JP2019507216A - 内蔵部品用ハイグロシ塗料組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、相対的に低い温度で優れた外観と乾燥性を確保し、付着性、耐湿性および耐薬品性などの塗膜物性を実現することができる内蔵部品用ハイグロシ塗料組成物に関する。
Description
本発明は、内蔵部品用ハイグロシ塗料組成物に関する。
自動車の内蔵部品用ハイグロシ（高光沢）塗料の場合、ＡＢＳ、ＰＣ/ＡＢＳ系の素材にベース塗料‐クリヤー塗料からなる多層コーティングで塗装され、各層ごとに塗装されることが一般的であった。しかし、ＶＯＣ規制などの環境問題が台頭するにつれて、ＢＴＸ ＦＲＥＥ（Ｂ：ベンゼン、Ｔ：トルエン、Ｘ：キシレン）の需要が増加する傾向にある。
ハイグロシ塗料の塗装の場合、必要な外観および塗膜物性を確保するための塗膜内の架橋密度の増加のために、乾燥温度および乾燥時間の設定が必須に求められる。しかし、従来の塗装ラインは、ハイグロシ塗料の塗装条件が、８０℃で３０分と乾燥温度が高く、乾燥時間が短く設定されており、塗膜物性が著しく低下するという欠点を有している。
韓国登録特許第１０−９１７３９３号は、色の発現が可能なＵＶ硬化塗料組成物に関し、耐熱性、耐化粧品性、付着性、摩耗性などにおいて好適な物性を示している。しかし、高光沢のプラスチック基材の上に前記ＵＶ硬化塗料組成物を塗布し、基材のブラックハイグロシイメージを維持および補完するには限界がある。
したがって、内蔵部品の塗装に好適に使用され得るハイグロシ上塗り塗料組成物が切実に必要とされている。
本発明は、相対的に低い温度で優れた外観と乾燥性を確保し、付着性、耐湿性および耐薬品性などの塗膜物性を実現することができる内蔵部品用ハイグロシ塗料組成物を提供することを目的とする。
本発明は、組成物の合計１００重量部に対して、ポリエステル樹脂２５〜３０重量部、アクリルポリオール樹脂３５〜４０重量部、調色剤１０〜２０重量部、ＵＶ吸収剤０．５〜２重量部および溶剤１０〜２５重量部を含む内蔵部品用ハイグロシ塗料組成物を提供する。
本発明の内蔵部品用ハイグロシ塗料組成物を、自動車の内蔵部品用系のＡＢＳ、ＰＣ／ＡＢＳ素材に使用する場合、従来の２コート工程（ブラックベース塗料の塗装およびクリヤー塗料の塗装）から１コート工程へと工程を短縮することができる。また、樹脂間の適切な組み合わせにより、相対的に低い乾燥条件（７０℃）区間でも優れた外観と付着性、耐湿性、耐光性および耐薬品性などの塗膜物性を実現することができ、特に、耐湿性の条件下で塗膜の加水分解を防止することができる。
以下、本発明をより詳細に説明する。
本発明の内蔵部品用ハイグロシ塗料組成物（以下、「塗料組成物」とする）は、組成物の合計１００重量部に対して、ポリエステル樹脂２５〜３０重量部、アクリルポリオール樹脂３５〜４０重量部、調色剤１０〜２０重量部、ＵＶ吸収剤０．５〜２重量部および溶剤１０〜２５重量部を含む。
本発明の塗料組成物は、優れた塗装作業性を維持し、且つ優れた付着性、耐湿性、耐光性、外観などの塗膜物性を示すことができ、特に、耐湿性の条件下で、塗膜の加水分解を防止することができる。具体的には、本発明の塗料組成物は、塗膜の外観および作業性に役立つポリエステル樹脂と、塗膜物性に役立つアクリルポリオール樹脂との組み合わせにより、外観、作業性および塗膜物性を同時に満足することができる。
本発明の塗料組成物に含まれるポリエステル樹脂は、塗装後の線形性（ＣＦ値）と耐衝撃性を向上させる役割をし、硬化剤であるイソシアネートと架橋を行って光沢性およびレベリング性などを高めることで、塗膜が高外観を示すことができる。
例えば、ポリエステル樹脂は、重量平均分子量が１，５００〜２，０００であり、水酸基価が１３０〜１４５ｍｇ ＫＯＨ／ｇであり、Ｔｇが−７０〜−３０℃であってもよい。
