JP2759216B2 - 塗膜形成方法 - Google Patents

塗膜形成方法

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JP2759216B2 JP5058989A JP5058989A JP2759216B2 JP 2759216 B2 JP2759216 B2 JP 2759216B2 JP 5058989 A JP5058989 A JP 5058989A JP 5058989 A JP5058989 A JP 5058989A JP 2759216 B2 JP2759216 B2 JP 2759216B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、塗装工程が簡略化され、しかも仕上がり外
観が極めて優れた塗膜を形成する方法に関する。
従来の技術とその課題 従来、美粧的外観が重要視される自動車、2輪車、電
気製品などの外板は、平滑性、鮮映性、耐候性などに優
れた塗膜を形成する有機溶剤希釈型熱硬化性上塗塗料で
仕上げ塗装されている。その塗装工程は、通常、防食性
付与のためのカチオン電着塗料を塗装した後、耐候性を
確保するための中塗り塗料を塗装し、これらの両塗膜を
それぞれ加熱硬化した後、更に、上塗塗料として、着色
顔料及び/又はメタリック顔料を配合した有機溶剤型熱
硬化性エナメル塗料(以下「ベースコート」という)を
塗装し、風乾後、有機溶剤型熱硬化性透明クリヤー塗料
を塗り重ねてから、該両塗膜を同時に加熱硬化させるい
わゆる2コート1ベーク方式からなっていることが多
い。
ところが近年に至って、塗装仕上がりの外観、例え
ば、平滑性、鮮映性などの向上の要求が更に強くなり、
しかも塗装コストを低くすることも望まれている。
このうち、仕上がり外観の向上については、主として
上塗塗着膜の平滑化を目的に各種レオロジーコントロー
ル剤の添加や、中塗り塗膜の研摩などにより対処されて
いる。しかしながら、前記した方法に於ては、レオロジ
ーコントロール剤を添加しても塗面の平滑性や鮮映性の
向上に限度があり、抜本的な解決策でない。一方、中塗
塗膜の研摩は、工数増と充分な外観向上が得られないと
いう問題がある。また、カチオン電着塗装後、中塗り塗
装、メタリックベース塗装及びクリヤー塗装からなる塗
装工程は、省工程の観点から見ても、トータルコストが
高くつくという欠点があった。
更に、上塗り塗料としては、通常、ポリエステル樹脂
やアクリル樹脂等の基体樹脂とアルキルエーテル化メラ
ミン樹脂等の架橋剤とを主成分とする熱硬化性塗料が多
く用いられているが、これらの問題として、塗膜の加熱
硬化過程で塗膜が収縮し易く、平滑性や鮮映性を高度に
することは困難であると共に、メラミン樹脂を用いた系
では耐酸性、耐薬品性、耐汚染性、耐候性及び光沢保持
率が不十分であり、しかも、ピンホールが発生しやす
く、厚膜化(80μ以上)が困難、低温硬化性が不十分
(120℃以下)であるなどの欠陥を有している。
課題を解決するための手段 本発明者は、上記従来技術の課題を解決し、塗装工程
が簡略化され、しかも塗膜の仕上がり外観が顕著に向上
する塗膜形成方法の開発を目的に鋭意研究を行なった。
その結果、耐候性良好な特定組成のカチオン性電着塗
装および特定の組成を有する上塗塗料を用いることによ
って、中塗り塗料を使用することなく上記目的を達成で
きることを見出し、本発明を完成した。
すなわち本発明は、 (A)表面張力が40〜60dyne/cmであり且つ酸で中和す
ることによって陰極に電着可能な水性浴を形成しうるエ
ポキシ系カチオン電着性樹脂、及び (B)表面張力が25〜45dyne/cmである非イオン系被覆
形成性樹脂を、 樹脂(A成分):樹脂(B成分)=60:40〜98:2の範
囲内の重量比で含有し、且つ樹脂(A成分)の表面張力
が樹脂(B成分)の表面張力より大きい複層膜形成用カ
チオン電着塗料を塗装し、加熱硬化して塗膜厚が35〜10
0μmの硬化塗膜を形成し、次いで該塗面に上塗塗料と
して着色塗料又はメタリック塗料を塗装し、更に必要に
応じてクリヤー塗料を塗装して多層塗膜を形成する方法
であって、該着色塗料、メタリック塗料及びクリヤー塗
料の少なくとも1種が、珪素原子に直接結合した水酸基
及び/又は加水分解性基とエポキシ基とを同一樹脂中に
有する樹脂、又は珪素原子に直接結合した水酸基及び/
又は加水分解性基を有する樹脂とエポキシ基を有する樹
脂とを混合して成る樹脂を必須成分として含んでいる塗
料であることを特徴とする塗膜形成方法に係る。
本発明においては、従来一般の中塗り塗料を塗装する
ことなく、上記特定のカチオン電着塗料および上塗塗料
を用いることを必須とする。
すなわち、本発明で用いる上記カチオン電着塗料は、
一回の電着塗装により、下層部(金属基体表面側。以下
同じ)に主として防食性樹脂が分布し且つ上層部に主と
して耐候性樹脂が分布するような濃度勾配を有する複層
膜を形成することができる。更に具体的には、該カチオ
ン電着塗料は、エポキシ樹脂系カチオン電着性樹脂中に
耐候性に優れたアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂等
の非イオン系被膜形成性樹脂を分散させたものを結合剤
