とする外観の向上が得られないことがある。   The polyether polyol has at least one primary hydroxyl group in one molecule, has a number average molecular weight of 300 to 3000, a hydroxyl value of 30 to 700 mgKOH / g, and a water tolerance of 2.0 or more. It is preferable to use a certain one. If the above conditions are not satisfied, the water resistance may not be lowered or the target appearance may not be improved.

このようなポリエーテルポリオールは、多価アルコール、多価フェノール、多価カルボン酸類などの活性水素含有化合物にエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドが付加した化合物を用いることができる。具体的なものとしては、プライムポールPX−1000、サニックスSP−750(上記いずれも三洋化成工業社製)、PTMG−650(三菱化学社製)などの市販品を挙げることができる。上記ポリエーテルポリオールは、塗料樹脂固形分中、1〜40質量%含有されることが好ましく、3〜30質量%がさらに好ましい。   As such a polyether polyol, a compound obtained by adding an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide to an active hydrogen-containing compound such as a polyhydric alcohol, a polyhydric phenol, or a polyvalent carboxylic acid can be used. Specific examples include commercial products such as Prime Pole PX-1000, Sanix SP-750 (all of which are manufactured by Sanyo Chemical Industries), and PTMG-650 (manufactured by Mitsubishi Chemical). The polyether polyol is preferably contained in an amount of 1 to 40% by mass, more preferably 3 to 30% by mass in the solid content of the coating resin.

またさらに、本発明の水性ベース塗料には、上塗り塗膜とのなじみ防止、塗装作業性を確保するために、その他の粘性制御剤を添加することができる。粘性制御剤としては、一般にチクソトロピー性を示すものを使用でき、例えば、架橋あるいは非架橋の樹脂粒子、脂肪酸アマイドの膨潤分散体、アマイド系脂肪酸、長鎖ポリアミノアマイドの燐酸塩等のポリアマイド系のもの、酸化ポリエチレンのコロイド状膨潤分散体等のポリエチレン系等のもの、有機酸スメクタイト粘土、モンモリロナイト等の有機ベントナイト系のもの、ケイ酸アルミ、硫酸バリウム等の無機顔料、顔料の形状により粘性が発現する偏平顔料等を挙げることができる。   Furthermore, other viscosity control agents can be added to the water-based base paint of the present invention in order to prevent familiarity with the top coat film and to ensure coating workability. As the viscosity control agent, those generally showing thixotropy can be used, for example, polyamide-based ones such as crosslinked or non-crosslinked resin particles, swelling dispersions of fatty acid amides, amide fatty acids, and long-chain polyaminoamide phosphates. Viscosity develops depending on the shape of polyethylene, such as colloidal swelling dispersion of polyethylene oxide, organic bentonite such as organic acid smectite clay, montmorillonite, inorganic pigments such as aluminum silicate and barium sulfate, etc. A flat pigment etc. can be mentioned.

本発明に用いられる水性メタリックベース塗料中には、上記成分の他に塗料に通常添加される添加剤、例えば、表面調整剤、増粘剤、酸化防止剤、紫外線防止剤、消泡剤等を配合してもよい。これらの配合量は当業者の公知の範囲である。   In the aqueous metallic base paint used in the present invention, in addition to the above-mentioned components, additives usually added to the paint, such as surface conditioners, thickeners, antioxidants, UV inhibitors, antifoaming agents, etc. You may mix | blend. These compounding amounts are within the range known to those skilled in the art.

上記水性ベース塗料は、成分(c)のメラミン樹脂硬化剤の他に、他の硬化剤を含んでもよい。そのような硬化剤としては、塗料一般に用いられているものを使用することができる。このようなものとして、ブロックイソシアネート、エポキシ化合物、アジリジン化合物、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、金属イオン等が挙げられる。得られた塗膜の諸性能、コストの点からブロックイソシアネート樹脂が一般的に用いられる。   In addition to the melamine resin curing agent of component (c), the aqueous base paint may contain other curing agents. As such a hardening | curing agent, what is generally used for the coating material can be used. Examples of such compounds include blocked isocyanates, epoxy compounds, aziridine compounds, carbodiimide compounds, oxazoline compounds, and metal ions. A blocked isocyanate resin is generally used from the viewpoint of various performances and costs of the obtained coating film.

上記ブロックイソシアネートとしては、トリ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、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等のポリイソシアネートに活性水素を有するブロック剤を付加させることによって得ることができるものであって、加熱によりブロック剤が解離してイソシアネート基が発生するものが挙げられる。   The above-mentioned blocked isocyanate can be obtained by adding a blocking agent having active hydrogen to a polyisocyanate such as trimethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, etc. Examples include those that dissociate and generate isocyanate groups.

本発明の水性ベース塗料には、更に必要に応じて、ポリエステル樹脂を配合してもよい。ポリエステル樹脂は酸成分およびアルコール成分を縮重合して得られる。上記酸成分としては特に限定されず、アジピン酸、セバシン酸、イソフタル酸、無水フタル酸等の多価カルボン酸化合物およびそれらの無水物を挙げることができる。さらに、酸成分として、ジメチロールプロピオン酸等の1分子中にカルボン酸基と水酸基とを有する化合物を用いることができる。また、上記アルコール成分としては特に限定されず、エチレングリコール、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール等の多価アルコール化合物を挙げることができる。上記ポリエステル樹脂は、好ましくは、樹脂固形分酸価10〜80mgKOH/g、および数平均分子量1000〜15000を有する。ポリエステル樹脂は、得られる塗膜の色ムラを抑制するために添加される。ポリエステル樹脂の塗料中の配合量は、5〜30質量%、好ましくは10〜20質量%である。5質量%より少ないと、色ムラ抑制の効果が小さく、30質量%より多いと、フリップフロップ性が低下するおそれがある。   If necessary, the water-based base coating material of the present invention may further contain a polyester resin. The polyester resin is obtained by condensation polymerization of an acid component and an alcohol component. The acid component is not particularly limited, and examples thereof include polyvalent carboxylic acid compounds such as adipic acid, sebacic acid, isophthalic acid, and phthalic anhydride, and anhydrides thereof. Furthermore, as an acid component, a compound having a carboxylic acid group and a hydroxyl group in one molecule such as dimethylolpropionic acid can be used. Moreover, it does not specifically limit as said alcohol component, Polyhydric alcohol compounds, such as ethylene glycol, a trimethylol propane, neopentyl glycol, can be mentioned. The polyester resin preferably has a resin solid content acid value of 10 to 80 mgKOH / g and a number average molecular weight of 1000 to 15000. The polyester resin is added to suppress color unevenness of the obtained coating film. The compounding quantity in the coating material of a polyester resin is 5-30 mass%, Preferably it is 10-20 mass%. If it is less than 5% by mass, the effect of suppressing color unevenness is small, and if it is more than 30% by mass, the flip-flop property may be lowered.