前記ポリエステル樹脂の重量平均分子量が１，５００未満の場合、塗装作業性が低下することがあり、２，０００を超える場合、塗膜の外観光沢が低下することがある。また、前記ポリエステル樹脂の水酸基価が１３０ｍｇ ＫＯＨ／ｇ未満の場合、硬化反応性が低下することがあり、１４５ｍｇ ＫＯＨ／ｇを超える場合、塗膜の付着性が低下することがある。
前記ポリエステル樹脂の含有量は、組成物の合計１００重量部に対して、２５〜３０重量部であってもよい。前記ポリエステル樹脂の含有量が、２５重量部未満の場合、塗膜にクラックが生じたり塗膜の外観が低下することがあり、３０重量部を超える場合、塗膜の硬度が低くなったり表面の粘りが生じて塗膜の外観が低下することがある。
本発明の塗料組成物に含まれるアクリルポリオール樹脂は、塗膜の硬度を高め、素材との付着性を向上させる役割をする。アクリルポリオール樹脂は、例えば、重量平均分子量が１２，０００〜１５，０００であり、水酸基価が５０〜８０ｍｇ ＫＯＨ／ｇであってもよい。前記アクリルポリオール樹脂の重量平均分子量が１２，０００未満の場合、塗膜の硬度が低下することがあり、１５，０００を超える場合、作業性が低下することがある。また、前記アクリルポリオール樹脂の水酸基価が５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇ未満の場合、塗膜の未硬化が生じることがあり、８０ｍｇ ＫＯＨ／ｇを超える場合、硬化反応性が低下することがある。
前記アクリルポリオール樹脂の含有量は、組成物の合計１００重量部に対して、３５〜４０重量部であってもよい。前記アクリルポリオール樹脂の含有量が３５重量部未満の場合、塗膜の硬度が低下したり耐水性の低下によって塗膜の付着性が低下することがあり、４０重量部を超える場合、塗膜の耐湿性が低下することがある。
本発明の塗料組成物に含まれる調色剤は、例えば、カーボンブラック、黄色酸化鉄、酸化チタン、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、キナクリドンレッド、およびペリレンレッドからなる群から選択される１種以上を含んでもよい。
前記調色剤の含有量は、組成物の合計１００重量部に対して、１０〜２０重量部であってもよい。前記調色剤の含有量が１０重量部未満の場合、塗膜の隠蔽力が低下することがあり、２０重量部を超える場合、塗膜のレベリング性が低下することがある。
本発明の塗料組成物に含まれるＵＶ吸収剤は、ヒンダードアミン光安定剤であってもよく、耐候性を向上させる役割をする。
前記ＵＶ吸収剤の含有量は、組成物の合計１００重量部に対して、０．５〜２重量部であってもよい。前記ＵＶ吸収剤の含有量が０．５重量部未満の場合、塗膜の耐光性が低下することがあり、２重量部を超える場合、塗料組成物の貯蔵性が低下したり原材料のコストが上がり経済性が低下することがある。
本発明の塗料組成物に含まれる溶剤は、エステル系溶剤、芳香族系溶剤、およびケトン系溶剤からなる群から選択される１種以上の溶剤であってもよい。前記エステル系溶剤としては、エチルアセテート、ｎ−ブチルアセテート、セロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルアセテート、３−メトキシブチルアセテートなどが挙げられる。前記芳香族系溶剤としては、トルエン、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブ、キシレンなどが挙げられる。前記ケトン系溶剤としては、シクロヘキサノン、メチルアミンケトン、ジイソブチルケトン、メチルエチルケトンなどが挙げられる。
前記溶剤の含有量は、求められる塗膜の厚さおよび塗膜の形成方法に応じて変更され得、組成物の合計１００重量部に対して、１０〜２５重量部であってもよい。前記溶剤の含有量が１０重量部未満の場合、作業性が低下することがあり、２５重量部を超える場合、塗膜の外観が低下することがある。