成分とするカチオン電着塗料であって、該非イオン系被
膜形成性樹脂粒子がエポキシ樹脂によって極めて安定に
分散され、貯蔵安定性に優れ、また、前記エポキシ系カ
チオン電着性樹脂と非イオン系被膜形成性樹脂を特定割
合で配合し且つこれらの樹脂成分の表面張力を特定範囲
に限定し、しかも前者の表面張力を後者のそれより大き
くしてあるため、それから形成されるカチオン電着浴を
用いて電着塗装した塗膜は、焼付乾燥すると表面張力の
差によって非イオン系被膜形成性樹脂が上層部に浮上
し、他方、エポキシ樹脂は金属基体表面側、すなわち下
層部に移行し、その結果上層部を主として非イオン系被
膜形成性樹脂が占め、下層部を主としてエポキシ樹脂が
占めるような濃度勾配を有する複層膜を形成する。その
結果、一回の電着塗装および焼付けにより、防食性およ
び耐候性に優れた複層塗膜を形成できる。
そのため本発明方法では、該カチオン電着塗料の焼付
け硬化塗膜面に、中塗り塗装工程を省略し、上記上塗塗
膜を直接施しても、耐候性ハガレ(上塗を透過した光に
より、プライマーが光劣化を起こし、屋外暴露中に、プ
ライマーとして上塗の層間でハクリがおこる現象)が発
生することは皆無となることが判明した。しかも、本発
明の方法によれば、中塗り塗装工程が省略されるので塗
装工程が簡略化され、塗装コストが低くできるという利
点がある。
本発明で用いる成分のカチオン電着塗料塗膜は耐候性
が優れており、具体的には、該塗料の硬化塗膜単独に、
1100K.Juole/m2・hrの光線を40時間照射した後の60度鏡
面反射率の保持率が通常、50%以上であり、好ましくは
60%以上でありうる。
更に、本発明で用いる上記特定組成の上塗り塗料(着
色塗料、メタリック塗料及びクリヤー塗料を指す)は、
平滑性や鮮映性などの優れた塗面に仕上げることが可能
であり、しかも、耐酸性、耐薬品性、耐汚染性、耐候性
及び光沢保持性なども良好で、更に上塗り塗膜を肉厚に
形成することができ、かつ低温で塗膜を硬化せしめるこ
とが可能であるという種々の技術的効果を有している。
次に、本発明について、更に具体的に説明する。
複層塗膜形成用チオン電着塗料:(A)表面張力が40
〜60dyn/cmであり、且つ酸で中和することによって陰極
に電着可能な水性浴を形成しうるエポキシ系カチオン電
着性樹脂、及び (B)表面長力が25〜45dyne/cmである非イオン系被膜
形成性樹脂を、 樹脂(A成分):樹脂(B成分)=60:40〜98:2の範
囲内の重量比で含有し且つ樹脂(A成分)の表面張力が
樹脂(B成分)の表面張力より大きい複層膜形成用カチ
オン電着塗料。
エポキシ系カチオン電着性樹脂(A成分)としては、
従来からカチオン電着塗料分野において使用されている
アミン付加エポキシ樹脂のようなポリアミン樹脂、例え
ばポリエポキシドと第1級モノ及びポリアミン、第2級
ポリアミン又は第1級、第2級混合ポリアミンとの付加
物(例えば米国特許第3,984,299号参照);ポリエポキ
シドとケチミン化された第1級アミノ基を有する第2級
モノ及びポリアミンとの付加物(例えば米国特許第4,01
7,438号参照);ポリエポキシドとケチミン化された1
級アミノ基を有するヒドロキシ化合物とのエーテル化に
より得られる反応物(例えば特開昭59−43013号公報参
照)などが用いられる。これらのポリアミン樹脂はアル
コール類でブロックしたポリイソシアネート化合物を用
いて硬化させることができ電着塗膜を形成する。
また、ブロックイソシアネート化合物を使用しないで
硬化させることが可能なアミン付加エポキシ樹脂も使用
することができ、例えばポリエポキシドにβ−ヒドロキ
シアルキルカルバメート基を導入した樹脂(例えば特開
昭59−155470号公報参照);エステル交換反応によって
硬化しうるタイプの樹脂(例えば特開昭55−80436号公
報参照)などを用いることもできる。
エポキシ系カチオン電着性樹脂(A成分)は、表面張
力が40〜60dyn/cm、好適には45〜55dyn/cmの範囲内にあ
ることが必要である。表面張力が40dyn/cmより低いと、
非イオン系被膜形成性樹脂(B成分)との相溶性が良好
になりすぎて所望の濃度勾配を有する複層膜を形成させ
難くなり、しかも該塗膜が耐候性、防食性ともに劣るも
のになりやすい。一方、60dyn/cmを越えると、電着塗料
中の樹脂(A成分)と樹脂(B成分)が二層分離し、層
間付着性が劣る。
カチオン電着塗料で使用される非イオン系被膜形成性
樹脂(B成分)は、本発明の目的から特に耐候性の優れ
た樹脂であれば熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂のいず
れでもよく、就中アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、
ポリエステル変性樹脂及びシリコン変性樹脂が好適に使
用される。この樹脂(B成分)は非イオン系であるこ
と、すなわち酸中和によってカチオン性基を生じるよう
な官能基を有さないことが重要であり且つ不可欠であ
る。すなわち、樹脂(B成分)がイオン性であると、そ
の表面張力が大きくなるため、本発明の目的とする理想
的な濃度勾配を有する複層塗膜を得るためには樹脂(B