本発明に用いられる塗料の製造方法は、後述するものを含めて、特に限定されず、顔料等の配合物をニーダーまたはロール等を用いて混練、分散する等の当業者に周知の全ての方法を用い得る。   The method for producing the paint used in the present invention is not particularly limited, including those described later, and all methods well known to those skilled in the art such as kneading and dispersing a compound such as a pigment using a kneader or a roll. Can be used.

有機溶剤型クリヤー塗料
上記有機溶剤型クリヤー塗料は、特に限定されず、塗膜形成性樹脂および硬化剤等を含有するクリヤー塗料を利用できる。更に下地の意匠性を妨げない程度であれば着色顔料を含有することもできる。
Organic solvent type clear paint The organic solvent type clear paint is not particularly limited, and a clear paint containing a film-forming resin and a curing agent can be used. Furthermore, a color pigment can also be contained as long as it does not interfere with the design of the base.

上記有機溶剤型クリヤー塗料の好ましい例としては、透明性あるいは耐酸エッチング性等の点から、アクリル樹脂および/またはポリエステル樹脂とアミノ樹脂及び/またはイソシアネートとの組合わせ、あるいはカルボン酸・エポキシ硬化系を有するアクリル樹脂および/またはポリエステル樹脂系等が挙げられる。   Preferred examples of the organic solvent-type clear coating include a combination of an acrylic resin and / or a polyester resin with an amino resin and / or an isocyanate, or a carboxylic acid / epoxy curing system in terms of transparency or acid etching resistance. And acrylic resin and / or polyester resin system.

更に、上記有機溶剤型クリヤー塗料には、塗装作業性を確保するために、粘性制御剤が添加されていることが好ましい。粘性制御剤は、一般にチクソトロピー性を示すものを使用できる。このようなものとして、例えば、上述の水性ベースコート組成物のところで述べたものを使用することができる。また必要により、硬化触媒、表面調整剤等を含むことができる。   Furthermore, it is preferable that a viscosity control agent is added to the organic solvent-type clear coating material in order to ensure coating workability. As the viscosity control agent, those generally showing thixotropy can be used. As such a thing, what was described in the above-mentioned aqueous | water-based basecoat composition can be used, for example. Moreover, a curing catalyst, a surface conditioner, etc. can be included if necessary.

被塗物
本発明の塗膜形成方法は、種々の基材、例えば金属、プラスチック、発泡体等、特に金属表面、および鋳造物に有利に用い得るが、カチオン電着塗装可能な金属製品に対し、特に好適に使用できる。
The coating film forming method of the present invention can be advantageously used for various substrates such as metals, plastics, foams, etc., particularly metal surfaces, and castings. Can be used particularly preferably.

上記金属製品としては、例えば、鉄、銅、アルミニウム、スズ、亜鉛等およびこれらの金属を含む合金が挙げられる。具体的には、乗用車、トラック、オートバイ、バス等の自動車車体および部品が挙げられる。これらの金属は予めリン酸塩、クロム酸塩等で化成処理されたものが特に好ましい。   Examples of the metal products include iron, copper, aluminum, tin, zinc and the like and alloys containing these metals. Specific examples include automobile bodies and parts such as passenger cars, trucks, motorcycles, and buses. These metals are particularly preferably those subjected to chemical conversion treatment with phosphate, chromate or the like in advance.

上記化成処理された鋼板上に電着塗膜が形成されていても良く、この電着塗料としては、カチオン型及びアニオン型を使用できるが、カチオン型電着塗料組成物が防食性において優れた複層塗膜を与えるため好ましい。   An electrodeposition coating film may be formed on the chemical conversion treated steel sheet. As this electrodeposition coating, a cation type and an anion type can be used, but the cationic type electrodeposition coating composition is excellent in corrosion resistance. This is preferable because it gives a multilayer coating film.

上記プラスチック製品としては、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ABS樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等のものが挙げられる。具体的には、スポイラー、バンパー、ミラーカバー、グリル、ドアノブ等の自動車部品等が挙げられる。これらのプラスチック製品は、トリクロロエタンで蒸気洗浄または中性洗剤で洗浄されたものが好ましく、また、さらに静電塗装を可能にするためのプライマー塗装が施されていてもよい。   Examples of the plastic product include polypropylene resin, polycarbonate resin, urethane resin, polyester resin, polystyrene resin, ABS resin, vinyl chloride resin, polyamide resin and the like. Specific examples include automobile parts such as spoilers, bumpers, mirror covers, grills, and door knobs. These plastic products are preferably those washed with steam or neutral detergent with trichloroethane, and may further be provided with a primer coating to enable electrostatic coating.

上記基材上にはさらに必要に応じて、中塗り塗膜が形成されていてもよい。中塗り塗膜の形成には中塗り塗料が用いられる。この中塗り塗料には、塗膜形成性樹脂、硬化剤、有機系や無機系の各種着色顔料及び体質顔料等が含有される。   If necessary, an intermediate coating film may be formed on the substrate. An intermediate coating is used to form the intermediate coating film. The intermediate coating contains a film-forming resin, a curing agent, various organic and inorganic color pigments, extender pigments, and the like.

上記中塗り塗料に含まれる塗膜形成性樹脂は、特に限定されるものではなく、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の塗膜形成性樹脂が利用でき、これらは、先の水性ベースコート組成物のところで挙げた硬化剤と組み合わせて用いられる。得られた塗膜の諸性能、コストの点からアミノ樹脂および/またはイソシアネート樹脂が一般的に用いられる。   The film-forming resin contained in the intermediate coating is not particularly limited, and film-forming resins such as acrylic resin, polyester resin, alkyd resin, epoxy resin, and urethane resin can be used. It is used in combination with the curing agent mentioned in the previous aqueous base coat composition. An amino resin and / or an isocyanate resin is generally used in view of various performances and costs of the obtained coating film.

