JP2013000710A - Method for forming multilayer coating film - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming a multilayer coating film, capable of achieving excellent smoothness in a 3 wet coating process of applying an aqueous coating material onto an automobile body, even if its electrodeposition coating film is of poor surface smoothness.SOLUTION: The method for forming a multilayer coating film comprising: applying an aqueous intermediate coating material onto an automobile body coated with an electrodeposition coating film and having been subjected to a baking treatment (a process (i)); carrying out setting (a process (ii)), and carrying out predrying (a process (iii)); subsequently applying aqueous base coating material thereonto; further applying clear coating film thereonto; and heating and curing the resulting intermediate coating film, base coating film and clear coating film at the same time, is characterized in that the viscosity of the coating film formed of the aqueous intermediate coating material and the content of nonvolatile components present therein are each within a specified range respectively, immediately after the process (i) and immediately before the process (iii).

Description

本発明は、複層塗膜の形成方法に関し、特に3コート1ベーク法を用いて自動車車体に水性中塗り塗膜及び上塗り塗膜を形成する方法に関する。   The present invention relates to a method for forming a multilayer coating film, and more particularly to a method for forming an aqueous intermediate coating film and a top coating film on an automobile body using a three-coat one-bake method.

自動車車体の塗装は、被塗物である鋼板の上に電着塗膜、中塗り塗膜、ベース塗膜とクリヤー塗膜からなる上塗り塗膜を順次形成して行われる。従来、これらの塗膜は、それぞれの塗膜を塗布した後に各塗膜毎に焼付け硬化を行い形成されてきた。複数の塗料を塗り重ねる場合、下層塗膜を完全に硬化させた後に上層塗膜を塗装しないと、隣接する塗膜層が相互に干渉し、下層の凹凸が上層に反映されて、複層塗膜の外観が悪化するためである。   The coating of an automobile body is performed by sequentially forming an electrodeposition coating film, an intermediate coating film, a base coating film and a clear coating film on a steel plate as an object to be coated. Conventionally, these coating films have been formed by baking and curing each coating film after applying each coating film. When multiple coatings are applied, if the upper layer coating is not applied after the lower layer coating is completely cured, the adjacent coating layers interfere with each other, and the lower layer irregularities are reflected in the upper layer, resulting in a multilayer coating. This is because the appearance of the film is deteriorated.

しかしながら、近年、環境性能重視の指向が強まり、塗装工程にかかる省エネルギー化、地球温暖化ガス排出抑制ならびに環境汚染低減の要請に応えるべく、自動車車体の塗装方法は、焼付け硬化させない状態で複数の塗料を塗り重ね、その後、それらを同時に硬化させる複層塗膜形成方法が検討されてきた。かかる塗装方法をウェットオンウェット法と称する。自動車車体の塗装におけるウェットオンウェット法の態様は種々提案されており、例えば、電着塗膜と中塗り塗膜を同時に焼付け乾燥する、電着−中塗りウェットオンウェット法、中塗り−ベース塗膜−クリヤー塗膜の3層を同時に焼付け乾燥する、中上塗りウェットオンウェット法などが提案されている。   However, in recent years, the emphasis on environmental performance has increased, and in order to meet the demands for energy saving, reduction of global warming gas emissions, and reduction of environmental pollution in the painting process, the painting method for automobile bodies uses multiple paints in a state where they are not baked and cured. A method for forming a multi-layer coating film in which coatings are applied and then cured simultaneously has been studied. Such a coating method is referred to as a wet-on-wet method. Various aspects of the wet-on-wet method in the coating of automobile bodies have been proposed. For example, electrodeposition-intermediate wet-on-wet method, intermediate-base-base coating, in which an electrodeposition coating and an intermediate coating are baked and dried simultaneously. An intermediate top coat wet-on-wet method has been proposed in which three layers of a film-clear coating film are simultaneously baked and dried.

特許文献1には、電着塗膜を塗布した後、水性中塗り塗料を塗布し、両者を同時に焼付け乾燥する、電着−中塗りウェットオンウェット法が提案されている。しかしながら、この方法で形成された塗膜は高度な平滑性が得られず、自動車塗装において求められる塗膜外観基準を満足しない。また、特許文献2には、中塗り−ベース塗膜−クリヤー塗膜の3層を同時に焼付け乾燥する、中上塗りウェットオンウェット法が記載されている。この方法においては、中塗り、上塗りの各塗装工程において、未乾燥塗膜の塗膜不揮発分を規定の範囲に制御する方法が記載されている。しかしながら、かかる方法において使用する塗料組成物についての格別な記載は無く、その結果、自動車塗装において求められる塗膜外観基準を満足することはできない。また、特許文献3には、中上塗りのウェットオンウェット法が記載されており、中塗りおよびベース塗料の中和価を規定の範囲に制御することにより中塗り−上塗り間の混層を抑え、良好な塗膜外観が得られると述べられている。この方法によれば、電着塗装により形成された塗膜の平滑性が良好な場合、例えばカットオフ値25で測定された表面粗度Raの値が2.5未満である場合は、良好な塗膜外観が得られるものの、表面粗度Raの値が2.5以上の平滑性が劣る電着塗膜上に塗装する場合は、形成された複合塗膜の平滑性はやはり自動車塗装において求められる塗膜外観基準を満足することはできない。   Patent Document 1 proposes an electrodeposition-intermediate wet-on-wet method in which an electrodeposition coating is applied, an aqueous intermediate coating is applied, and both are baked and dried simultaneously. However, the coating film formed by this method cannot obtain a high level of smoothness and does not satisfy the coating film appearance standard required in automobile painting. Patent Document 2 describes an intermediate top coating wet-on-wet method in which three layers of an intermediate coating, a base coating, and a clear coating are simultaneously baked and dried. In this method, a method is described in which the coating film non-volatile content of the undried coating film is controlled within a specified range in each coating step of intermediate coating and top coating. However, there is no particular description about the coating composition used in such a method, and as a result, the coating film appearance standard required in automobile painting cannot be satisfied. Patent Document 3 describes a wet-on-wet method for an intermediate top coat, which suppresses a mixed layer between the intermediate coat and the top coat by controlling the neutralization value of the intermediate coat and the base paint within a specified range, and is good It is stated that a good coating appearance can be obtained. According to this method, when the smoothness of the coating film formed by electrodeposition coating is good, for example, when the value of the surface roughness Ra measured at the cutoff value 25 is less than 2.5, it is good. When coating on an electrodeposition coating with poor surface smoothness with a surface roughness Ra value of 2.5 or more, the coating film appearance is obtained, but the smoothness of the formed composite coating is still required in automobile coating. The coating film appearance standard cannot be satisfied.

特開2000−96295号公報JP 2000-96295 A 特開2004−267834号公報JP 2004-267834 A 特開平8−290102号公報JP-A-8-290102

本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、中上塗りウェットオンウェット塗装法において、下層に形成された電着塗膜の平滑性が劣る場合においても、優れた平滑性を有する複層塗膜を形成する方法を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the prior art, and the purpose thereof is even in the case where the smoothness of the electrodeposition coating film formed in the lower layer is inferior in the intermediate top wet on wet coating method. Another object of the present invention is to provide a method for forming a multilayer coating film having excellent smoothness.

即ち、本発明は、以下の(1)〜(4)を要旨とするものである。
(1)電着塗膜が塗装され、その焼付けが完了した自動車車体上に、水性中塗り塗料を塗装(工程(i))、セッティング(工程(ii))、予備乾燥(工程(iii))を行い、引き続き水性ベース塗料を塗装し、さらにクリヤー塗料を塗装して、前記水性中塗り塗膜、前記水性ベース塗膜及び前記クリヤー塗膜を同時に加熱硬化させて、複層塗膜を形成する方法であって、前記水性中塗り塗膜の性状が、前記工程(i)の直後においては測定温度23℃、剪断速度1.0秒−1の条件下で粘度10〜200Pa.S、かつ不揮発分45〜55重量%であり、条件が5〜35℃、2〜20分である工程(ii)を実施した後でかつ前記工程(iii)の直前においては測定温度23℃、剪断速度1.0秒−1の条件下で粘度10〜1000Pa.S、不揮発分46〜60重量%であることを特徴とする複層塗膜の形成方法。
(2)前記水性中塗り塗料が、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アミノプラスト樹脂、沸点200℃以上の水溶性溶剤、および着色剤を含むことを特徴とする(1)に記載の複層塗膜の形成方法。
(3)前記ポリエステル樹脂が、(A)酸価20mgKOH/g以下、ガラス転移点50〜80℃、平均粒径50〜500nmのポリエステル水性分散樹脂、および(B)酸価10〜90mgKOH/g、ガラス転移点0〜40℃、平均粒径20〜100nmのポリエステル水溶性樹脂の混合物であることを特徴とする(2)に記載の複層塗膜の形成方法。
(4)前記沸点200℃以上の水溶性溶剤が、グリコールエーテル系溶剤であることを特徴とする(2)または(3)に記載の複層塗膜の形成方法。
That is, the gist of the present invention is the following (1) to (4).
(1) A water-based intermediate coating is applied on an automobile body that has been coated with an electrodeposition coating and has been baked (step (i)), setting (step (ii)), and preliminary drying (step (iii)). Subsequently, a water-based base coating is applied, a clear coating is further applied, and the water-based intermediate coating, the water-based base coating and the clear coating are simultaneously heated and cured to form a multilayer coating. The water-based intermediate coating film has a viscosity of 10 to 200 Pa. At a measurement temperature of 23 ° C. and a shear rate of 1.0 sec −1 immediately after the step (i). S and a non-volatile content of 45 to 55% by weight, the conditions are 5 to 35 ° C., and after the step (ii) is performed for 2 to 20 minutes, and immediately before the step (iii), the measurement temperature is 23 ° C., Viscosity of 10 to 1000 Pa. Under a shear rate of 1.0 sec- 1 . S, The non-volatile content is 46 to 60% by weight.
(2) The multi-layer coating film according to (1), wherein the aqueous intermediate coating material comprises a polyester resin, a urethane resin, an aminoplast resin, a water-soluble solvent having a boiling point of 200 ° C. or higher, and a colorant. Forming method.
(3) The polyester resin comprises (A) an acid value of 20 mgKOH / g or less, a glass transition point of 50 to 80 ° C., an aqueous polyester resin having an average particle size of 50 to 500 nm, and (B) an acid value of 10 to 90 mgKOH / g, The method for forming a multilayer coating film according to (2), which is a mixture of a water-soluble polyester resin having a glass transition point of 0 to 40 ° C. and an average particle diameter of 20 to 100 nm.
(4) The method for forming a multilayer coating film according to (2) or (3), wherein the water-soluble solvent having a boiling point of 200 ° C. or higher is a glycol ether solvent.