成分)の骨格部(非イオン性部)を表面張力の小さいも
のに設計しなければならず、その結果として形成される
複層塗膜は層間付着性および耐食性に劣ったものとなり
やすい。
樹脂(B成分)は、表面張力が25〜45dyne/cm、好適
には28〜40dyne/cmの範囲内にあることが必要である。
表面張力が25dyne/cmより小さいと、形成される塗膜と
上塗り塗膜との層間付着性が低下し、また樹脂(A成
分)と樹脂(B成分)が完全に2層に分離し層間付着性
も悪くなる。他方、表面張力が45dyne/cmを超えると、
樹脂(A成分)との相溶性が良好になりすぎ所望の濃度
勾配を有する複層膜が形成され難くなり、しかも塗膜の
耐候性、防食性がともに劣る結果となる。
該カチオン電着塗料において、前記した樹脂(A成
分)及び樹脂(B成分)の表面張力がそれぞれ前記特定
範囲にあって且つ樹脂(A成分)の表面張力が樹脂(B
成分)の表面張力より大きければ、濃度勾配のある複層
膜を形成することができるが、好適には樹脂(A成分)
と樹脂(B成分)の表面張力の差が5dyne/cm以上、より
好ましくは10〜20dyne/cmの範囲内になるように両成分
を選択して組合わせることが、複層膜の形成が容易で且
つ迅速であり実用的である。
該電着塗料は、上記で述べた樹脂(A成分)及び樹脂
(B成分)をそれ自体既知の方法で水中に分散及び/又
は溶解させることにより調製することができる。例え
ば、樹脂(A成分)及び樹脂(B成分)を水混和性有
機溶剤中に溶解させた状態で水及び酸(例えば酢酸、ギ
酸、乳酸、リン酸、硫酸などの水溶性有機酸又は無機
酸)と混合し中和して水性浴を形成するか、樹脂(A
成分)を水性媒体中に分散させ、酸で中和して水性浴を
形成し、その水性浴中に樹脂(B成分)の水混和性有機
溶剤溶液をホモジナイザー等を用いて強制分散せしめる
等の方法で調製することができる。前記及びのいず
れの方法によって得られる組成物においても、樹脂(B
成分)の粒子は樹脂(A成分)の中和物によって水中に
極めて安定に分散され、長期間にわたって優れた貯蔵安
定性を示す。
該電着塗料の調整にあたって、樹脂(A成分)及び樹
脂(B成分)はそれぞれ単独又は2種以上組合わせて使
用することができる。樹脂(A成分)及び樹脂(B成
分)の使用割合は、 (A成分):(B成分)=60:40〜98:2、好ましくは70:
30〜95:5 の範囲内にすることが必要である。
前記した範囲外の配合割合では効果的な濃度勾配を有
する複層膜が得られず、耐候性又は防食性が劣る結果と
なる。
カチオン電着塗料を被塗装物に電着塗装する方法及び
装置としては、従来から陰極電着塗装においてそれ自体
使用されている公知の方法及び装置を使用することがで
きる。その際、被塗物をカソードとし、アノードとして
はステンレス又は炭素板を用いるのが望ましい。用いう
る電着塗装条件は、特に制限されるものではないが、一
般的には浴温:20〜30℃、電圧:100〜400V(好ましくは2
00〜300V)、電流密度:0.01〜3A/dm2、通電時間:1〜5
分、極面積比(A/C):2/1〜1/2、極間距離:10〜100cm、
撹拌状態で電着することが望ましい。
カソードの被塗物上に析出した塗膜は、硬化塗膜に基
いて35〜100μ、特に60〜70μの膜厚が好ましく、この
析出した塗膜を洗浄後、約150〜約230℃で約10〜30分間
焼付けて硬化させることができる。この硬化処理により
金属基体に接する部分にはエポキシ系樹脂(A成分)
が、プライマー層の表面部分には被膜形成性樹脂(B成
分)が優先的に分布した多層構造が形成される。これは
加熱溶融状態で両樹脂が主として表面張力の差で層分離
をするように作用するためと考えられる。
かくして形成される電着塗膜層が多層分布構造を有し
ている時宛は、塗膜を金属基体方向(厚さ方向)に向か
って最上層、中間層及び最下層の3層に分割し、この分
割層における樹脂(B成分)の分配率(含有重量%)を
求めることにより確認することができる。 のカチオン
電着塗料から形成される電着プライマー層においては、
一般に最上層では樹脂(B成分)の分配率が50%以上、
好ましくは70〜95%であり、最下層においては樹脂(B
成分)の分配率は10%以下、好ましくは5%以下であ
る。
本発明で用いる上記複層塗膜形成用カチオン電着塗料
は本出願人によって既に提案されたものであり、上記以
外については特開昭62−174277号公報に詳述されてお
り、これらは全て本発明においても適用できる。
また、この電着塗膜面を研摩すると、最終工程塗膜で
の仕上り性が向上し、上塗り塗膜との付着性が一層向上
できる。この研磨は#600〜1000の研摩紙を用いて、電
着塗膜の膜厚が10μ以下程度減ずるように行なうことが
好ましい。
本発明の方法は、上記加熱硬化させた電着塗膜面
に、着色塗料もしくはメタリック塗料を塗装し、次い
で、更に必要に応じて、該の塗面にクリヤー塗料を
塗装して多層構造の塗膜を形成するものであり、しかも
、における該着色塗料、メタリック塗料及びクリヤ
ー塗料のうち少なくとも1種が珪素原子に直接結合した
水酸基及び/又は加水分解性基とエポキシ基とを同一樹
脂中に有する樹脂[樹脂(I)]又は珪素原子に直接結
合した水酸基及び/又は加水分解性基を有する樹脂[樹