上記中塗り塗料に含まれる着色顔料としては、先の水性ベースコート組成物の記載で挙げたものを同様に用いることができる。標準的には、カーボンブラックと二酸化チタンとを主要顔料としたグレー系中塗り塗料や上塗りとの色相を合わせたセットグレーや各種の着色顔料を組み合わせた、いわゆるカラー中塗り塗料を用いることが好ましい。更に、アルミニウム粉、マイカ粉等の扁平顔料が添加されていても良い。これらの中塗り塗料中には、上記成分の他に塗料に通常添加される添加剤、例えば、表面調整剤、酸化防止剤、消泡剤等が配合されていてもよい。   As the color pigment contained in the intermediate coating composition, those described in the description of the aqueous base coat composition can be used in the same manner. As a standard, it is preferable to use a so-called color intermediate coating that combines carbon black and titanium dioxide as main pigments with a gray intermediate coating or a set gray that combines the hue of the top coating and various colored pigments. . Furthermore, flat pigments such as aluminum powder and mica powder may be added. In these intermediate coating materials, in addition to the above components, additives usually added to the coating material, for example, surface conditioners, antioxidants, antifoaming agents and the like may be blended.

複層塗膜形成方法
本発明の複層塗膜形成方法では、必要により電着塗膜および中塗り塗膜を形成した被塗物上に、水性ベース塗料によるベース塗膜及び有機溶剤型クリヤー塗料によるクリヤー塗膜を、順次形成することができる。
Multilayer coating film forming method In the multilayer coating film forming method of the present invention, a base coating film and an organic solvent-type clear coating composition using an aqueous base coating material are coated on an object on which an electrodeposition coating film and an intermediate coating film are formed if necessary. The clear coating film can be formed sequentially.

本発明で、水性ベース塗料を、自動車車体に塗装する場合は、外観を高めるために、エアー静電スプレー塗装による多ステージ塗装、好ましくは2ステージで塗装するか、或いは、エアー静電スプレー塗装と、通称「μμ(マイクロマイクロ)ベル」、「μ(マイクロ)ベル」あるいは「メタベル」等と言われる回転霧化式の静電塗装機とを組み合わせた塗装方法等により塗膜を形成する方法を用いることができる。   In the present invention, when an aqueous base paint is applied to an automobile body, in order to enhance the appearance, it is applied in multiple stages by air electrostatic spray painting, preferably in two stages, or air electrostatic spray painting. , A method of forming a coating film by a coating method combined with a rotary atomizing electrostatic coating machine called “μμ (micro micro) bell”, “μ (micro) bell” or “metabell” Can be used.

本発明における、水性ベース塗料による塗装時の塗膜の膜厚は所望の用途により変化するが、多くの場合10〜30μmが有用である。上限を越えると、鮮映性が低下したり、塗装時にムラあるいは流れ等の不具合が起こることがあり、下限を下回ると、下地が隠蔽できず膜切れが発生する。   In the present invention, the film thickness of the coating film when applied with a water-based base paint varies depending on the desired application, but in many cases, 10 to 30 μm is useful. If the upper limit is exceeded, sharpness may deteriorate, or defects such as unevenness or flow may occur during coating. If the lower limit is exceeded, the substrate cannot be concealed and film breakage occurs.

本発明の複層塗膜形成方法では、未硬化のベース塗膜の上にさらにクリヤー塗料を塗布し、クリヤー塗膜を形成すること(ウェット・オン・ウェット塗装)が焼き付け乾燥炉を省略することができ、経済性及び環境面からも好ましい。なお、良好な仕上がり塗膜を得るために、クリヤー塗料を塗布する前に、未硬化のベース塗膜を40〜100℃で2〜10分間加熱しておくことが望ましい。   In the multilayer coating film forming method of the present invention, a clear coating is further applied on the uncured base coating to form a clear coating (wet-on-wet coating), omitting the baking and drying oven. It is preferable from the viewpoint of economy and environment. In order to obtain a good finished coating film, it is desirable to heat the uncured base coating film at 40 to 100 ° C. for 2 to 10 minutes before applying the clear coating.

本発明の塗膜形成方法において、上記ベース塗膜を形成した後に塗装されるクリヤー塗膜は、上記ベース塗膜に起因する凹凸、チカチカ等を平滑にし、保護するために形成される。塗装方法として具体的には、先に述べたμμベル、μベル等の回転霧化式の静電塗装機により塗膜を形成することが好ましい。   In the coating film forming method of the present invention, the clear coating film that is applied after forming the base coating film is formed to smooth and protect the unevenness, flickering, and the like caused by the base coating film. Specifically, as a coating method, it is preferable to form the coating film by a rotary atomizing electrostatic coating machine such as the μμ bell or μbell described above.

上記クリヤー塗料により形成されるクリヤー塗膜の乾燥膜厚は、一般に10〜80μm程度が好ましく、より好ましくは20〜60μm程度である。上限を越えると、塗装時にワキあるいはタレ等の作業性の不具合が起こることもあり、下限を下回ると、下地の凹凸が隠蔽できない。   The dry film thickness of the clear coating film formed from the clear coating is generally preferably about 10 to 80 μm, more preferably about 20 to 60 μm. If the upper limit is exceeded, workability problems such as peeling or sagging may occur during painting, and if the lower limit is not reached, the underlying irregularities cannot be concealed.

上述のようにして得られたクリヤー塗膜は、先に述べたように未硬化のベース塗膜とともに焼き付ける、いわゆる2コート1ベークによって塗膜形成を行うことが好ましい。焼き付け温度を80〜180℃、好ましくは120〜160℃に設定することで高い架橋度の硬化塗膜が得られる。上限を越えると、塗膜が固く脆くなり、下限未満では硬化が充分でない。硬化時間は硬化温度により変化するが、120〜160℃で10〜30分が適当である。   The clear coating film obtained as described above is preferably formed by so-called two-coat one-bake, which is baked together with an uncured base coating film as described above. By setting the baking temperature to 80 to 180 ° C, preferably 120 to 160 ° C, a cured coating film having a high degree of crosslinking can be obtained. If the upper limit is exceeded, the coating film becomes hard and brittle, and if it is less than the lower limit, curing is not sufficient. The curing time varies depending on the curing temperature, but 10 to 30 minutes at 120 to 160 ° C. is appropriate.