本発明の塗料組成物は、硬化促進剤、湿潤剤、およびポットライフ遅延剤からなる群から選択される１種以上の添加剤をさらに含んでもよい。前記硬化促進剤としては、ジブチルスズジラウレートを使用してもよく、硬化反応速度を向上させる役割をする。前記湿潤剤としては、ポリエーテルシロキサン系の化合物を使用してもよく、塗装の際、湿潤性と塗膜のレベリング性を向上させる役割をする。前記ポットライフ遅延剤としては、３−ＭＥＲＣＡＰＴＯＰＲＯＰＩＯＮＡＴＥを使用してもよい。
前記添加剤の含有量は、組成物の合計１００重量部に対して、０．１〜１０重量部であってもよい。
本発明の塗料組成物は、硬化剤と混合することで硬化し、塗膜を形成することができる。この際、硬化剤としては、無黄変と耐候性に優れたヘキサメチレンジイソシアネート三量体系硬化剤を使用してもよい。
本発明における塗料組成物と硬化剤との混合の際、硬化剤の使用量は、組成物の合計１００重量部に対して、１〜１５重量部であってもよい。前記使用量の範囲から逸脱して硬化剤を混合する場合、未反応の水酸基または硬化剤が残留し、塗膜の形成に問題が生じ得る。
以下、実施例により、本発明をより具体的に説明する。しかし、これらの実施例は、本発明の理解を容易にするためのものであって、如何なる意味でも本発明の範囲がこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例および比較例］
下記表１に示したような組成で、各成分を混合した（単位：重量部）。
下記表１に示したような組成で、各成分を混合した（単位：重量部）。
具体的には、ポリエステル樹脂とアクリルポリオール樹脂を容器に入れ、攪拌機を使用して低速（５００ｒｐｍ）で混合しながらＵＶ吸収剤と溶剤を投入して１０分間攪拌し、混合液を製造した。別の容器に、湿潤剤、硬化促進剤を投入して１０分間攪拌してから、前記製造された混合液と混合した後、攪拌しながら最終的に黒色調色剤を投入し、塗料組成物を製造した。
ＡＢＳ樹脂の上に、前記塗料組成物と硬化剤が混合された混合物を塗装し、その上に別に製造したクリヤー塗料（乾燥塗膜厚さ：３０〜３５ミクロン）を塗装し、７０℃の乾燥オーブンで３０分間乾燥および硬化させて最終の塗膜を形成した。塗装作業性、最終の塗膜の外観および物性を以下のように測定し、その結果を下記表２に示した。
ポリエステル樹脂Ａ：重量平均分子量１，６００、水酸基価１３０〜１４５ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ−５０℃
ポリエステル樹脂Ｂ：重量平均分子量１，０００、水酸基価７０〜８５ｍｇ ＫＯＨ／ｇ
アクリルポリオール樹脂：重量平均分子量１２，０００〜１５，０００、水酸基価６６ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ６０℃
湿潤剤：ポリエーテル修飾ポリジメチルシロキサン溶液（ＢＹＫ社製）
硬化促進剤：ジブチルスズジラウレート（ＢＡＳＦ社製）
ＵＶ吸収剤：ヒンダードアミン光安定剤（ＢＡＳＦ社製）
混合溶剤：ｎ−ブチルアセテート、メチルエチルケトン、ジブチルケトン（溶剤の全重量１００部基準重量比＝６:３:１）
黒色調色剤：カーボンブラック
硬化剤：ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、水酸基価５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇ
ポリエステル樹脂Ｂ：重量平均分子量１，０００、水酸基価７０〜８５ｍｇ ＫＯＨ／ｇ
アクリルポリオール樹脂：重量平均分子量１２，０００〜１５，０００、水酸基価６６ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ６０℃
湿潤剤：ポリエーテル修飾ポリジメチルシロキサン溶液（ＢＹＫ社製）
硬化促進剤：ジブチルスズジラウレート（ＢＡＳＦ社製）
ＵＶ吸収剤：ヒンダードアミン光安定剤（ＢＡＳＦ社製）
混合溶剤：ｎ−ブチルアセテート、メチルエチルケトン、ジブチルケトン（溶剤の全重量１００部基準重量比＝６:３:１）