脂(II)]とエポキシ基を有する樹脂[樹脂(III)]
とを混合してなる樹脂を必須成分とする塗料(以下、
「Si−塗料」と略称することがある)であることが必要
である。
本発明における上記〜に基づく多層塗膜形成の具
体例として、 (イ)電着塗装−着色塗料(*1)の塗装 (ロ)電着塗装−メタリック塗料(*1)の塗装 (ハ)電着塗装−着色塗料(*2)の塗装−クリヤー塗
(*1)の塗装 (ハ)電着塗装−メタリック塗料(*2)の塗装−クリ
ヤー塗料(*1)の塗装 等が挙げられ、このうち、(*1)及び(*2)を付し
た塗料の全てがSi−塗料であることが好ましいが、(*
1)を付した塗料のみがSi−塗料であっても、又は(*
2)を付した塗料のみがSi−塗料であっても差し支えな
い。
上記及び/又はの工程で用いるSi−塗料は、樹脂
(I)単独、又は樹脂(II)と樹脂(III)との混合物
を主成分としており、これらの樹脂(I)〜(III)に
ついて説明する。
本明細書において、珪素原子に直接結合した加水分解
性基は水又は湿気により加水分解してシラノール基を生
成する基である。該基としては、例えば下記一般式で表
わされるものを挙げることができる。
−O−R−′(I) 式中R′はC1〜4のアルキル基、R″〜R″″は同
一もしくは異なってもよく、C1〜8のアルキル基、ア
リール基、アラルキル基を示す。一般式において、C
1〜8のアルキル基としては、例えばメチル、エチル、
n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−ブチ
ル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、iso−
ペンチル、n−オクチル、iso−オクチル等を挙げるこ
とができ、アリール基としては、例えばフェニル、トル
イル、キシリル等を挙げることができ、またアラルキル
基としては、例えばベンジル、フェネチル等を挙げるこ
とができる。
また、上記した珪素原子に結合した加水分解性基以外
にも加水分解性基としてSi−H基を挙げることができ
る。
上記樹脂(I)及び(II)において、加水分解性基と
しては、貯蔵安定性、硬化性等の観点から、上記一般式
(I)及び(II)で表わされるシラン基が好適である。
次に、樹脂骨格中にエポキシ基及びシラン基を導入す
る方法としては下記の樹脂組成物を得る方法を挙げるこ
とができる。
(1)官能基を有する樹脂(A)を、該官能基と相補的
に反応する官能基とエポキシ基とを有する化合物(B)
及び該樹脂(A)の官能基と相補的に反応する官能基と
シラン基とを有する化合物(C)に反応させて得られる
反応物(D)(以下「(1)樹脂組成物」とする) (2)官能基を有する樹脂(E)を該官能基と相補的に
反応する官能基及びエポキシ基を有する化合物(B)に
反応させて得られる反応物(F)と、官能基を有する樹
脂(G)を該官能基と相補的に反応する官能基及びシラ
ン基を有する化合物(C)に反応させて得られる反応物
(H)との混合物(I)(以下「(2)樹脂組成物」と
する) (3)エポキシ基含有重合性不飽和単量体(J)、シラ
ン基含有重合性不飽和単量体(K)及び必要に応じてそ
の他の重合性不飽和単量体(M)を単量体成分とする共
重合体(L)(以下「(3)樹脂組成物」とする) (4)前記単量体(J)の単独重合体(N)又は前記単
量体(J)とその他の重合性不飽和単量体(M)との共
重合体(N)と、 前記単量体(K)の単独重合体(P)又は前記単量体
(K)とその他の重合性不飽和単量体(M)との共重合
体(P)との混合物(以下「(4)樹脂組成物」とす
る) (5)官能基を有する重合性不飽和単量体(Q)及び前
記エポキシ基含有重合性不飽和単量体(J)を必須成分
とする共重合体(R)と、単量体(Q)に起因する官能
基と相補的に反応する官能基及びシラン基を有する化合
物(S)との反応物(T)(以下「(5)樹脂組成物」
とする) (6)官能基を有する重合性不飽和単量体(U)及び前
記シラン基含有重合性不飽和単量体(K)を必須成分と
する共重合体(V)と、該単量体(U)に起因する官能
基と相補的に反応する官能基及びエポキシ基を有する化
合物(W)との反応物(X)(以下「(6)樹脂組成
物」とする) (7)前記単独重合体(N)又は共重合体(N)と前記
反応物(H)との混合物(Y)(以下「(7)樹脂組成
物」とする)及び (8)前記単独重合体(P)又は共重合体(P)と前記
反応物(F)との混合物(Z) 前記(1)〜(8)の樹脂組成物において、(1)、
(3)、(5)及び(6)は樹脂(I)に相当し、
(2)、(4)、(7)及び(8)は樹脂(II)と樹脂
(III)との混合物に相当する。
前記(1)〜(8)の樹脂組成物において、相補的に
反応する基とは互いに反応することができる基であっ
て、例えば、下記の表から適宜選択できる。
相補的に反応する基は、前記表から適宜選択して組合
わせることができるが、好適には次の組合わせを挙げる
ことができる。
樹脂(A)/化合物(B)[又は樹脂(E)/化合物
(B)]の官能基の組合わせ: (1)/(5),(2)/(4),(3)/(3),
(5)/(1)等、 樹脂(A)/化合物(C)[又は樹脂(G)/化合物
(C)]の官能基の組合わせ: (1)/(5),(2)/(3),(2)/(4),