本発明の複層塗膜の形成方法によれば、中上塗りウェットオンウェット塗装法において、下層に形成された電着塗膜の平滑性が劣る場合においても、優れた平滑性を有する複層塗膜を形成することができる。   According to the method for forming a multilayer coating film of the present invention, in the intermediate top coating wet-on-wet coating method, even when the smoothness of the electrodeposition coating film formed in the lower layer is inferior, the multilayer coating having excellent smoothness. A film can be formed.

本発明の複層塗膜の形成方法は、電着塗膜が塗装され、その焼付けが完了した自動車車体上に、水性中塗り塗料の塗装(工程(i))、セッティング(工程(ii))、予備乾燥(工程(iii))を行い、続いて水性ベース塗料、さらにクリヤー塗料を塗装して、水性中塗り塗膜、水性ベース塗膜及びクリヤー塗膜を同時に加熱硬化させて行われる。工程(i)は、電着塗膜が形成された被塗装物上に、水性中塗り塗料を塗装する工程であり、工程(ii)は、塗布された中塗り塗膜のレベリングを目的とする工程であり、工程(iii)は、塗膜に含有される過剰な揮発成分を除去する目的で、形成された未硬化の中塗り塗膜を予備乾燥する工程である。   In the method for forming a multilayer coating film of the present invention, an electrocoating film is applied, and a water-based intermediate coating is applied on the automobile body after baking (step (i)) and setting (step (ii)). , Pre-drying (step (iii)), followed by coating with an aqueous base paint and further a clear paint, and simultaneously heating and curing the aqueous intermediate coating film, aqueous base coating film and clear coating film. The step (i) is a step of applying a water-based intermediate coating onto the object to be coated on which the electrodeposition coating is formed, and the step (ii) aims at leveling the applied intermediate coating. Step (iii) is a step of pre-drying the formed uncured intermediate coating film for the purpose of removing excess volatile components contained in the coating film.

本発明者らは、下層に形成された電着塗膜の平滑性が劣る場合においても、優れた平滑性を有する複層塗膜を形成する方法について鋭意研究した結果、未硬化の中塗り塗膜の粘度および不揮発分を以下の如く規定することにより本発明の目的を達成できることを見出した。すなわち、上記工程(i)の直後における中塗り塗膜の粘度を、測定温度23℃、剪断速度1.0秒−1の条件下で10〜200Pa.Sの範囲とし、不揮発分を45〜55重量%の範囲とし、条件が5〜35℃、2〜20分である工程(ii)を実施した後で上記工程(iii)の直前における中塗り塗膜の粘度を、測定温度23℃、剪断速度1.0秒−1の条件下で10〜1000Pa.Sの範囲とし、不揮発分を46〜60重量%の範囲とすることにより、本発明の目的を達成できることを見出した。 As a result of earnest research on a method for forming a multilayer coating film having excellent smoothness even when the electrodeposition coating film formed in the lower layer is inferior, the present inventors have determined that an uncured intermediate coating It has been found that the object of the present invention can be achieved by defining the viscosity and nonvolatile content of the film as follows. That is, the viscosity of the intermediate coating film immediately after the step (i) is 10 to 200 Pa.s under the conditions of a measurement temperature of 23 ° C. and a shear rate of 1.0 second− 1 . The intermediate coating immediately before the step (iii) after the step (ii) is carried out with the non-volatile content in the range of 45 to 55% by weight and the conditions being 5 to 35 ° C. and 2 to 20 minutes. The viscosity of the film was measured at 10 to 1000 Pa.s under the conditions of a measurement temperature of 23 ° C. and a shear rate of 1.0 sec- 1 . It has been found that the object of the present invention can be achieved by setting the non-volatile content in the range of 46 to 60% by weight in the range of S.

ここで、粘度は、市販の剪断速度可変型粘性測定装置を用いて測定することができ、例えば、「Haake RS−600型」(サーモエレクトロン社製粘弾性測定装置)を用いて測定することができる。また、不揮発分は、未硬化の塗膜の乾燥前および乾燥後の重量減少量から算出できる。粘度、不揮発分の試験に供する未硬化塗膜は、通常自動車車体外板を塗装する際に使用される塗装装置を用いて、自動車車体塗装と同一条件下で塗装された未硬化塗膜をスクレーパーの如き器具を使用して採取したものを用いる。かくして採取した未硬化塗膜の粘度と、得られる硬化塗膜の平滑性を関連づけるには、剪断速度1.0秒−1における粘度を規定することが有効であることが、本発明者らの研究により明らかである。理由は、剪断速度1.0秒−1における粘度が、塗料を塗布後、乾燥に到るまでの過程での未硬化塗膜のレベリングの度合いを示すからである。 Here, the viscosity can be measured using a commercially available shear rate variable viscosity measuring device, and for example, it can be measured using “Haake RS-600 type” (thermoelectron viscoelasticity measuring device). it can. The non-volatile content can be calculated from the amount of weight loss before and after drying the uncured coating film. The uncured coating film used for the viscosity and non-volatile content tests is a scraper that is applied under the same conditions as the automobile body coating using a coating device that is usually used to paint the outer panel of an automobile body. Use the one collected by using the instrument. In order to correlate the viscosity of the uncured coating film thus collected with the smoothness of the cured film obtained, it is effective for the inventors to define the viscosity at a shear rate of 1.0 sec −1 . It is clear from research. The reason is that the viscosity at a shear rate of 1.0 sec- 1 indicates the degree of leveling of the uncured coating film in the process from application of the paint to drying.

工程(i)の直後における粘度が10Pa.Sより低い場合は下層の電着塗膜の凹凸を隠蔽することができず好ましくない。また、工程(iii)の直前における粘度が10Pa.Sより低い場合も下層の電着塗膜の凹凸を隠蔽することができず好ましくない。さらに、工程(i)の直後における粘度が200Pa.Sより高いか、工程(iii)の直前における粘度が1000Pa.Sより高い場合は共に中塗り塗膜自体の平滑性が劣るため好ましくない。塗膜の不揮発分については、工程(i)の直後において45重量%より低い場合も、工程(iii)の直前において46重量%より低い場合も共に下層の電着塗膜の凹凸を隠蔽することができず好ましくない。また、工程(i)の直後において55重量%より高いか、工程(iii)の直前において60重量%より高い場合は共に中塗り塗膜自体の平滑性が劣るため好ましくない。   The viscosity immediately after step (i) is 10 Pa. When it is lower than S, the unevenness of the lower electrodeposition coating film cannot be concealed, which is not preferable. Further, the viscosity immediately before step (iii) is 10 Pa. If it is lower than S, the unevenness of the lower electrodeposition coating film cannot be concealed, which is not preferable. Furthermore, the viscosity immediately after the step (i) is 200 Pa. Higher than S or a viscosity immediately before step (iii) is 1000 Pa.s. When it is higher than S, the smoothness of the intermediate coating film itself is inferior, which is not preferable. Concerning the non-volatile content of the coating film, the unevenness of the lower electrodeposition coating film should be concealed both when it is lower than 45% by weight immediately after step (i) and when it is lower than 46% by weight immediately before step (iii). This is not preferable. Further, when it is higher than 55% by weight immediately after the step (i) or higher than 60% by weight immediately before the step (iii), the smoothness of the intermediate coating film itself is unfavorable.

水性中塗り塗膜の粘度、不揮発分を上記のように規定することにより、未硬化の中塗り塗膜が過剰にレベリングして電着塗膜の凹凸を隠蔽できなくなることを避け、かつ、中塗り塗膜自体が凹凸を発生させることも無い適正なレベリング状態を保つことにより、目標とする平滑な複合塗膜を形成することが可能となる。工程(ii)の条件は、5〜35℃、2〜20分の範囲であり、かかる条件におけるセッティングを行うことにより、前記塗膜の粘度並びに塗膜の不揮発分を得ることができる。   By prescribing the viscosity and non-volatile content of the aqueous intermediate coating film as described above, it is possible to prevent the uncured intermediate coating film from being excessively leveled and hiding the unevenness of the electrodeposition coating film. By maintaining an appropriate leveling state in which the coating film itself does not generate irregularities, a target smooth composite coating film can be formed. The conditions of process (ii) are 5-35 degreeC and the range for 2 to 20 minutes, The viscosity of the said coating film and the non volatile matter of a coating film can be obtained by performing the setting in such conditions.

次に、本発明に用いられる水性中塗り塗料について説明する。
水性中塗り塗料は、電着塗装が施された下地の凹凸を隠蔽し、上塗り塗装後の表面平滑性を確保し、耐衝撃性、耐チッピング性等の塗膜物性を付与するために塗装されるものである。
Next, the waterborne intermediate coating material used in the present invention will be described.
The water-based intermediate coating is applied to conceal the unevenness of the base on which electrodeposition coating has been applied, to ensure surface smoothness after top coating, and to provide film properties such as impact resistance and chipping resistance. Is.

本発明に用いられる水性中塗り塗料は、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アミノプラスト樹脂、沸点200℃以上の水溶性溶剤、および着色剤を水に分散してなる塗料であることが好ましく、さらに必要に応じて各種添加剤、前記以外の各種溶剤などを配合することができる。   The aqueous intermediate coating material used in the present invention is preferably a coating material in which a polyester resin, a urethane resin, an aminoplast resin, a water-soluble solvent having a boiling point of 200 ° C. or higher, and a colorant are dispersed in water. Accordingly, various additives, various solvents other than those described above, and the like can be blended.