本発明で形成される複層塗膜の膜厚は、多くの場合30〜300μmであり、好ましくは50〜250μmである。上限を越えると、冷熱サイクル等の膜物性が低下し、下限を下回ると膜自体の強度が低下する。   In many cases, the film thickness of the multilayer coating film formed in the present invention is 30 to 300 μm, preferably 50 to 250 μm. When the upper limit is exceeded, film physical properties such as a cooling cycle decrease, and when the lower limit is exceeded, the strength of the film itself decreases.

以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例により限定されるものではない。なお、以下「部」とあるのは「質量部」を意味する。   EXAMPLES Hereinafter, although a specific Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited by a following example. Hereinafter, “part” means “part by mass”.

製造例1 アクリル樹脂エマルション1の製造
反応容器に脱イオン水126.5部を加え、窒素気流中で混合撹拌しながら80℃に昇温した。次いで、アクリル酸メチル29.61部、アクリル酸エチル53.04部、スチレン4.00部、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル9.28部、メタクリル酸3.07部およびメタクリル酸アリル1.00部のモノマー混合物100部、アクアロンHS−10(ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル硫酸エステル、第一工業製薬社製)0.7部、アデカリアソープNE−20(α−[1−[(アリルオキシ)メチル]−2−(ノニルフェノキシ)エチル]−ω−ヒドロキシオキシエチレン、旭電化社製)0.5部、および脱イオン水80部からなるモノマー乳化物と、過硫酸アンモニウム0.3部、および脱イオン水10部からなる開始剤溶液とを2時間にわたり並行して反応容器に滴下した。滴下終了後、2時間同温度で熟成を行った。次いで、40℃まで冷却し、400メッシュフィルターで濾過した後、脱イオン水70部およびジメチルアミノエタノール0.32部を加えpH6.5に調整し、平均粒子径150nm、不揮発分25%、固形分酸価20mgKOH/g、水酸基価40mgKOH/gの単層のアクリル樹脂エマルション1を得た。
Production Example 1 Production of acrylic resin emulsion 1 126.5 parts of deionized water was added to a reaction vessel, and the mixture was heated to 80 ° C. while being mixed and stirred in a nitrogen stream. Next, 29.61 parts of methyl acrylate, 53.04 parts of ethyl acrylate, 4.00 parts of styrene, 9.28 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 3.07 parts of methacrylic acid and 1.00 parts of allyl methacrylate Monomer mixture 100 parts, Aqualon HS-10 (polyoxyethylene alkyl propenyl phenyl ether sulfate ester, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) 0.7 parts, Adeka Soap NE-20 (α- [1-[(allyloxy) methyl]) 2- (nonylphenoxy) ethyl] -ω-hydroxyoxyethylene (manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.), 0.5 part, and a monomer emulsion comprising 80 parts of deionized water, 0.3 part of ammonium persulfate, and deionized water An initiator solution consisting of 10 parts was dropped into the reaction vessel in parallel over 2 hours. After completion of the dropping, aging was performed at the same temperature for 2 hours. Next, after cooling to 40 ° C. and filtration through a 400 mesh filter, 70 parts of deionized water and 0.32 part of dimethylaminoethanol were added to adjust the pH to 6.5, the average particle size was 150 nm, the non-volatile content was 25%, the solid content was A single-layer acrylic resin emulsion 1 having an acid value of 20 mgKOH / g and a hydroxyl value of 40 mgKOH / g was obtained.

製造例2アクリル樹脂エマルション2〜7およびi、iiの製造
上記製造例1のアクリル樹脂エマルション1の製造方法において、モノマー混合物を表1に記載する組成に代える以外は、製造例1と同様にアクリル樹脂エマルション2〜7を得た。尚、アクリル樹脂エマルション7の製造に際しては、過硫酸アンモニウム0.3部の代わりに4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)0.5部に代えた。得られたアクリル樹脂エマルションの平均粒子径、不揮発分、固形分酸価および水酸基価は製造例1のアクリル樹脂エマルション1と同じである。
Production Example 2 Production of Acrylic Resin Emulsions 2 to 7 and i, ii In the production method of acrylic resin emulsion 1 of Production Example 1 above, the same procedure as in Production Example 1 except that the monomer mixture is changed to the composition described in Table 1. Resin emulsions 2 to 7 were obtained. In producing the acrylic resin emulsion 7, 0.5 part of 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid) was used instead of 0.3 part of ammonium persulfate. The average particle diameter, non-volatile content, solid content acid value and hydroxyl value of the obtained acrylic resin emulsion are the same as those of the acrylic resin emulsion 1 of Production Example 1.

Figure 2011131133
Figure 2011131133

製造例3
反応容器に脱イオン水126.5部を加え、窒素気流中で混合撹拌しながら80℃に昇温した。次いで、アクリル酸メチル29.61部、アクリル酸エチル37.97部、スチレン4.00部、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル7.42部およびメタクリル酸アリル1.00部の1段目のモノマー混合物100部、アクアロンHS−10(ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル硫酸エステル、第一工業製薬社製)0.5部、アデカリアソープNE−20(α−[1−[(アリルオキシ)メチル]−2−(ノニルフェノキシ)エチル]−ω−ヒドロキシオキシエチレン、旭電化社製)0.5部、および脱イオン水80部からなるモノマー乳化物と、過硫酸アンモニウム0.24部、および脱イオン水10部からなる開始剤溶液とを2時間にわたり並行して反応容器に滴下した。滴下終了後、1時間同温度で熟成を行った。
Production Example 3
126.5 parts of deionized water was added to the reaction vessel, and the temperature was raised to 80 ° C. while mixing and stirring in a nitrogen stream. Next, the first monomer mixture 100 of methyl acrylate 29.61 parts, ethyl acrylate 37.97 parts, styrene 4.00 parts, 2-hydroxyethyl methacrylate 7.42 parts and allyl methacrylate 1.00 parts Parts, Aqualon HS-10 (polyoxyethylene alkylpropenyl phenyl ether sulfate ester, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Adekaria soap NE-20 (α- [1-[(allyloxy) methyl] -2- (Nonylphenoxy) ethyl] -ω-hydroxyoxyethylene (manufactured by Asahi Denka)) from a monomer emulsion consisting of 0.5 parts and 80 parts of deionized water, 0.24 parts of ammonium persulfate, and 10 parts of deionized water The resulting initiator solution was added dropwise to the reaction vessel in parallel over 2 hours. After completion of the dropping, aging was performed at the same temperature for 1 hour.