(2)/(5),(3)/(3),(4)/(2),
(4)/(6),(4)/(7),(5)/(1),
(5)/(2),(5)/(6),(5)/(7),
(6)/(4),(6)/(8),(7)/(4),
(7)/(8),(7)/(5)等 単量体(Q)/化合物(S)の官能基の組合わせ: (1)/(5),(4)/(2),(4)/(6),
(4)/(7),(5)/(1),(5)/(2),
(5)/(3),(5)/(6),(5)/(7)等 単量体(U)/化合物(W)の官能基の組合わせ: (1)/(5),(2)/(4),(2)/(5),
(3)/(1),(5)/(1),(6)/(4),
(6)/(5),(6)/(8),(7)/(4),
(7)/(8),(7)/(5)等 (1)樹脂組成物 樹脂(A)は前記官能基を有するものであれば特に制
限なしに従来のものから適宜選択して使用できる。具体
的には、例えばビニル樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル
樹脂、アルキド樹脂、シリコン樹脂、ウレタン樹脂、ポ
リエーテル樹脂等の樹脂を挙げることができる。
樹脂(A)は、1分子中に、化合物(B)及び化合物
(C)の官能基と反応する官能基を、平均2個以上有す
るものであるが、樹脂中の官能基は同一であっても、ま
たお互に異なっていてもかまわない。
樹脂(A)中の官能基が同一の場合には、例えば平均
2個以上の水酸基を有する樹脂(A)を、イソシアネー
ト基(5)を有する化合物(B)及びイソシアネート基
(5)を有する化合物(C)と反応させるか、もしく
は、平均2個以上のイソシアネート基(5)を有する樹
脂(A)を、水酸基(1)を有する化合物(B)及びイ
ソシアネート(5)を有する化合物(C)と反応させる
ことができる。
また、樹脂(A)中の官能基が異なる場合には、例え
ばそれぞれ平均1個以上の水酸基(1)とカルボキシル
基(2)を有する樹脂(A)を、イソシアネート基
(5)を有する化合物(C)及びエポキシ(4)を有す
る化合物(B)と反応させることができる。
樹脂(A)中の官能基と反応する化合物(B)中の反
応器が化合物(B)の有するエポキシ基と同一であって
もさしつかえない。また、同様に樹脂(A)中の官能基
と反応する化合物(C)中の官能基が化合物(C)の有
するシラン基と同一であってもさしつかえない。
樹脂(A)として、例えば水酸基、カルボキシル基、
イソシアネート基、シラン基、エポキシ基等の官能基を
有するものについて説明する。
[水酸基含有樹脂] 以下〜のものを挙げることができる。
水酸基含有ビニル系樹脂 下記水酸基含有重合性不飽和単量体(a)及び必要に
応じてその他の重合性不飽和単量体(b)を単量体成分
とする重合体。
水酸基含有重合性不飽和単量体(a) 下記一般式(1)〜(4)で表わされる化合物を挙げ
ることができる。
一般式(1) 式中、R1は水素原子又はヒドロキシアルキル基を示
す。
一般式(2) 式中、R1は前記と同じ意味を有する。
一般式(3) 式中、Zは水素原子又はメチル基を示し、mは2〜8
の整数、pは2〜18の整数、qは0〜7の整数を示す。
一般式(4) 式中、Zは前記と同じ、T1及びT2は同一又は相異なっ
て、炭素数4〜20の二価の炭化水素基を示し、s及びu
はそれぞれ0〜10の整数を示す。但し、sとuの和は1
〜10である。
一般式(1)及び(2)における「ヒドロキシアルキ
ル基」は炭素数1〜6であり、具体的には、−C2H4OH、
−C3H6OH、−C4H8OH等を挙げることができる。
一般式(4)における炭素数1〜20の2価炭化水素基
としては、例えば−CH2−、−(CH2−、−(CH2
−、 −(CH210−、−(CH2)−、 等を挙げることができる。
一般式(2)の単量体成分としては、例えば CH2=CHCH2OH CH2=CHCH2OCH2CH2OH CH2=CHCH2OCH2CH2O2H CH2=CHCH2OCH2CH2O3H 等を挙げることができる。
一般式(3)の単量体成分としては、例えば CH2=C(CH3)COO C2 H4 OH CH2=CH−COOC3 H6 OH 等を挙げることができる。
一般式(4)の単料体成分としては、例えば、 CH2=C(CH3)COOCH2CHCH3O5〜6H CH2=CHCOOCH2CH2O4〜5H CH2=C(CH3)COOCH2CH2O7〜9H CH2=CHCOOCH2CH2CH2CH2O4〜5等を挙げることができる。
更に、上記以外にも前記一般式(1)〜(4)で表わ
される水酸基含有不飽和単量体とεカプロラクトン、γ
−バレロラクトン等のラクトン類との付加物等が使用で
きる。
その他の重合性不飽和単量体(b) 下記(b−1)〜(b−6)のものを挙げることがで
きる。
(b−1)オレフィン系化合物:例えばエチレン、プロ
ピレン、ブチレン、イソプレン、クロロプレン等。
(b−2)ビニルエーテル及びアリルエーテル:例えば
エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、イソ
プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、tert
−ブチルビニルエーテル、ペンチルビニルエーテル、ヘ