ここで用いるポリエステル樹脂は、多価アルコールと化学量論的当量より多い量の多価カルボン酸および/またはそれらの無水物との反応生成物の1種または2種以上の混合物である。水性中塗りに用いる場合は、得られた樹脂に含有されるカルボキシル基を中和剤により中和してイオン性基を生じせしめ、水に溶解ないし分散した状態を保持させる。溶解とは、樹脂が水中で完全に分子状態に解離する形態であり、分散とは、樹脂が粒子径20〜1000nm程度の粒子として水中に安定して存在する状態の系を言う。   The polyester resin used here is one or a mixture of two or more reaction products of polyhydric alcohols and polycarboxylic acids and / or their anhydrides in an amount greater than the stoichiometric equivalent. When used in an aqueous intermediate coating, the carboxyl group contained in the obtained resin is neutralized with a neutralizing agent to produce an ionic group, and the dissolved or dispersed state is maintained in water. Dissolution refers to a form in which the resin is completely dissociated into a molecular state in water, and dispersion refers to a system in which the resin is stably present in water as particles having a particle diameter of about 20 to 1000 nm.

多価アルコールの例としては、例えばエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、異性体ペンタンジオール類、異性体ヘキサンジオール類またはオクタンジオール類、例えば2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、1,2−、1,3−および1,4−ビス(ヒドロキシメチル)−シクロヘキサン、トリメチロールプロパン、グリセリン、1,4−ジヒドロキシベンゼン、1,4−ジヒドロキシメチルベンゼンなどを挙げることができる。多価カルボン酸および多価カルボン酸無水物の例としては、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸などの二価カルボン酸、トリメリット酸などの三価カルボン酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸などの多価カルボン酸無水物、二量体又は三量体の脂肪酸、例えばひまし油脂肪酸の三量体を挙げることができる。ポリエステル樹脂の製造は公知の方法で実施することができ、例えば多価アルコールと多価カルボン酸または多価カルボン酸無水物を反応容器中、200〜230℃の温度で脱水縮合することにより得られる。原料の多価アルコールと多価カルボン酸の比率および脱水縮合率を制御することにより、得られるポリエステル樹脂の酸価を増減することができる。酸価の測定は、ポリエステル樹脂を水酸化カリウムにより中和滴定し、中和に要する水酸化カリウムの重量で表示する。この滴定法は公知であり、JISなどの規格を参照することができる。   Examples of polyhydric alcohols include, for example, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, isomeric pentanediols, and isomeric hexanediol. Or octanediols such as 2-ethyl-1,3-hexanediol, 1,2-, 1,3- and 1,4-bis (hydroxymethyl) -cyclohexane, trimethylolpropane, glycerol, 1,4- Examples thereof include dihydroxybenzene and 1,4-dihydroxymethylbenzene. Examples of polycarboxylic acids and polycarboxylic anhydrides include divalent carboxylic acids such as oxalic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, fumaric acid, maleic acid, and itaconic acid. Acid, trimellitic acid and other trivalent carboxylic acids, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, maleic anhydride, trimellitic anhydride and other polycarboxylic acid anhydrides, dimer or trimer fatty acids such as castor oil Mention may be made of fatty acid trimers. The production of the polyester resin can be carried out by a known method. For example, the polyester resin can be obtained by dehydration condensation of polyhydric alcohol and polyhydric carboxylic acid or polyhydric carboxylic acid anhydride at a temperature of 200 to 230 ° C. in a reaction vessel. . The acid value of the resulting polyester resin can be increased or decreased by controlling the ratio between the starting polyhydric alcohol and the polyvalent carboxylic acid and the dehydration condensation rate. The acid value is measured by neutralizing and titrating the polyester resin with potassium hydroxide and displaying the weight of potassium hydroxide required for neutralization. This titration method is publicly known, and standards such as JIS can be referred to.

得られたポリエステル樹脂のガラス転移点は、用いる多価アルコールおよび多価カルボン酸の種類により決まり、一般的には直鎖状構造、例えば長鎖アルキレン基を多く含む構造を主たる骨格として合成されたポリエステル樹脂はガラス転移点が低く、環状構造、例えば芳香族環を含むポリエステル樹脂はガラス転移点が高い。長鎖アルキレン基を含む多価アルコールの例としては、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなどを挙げることができ、長鎖アルキレン基を含む多価カルボン酸の例としては、アジピン酸、セバシン酸などを挙げることができる。また、環状構造、例えば芳香族環を含む多価アルコールの例としては、1,4−ジヒドロキシベンゼン、1,4−ジヒドロキシメチルベンゼンなどを挙げることができ、環状構造、例えば芳香族環を含む多価カルボン酸またはカルボン酸無水物の例としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸およびそれらの無水物などを挙げることができる。一般にガラス転移点は塗膜の熱的性質に影響を及ぼすことが知られており、塗料原料として用いる場合、焼付け前の未硬化塗膜のレベリング性にも影響することが知られている。すなわち、ポリエステル樹脂のガラス転移点が低いとレベリング性が良好であり、高い場合はレベリング性が劣る傾向を示す。なお、ガラス転移点は、例えば動的粘弾性測定または示差操作熱量計を用いて、公知の方法で測定することができるが、一般には動的粘弾性測定により得られるtanδの変曲点をガラス転移点と規定する。動的粘弾性測定装置は市販されており、例えばオリエンテック社製DDV−25FP−W型同定年弾性測定装置を用いることができる。測定条件は、一般に周波数11Hz、昇温速度3℃/minが採用される。   The glass transition point of the obtained polyester resin is determined by the type of polyhydric alcohol and polycarboxylic acid used, and is generally synthesized as a main structure having a linear structure, for example, a structure containing many long-chain alkylene groups. A polyester resin has a low glass transition point, and a polyester resin containing a cyclic structure such as an aromatic ring has a high glass transition point. Examples of the polyhydric alcohol containing a long chain alkylene group include 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, and the like. Examples of the polyvalent carboxylic acid containing a long chain alkylene group include adipine. Examples thereof include acid and sebacic acid. Examples of the polyhydric alcohol containing a cyclic structure such as an aromatic ring include 1,4-dihydroxybenzene and 1,4-dihydroxymethylbenzene. Examples of the divalent carboxylic acid or carboxylic acid anhydride include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, and anhydrides thereof. In general, the glass transition point is known to affect the thermal properties of a coating film, and when used as a coating material, it is known to affect the leveling properties of an uncured coating film before baking. That is, when the glass transition point of the polyester resin is low, the leveling property is good, and when it is high, the leveling property tends to be inferior. The glass transition point can be measured by a known method using, for example, dynamic viscoelasticity measurement or a differential operation calorimeter. Generally, the inflection point of tan δ obtained by dynamic viscoelasticity measurement is the glass It is defined as a transition point. The dynamic viscoelasticity measuring apparatus is commercially available. For example, a DDV-25FP-W type identification year elasticity measuring apparatus manufactured by Orientec Co., Ltd. can be used. As measurement conditions, a frequency of 11 Hz and a heating rate of 3 ° C./min are generally employed.

水性中塗りにポリエステル樹脂を用いるためには、ポリエステル樹脂を水溶化または水分散化させることが必要であり、種々の水溶化ないし水分散化の方法が提案されており、いずれの方法も適用可能である。これらの方法のうち、カルボキシル基を塩基性中和剤で中和し、イオン性官能基を生じせしめ、当該イオン性官能基によって水溶化ないし水分散化する方法が好ましい。中和剤としては、アミン化合物が用いられ、例えばメチルアミン、エチルアミン、n−プロビルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、t−ブチルアミン、n−アミルアミン、イソアミルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロビルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−t−ブチルアミン、ジ−n−アミルアミン、ジイソアミルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロビルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリイソブチルアミン、トリ−t−ブチルアミン、トリ−n−アミルアミン、トリイソアミルアミン、メチルジエチルアミン、ジチメルエチルアミン、ジメチル−n−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、トリエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン、N−エチルエタノールアミン、N−n−プロピルエタノールアミン、N−イソプロピルエタノールアミン、N−イソブチルエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N,N−ジ−n−プロピルエタノールアミン、N,N−ジ−n−ブチルエタノールアミン、N,N−ジイソプロピルエタノールアミン、N,N−ジイソブチルエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、N−n−プロピルジエタノールアミン、N−イソプロピルジエタノールアミン、N−イソブチルジエタノールアミン、モルフォリン、N−メチルモルフォリン、N−エチルモルフォリン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのアミン類を挙げることができる。とりわけ、トリエチルアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N−メチルモルフォリンなどのアミン類を使用することが好ましい。中和後のポリエステル樹脂が水溶性を示すか、水分散体となるかは、多くの場合ポリエステル樹脂の酸価により決定され、酸価10〜40mgKOH/gの範囲のポリエステル樹脂を中和することにより水分散体が得られ、酸価40〜120mgKOH/gの範囲のポリエステル樹脂を中和することにより水溶性となる。アミンによる中和率は、40〜120モル%の範囲で適宜選ぶことができる。   In order to use a polyester resin in the aqueous intermediate coating, it is necessary to make the polyester resin water-soluble or water-dispersed, and various water-solubilizing or water-dispersing methods have been proposed, and any method can be applied. It is. Among these methods, a method in which a carboxyl group is neutralized with a basic neutralizing agent to produce an ionic functional group, and water-soluble or water-dispersed with the ionic functional group is preferable. As the neutralizing agent, an amine compound is used. For example, methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, isobutylamine, t-butylamine, n-amylamine, isoamylamine, dimethylamine, diethylamine, Di-n-propylamine, diisopropylamine, di-n-butylamine, diisobutylamine, di-t-butylamine, di-n-amylamine, diisoamylamine, trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, triisopropyl Amine, tri-n-butylamine, triisobutylamine, tri-t-butylamine, tri-n-amylamine, triisoamylamine, methyldiethylamine, dithymeethylamine, dimethyl-n-propylamine, Ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine, Nn-propylethanolamine, N-isopropylethanolamine, N-isobutylethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, N , N-diethylethanolamine, N, N-di-n-propylethanolamine, N, N-di-n-butylethanolamine, N, N-diisopropylethanolamine, N, N-diisobutylethanolamine, N-methyl Diethanolamine, N-ethyldiethanolamine, Nn-propyldiethanolamine, N-isopropyldiethanolamine, N-isobutyldiethanolamine, morpholine, N-methylmorpholine, N-ethylmorph Phosphorus, diethylenetriamine, triethylenetetramine, ethylenediamine, tetramethylenediamine, can be mentioned amines such as hexamethylene diamine. In particular, it is preferable to use amines such as triethylamine, N, N-dimethylethanolamine, N-methylmorpholine. Whether the neutralized polyester resin is water-soluble or water-dispersed is often determined by the acid value of the polyester resin, and neutralizes the polyester resin in the acid value range of 10 to 40 mgKOH / g. Thus, an aqueous dispersion is obtained and becomes water-soluble by neutralizing a polyester resin having an acid value in the range of 40 to 120 mgKOH / g. The neutralization rate with amine can be appropriately selected within the range of 40 to 120 mol%.