さらに、80℃で、アクリル酸エチル15.7部、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル1.86部およびメタクリル酸3.07部の2段目のモノマー混合物100部と、アクアロンHS−10 0.2部および脱イオン水50部からなるモノマーの乳化物と、過硫酸アンモニウム0.06部および脱イオン水10部からなる開始剤溶液とを0.5時間に渡り併行して、反応容器に滴下した。滴下終了後、2時間同温度で熟成を行った。   Further, at 80 ° C., 100 parts of a second-stage monomer mixture of 15.7 parts of ethyl acrylate, 1.86 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate and 3.07 parts of methacrylic acid, and 0.2 part of Aqualon HS-10 A monomer emulsion consisting of 50 parts of deionized water and an initiator solution consisting of 0.06 part of ammonium persulfate and 10 parts of deionized water were run together over 0.5 hour and dropped into the reaction vessel. After completion of the dropping, aging was performed at the same temperature for 2 hours.

次いで、40℃まで冷却し、400メッシュフィルターで濾過した後、脱イオン水20部およびジメチルアミノエタノール0.32部を加えpH6.5に調整し、平均粒子径150nm、不揮発分25%、固形分酸価20mgKOH/g、水酸基価40mgKOH/gのアクリル樹脂エマルション8を得た。   Next, after cooling to 40 ° C. and filtration through a 400 mesh filter, 20 parts of deionized water and 0.32 part of dimethylaminoethanol were added to adjust the pH to 6.5, the average particle diameter was 150 nm, the non-volatile content was 25%, the solid content An acrylic resin emulsion 8 having an acid value of 20 mgKOH / g and a hydroxyl value of 40 mgKOH / g was obtained.

製造例4 アクリル樹脂エマルション9〜11およびiiiの製造
上記製造例3のアクリル樹脂エマルション8の製造方法において、モノマー混合物を表2に記載する組成に代える以外は、製造例3と同様にアクリル樹脂エマルション9〜11を得た。得られたアクリル樹脂エマルションの平均粒子径、不揮発分、固形分酸価および水酸基価は製造例3のアクリル樹脂エマルション8と同じである。
Production Example 4 Production of Acrylic Resin Emulsions 9 to 11 and iii Acrylic Resin Emulsion as in Production Example 3 except that the monomer mixture is changed to the composition described in Table 2 in the production method of the acrylic resin emulsion 8 in Production Example 3 above. 9 to 11 were obtained. The average particle diameter, non-volatile content, solid content acid value and hydroxyl value of the obtained acrylic resin emulsion are the same as those of the acrylic resin emulsion 8 of Production Example 3.

Figure 2011131133
Figure 2011131133

製造例5 水溶性アクリル樹脂の製造
反応容器にトリプロピレングリコールメチルエーテル23.89部およびプロピレングリコールメチルエーテル16.11部を加え、窒素気流中で混合撹拌しながら105℃に昇温した。次いで、下記のモノマー混合物100部、トリプロピレングリコールメチルエーテル10.0部およびターシャルブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート1部からなる開始剤溶液を3時間にわたり並行して反応容器に滴下した。滴下終了後、0.5時間同温度で熟成を行った。
Production Example 5 Production of water-soluble acrylic resin 23.89 parts of tripropylene glycol methyl ether and 16.11 parts of propylene glycol methyl ether were added to a reaction vessel, and the mixture was heated to 105 ° C. with mixing and stirring in a nitrogen stream. Next, an initiator solution consisting of 100 parts of the following monomer mixture, 10.0 parts of tripropylene glycol methyl ether and 1 part of tertiary butyl peroxy 2-ethylhexanoate was dropped into the reaction vessel in parallel over 3 hours. After completion of the dropping, aging was performed at the same temperature for 0.5 hours.

さらに、トリプロピレングリコールメチルエーテル5.0部およびターシャルブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート0.3部からなる開始剤溶液を0.5時間にわたり反応容器に滴下した。滴下終了後、2時間同温度で熟成を行った。   Further, an initiator solution consisting of 5.0 parts of tripropylene glycol methyl ether and 0.3 part of tertiary butyl peroxy 2-ethylhexanoate was dropped into the reaction vessel over 0.5 hours. After completion of the dropping, aging was performed at the same temperature for 2 hours.

脱溶剤装置により、減圧下(70torr)110℃で溶剤を16.1部留去した後、脱イオン水204部およびジメチルアミノエタノール7.1部を加えて水溶性アクリル樹脂溶液を得た。得られた水溶性アクリル樹脂溶液の不揮発分は30%であり、固形分酸価40mgKOH/g、水酸基価50mgKOH/g、粘度は140ポイズ(E型粘度計1rpm/25℃)であった。   After removing 16.1 parts of the solvent at 110 ° C. under reduced pressure (70 torr) using a solvent removal apparatus, 204 parts of deionized water and 7.1 parts of dimethylaminoethanol were added to obtain a water-soluble acrylic resin solution. The obtained water-soluble acrylic resin solution had a nonvolatile content of 30%, a solid content acid value of 40 mg KOH / g, a hydroxyl value of 50 mg KOH / g, and a viscosity of 140 poise (E-type viscometer 1 rpm / 25 ° C.).