キシルビニルエーテル、イソヘキシルビニルエーテル、
オクチルビニルエーテル、4−メチル−1−ペンチルビ
ニルエーテル等の鎖状アルキルビニルエーテル類、シク
ロペチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテ
ル等のシクロアルキルビニルエーテル類、フェニルビニ
ルエーテル、o−,m−,p−トリビニルエーテル等のアリ
ールビニルエーテル類、ベンジルビニルエーテル、フェ
ネチルビニルエーテル等のアラルキルビニルエーテル類
等。
(b−3)ビニルエステル及びプロペニルエステル:例
えば酢酸ビニル、乳酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビ
ニル、カプロン酸ビニル、イソカプロン酸ビニル、ピバ
リック酸ビニル、カプリン酸ビニル等のビニルエステル
及び酢酸イソプロペニルプロピオン酸イソプロペニル等
のプロペニルエステル等。
(b−4)アクリル酸又はメタクリル酸のエステル:例
えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル
酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ブチ
ル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリ
ル酸ラウリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチ
ル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸イソプロピ
ル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタ
クリル酸オクチル、メタクリル酸ラウリル等のアクリル
酸又はメタクリル酸の炭素数1〜18のアルキルエステ
ル:アクリル酸メトキシブチル、メタクリル酸メトキシ
ブチル、アクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸メト
キシエチル、アクリル酸エトキシブチル、メタクリル酸
エトキシブチル等のアクリル酸又はメタクリル酸の炭素
数2〜18のアルコキシアルキルエステル等。
(b−5)ビニル芳香族化合物:例えば、スチレン、α
−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−クロルスチレ
ン等。
(b−6)その他:アクリロニトリル、メタクリロニト
リル等。
水酸基含有フッ素樹脂 水酸基含有重合性不飽和単量体(a)、含フッ素系重
合性不飽和単量体(c)及び必要に応じてその他の重合
性不飽和単量体(B)を単量体成分とする重合体。
含フッ素系重合性不飽和単量体(c) 下記一般式(5)及び(6)で表わされる化合物を挙
げることができる。
一般式(5) CX2=CX2 (5) 式中、Xは同一もしくは異なってH、Cl、Br、F、ア
ルキル基又はハロアルキル基を示す。ただし、式中に少
なくとも1個のFを含有する。
一般式(6) 式中、Zは前記と同様の意味を有し、R2はフルオロア
ルキル基を示し、nは1〜10の整数を示す。
一般式(5)における「アルキル基」はC1〜6個好
ましくはC1〜4個のものである。具体的には例えばメ
チル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ペン
チル基等を挙げることができる。また「ハロアルキル
基」はC1〜6個好ましくはC1〜4個のものである。
具体的には例えばCF3、CHF2、CH2F2、Cil3、CH・Cl2、C
H2Cl、CH2Cl、CFCl2、(CF22CF3、(CF23CF3、CF2C
H3、CF2CHF2、CF2Br、CH2Br等を挙げることができる。
一般式(5)で表わされる単量体としては、例えば CF2=CF2、CHF=CF2、CH2=CF2、CH2=CHF、CClF=CF
2、CHCl=CF2、CCl2=CF2、CClF=CClF、CHF=CCl2、CH
2=CClF、CCl2=CClF、CF3CF=CF2、CF2CF=CHF、CF3CH
=CF2、CF3CF=CH2、CF3CF=CHF、CHF2CF=CHF,CF3CF=
CH2、CF3CF=CF2、CH3CF=CF2、CH3CF=CH2、CF2ClCF=
CF2、CF3CCl=CF2、CF3CF=CFCl、CF2ClCCl=CF2、CF2C
lCF=CPCl、CF2Cl2CF=CF2、CF2CCl=CClF、CF3CCl=CC
l2、CClF2CF=CCl2、CCl3CF=CF2、CF2ClCCl=CCl2、CF
Cl2CCl=CCl2、CF3CF=CHCl、CClF2CF=CHCl、CF3CCl=
CHCl、CHF2CCl=CCl2、CF2ClCH=CCl2、CF2ClCCl=CHC
l、CCl3CF=CHCl、CF2lCF=CF2、CF2BrCH=CF2、CF3CBr
=CHBr、CF2ClCBr=CH2、CH2BrCF=CCl2、CF3CBr=C
H2、CF2CH=CHBr、CF2BrCH=CHF、CF2BrCF=CF2、CF3CF