中塗り塗料に使用するポリエステル樹脂は、酸価20mgKOH/g以下、ガラス転移点50〜80℃、平均粒径50〜500nmの範囲のポリエステル樹脂からなる水分散樹脂(水性ポリエステル樹脂A)と、酸価10〜90mgKOH/g、ガラス転移点0〜40℃、平均粒径20〜100nmの範囲のポリエステル樹脂からなる水溶性樹脂(水性ポリエステル樹脂B)の混合物であることが好ましい。水性ポリエステル樹脂Aは、酸価、ガラス転移点および平均粒径を前記範囲にすることにより、塗装され、予備乾燥が開始される直前の段階での塗膜粘度上昇を抑制させる効果を発揮する。また、水性ポリエステル樹脂Bは、酸価、ガラス転移点および平均粒径を前記範囲にすることにより、塗装後1.0分における未硬化塗膜の粘度を低く維持する効果を発揮する。これらの効果は共に、酸価、ガラス転移点および平均粒径を前記範囲に調節することにより達成されるものであり、酸価、ガラス転移点および平均粒径のいずれかが前記値の上限または下限から外れると、塗装後1.0分後または予備乾燥の直前の粘度は所望の値を得ることはできず、結果として優れた複層塗膜外観を得ることができない。   The polyester resin used in the intermediate coating is composed of a water-dispersed resin (aqueous polyester resin A) composed of a polyester resin having an acid value of 20 mgKOH / g or less, a glass transition point of 50 to 80 ° C., and an average particle size of 50 to 500 nm, and an acid. It is preferably a mixture of a water-soluble resin (aqueous polyester resin B) made of a polyester resin having a valence of 10 to 90 mgKOH / g, a glass transition point of 0 to 40 ° C., and an average particle size of 20 to 100 nm. The aqueous polyester resin A exhibits an effect of suppressing an increase in the viscosity of the coating film at a stage immediately before coating and pre-drying are started by adjusting the acid value, glass transition point, and average particle diameter to the above ranges. Moreover, the water-based polyester resin B exhibits the effect of keeping the viscosity of the uncured coating film low at 1.0 minutes after the coating by setting the acid value, the glass transition point, and the average particle diameter within the above ranges. Both of these effects are achieved by adjusting the acid value, glass transition point, and average particle size to the above ranges, and any of the acid value, glass transition point, and average particle size is the upper limit of the above value or If it deviates from the lower limit, the desired viscosity cannot be obtained after 1.0 minute after coating or just before the preliminary drying, and as a result, an excellent multilayer coating film appearance cannot be obtained.

また、上記の水性ポリエステル樹脂Aと水性ポリエステル樹脂Bを共に使用することによって、前述の塗装後1.0分の時点並びに予備乾燥前直の時点での塗膜の粘度および不揮発分が規定の値を得ることができる。   Further, by using both the water-based polyester resin A and the water-based polyester resin B, the viscosity and non-volatile content of the coating film at the time of 1.0 minute after the above-mentioned coating and the time immediately before the preliminary drying are specified values. Can be obtained.

水性ポリエステル樹脂Aと水性ポリエステル樹脂Bの混合比率は、特に限定されないが、好ましくは水性ポリエステル樹脂A100重量部に対して水性ポリエステル樹脂B30〜250重量部の範囲であり、より好ましくは水性ポリエステル樹脂A100重量部に対して水性ポリエステル樹脂B40〜200重量部の範囲である。   The mixing ratio of the aqueous polyester resin A and the aqueous polyester resin B is not particularly limited, but is preferably in the range of 30 to 250 parts by weight of the aqueous polyester resin B with respect to 100 parts by weight of the aqueous polyester resin A, more preferably the aqueous polyester resin A100. It is the range of 40-200 weight part of water-based polyester resin B with respect to a weight part.

水性中塗りに用いるウレタン樹脂は、ポリエステルポリオール類と、所望により多価アルコールないしその他のポリオール類に化学量論的に少ないジイソシアネートを反応させて鎖延長することにより得られるポリウレタン樹脂の1種または2種以上の混合物である。ポリエステルポリオールの例としては、例えば多価アルコールと化学量論的当量より多い量の多価カルボン酸および/またはそれらの無水物との反応生成物の1種または2種以上の混合物が挙げられる。ここで用いる多価アルコールの例としては、例えばエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、異性体ペンタンジオール類、異性体ヘキサンジオール類またはオクタンジオール類、例えば2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、1,2−、1,3−および1,4−ビス(ヒドロキシメチル)−シクロヘキサン、トリメチロールプロパン、グリセリンなどを挙げることができる。前記多価カルボン酸および多価カルボン酸無水物の例としては、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸などの二価カルボン酸、トリメリット酸などの三価カルボン酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸などの多価カルボン酸無水物、二量体又は三量体の脂肪酸、例えばひまし油脂肪酸の三量体を挙げることができる。   The urethane resin used in the aqueous intermediate coating is one or two polyurethane resins obtained by reacting polyester polyols and optionally polyhydric alcohols or other polyols with a stoichiometric little diisocyanate to extend the chain. It is a mixture of seeds and more. Examples of polyester polyols include, for example, one or a mixture of two or more reaction products of a polyhydric alcohol and a polycarboxylic acid and / or anhydride thereof in an amount greater than the stoichiometric equivalent. Examples of the polyhydric alcohol used here include, for example, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, isomer pentanediols, isomerism Hexanediols or octanediols such as 2-ethyl-1,3-hexanediol, 1,2-, 1,3- and 1,4-bis (hydroxymethyl) -cyclohexane, trimethylolpropane, glycerin, etc. Can be mentioned. Examples of the polyvalent carboxylic acid and polyvalent carboxylic acid anhydride include divalent oxalic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid and the like. Carboxylic acid, trivalent carboxylic acid such as trimellitic acid, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, polyhydric carboxylic acid anhydride such as maleic anhydride, trimellitic anhydride, dimer or trimer fatty acid, for example Mention may be made of trimers of castor oil fatty acids.

上述の所望により使用される多価アルコールの例としては、例えばエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、異性体ペンタンジオール類、異性体ヘキサンジオール類またはオクタンジオール類、例えば2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、1,2−、1,3−および1,4−ビス(ヒドロキシメチル)−シクロヘキサン、トリメチロールプロパン、グリセリンなどを挙げることができる。   Examples of the polyhydric alcohol used as desired include, for example, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, and isomeric pentane. Diols, isomeric hexanediols or octanediols such as 2-ethyl-1,3-hexanediol, 1,2-, 1,3- and 1,4-bis (hydroxymethyl) -cyclohexane, trimethylolpropane And glycerin.

上述の所望により使用されるその他のポリオール類の例としては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオールなどを挙げることができる。   Examples of other polyols used as desired include polyether polyols, polyester polyols, polycaprolactone polyols, polycarbonate polyols, and the like.

ポリエーテルポリオールの例としては、例えばテトラヒドロフランの開環重合により得られるポリテトラメチレングリコール、多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物が挙げられる。ここで用いる多価アルコールの例としては、例えばエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、異性体ペンタンジオール類、異性体ヘキサンジオール類またはオクタンジオール類、例えば2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、1,2−、1,3−および1,4−ビス(ヒドロキシメチル)−シクロヘキサノン、トリメチロールプロパン、グリセリンなどが挙げられ、アルキレンオキサイドの例としては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、1,2−、1,3−または2,3−ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン、スチレンオキサイド、エピクロルヒドリンなどが挙げられ、これらは2種以上混合して使用することも可能である。   Examples of polyether polyols include polytetramethylene glycol obtained by ring-opening polymerization of tetrahydrofuran and alkylene oxide adducts of polyhydric alcohols. Examples of the polyhydric alcohol used here include, for example, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, isomer pentanediols, isomerism Hexanediols or octanediols such as 2-ethyl-1,3-hexanediol, 1,2-, 1,3- and 1,4-bis (hydroxymethyl) -cyclohexanone, trimethylolpropane, glycerin, etc. Examples of the alkylene oxide include ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-, 1,3- or 2,3-butylene oxide, tetrahydrofuran, styrene oxide, epichlorohydrin, and the like. It is also possible to use it.

ポリカプロラクトンポリオールの例としては、ε−カプロラクトン、γ−バレロラクトン等のラクトン類を、前述のエチレングリコールなど多価アルコールの存在下、開環重合して得られる化合物が挙げられる。さらに、前記ポリカーボネートポリオールの例としては、前述のエチレングリコールなど多価アルコールと、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等の炭酸エステル類より生成される化合物が挙げられる。   Examples of the polycaprolactone polyol include compounds obtained by ring-opening polymerization of lactones such as ε-caprolactone and γ-valerolactone in the presence of the aforementioned polyhydric alcohol such as ethylene glycol. Furthermore, examples of the polycarbonate polyol include compounds produced from the aforementioned polyhydric alcohols such as ethylene glycol and carbonates such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate.

次に、前記ジイソシアネートの例としては、2,4−および/または2,6−ジイソシアネートトルエン、2,4−ジイソシアネート−ジシクロヘキシルメタン、4,4−ジイソシアネート−ジシクロヘキシルメタン、ヘキサメチレンジイソシアネート、1−イソシアネート−3,3,5−トリメチル−5−イソシアネートメチルシクロヘキサンなどが挙げられる。これらは1種単独で使用するか、または2種以上混合して使用することができる。   Next, examples of the diisocyanate include 2,4- and / or 2,6-diisocyanate toluene, 2,4-diisocyanate-dicyclohexylmethane, 4,4-diisocyanate-dicyclohexylmethane, hexamethylene diisocyanate, 1-isocyanate- 3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexane and the like. These can be used individually by 1 type or can be used in mixture of 2 or more types.