黒色調色剤：カーボンブラック
硬化剤：ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、水酸基価５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇ
１）塗装作業性
−３０×４０ｃｍブリキにＩＷＡＴＡ ６１ ｇｕｎで往復２回塗装し、塗装時の塗料組成物の霧化程度、平滑性程度および塗膜の肉盛り性を比較した。
−３０×４０ｃｍブリキにＩＷＡＴＡ ６１ ｇｕｎで往復２回塗装し、塗装時の塗料組成物の霧化程度、平滑性程度および塗膜の肉盛り性を比較した。
２）外観
−プラスチック素地に塗料組成物を塗装してから、７０℃の条件で３０分間乾燥させた後、塗膜表面の気泡、異物、斑点、溝および平滑性の程度を比較した。
−プラスチック素地に塗料組成物を塗装してから、７０℃の条件で３０分間乾燥させた後、塗膜表面の気泡、異物、斑点、溝および平滑性の程度を比較した。
３）付着性
−ＡＳＴＭ Ｄ３３５９のテープ付着性試験法により、１ｍｍ×１ｍｍスケール１００個のうちテープ付着性試験の後に剥離された部分の程度を観察した。
−ＡＳＴＭ Ｄ３３５９のテープ付着性試験法により、１ｍｍ×１ｍｍスケール１００個のうちテープ付着性試験の後に剥離された部分の程度を観察した。
４）耐湿性
−４０℃の恒温槽に形成された塗膜を１０日間沈積した後、付着試験および外観評価を行った。
−４０℃の恒温槽に形成された塗膜を１０日間沈積した後、付着試験および外観評価を行った。
５）耐薬品性
−規定された薬品（日焼け止めクリーム、アセトン）に対して５００ｇの荷重で１０回ラビングを行い、塗膜の変色程度を測定した。
−規定された薬品（日焼け止めクリーム、アセトン）に対して５００ｇの荷重で１０回ラビングを行い、塗膜の変色程度を測定した。
６）耐光性
−キセノンウェザーメータ試験機を用いて、１０５０ｋＪのエネルギーを加えた後、塗膜の外観、色差、付着性を比較した。
−キセノンウェザーメータ試験機を用いて、１０５０ｋＪのエネルギーを加えた後、塗膜の外観、色差、付着性を比較した。
表２に示されているように、本発明の塗料組成物である実施例１および２の場合、低い乾燥条件（７０℃）の区間でも付着性、耐湿性、耐光性および耐薬品性などの塗膜物性に優れていることを確認した。しかし、ポリエステル樹脂の含有量が少なく、アクリルポリオール樹脂が過量に含まれた比較例１の場合、塗装作業性および塗膜の外観が低下するという問題があった。また、ポリエステル樹脂が過量に含まれ、アクリルポリオール樹脂が少なく含まれた比較例２の場合、付着性および塗膜の外観が低下するという問題があった。
Claims (5)
- 組成物の合計１００重量部に対して、ポリエステル樹脂２５〜３０重量部、アクリルポリオール樹脂３５〜４０重量部、調色剤１０〜２０重量部、ＵＶ吸収剤０．５〜２重量部および溶剤１０〜２５重量部を含む、内蔵部品用ハイグロシ塗料組成物。
- 前記ポリエステル樹脂は、重量平均分子量が１，５００〜２，０００であり、水酸基価が１３０〜１４５ｍｇ ＫＯＨ／ｇである、請求項１に記載の内蔵部品用ハイグロシ塗料組成物。
- 前記アクリルポリオール樹脂は、重量平均分子量が１２，０００〜１５，０００であり、水酸基価が５０〜８０ｍｇ ＫＯＨ／ｇである、請求項１に記載の内蔵部品用ハイグロシ塗料組成物。
- 前記調色剤は、カーボンブラック、黄色酸化鉄、酸化チタン、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、キナクリドンレッドおよびペリレンレッドからなる群から選択される１種以上である、請求項１に記載の内蔵部品用ハイグロシ塗料組成物。
- 硬化促進剤、湿潤剤およびポットライフ遅延剤からなる群から選択される１種以上の添加剤をさらに含む、請求項１に記載の内蔵部品用ハイグロシ塗料組成物。
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