2CF=CF2、CF3CF=CFCF3CF3CH=CFCF3、CF2=CFCF2CH
F2、CF3CF2CF=CH2、CF3CH=CHCF3、CF2=CFCF2CH3、CF
2=CFCH2CH3、CF3CH2CH=CH2、CF3CH=CHCH3、CF2=CHC
H2CH3、CH3CF2CH=CH2、CFH2CH=CHCFH2、CH3CF2CH=CH
3、CH2=CFCH2CH3、CF3(CF22CF=CF2、CF3(CF23C
F=CF2 等を挙げることができる。
一般式(6)における「フルオロアルキル基」はC
3〜21個のものである。具体的には、例えばC4F9、(CF
26CF(CF320、C8F17、C10F21、C8F17、(CF27CF3
等を挙げることができる。
一般式(6)で表わされる単量体としては、例えば 等を挙げることができる。
水酸基含有ポリエステル樹脂 多塩基酸(例えば、(無水)フタル酸、イソフタル
酸、テレフタル酸、(無水)マレイン酸、(無水)ピロ
メリット酸、(無水)コハク酸、セバチン酸、アゼライ
ン酸、ドデカンジカルボン酸、イソフタル酸ジメチル、
テレフタル酸ジメチル等の1分子中に2〜4個のカルボ
キシル基又はカルボン酸メチルエステルを有する化合
物)と、多価アルコール(例えば、エチレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、
ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、ト
リメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、グリセ
リン、トリシクトデカンジメタノール等の1分子中に2
〜6個の水酸基を有するアルコール)とをエステル反応
又はエステル交換反応させることにより得られる。上記
以外にも一塩基酸(例えばヒマシ油脂肪酸、大豆油脂肪
酸、トール油脂肪酸、アマニ油脂肪酸等の脂肪酸、安息
香酸等)が必要に応じて使用できる。
水酸基含有ポリウレタン樹脂 水酸基含有ビニル系樹脂、水酸基含有ポリエステル樹
脂等をポリイソシアネート化合物(例えば、トリレンジ
イソシアネート、キシ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、イソホロンジイソシアネート
等)で変性させて得られるイソシアネート基を有さない
樹脂。
水酸基含有シリコーン樹脂 水酸基含有ビニル系樹脂、水酸基含有ポリエステル樹
脂等をシリコーン樹脂(例えばZ−6018、Z−6188(以
上ダウコーニング社製品)、SH5050、SH6018、SH6188
(以上東レシリコーン社製品)で変性されて得られるア
ルコキシシラン基及びシラノール基を有さない樹脂。
ビニルアルコール−スチレン共重合体。
[カルボキシル基含有樹脂] 以下〜のものを挙げることができる。
カルボキシル基含有ビニル樹脂 カルボキシル基含有重合性不飽和単量体(d)及び必
要に応じてその他の重合性不飽和単量体(b)を単量体
成分とする重合体。
カルボキシル基含有重合性不飽和単量体(d) 下記一般式(7)及び(8)で表わされる化合物を挙
げることができる。
一般式(7) 式中、R3は水素原子又は低級アルキル基を表わし、R4
は水素原子、低級アルキル基又はカルボキシル基を示
し、R5は水素原子、低級アルキル基又はカルボキシ低級
アルキル基を示す。
一般式(8) 式中、R6は水素原子又はメチル基を示し、mは前記と
同様の意味を有する。
前記式(VII)において低級アルキル基としてはC4
以下のもの、特にメチル基が好ましい。
一般式(7)の例としては、例えばアクリル酸、メタ
クリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、無水
マレイン酸、フマル酸等を挙げることができる。
また、一般式(8)の例としては、例えば2−カルボ
キシエチル(メタ)アクリレート、2−カルボキシプロ
ピル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
また、上記以外にも水酸基含有重合性不飽和単量体
(a)1モルと無水ポリカルボン酸(例えば無水マレイ
ン酸、無水イタコン酸、無水コハク酸、無水フタル酸
等)化合物1モルとの付加物も使用できる。
カルボキシル基含有フッ素樹脂 含フッ素系重合性不飽和単量体(c)、カルボキシル
基含有重合性不飽和単量体(d)及び必要に応じてその
他の重合性不飽和単量体(b)を単量体成分とする共重
合体。これらの単量体成分は前記と同様のものが使用で
きる。
また、上記以外にも前記フッ素ポリオール樹脂と前記
無水ポリカルボン酸化合物とを反応させて得られる樹脂
も使用できる。
カルボキシル基含有ポリエステル樹脂 前記多塩基酸と前記多価アルコールとを、エステル化
して得られる樹脂を挙げることができる。
[イソシアネート基含有樹脂] 以下〜のものを挙げることができる。
イソシアネート基含有ビニル樹脂 イソシアネート基含有重合性不飽和単量体(c)及び
必要に応じてその他の重合性不飽和単量体(b)を単量
体成分とする重合体。
イソシアネート基含有重合性不飽和単量体(e) 下記一般式(9)及び(10)で表わされる単量体を挙
げることができる。
一般式(9) 式中、R6及びnは前記と同じ意味を有する。