遊離イソシアネート基を有するポリウレタン樹脂は、ポリエステルポリオール類と、所望により上述の多価アルコールないしポリオール類と、ジイソシアネートとを触媒の存在または非存在下、加熱混合して得ることができる。触媒の例としては、有機金属類、例えばジブチルスズジラウレートの如き有機スズ化合物、トリエチルアミンの如き3級アミン類、カルボン酸塩、例えばナフテン酸カルシウム、ナフテン酸スズの如きナフテン酸塩、オクチル酸コバルト、オクチル酸鉛の如きオクチル酸塩を挙げることができる。   The polyurethane resin having a free isocyanate group can be obtained by heating and mixing polyester polyols, optionally the above-mentioned polyhydric alcohols or polyols, and diisocyanate in the presence or absence of a catalyst. Examples of catalysts include organometallics such as organotin compounds such as dibutyltin dilaurate, tertiary amines such as triethylamine, carboxylates such as naphthenates such as calcium naphthenate and tin naphthenate, cobalt octylate, octyl Mention may be made of octylates such as lead acid.

ポリエステルポリオール類と、上述の所望により使用される多価アルコールないしポリオール類と、ジイソシアネートの混合比は、ポリエステルポリオール類、多価アルコールないしポリオール類が有する総水酸基価と、ジイソシアネートの有するイソシアネート価の比率が、それらのモル比で表したとき、1:0.8〜1:0.95の範囲であることが好ましい。反応工程は通常有機溶媒の如き希釈剤の存在下、60〜140℃、2時間ないし4時間で終結する。   The mixing ratio of the polyester polyols, the polyhydric alcohols or polyols used as desired, and the diisocyanate is the ratio of the total hydroxyl value of the polyester polyols, polyhydric alcohol or polyols, and the isocyanate value of the diisocyanate. Are preferably in the range of 1: 0.8 to 1: 0.95. The reaction step is usually completed in the presence of a diluent such as an organic solvent at 60 to 140 ° C. for 2 to 4 hours.

水性中塗りにウレタン樹脂を用いる場合、ウレタン樹脂が含有するカルボキシル基を、アミンの如き中和剤で中和し、続いて水に分散することによって水性分散樹脂を得ることができる。使用できるアミンの種類、量は、前述したポリエステル樹脂の水溶液または水分散樹脂の例と同じものが適用できる。また、水分散樹脂を安定化させる目的で、乳化剤を併用しても良い。乳化剤の例としては、炭素数が6以上の炭素原子を有する炭化水素基と、カルボン酸塩、スルホン酸塩又は硫酸塩部分エステルなどの親水性部分とを同一分子中に有する化合物から選ばれるアニオン系又は非イオン系の乳化剤が挙げられる。このうちアニオン乳化剤としては、アルキルフェノール類又は高級アルコール類の硫酸半エステルのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩;アルキル又はアリルスルホナートのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩;ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル又はポリオキシエチレンアリルエーテルの硫酸半エステルのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩などが挙げられる。また、非イオン系の乳化剤としては、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル又はポリオキシエチレンアリルエーテルなどが挙げられる。また、これら一般汎用のアニオン系、ノニオン系乳化剤の他に、分子内にラジカル重合性の不飽和二重結合を有する、すなわちアクリル系、メタクリル系、プロペニル系、アリル系、アリルエーテル系、マレイン酸系などの基を有する各種アニオン系、ノニオン系反応性乳化剤なども適宜単独で又は2種以上の組み合わせで使用される。   When a urethane resin is used for the aqueous intermediate coating, the aqueous dispersion resin can be obtained by neutralizing the carboxyl group contained in the urethane resin with a neutralizing agent such as an amine, and then dispersing in water. The types and amounts of amines that can be used are the same as those in the examples of the aqueous polyester resin solution or water-dispersed resin described above. Moreover, you may use an emulsifier together in order to stabilize water dispersion resin. Examples of emulsifiers include an anion selected from a compound having a hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms and a hydrophilic moiety such as a carboxylate, sulfonate, or sulfate partial ester in the same molecule. And nonionic emulsifiers. Among these, as anionic emulsifiers, alkali metal salts or ammonium salts of alkylphenols or sulfuric alcohol half esters; alkyl or allyl sulfonate alkali metal salts or ammonium salts; polyoxyethylene alkylphenyl ethers, polyoxyethylene alkyl ethers Or the alkali metal salt or ammonium salt of the sulfuric acid half ester of polyoxyethylene allyl ether is mentioned. Examples of the nonionic emulsifier include polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, and polyoxyethylene allyl ether. In addition to these general-purpose anionic and nonionic emulsifiers, the molecule has a radically polymerizable unsaturated double bond, that is, acrylic, methacrylic, propenyl, allyl, allyl ether, maleic acid. Various anionic and nonionic reactive emulsifiers having a group such as a system are also used singly or in combination of two or more.

次に、水性中塗りに用いるアミノプラスト樹脂は、メラミン、ベンゾグアナミン、シクロヘキシルグアナミン、尿素等のアミノ基含有化合物をメチロール化し、これを炭素数1〜6のアルカノールまたはシクロヘキサノールでエーテル化することにより得られる架橋性樹脂であり、1種または2種以上で用いられる。代表的なアミノプラスト樹脂としては、アルキルエーテル化メラミン樹脂があり、例えばブチルエーテル化メラミン樹脂、メチルエーテル化メラミン樹脂、ブチルメチル混合エーテル化メラミン樹脂などが挙げられる。また、アルキルエーテル化メラミン樹脂は市販品を使用することもできる。このようなメラミン樹脂としては、メトキシ基を単独で有するものとして、サイメル325、サイメル327、サイメル370、マイコート723;メトキシ基とブトキシ基との両方を有するものとして、サイメル202、サイメル204、サイメル232、サイメル235、サイメル236、サイメル238、サイメル254、サイメル266、サイメル267(いずれも商品名、日本サイテックインダストリーズ社製);ブトキシ基を単独で有するものとして、マイコート506(商品名、日本サイテックインダストリーズ社製)、ユーバン20N60、ユーバン20SE(いずれも商品名、三井化学社製)等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Next, the aminoplast resin used for the aqueous intermediate coating is obtained by methylolating an amino group-containing compound such as melamine, benzoguanamine, cyclohexylguanamine, urea, etc., and etherifying this with an alkanol or cyclohexanol having 1 to 6 carbon atoms. It is a crosslinkable resin that can be used alone or in combination of two or more. Representative aminoplast resins include alkyl etherified melamine resins, such as butyl etherified melamine resins, methyl etherified melamine resins, and butylmethyl mixed etherified melamine resins. Moreover, the alkyl etherified melamine resin can also use a commercial item. As such melamine resins, those having a methoxy group alone, Cymel 325, Cymel 327, Cymel 370, Mycoat 723; those having both a methoxy group and a butoxy group, Cymel 202, Cymel 204, Cymel 232, Cymel 235, Cymel 236, Cymel 238, Cymel 254, Cymel 266, Cymel 267 (all trade names, manufactured by Nippon Cytec Industries, Inc.); Mycoat 506 (trade name, Nippon Cytec, a single product having a butoxy group) Industries, Inc.), Uban 20N60, Uban 20SE (both trade names, manufactured by Mitsui Chemicals) and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

水性中塗りにおける前記ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アミノプラスト樹脂の混合比率は、特に限定されるものではないが、重量比でポリエステル樹脂:ウレタン樹脂:アミノプラスト樹脂=100:10〜50:5〜20の範囲が好ましい。   The mixing ratio of the polyester resin, the urethane resin, and the aminoplast resin in the aqueous intermediate coating is not particularly limited, but polyester resin: urethane resin: aminoplast resin = 100: 10-50: 5-20 by weight ratio. The range of is preferable.

水性中塗りに用いる沸点200℃以上の水溶性溶剤は、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール類の片側または両側の水酸基をアルコキシ基、シクロアルコキシ基またはアリールアルコキシ基で置換した構造を有し、水と自由な割合で混和する沸点200℃以上のグリコールエーテル系溶剤であることが好ましい。沸点が200℃未満であると、予備乾燥直前の時点での不揮発分が46〜60重量%の範囲にならないため、好ましくない。かかる溶剤の例としては、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルなどを挙げることができ、これらは1種または2種以上併用して用いることができる。添加量は限定されるものではないが、概ね中塗り塗料中0.5〜10.0重量%の範囲である。   A water-soluble solvent having a boiling point of 200 ° C. or higher used for an aqueous intermediate coating has a structure in which a hydroxyl group on one or both sides of glycols such as ethylene glycol and propylene glycol is substituted with an alkoxy group, a cycloalkoxy group or an arylalkoxy group, A glycol ether solvent having a boiling point of 200 ° C. or higher that is miscible in a free ratio is preferable. If the boiling point is less than 200 ° C., the non-volatile content immediately before the preliminary drying does not fall within the range of 46 to 60% by weight, which is not preferable. Examples of such solvents include diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, triethylene glycol mono-n-butyl ether and the like, and these can be used alone or in combination of two or more. The addition amount is not limited, but is generally in the range of 0.5 to 10.0% by weight in the intermediate coating.

本発明に用いる水性中塗りは、これらの樹脂および溶剤以外に着色剤を含有する。着色剤は、上塗り塗料の色調を整える他、前記中塗りの未硬化塗膜の粘度、不揮発分を規定した値に調節する補助的役割をも担うものであり、一般に着色剤を多量に配合すると、中塗り塗膜粘度は上昇する。   The aqueous intermediate coating used in the present invention contains a colorant in addition to these resins and solvents. In addition to adjusting the color tone of the top coat paint, the colorant also plays an auxiliary role in adjusting the viscosity and non-volatile content of the uncured coating film of the intermediate coat, and generally contains a large amount of colorant. The viscosity of the intermediate coating film increases.