製造例6 ポリエステル樹脂の製造
攪拌機、コンデンサー、温度計を具備した反応容器にジメチルテレフタル酸372部、ジメチルイソフタル酸380部、2−メチル−1,3−プロパンジオール576部、1,5−ペンタンジオール222部、テトラブチルチタネート0.41部を仕込み、160℃から230℃まで昇温しつつ4時間かけてエステル交換反応を行った。次いで系内を徐々に減圧していき、20分かけて5mmHgまで減圧し、さらに0.3mmHg以下の真空下まで減圧して、260℃にて40分間重縮合反応を行った。窒素雰囲気下、220℃まで冷却し、無水トリメリット酸を23部投入し、220℃で30分間反応を行ってポリエステル樹脂を得た。得られたポリエステル樹脂は、NMRの組成分析の結果、カルボン酸成分がモル比でテレフタル酸/イソフタル酸/トリメリット酸:48/49/3であり、ポリオール成分がモル比で2−メチル−1,3−プロパンジオール/1,5−ペンタンジオール:65/35であった。つまりポリカルボン酸成分、ポリオール成分のそれぞれの合計量を100モル%としたとき、芳香族ジカルボン酸が97モル%、イソフタル酸が49モル%、所定のジオールの合計量が65モル%、エチレングリコールは0モル%であった。
Production Example 6 Production of polyester resin In a reaction vessel equipped with a stirrer, condenser and thermometer, 372 parts of dimethyl terephthalic acid, 380 parts of dimethyl isophthalic acid, 576 parts of 2-methyl-1,3-propanediol, 1,5-pentanediol 222 parts and 0.41 part of tetrabutyl titanate were charged, and the ester exchange reaction was carried out over 4 hours while heating from 160 ° C to 230 ° C. Next, the pressure inside the system was gradually reduced, the pressure was reduced to 5 mmHg over 20 minutes, and the pressure was further reduced to a vacuum of 0.3 mmHg or less, and a polycondensation reaction was performed at 260 ° C. for 40 minutes. The mixture was cooled to 220 ° C. in a nitrogen atmosphere, 23 parts of trimellitic anhydride was added, and a reaction was performed at 220 ° C. for 30 minutes to obtain a polyester resin. As a result of NMR compositional analysis, the obtained polyester resin had a carboxylic acid component in a molar ratio of terephthalic acid / isophthalic acid / trimellitic acid: 48/49/3, and a polyol component in a molar ratio of 2-methyl-1 , 3-propanediol / 1,5-pentanediol: 65/35. That is, when the total amount of each of the polycarboxylic acid component and the polyol component is 100 mol%, the aromatic dicarboxylic acid is 97 mol%, the isophthalic acid is 49 mol%, the total amount of the predetermined diol is 65 mol%, ethylene glycol Was 0 mol%.

得られた樹脂について、以下の通り、特性値を測定した。
(1)数平均分子量:ポリスチレン標準サンプル基準を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)で測定したところ、12000であった。
(2)酸価:試料0.2gを精秤し20mlのクロロホルムに溶解した後、0.01Nの水酸化カリウム(エタノール溶液)で滴定したところ、16.1mgKOH/gであった。
About the obtained resin, the characteristic value was measured as follows.
(1) Number average molecular weight: It was 12000 when measured by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene standard sample standards.
(2) Acid value: 0.2 g of a sample was precisely weighed and dissolved in 20 ml of chloroform, and then titrated with 0.01 N potassium hydroxide (ethanol solution) to find 16.1 mg KOH / g.

このポリエステル樹脂100部に、ブチルセロソルブ40部、トリエチルアミン2.7部を投入した後、80℃で1時間攪拌を行って溶解させた。次いで、イオン交換水193部をゆるやかに添加し、不揮発分30%のポリエステル樹脂を含んだポリエステルの水分散体1を得た。体積平均粒子径を測定するために、専用セルにイオン交換水だけを入れ、この分散体を1滴添加しかき混ぜ、樹脂固形分濃度0.1質量%に調整して動的光散乱式粒径測定装置LB−500(堀場製作所社製)によって、20℃で測定したところ、35nmであった。   To 100 parts of this polyester resin, 40 parts of butyl cellosolve and 2.7 parts of triethylamine were added, followed by stirring at 80 ° C. for 1 hour for dissolution. Next, 193 parts of ion-exchanged water was gently added to obtain a polyester aqueous dispersion 1 containing a polyester resin having a nonvolatile content of 30%. In order to measure the volume average particle size, only ion-exchanged water is put into a dedicated cell, and only one drop of this dispersion is added and mixed, and the resin solid content concentration is adjusted to 0.1% by mass to adjust the dynamic light scattering particle size. It was 35 nm when measured at 20 degreeC with the measuring apparatus LB-500 (made by Horiba Ltd.).

製造例7 リン酸基含有アクリル樹脂の合成
攪拌機、温度調整器、冷却管を備えた1リットルの反応容器にエトキシプロパノール40部を仕込み、これにスチレン4部、n−ブチルアクリレート35.96部、エチルヘキシルメタアクリレート18.45部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート13.92部、メタクリル酸7.67部、エトキシプロパノール20部に、ホスマーPP(ユニケミカル社製アシッドホスホオキシヘキサ(オキシプロピレン)モノメタクリレート)20部を溶解した溶液40部、及びアゾビスイソブチロニトリル1.7部からなるモノマー溶液121.7部を120℃で3時間滴下した後、1時間さらに攪拌を継続した。得られた樹脂は、酸価105mgKOH/g、うちリン酸基による酸価55mgKOH/g、水酸基価60mgKOH/g、数平均分子量6000のアクリルワニスで、不揮発分が63%であった。
Production Example 7 Synthesis of phosphoric acid group-containing acrylic resin 40 parts of ethoxypropanol was charged into a 1 liter reaction vessel equipped with a stirrer, a temperature controller, and a condenser, and 4 parts of styrene, 35.96 parts of n-butyl acrylate, Ethylhexyl methacrylate 18.45 parts, 2-hydroxyethyl methacrylate 13.92 parts, methacrylic acid 7.67 parts, ethoxypropanol 20 parts, Phosmer PP (Acid phosphooxyhexa (oxypropylene) monomethacrylate) 20 manufactured by Unichemical Co., Ltd. 40 parts of the dissolved solution and 121.7 parts of a monomer solution consisting of 1.7 parts of azobisisobutyronitrile were added dropwise at 120 ° C. for 3 hours, and stirring was further continued for 1 hour. The obtained resin was an acrylic acid varnish having an acid value of 105 mgKOH / g, of which an acid value of 55 mgKOH / g based on a phosphoric acid group, a hydroxyl value of 60 mgKOH / g and a number average molecular weight of 6000, and a nonvolatile content of 63%.