着色剤としては、有機もしくは無機系の塗料用着色顔料、りん片状のアルミニウム、銅、雲母、コーティングマイカ、雲母状酸化鉄などの光輝性メタリック顔料などが挙げられ、これらから選ばれた1種又は2種以上が使用できる。具体的には、二酸化チタン、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、ジケトピロロピロール系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、金属錯体顔料等の有機系着色顔料、黄鉛、黄色酸化鉄、ベンガラ、カーボンブラック等の無機着色顔料、アルミフレーク、天然または合成マイカフレーク等が挙げられる。これら顔料に、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、クレー、タルク等の体質顔料を併用しても良い。着色剤の含有量は、前述の如く色調、未硬化塗膜の粘度、不揮発分に応じて調節するが、樹脂100重量部に対して1〜100重量部の範囲である。100重量部を越えて配合した場合、未硬化塗膜粘度が過度に高くなり好ましくない。   Examples of the colorant include organic or inorganic paint color pigments, flake-like aluminum, copper, mica, coating mica, bright metallic pigments such as mica-like iron oxide, and the like. Or 2 or more types can be used. Specifically, titanium dioxide, azo chelate pigment, insoluble azo pigment, condensed azo pigment, phthalocyanine pigment, indigo pigment, perinone pigment, perylene pigment, dioxane pigment, quinacridone pigment, isoindolinone pigment , Organic color pigments such as diketopyrrolopyrrole pigments, benzimidazolone pigments, metal complex pigments, inorganic color pigments such as yellow lead, yellow iron oxide, Bengala, carbon black, aluminum flakes, natural or synthetic mica flakes, etc. Is mentioned. These pigments may be used in combination with extender pigments such as calcium carbonate, barium sulfate, clay and talc. The content of the colorant is adjusted according to the color tone, the viscosity of the uncured coating film, and the non-volatile content as described above, but is in the range of 1 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin. When it mix | blends exceeding 100 weight part, an uncured coating-film viscosity becomes high too much and is unpreferable.

本発明に用いる水性中塗りは、これらの成分の他、所望により増粘剤、消泡剤、レベリング剤、安定剤、紫外線吸収剤、顔料分散剤、中和剤、触媒などの添加剤、アルコール類、グリコール類、グリコールエーテル類、グリコールエステル類、グリコールエーテルエステル類、ケトン類、エステル類、芳香族炭化水素類、脂肪族炭化水素類、脂環式炭化水素類およびこれら炭化水素類の混合物などの有機溶剤類、その他の成分を併用することができる。   In addition to these components, the aqueous intermediate coating used in the present invention, if desired, thickeners, antifoaming agents, leveling agents, stabilizers, UV absorbers, pigment dispersants, neutralizing agents, catalysts and other additives, alcohol , Glycols, glycol ethers, glycol esters, glycol ether esters, ketones, esters, aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons and mixtures of these hydrocarbons, etc. These organic solvents and other components can be used in combination.

特に、増粘剤は、前述の未硬化中塗り塗膜粘度を規定の値に調節するために用いることができる。かかる増粘剤は、特に限定されないが、例として、ビスコース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、市販されているものとしては、チローゼMH及びチローゼH(いずれもヘキスト社製、商品名)等のセルロース系のもの、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、市販されているもの(以下いずれも商品名)としては、プライマルASE−60、プライマルTT−615、プライマルRM−5(いずれもローム&ハース社製)、ユーカーポリフォーブ(ユニオンカーバイト社製)等のアルカリ増粘型のもの、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、市販されているもの(以下いずれも商品名)としては、アデカノールUH−420、アデカノールUH−462、アデカノールUH−472、UH−540、アデカノールUH−814N(旭電化工業社製)、プライマルRH−1020(ローム&ハース社製)、クラレポバール(クラレ社製)等の会合型のものを挙げることができる。これらは単独で用いても2種以上を併用してもよい。   In particular, the thickener can be used to adjust the aforementioned uncured intermediate coating film viscosity to a specified value. Such a thickener is not particularly limited, and examples thereof include viscose, methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, and commercially available cellulose such as Tyroze MH and Tyroze H (both manufactured by Hoechst, trade names). Examples of products, sodium polyacrylate, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, and commercially available products (hereinafter all trade names) include Primal ASE-60, Primal TT-615, Primal RM-5 (all of which are Rohm & Haas) Manufactured by Co., Ltd.), Alkali thickened type such as Euker Polyphobe (manufactured by Union Carbide Co., Ltd.), polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, and commercially available products (hereinafter referred to as trade names), Adecanol UH-420, Adecanol UH 462, Adecanol UH-472, UH-540, Adecanol UH-814N (Asahi Denka Kogyo), Primal RH-1020 (Rohm & Haas), Kuraray Poval (Kuraray), etc. are listed. be able to. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明に用いる水性ベース塗料は、自動車車体用水性中塗り塗料として通常使用される塗料組成物を使用することができる。例えば、水分散型樹脂、架橋性樹脂、光輝性顔料、着色顔料や体質顔料等の顔料、各種添加剤等を含む水性塗料を挙げることができる。水分散型樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、カーボネート樹脂及びエポキシ樹脂等を使用することができる。架橋性樹脂、顔料、各種添加剤も、通常用いられるものを使用することができる。   As the water-based base paint used in the present invention, a paint composition usually used as a water-based intermediate coating for automobile bodies can be used. Examples thereof include water-dispersed resins, crosslinkable resins, glitter pigments, pigments such as colored pigments and extender pigments, and water-based paints containing various additives. Examples of water-dispersed resins that can be used include polyester resins, acrylic resins, urethane resins, carbonate resins, and epoxy resins. As the crosslinkable resin, pigment, and various additives, those usually used can be used.

本発明に用いるクリヤー塗料は、自動車車体用クリヤー塗料として通常使用される塗料組成物を用いることができる。例えば、有機溶剤系1液または2液型クリヤー塗料、水分散型樹脂または水溶性樹脂を用いる水性クリヤー塗料、室温で固形の粉末状樹脂を微粉砕してなる粉体クリヤー塗料、粉体クリヤー塗料用樹脂を水などの媒体に分散した粉体スラリー型クリヤー塗料などを使用できる。これらのうち、1液ないし2液型有機溶剤系クリヤー塗料が最も適しており、これらのクリヤー塗料に用いる樹脂成分としては、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。これらはアミノプラスト樹脂、イソシアネート樹脂等ないし酸無水物基含有樹脂等の架橋性樹脂と組み合わせて用いられ、各種のものが実用化されている。例えば、アクリル樹脂などからなる主樹脂とアミノプラスト樹脂からなる架橋性樹脂を組み合わせてなる1液型アクリルメラミン塗料、アクリルおよび/またはポリエステル樹脂からなる主剤と、ポリイソシアネートからなる架橋性樹脂を使用前に混合して使用する2液ウレタン塗料、オキシラン基含有アクリル樹脂および/またはポリエステル樹脂と、酸無水物基含有樹脂との混合物からなる1液酸/エポキシ型塗料などが実用化されている。これらのうち、外観、耐酸エッチング性等の観点から、オキシラン基含有アクリル樹脂および/またはポリエステル樹脂と、酸無水物基含有樹脂との混合物からなる1液型クリヤーが好ましいが、これに限定されるものではない。   As the clear paint used in the present invention, a paint composition usually used as a clear paint for automobile bodies can be used. For example, organic solvent-based one-pack or two-pack clear paint, water-based clear paint using water-dispersed resin or water-soluble resin, powder clear paint obtained by pulverizing solid powder resin at room temperature, powder clear paint A powder slurry type clear coating material in which a resin for use is dispersed in a medium such as water can be used. Of these, one-component or two-component organic solvent-based clear coatings are most suitable, and examples of the resin component used in these clear coatings include acrylic resins, polyester resins, epoxy resins, and urethane resins. These are used in combination with crosslinkable resins such as aminoplast resins, isocyanate resins and acid anhydride group-containing resins, and various types have been put to practical use. For example, before using a one-component acrylic melamine paint composed of a main resin composed of an acrylic resin and a crosslinkable resin composed of an aminoplast resin, a main component composed of an acrylic and / or polyester resin, and a crosslinkable resin composed of a polyisocyanate. Two-component urethane paints that are mixed and used, and one-component acid / epoxy paints composed of a mixture of an oxirane group-containing acrylic resin and / or polyester resin and an acid anhydride group-containing resin have been put into practical use. Among these, from the viewpoints of appearance, acid etching resistance, etc., a one-component type clear composed of a mixture of an oxirane group-containing acrylic resin and / or polyester resin and an acid anhydride group-containing resin is preferable, but is not limited thereto. It is not a thing.

本発明の複層塗膜の形成方法では、電着塗膜が形成され、焼付け乾燥が完了した被塗物に対し塗装を行う。電着塗膜は、被塗物に対して公知のカチオン型電着塗料を塗装し、使用する電着塗料に規定された条件にて焼付け硬化して形成することができる。電着塗膜の平滑性は中塗り、上塗り完了後の塗膜外観に影響する重要な要素であるが、本発明においては特に電着塗膜の平滑性について制限を行う必要は無い。適用できる電着塗膜のRa値は、概ね0.5(カットオフ2.5にて測定の場合)以下であれば差し支え無い。   In the method for forming a multilayer coating film of the present invention, an electrodeposition coating film is formed, and coating is performed on an object to be coated which has been baked and dried. The electrodeposition coating film can be formed by applying a known cationic electrodeposition coating material to an object to be coated and baking and curing under the conditions specified for the electrodeposition coating material to be used. The smoothness of the electrodeposition coating film is an important factor that affects the appearance of the coating film after completion of intermediate coating and top coating, but in the present invention, it is not necessary to limit the smoothness of the electrodeposition coating film. The Ra value of the applicable electrodeposition coating film can be approximately 0.5 (when measured at a cutoff of 2.5) or less.

次いで、焼付け硬化が完了した電着塗膜上に水性中塗り塗料を塗布して中塗り塗膜を形成する。中塗り塗料の塗装は既知の方法で実施することができ、例えば、通称ベル静電塗装装置と言われる回転霧化式静電塗装機等を用いて塗布することができる。膜厚は特に限定されないが、10〜50μm、好ましくは15〜25μmになるように調節する。   Next, an aqueous intermediate coating is applied onto the electrodeposition coating that has been baked and cured to form an intermediate coating. The intermediate coating can be applied by a known method, and can be applied using, for example, a rotary atomizing electrostatic coating machine commonly called a bell electrostatic coating apparatus. The film thickness is not particularly limited, but is adjusted to be 10 to 50 μm, preferably 15 to 25 μm.

上述の水性中塗り塗料を本発明の塗装工程に用いることにより、前述の粘度、不揮発分を得ることができる。塗装を実施するブースの温度、湿度を適宜調節することができるが、一般に、塗装ブースの温度は15〜40℃、湿度は40〜90%に保たれる。好ましくは、温度は20〜30℃、湿度は60〜70%である。塗装した中塗りは、5〜35℃の雰囲気下、2〜20分のセッティングを行い、引き続き予備乾燥を行う。セッティング条件がこれと異なる条件で実施した場合は、所望の塗膜の粘度、不揮発分が得られないので好ましくない。   By using the above-mentioned aqueous intermediate coating material in the coating process of the present invention, the above-mentioned viscosity and nonvolatile content can be obtained. The temperature and humidity of the booth where the painting is performed can be adjusted as appropriate, but generally the temperature of the coating booth is kept at 15 to 40 ° C. and the humidity is kept at 40 to 90%. Preferably, the temperature is 20-30 ° C. and the humidity is 60-70%. The applied intermediate coating is set for 2 to 20 minutes in an atmosphere of 5 to 35 ° C. and then pre-dried. If the setting conditions are different from these, it is not preferable because the desired viscosity and non-volatile content of the coating film cannot be obtained.

予備乾燥方法は、特に限定されるものではないが、通常50〜100℃の温風を被塗物に送風して実施する。予備乾燥時間は1〜10分であるが、これに限定されるものではない。   Although the preliminary drying method is not particularly limited, it is usually carried out by blowing hot air of 50 to 100 ° C. over the article to be coated. The preliminary drying time is 1 to 10 minutes, but is not limited thereto.

次いで、予備乾燥完了後の中塗り塗膜上に水性ベース塗料およびクリヤー塗料をウェットオンウェットで順次塗布してベース塗膜/クリヤー塗膜の層を形成する。水性ベース塗料およびクリヤー塗料の塗装方法は、一般には通称ベル静電塗装装置と言われる回転霧化式静電塗装機等を用いて塗布することができる。水性ベース塗膜の膜厚を10〜30μm、クリヤー塗膜の膜厚を10〜50μmとなるように塗装することができる。   Next, a water-based base coating and a clear coating are sequentially applied wet-on-wet on the intermediate coating after completion of the preliminary drying to form a base coating / clear coating. The coating method of the water-based base paint and the clear paint can be applied using a rotary atomizing electrostatic coater generally called a bell electrostatic coater. The aqueous base coating film can be applied to a thickness of 10 to 30 μm, and the clear coating film can be applied to a thickness of 10 to 50 μm.

さらに、中塗り、ベース塗膜、クリヤー塗膜を同時に焼付け硬化させる。焼付けは、通常110〜180℃、好ましくは130〜160℃の温度に加熱して行われるが、用いるクリヤー塗膜の材質によって適切な条件を選択すればよい。   Further, the intermediate coating, base coating and clear coating are simultaneously baked and cured. Baking is usually performed by heating to a temperature of 110 to 180 ° C., preferably 130 to 160 ° C., and appropriate conditions may be selected depending on the material of the clear coating film to be used.

以下、本発明を実施例により更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。また、実施例中、「部」は特に断りのない限り、「重量部」を意味する。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in more detail, this invention is not limited only to these Examples. In the examples, “parts” means “parts by weight” unless otherwise specified.

(水性ポリエステル樹脂[A]の製造)
攪拌機、温度計、還流冷却器および水分離器を備えた四つ口フラスコに、イソフタル酸33.0部、アジピン酸16.7部、1,4−シクロヘキサンジメタノール16.5部、トリメチロールプロパン20.9部、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール18.4部を配合し加熱した。次に、内容物を160℃から230℃まで3時間かけて昇温させた後、230℃で保持し、生成した縮合水を精留塔により留去させながら、酸価が3mgKOH/g以下になるまで反応させた。次に、生成物に無水トリメリット酸5.7部を付加した後、ジメチルエタノールアミンを4.4部加え中和してから、水を144.7部加え、不揮発分40重量%の水性ポリエステル樹脂[A]を得た。水性ポリエステル樹脂[A]の酸価は12.5mgKOH/g、ガラス転移点は65℃、平均粒径は100nmであった。なお、酸価は水酸化カリウム滴定法により、ガラス転移点は動的粘弾性測定法により周波数11Hzにて測定したチャートからtanδの変曲点を求めガラス転移点とした。
(Production of water-based polyester resin [A])
In a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser and water separator, 33.0 parts of isophthalic acid, 16.7 parts of adipic acid, 16.5 parts of 1,4-cyclohexanedimethanol, trimethylolpropane 20.9 parts and 18.4 parts of 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol were blended and heated. Next, the content was heated from 160 ° C. to 230 ° C. over 3 hours, and then kept at 230 ° C., while the condensed water produced was distilled off by a rectifying tower, the acid value was reduced to 3 mgKOH / g or less. The reaction was continued until Next, after adding 5.7 parts of trimellitic anhydride to the product, 4.4 parts of dimethylethanolamine was added for neutralization, and then 144.7 parts of water was added to form an aqueous polyester having a nonvolatile content of 40% by weight. Resin [A] was obtained. The acid value of the aqueous polyester resin [A] was 12.5 mgKOH / g, the glass transition point was 65 ° C., and the average particle size was 100 nm. The inflection point of tan δ was obtained from a chart measured at a frequency of 11 Hz by an acid value by a potassium hydroxide titration method and a glass transition point by a dynamic viscoelasticity measurement method and used as a glass transition point.

(水性ポリエステル樹脂[B]の製造)
撹拌機、温度計、還流冷却器および窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコに、イソフタル酸20.0部、無水トリメリット酸10.0部、アジピン酸9.3部、ヘキサデセニル無水コハク酸25.0部、1,4−ブタンジオール20.8部、トリメチロールプロパン14.9部を仕込み、220℃で2時間、次いで190℃で2時間エステル化反応を行って、酸価50、水酸基価120、数平均分子量1,600の水溶性ポリエステル樹脂を得た。得られた樹脂反応物の温度を100℃まで下げ、これに無水トリメリット酸28.0部を付加した後、10重量%ジメチルアミノエタノール水9部、蒸留水31部、ブチルセロソルブ10部を加えて、不揮発分40重量%の水性ポリエステル樹脂[B]を得た。水性ポリエステル樹脂[B]の酸価は80mgKOH/g、ガラス転移点は10℃、平均粒径は70nmであった。
(Production of water-based polyester resin [B])
In a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser and nitrogen gas inlet tube, 20.0 parts of isophthalic acid, 10.0 parts of trimellitic anhydride, 9.3 parts of adipic acid, hexadecenyl succinic anhydride 25.0 parts, 20.8 parts of 1,4-butanediol and 14.9 parts of trimethylolpropane were charged and subjected to esterification reaction at 220 ° C. for 2 hours and then at 190 ° C. for 2 hours. A water-soluble polyester resin having a value of 120 and a number average molecular weight of 1,600 was obtained. The temperature of the resulting resin reaction product was lowered to 100 ° C., 28.0 parts of trimellitic anhydride was added thereto, and then 9 parts of 10% by weight dimethylaminoethanol water, 31 parts of distilled water and 10 parts of butyl cellosolve were added. An aqueous polyester resin [B] having a nonvolatile content of 40% by weight was obtained. The acid value of the aqueous polyester resin [B] was 80 mgKOH / g, the glass transition point was 10 ° C., and the average particle size was 70 nm.

(水性ポリエステル樹脂[C]の製造)
撹拌機、温度計、還流冷却器および窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコに、イソフタル酸20.0部、無水トリメリット酸10.0部、アジピン酸18.0部、1,4−ブタンジオール14.0部、トリメチロールプロパン20.0部を仕込み、220℃で2時間、次いで190℃で2時間エステル化反応を行って、酸価100、水酸基価60、数平均分子量2,600の水溶性ポリエステル樹脂を得た。得られた樹脂反応物の温度を100℃まで下げ、これに10重量%ジメチルアミノエタノール水9部、蒸留水31部、ブチルセロソルブ10部を加えて、不揮発分40重量%の水性ポリエステル樹脂[C]を得た。水性ポリエステル樹脂[C]の酸価は40mgKOH/g、ガラス転移点は45℃、平均粒径は100nmであった。
(Production of water-based polyester resin [C])
In a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser and nitrogen gas inlet tube, 20.0 parts of isophthalic acid, 10.0 parts of trimellitic anhydride, 18.0 parts of adipic acid, 1,4- 14.0 parts of butanediol and 20.0 parts of trimethylolpropane were charged and subjected to an esterification reaction at 220 ° C. for 2 hours and then at 190 ° C. for 2 hours to give an acid value of 100, a hydroxyl value of 60, and a number average molecular weight of 2,600. Water-soluble polyester resin was obtained. The temperature of the obtained resin reaction product was lowered to 100 ° C., and 9 parts of 10% by weight dimethylaminoethanol water, 31 parts of distilled water and 10 parts of butyl cellosolve were added thereto, and an aqueous polyester resin [C] having a nonvolatile content of 40% by weight was added. Got. The acid value of the aqueous polyester resin [C] was 40 mgKOH / g, the glass transition point was 45 ° C., and the average particle size was 100 nm.