実施例1〜15および比較例1〜3
<水性メタリックベース塗料の製造>
先の製造例1〜4で得られたアクリル樹脂エマルション1〜11、i〜iiiを160部(樹脂固形分25%)またはそれらの表3の実施例12〜15に示す混合物(比はいずれもアクリル樹脂エマルション固形分の混合比率を表す。)を160部、10質量%ジメチルアミノエタノール10部、製造例5の水溶性アクリル樹脂33部(樹脂固形分30%)、製造例6のポリエステル樹脂33部(樹脂固形分30%)、メラミン樹脂としてサイメル204(三井サイテック社製混合アルキル化型メラミン樹脂、固形分80%、水トレランス3.6ml)を38部、プライムポールPX−1000(三洋化成工業社製2官能ポリエーテルポリオール)10部、光輝性顔料としてアルペーストMH8801(旭化成社製アルミニウム顔料)21部(固形分65%、PWC12%)、リン酸基含有アクリル樹脂5部、ラウリルアシッドフォスフェート0.3部を添加し、さらに、2−エチルヘキサノール30部、アデカノールUH−814N3.3部(ADEKA社製増粘剤、固形分30%)を均一分散することにより水性メタリックベース塗料を得た。
Examples 1-15 and Comparative Examples 1-3
<Manufacture of water-based metallic base paint>
160 parts of acrylic resin emulsions 1 to 11 and i to iii obtained in the previous production examples 1 to 4 (resin solid content 25%) or mixtures thereof shown in Examples 12 to 15 in Table 3 (the ratios are all) 160 parts of 10% by mass dimethylaminoethanol, 33 parts of water-soluble acrylic resin of Production Example 5 (30% resin solids), and polyester resin 33 of Production Example 6 Parts (resin solid content 30%), 38 parts Cymel 204 (mixed alkylated melamine resin, solid content 80%, water tolerance 3.6 ml, manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd.) as a melamine resin, Primepole PX-1000 (Sanyo Chemical Industries) 10 parts of Bifunctional Polyether Polyol), 21 parts of Alpaste MH8801 (Alumina Pigment made by Asahi Kasei) as a bright pigment (Solid content 65%, PWC 12%), phosphoric acid group-containing acrylic resin 5 parts, lauryl acid phosphate 0.3 part, and 2-ethylhexanol 30 parts, Adecanol UH-814N 3.3 parts (manufactured by ADEKA) An aqueous metallic base paint was obtained by uniformly dispersing a thickener (solid content 30%).

<複合塗膜形成方法>
リン酸亜鉛処理した厚み0.8mm、縦30cm、横40cmのダル鋼板に、カチオン電着塗料「パワートップU−50」(日本ペイント社製)を、乾燥膜厚が20μmとなるように電着塗装し、160℃で30分間焼き付けた塗板に、25秒(No.4フォードカップを使用し、20℃で測定)に、予め希釈されたグレー中塗り塗料「オルガOP−30」(日本ペイント社製ポリエステル・メラミン系塗料)を、乾燥膜厚35μmとなるようにエアスプレーで2ステージ塗装し、140℃で30分間、焼き付けた。
<Composite coating film forming method>
Cathodic electrodeposition paint "Power Top U-50" (manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) is electrodeposited onto a dull steel sheet with a thickness of 0.8mm, length 30cm, width 40cm treated with zinc phosphate so that the dry film thickness is 20 µm. Painted and baked at 160 ° C. for 30 minutes, pre-diluted gray intermediate coating “Olga OP-30” (Nippon Paint Co., Ltd.) in 25 seconds (measured at 20 ° C. using a No. 4 Ford cup) Polyester / melamine-based paint) was applied in two stages by air spraying to a dry film thickness of 35 μm, and baked at 140 ° C. for 30 minutes.

冷却後、先の製造例の水性メタリックベース塗料を、脱イオン交換水を用いて6000mPa・s(B型粘度計を使用し、6rpmの条件にて、20℃で測定)に希釈し、その時の塗料固形分を105℃で3時間の条件で測定した。その後、室温23℃、湿度68%の条件下で乾燥膜厚15μmになるように「カートリッジベル」で2ステージ塗装した。2回の塗布の間に、1分30秒間のインターバルセッティングを行った。2回目の塗布後、1分30秒間のインターバルをとって、セッティングを行った。その後、80℃で5分間のプレヒートを行った。   After cooling, the aqueous metallic base paint of the previous production example was diluted to 6000 mPa · s (measured at 20 ° C. under the condition of 6 rpm using a B-type viscometer) using deionized water. The solid content of the paint was measured at 105 ° C. for 3 hours. Thereafter, two-stage coating was performed with a “cartridge bell” so as to obtain a dry film thickness of 15 μm under conditions of a room temperature of 23 ° C. and a humidity of 68%. An interval setting of 1 minute 30 seconds was performed between the two coatings. After the second application, setting was performed with an interval of 1 minute and 30 seconds. Thereafter, preheating was performed at 80 ° C. for 5 minutes.

プレヒート後、塗装板を室温まで放冷し、クリヤー塗料としてマックフロー−O−1810(日本ペイント社製溶剤型クリヤー塗料)を、乾燥膜厚35μmとなるように1ステージ塗装し、7分間セッティングした。ついで、塗装板を乾燥機で140℃で30分間焼き付けを行うことにより、複合塗膜を得た。   After preheating, the coated plate was allowed to cool to room temperature, and Macflow-O-1810 (solvent type clear paint manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) was applied as a clear paint in one stage to a dry film thickness of 35 μm and set for 7 minutes. . Next, the coated film was baked at 140 ° C. for 30 minutes with a dryer to obtain a composite coating film.

得られた塗膜について、FF性を評価した。評価方法は以下の通りであった。
<FF性評価>
ミノルタ株式会社から市販のミノルタCM−512m3を用いて、塗膜に垂直にある受光部を0°とした場合に、25°、45°、75°となる角度から光源を照射して測定されるL*値を測定し、その測定値からフリップフロップ値を算出した。
FF値(フリップフロップ値)=25°L*値/75°L*値の比で表す。FF性は2.15以上(25度のL*値が98以上)が合格である。
FF property was evaluated about the obtained coating film. The evaluation method was as follows.
<FF property evaluation>
Using a Minolta CM-512m3 commercially available from Minolta Co., Ltd., measurement is performed by irradiating a light source from angles of 25 °, 45 °, and 75 ° when the light receiving portion perpendicular to the coating film is 0 °. The L * value was measured, and the flip-flop value was calculated from the measured value.
FF value (flip-flop value) = expressed as a ratio of 25 ° L * value / 75 ° L * value. The FF property is 2.15 or more (L * value of 25 degrees is 98 or more).