(ウレタン水性分散樹脂[D]の製造)
攪拌機、温度計、ジムロート型還流冷却管および窒素ガス導入管を備えた四ツ口フラスコに、数平均分子量2,000のポリプロピレングリコール566部と、数平均分子量1,000のポリオキシテトラメチレングリコール283部と、ジメチロールブタン酸(DMBA)85部とを仕込み、窒素ガスを流し、30rpmで攪拌しながら90℃に昇温した。続いて、テトラメチルキシリレンジイソシアネート345部を加え、イソシアネート基の含有率(NCO%)が1.8重量%に達するまで115℃で反応させてウレタンプレポリマー1279部を得、次いでイソプロピルアルコール217部を加えて30rpmで攪拌混合した。その後、5分間攪拌した後、両末端に3級の脂肪族イソシアネート基を有する線状ウレタンプレポリマーのイソプロピルアルコール溶液を得た。次に、攪拌機、温度計、ジムロート型還流冷却管および窒素ガス導入管を備えた別の四ツ口フラスコに、水842部、25重量%アンモニア水11部、アミノエチルエタノ−ルアミン9.0部を仕込み、窒素ガスを流し、25℃で撹拌した。続いて、前記線状ウレタンプレポリマーのイソプロピルアルコール溶液488部を加え、35℃で3時間撹拌しながら反応させて、不揮発分31重量%の水性ウレタン水性分散樹脂[D]を得た。
(Manufacture of urethane aqueous dispersion resin [D])
In a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, Dimroth reflux condenser and nitrogen gas inlet tube, 566 parts of polypropylene glycol having a number average molecular weight of 2,000 and polyoxytetramethylene glycol 283 having a number average molecular weight of 1,000 And 85 parts of dimethylolbutanoic acid (DMBA) were charged, and nitrogen gas was passed through, and the temperature was raised to 90 ° C. while stirring at 30 rpm. Subsequently, 345 parts of tetramethylxylylene diisocyanate were added and reacted at 115 ° C. until the isocyanate group content (NCO%) reached 1.8% by weight to obtain 1279 parts of a urethane prepolymer, followed by 217 parts of isopropyl alcohol. And stirred and mixed at 30 rpm. Thereafter, after stirring for 5 minutes, an isopropyl alcohol solution of a linear urethane prepolymer having tertiary aliphatic isocyanate groups at both ends was obtained. Next, in another four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a Dimroth type reflux condenser tube and a nitrogen gas introduction tube, 842 parts of water, 11 parts of 25 wt% aqueous ammonia, and 9.0 parts of aminoethylethanolamine were added. The mixture was charged with nitrogen gas and stirred at 25 ° C. Subsequently, 488 parts of the isopropyl alcohol solution of the linear urethane prepolymer was added and reacted while stirring at 35 ° C. for 3 hours to obtain an aqueous urethane aqueous dispersion resin [D] having a nonvolatile content of 31% by weight.

(実施例1〜9、比較例1〜11の水性中塗り塗料の調製)
上述のようにして得られた水性ポリエステル樹脂[A]、[B]、または[C]を表1,2に示す割合で混合し、合計100部の樹脂液を作成した。さらに二酸化チタン10部、蒸留水25部を混合して、白色顔料ペーストを作成した。次に上述のようにして得られたウレタン水性分散樹脂[D]、アミノプラスト樹脂(サイメル325(日本サイテックインダストリーズ社製))、および水溶性溶剤(ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルまたはジエチレングリコール)を表1に示す割合で混合し、各水性中塗り塗料を製造した。
(Preparation of aqueous intermediate coating materials of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 11)
The aqueous polyester resin [A], [B], or [C] obtained as described above was mixed in the ratios shown in Tables 1 and 2 to prepare a total of 100 parts of resin liquid. Further, 10 parts of titanium dioxide and 25 parts of distilled water were mixed to prepare a white pigment paste. Next, the urethane aqueous dispersion resin [D] obtained as described above, aminoplast resin (Cymel 325 (manufactured by Nippon Cytec Industries)), and water-soluble solvent (diethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol mono-n) -Butyl ether or diethylene glycol) were mixed in the proportions shown in Table 1 to produce each water-based intermediate coating.

(試験板の作成)
リン酸亜鉛処理したダル鋼板に、乾燥塗膜が20μmとなるようにカチオン電着塗装を行い、160℃で30分間の加熱硬化後冷却して、被塗物を準備した。次いで、表1,2の条件で実施例1〜9、比較例1〜11の水性中塗り塗料を塗装した後、セッティング、予備乾燥を行い、引き続き水性ベース塗料(デュポン神東オートモティブシステムズ製HW−10−199)およびクリヤー塗料(デュポン神東オートモティブシステムズ製HC−10)を塗装して、これらの塗膜を同時に140℃、20分で焼付けて複層塗膜を形成した。
(Creation of test plate)
Cathodic electrodeposition coating was performed on a zinc phosphate-treated dull steel plate so that the dried coating film had a thickness of 20 μm, followed by heating and curing at 160 ° C. for 30 minutes to prepare an object to be coated. Subsequently, after applying the water-based intermediate coatings of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 11 under the conditions shown in Tables 1 and 2, setting and preliminary drying were performed, followed by water-based base coating (HW- manufactured by DuPont Shinto Automotive Systems). 10-199) and clear paint (HC-10 manufactured by DuPont Shinto Automotive Systems) were applied, and these coating films were simultaneously baked at 140 ° C. for 20 minutes to form a multilayer coating film.

各鋼板上に得られた複層塗膜の仕上がりを目視外観およびPGD値で評価した。なお、目視外観およびPGD値の評価方法の詳細は以下の通りである。
目視外観
◎:光沢、鮮映性が共に極めて良好である。
○:光沢、鮮映性が良好である。
×:光沢が低く鮮映性に著しく欠ける。
PGD値
ASTM D523−08に規定する方法に準拠して、日本色彩研究所製PGD−2型の鮮映度光沢度計を使用して測定した。
The finish of the multilayer coating film obtained on each steel plate was evaluated by visual appearance and PGD value. The details of the visual appearance and the evaluation method of the PGD value are as follows.
Visual appearance A: Both gloss and clearness are extremely good.
○: Good gloss and sharpness.
X: Low gloss and remarkably lacking in sharpness.
PGD value Based on the method prescribed in ASTM D523-08, the PGD value was measured using a PGD-2 type sharpness glossiness meter manufactured by Japan Color Research Laboratory.

実施例1〜9、比較例1〜11の水性中塗り塗料の組成、性状、塗布条件、及び評価結果を表1,2に示す。   Tables 1 and 2 show the compositions, properties, application conditions, and evaluation results of the aqueous intermediate coating materials of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 11.

Figure 2013000710
Figure 2013000710

Figure 2013000710
Figure 2013000710

表1,2から明らかなように、実施例1〜9は目視外観、PGD値に優れていたが、比較例1〜11はこれらの評価項目がともに劣っていた。   As is clear from Tables 1 and 2, Examples 1 to 9 were excellent in visual appearance and PGD value, but Comparative Examples 1 to 11 were inferior in these evaluation items.

本発明の複層塗膜の形成方法によれば、中上塗りウェットオンウェット塗装法において、下層に形成された電着塗膜の平滑性が劣る場合においても、優れた平滑性を有する複層塗膜を形成することができる。   According to the method for forming a multilayer coating film of the present invention, in the intermediate top coating wet-on-wet coating method, even when the smoothness of the electrodeposition coating film formed in the lower layer is inferior, the multilayer coating having excellent smoothness. A film can be formed.

Claims (4)

電着塗膜が塗装され、その焼付けが完了した自動車車体上に、水性中塗り塗料を塗装(工程(i))、セッティング(工程(ii))、予備乾燥(工程(iii))を行い、引き続き水性ベース塗料を塗装し、さらにクリヤー塗料を塗装して、前記水性中塗り塗膜、前記水性ベース塗膜及び前記クリヤー塗膜を同時に加熱硬化させて、複層塗膜を形成する方法であって、前記水性中塗り塗膜の性状が、前記工程(i)の直後においては測定温度23℃、剪断速度1.0秒−1の条件下で粘度10〜200Pa.S、かつ不揮発分45〜55重量%であり、条件が5〜35℃、2〜20分である工程(ii)を実施した後でかつ前記工程(iii)の直前においては測定温度23℃、剪断速度1.0秒−1の条件下で粘度10〜1000Pa.S、不揮発分46〜60重量%であることを特徴とする複層塗膜の形成方法。 Applying a water-based intermediate coating (step (i)), setting (step (ii)), and pre-drying (step (iii)) on the automobile body on which the electrodeposition coating has been applied and baking has been completed, Subsequently, a water-based base coating is applied, and then a clear coating is applied, and the water-based intermediate coating film, the water-based base coating film and the clear coating film are simultaneously heated and cured to form a multilayer coating film. The aqueous intermediate coating film has a viscosity of 10 to 200 Pa. Immediately after the step (i) under the conditions of a measurement temperature of 23 ° C. and a shear rate of 1.0 sec- 1 . S and a non-volatile content of 45 to 55% by weight, the conditions are 5 to 35 ° C., and after the step (ii) is performed for 2 to 20 minutes, and immediately before the step (iii), the measurement temperature is 23 ° C., Viscosity of 10 to 1000 Pa. Under a shear rate of 1.0 sec- 1 . S, The non-volatile content is 46 to 60% by weight. 前記水性中塗り塗料が、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アミノプラスト樹脂、沸点200℃以上の水溶性溶剤、および着色剤を含むことを特徴とする請求項1に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 intermediate coating material comprises a polyester resin, a urethane resin, an aminoplast resin, a water-soluble solvent having a boiling point of 200 ° C or higher, and a colorant. 前記ポリエステル樹脂が、(A)酸価20mgKOH/g以下、ガラス転移点50〜80℃、平均粒径50〜500nmのポリエステル水性分散樹脂、および(B)酸価10〜90mgKOH/g、ガラス転移点0〜40℃、平均粒径20〜100nmのポリエステル水溶性樹脂の混合物であることを特徴とする請求項2に記載の複層塗膜の形成方法。   The polyester resin comprises (A) an acid value of 20 mgKOH / g or less, a glass transition point of 50 to 80 ° C., an average polyester particle size dispersion resin of 50 to 500 nm, and (B) an acid value of 10 to 90 mgKOH / g, a glass transition point. The method for forming a multilayer coating film according to claim 2, which is a mixture of a water-soluble polyester resin having an average particle diameter of 20 to 100 nm at 0 to 40 ° C. 前記沸点200℃以上の水溶性溶剤が、グリコールエーテル系溶剤であることを特徴とする請求項2または3に記載の複層塗膜の形成方法。   The method for forming a multilayer coating film according to claim 2 or 3, wherein the water-soluble solvent having a boiling point of 200 ° C or higher is a glycol ether solvent.
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