結果を表3に示す。表3には、塗料固形分も記載する。   The results are shown in Table 3. Table 3 also lists the paint solids.

Figure 2011131133
Figure 2011131133

上記結果から明らかなように、架橋性モノマーが所定量含んでいるアクリル樹脂エマルションを用いている実施例の場合、固形分が23%以上での高固形分でFF性が2.15以上あり、FF性と高固形分が両立できていることが解る。その場合、実施例8〜11のように、アクリル樹脂エマルションを2段階で形成した場合であっても、そのコア部分に架橋性モノマーが入っていれば、よい結果が得られている。また、実施例12〜15に見られるようにアクリル樹脂エマルションは複数のアクリル樹脂エマルションの混合物でもよい結果が得られている。   As is clear from the above results, in the case of an example using an acrylic resin emulsion containing a predetermined amount of a crosslinkable monomer, the FF property is 2.15 or more at a high solid content with a solid content of 23% or more, It can be seen that the FF property and the high solid content are compatible. In that case, even when the acrylic resin emulsion was formed in two stages as in Examples 8 to 11, good results were obtained as long as a crosslinkable monomer was contained in the core portion. Moreover, as can be seen from Examples 12 to 15, the acrylic resin emulsion may be a mixture of a plurality of acrylic resin emulsions.

比較例1は、架橋性モノマーを含まない単層のアクリル樹脂エマルションを用いたもので、固形分が21.4%と低く、しかもFF性も2.15以上の値が出ていない。比較例2は、架橋性モノマーを含む単層のアクリル樹脂エマルションであるが、架橋性モノマーの量が30質量%と多い場合であり、27.5%の高固形分は達成できているが、FF性が2.05と低い値を示している。比較例3は、アクリル樹脂エマルションを2段階で形成するものであり、しかも架橋性モノマーを含まない例である。FF性は2.18とよい値が出ているものの、固形分が20.5%と低い。   Comparative Example 1 uses a single-layer acrylic resin emulsion that does not contain a crosslinkable monomer. The solid content is as low as 21.4%, and the FF property is not 2.15 or higher. Comparative Example 2 is a single-layer acrylic resin emulsion containing a crosslinkable monomer. The amount of the crosslinkable monomer is as large as 30% by mass, and a high solid content of 27.5% can be achieved. The FF property shows a low value of 2.05. Comparative Example 3 is an example in which an acrylic resin emulsion is formed in two stages and does not contain a crosslinkable monomer. Although the FF property has a good value of 2.18, the solid content is as low as 20.5%.

本発明の複層塗膜形成方法は、自動車車体等の高外観塗膜を形成する際に利用することができる。   The multilayer coating film forming method of the present invention can be used when forming a high-appearance coating film such as an automobile body.

Claims (7)

自動車用鋼板上に形成された中塗り塗膜上に、水性ベース塗料を塗装してベース塗膜を形成した後、有機溶剤型クリヤー塗料を塗布してクリヤー塗膜を形成し、上記ベース塗膜とクリヤー塗膜とを加熱し硬化させる複層塗膜の形成方法であって、
前記水性ベース塗料が、樹脂固形分100質量%中、
(a)架橋性モノマーを0.2〜20質量%含んだモノマー混合物をエマルション重合して得られるアクリル樹脂エマルションが固形分で10〜60質量%、
(b)水溶性アクリル樹脂が固形分で5〜40質量%、および
(c)メラミン樹脂が固形分で20〜40質量%、
含有することを特徴とする複層塗膜の形成方法。
The base coating film is formed by coating a water-based base paint on the intermediate coating film formed on the steel sheet for automobiles to form a base coating film, and then applying an organic solvent type clear coating composition to form the clear coating film. And a clear coating film is heated and cured to form a multilayer coating film,
The water-based paint is in a resin solid content of 100% by mass,
(A) An acrylic resin emulsion obtained by emulsion polymerization of a monomer mixture containing 0.2 to 20% by mass of a crosslinkable monomer has a solid content of 10 to 60% by mass,
(B) Water-soluble acrylic resin is 5 to 40% by mass in solid content, and (c) Melamine resin is 20 to 40% by mass in solid content,
A method for forming a multilayer coating film, comprising:
架橋性モノマーが、アリルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレートまたはジビニルベンゼンである請求項1記載の複層塗膜の形成方法。   The method for forming a multilayer coating film according to claim 1, wherein the crosslinkable monomer is allyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, or divinylbenzene. 架橋性モノマーがアクリル樹脂エマルション合成用のモノマー混合物中に0.5〜20質量%の量で含有する請求項1記載の複層塗膜の形成方法。   The method for forming a multilayer coating film according to claim 1, wherein the crosslinkable monomer is contained in the monomer mixture for synthesizing the acrylic resin emulsion in an amount of 0.5 to 20% by mass. アクリル樹脂エマルション(a)を合成するモノマー混合物が、架橋性モノマー、酸基を有するα,β−エチレン性不飽和モノマー、水酸基を有するα,β−エチレン性不飽和モノマーおよびその他のα,β−エチレン性不飽和モノマーを含有する請求項1記載の複層塗膜の形成方法。   The monomer mixture for synthesizing the acrylic resin emulsion (a) is a crosslinkable monomer, an α, β-ethylenically unsaturated monomer having an acid group, an α, β-ethylenically unsaturated monomer having a hydroxyl group, and other α, β- The method for forming a multilayer coating film according to claim 1, comprising an ethylenically unsaturated monomer. アクリル樹脂エマルション(a)が、酸価3〜50mgKOH/g、水酸基価10〜150mgKOH/gを有する請求項1記載の複層塗膜の形成方法。   The method for forming a multilayer coating film according to claim 1, wherein the acrylic resin emulsion (a) has an acid value of 3 to 50 mgKOH / g and a hydroxyl value of 10 to 150 mgKOH / g. 水性ベース塗料が、更に、光輝性顔料を含む請求項1記載の複層塗膜の形成方法。   The method for forming a multilayer coating film according to claim 1, wherein the aqueous base paint further contains a luster pigment. 水性ベース塗料が、更に、ポリエステル樹脂を含有する請求項1記載の複層塗膜の形成方法。   The method for forming a multilayer coating film according to claim 1, wherein the aqueous base paint further contains a polyester resin.
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