で示される単量体が挙げられ、例えばイソシアネートエ
チル(メタ)アクリレートが包含される。
一般式(10) 式中、R6及びnはそれぞれ前記意味を有し、R7は水素
原子又はC5以下のアルキル基である。
で示される単量体が挙げられ、例えばα,α−ジメチル
−m−イソプロペニルベンジルイソシアネートが包含さ
れる。
前記以外にも水酸基含有重合性不飽和単量体(b)1
モルと、ポリイソシアネート化合物1モルとの反応物を
使用することができる。該ポリイソシアネート化合物と
しては、例えばトルエンジイソシアネート、1,6−ヘキ
サメチレンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルエーテルジイ
ソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ナフタリ
ンジイソシアネート、ビフェニレンジイソシアネート、
3,3′−ジメチル−4,4′−ビフェニレンジイソシアネー
ト、ジシクロヘキシルメタン、4,4′−ジイソシアネー
ト、p−キシレンジイソシアネート、m−キシレンジイ
ソシアネート、ビス(4−イソシアネートフェニル)ス
ルホン、イソプロピリデンビス(4−フェニルイソシア
ネート)、リジンイソシアネート、イソホロンジイソシ
アネート及びそれらの重合体及びビュレット物等を挙げ
ることができる。
更に、イソシアネート基含有フッ素系樹脂として、上
記以外にも水酸基含有フッ素系樹脂に例えば前記ポリイ
ソシアネート化合物を反応させることによって得られる
ものも使用することができる。
イソシアネート基含有フッ素樹脂 前記水酸基含有フッ素樹脂と前記ポリイソシアネート
化合物とをイソシアネート成分が過剰になる様に調整し
て得られる樹脂。
イソシアネート基含有ポリエステル樹脂 前記水酸基含有ポリエステル樹脂と前記ポリイソシア
ネート化合物とをイソシアネート成分が過剰になる様に
調整して得られる樹脂。
イソシアネート基含有ポリウレタン樹脂 前記水酸基含有ポリエーテル樹脂と前記ポリイソシア
ネート化合物とをイソシアネート成分が過剰になる様に
調整して得られる樹脂。
[シラン基含有樹脂] 前記水酸基含有樹脂と後記イソシアネート基含有シラ
ン化合物とを反応させて得られる樹脂及び前記イソシア
ネート基含有樹脂と後記水酸基含有シラン化合物とを反
応させて得られる樹脂、前記水酸基含有シリコーン樹脂
で用いたシリコーン樹脂。
[エポキシ基含有樹脂] 前記水酸基含有樹脂と後記イソシアネート基含有エポ
キシ化合物とを反応させて得られる樹脂。
(1)樹脂組成物で使用する化合物(B)は、前記樹
脂(A)中の官能基と反応する官能基とエポキシ基とを
1分子中に夫々1個以上有するものである。該樹脂
(A)中の官能基と反応する官能基がエポキシ基と同一
のものであってもさしつかえない。該官能基がエポキシ
基と同一の場合には、1分子中にエポキシ基を2個以上
含有する必要がある。
次に、代表的な化合物(B)について下記する。
[水酸基含有エポキシ化合物] 下記一般式(11)〜(21)で表わされる化合物を挙げ
ることができる。
各式中、R6及びnは前記と同じ意味を有し、R8は炭素
数1〜8の2価の炭化水素基、R9は同一又は異なって、
炭素数1〜20の2価の炭化水素基を示す。
一般式(11)〜(21)において、炭素数1〜8の2価
の炭化水素基は前記の炭素数1〜20の2価の炭化水素基
から適宜選択することができる。また、炭素数1〜20の
2価の炭化水素基としては、前記と同様の基を挙げるこ
とができる。
一般式(11)〜(21)で表わされる化合物の具体例と
しては、例えば を挙げることができる。
[シラン基含有エポキシ化合物] 下記一般式(22)〜(25)で表わされる化合物を挙げ
ることができる。
各式中、R6及びR8は、前記と同じ意味を有し、R8は同
一もしくは異なっていてもよい。Yは同一もしくは異な
って水素原子、水酸基、加水分解性基、C1〜8アルキ
ル基、アリール基、アラルキル基を示す。但し、Yの少
なくとも1個は水素原子、水酸基又は加水分解性基であ
る。
一般式(22)〜(25)において、加水分解性基は前記
一般式(I)〜(VI)の基が包含される。また、C
1〜8のアルキル基、アリール基及びアラルキル基は、
前記と同様のものを例示することができる。
一般式(22)〜(25)で表わされる化合物の具体例と
しては、例えば 等を挙げることができる。
また、上記した以外にも一般式(22)〜(25)で表わ
される化合物を後記ポリシラン化合物(例えば一般式
(38)〜(40)で表わされる化合物)と縮合させて得ら
れる化合物も使用できる。具体的には、例えば下記のも
のを挙げることができる。
[ポリエポキシ化合物] 下記一般式(26)〜(33)で表わされる化合物を挙げ
ることができる。
式中、R6及びR8は前記と同じ意味を有し、R6及びR8
同一もしくは異なっていてもよい。また、R10は同一も
しくは異なってC1〜8のアルキル基、フェニル基、ア
リール基、アラルキル基、又は同一もしくは異なって水
素原子、C1〜4アルキル基、Wは0及び1〜10の整数
を示す。
一般式(26)〜(33)で表わされる化合物の具体例と
しては、例えば 等を挙げることができる。
また、上記以外にも、例えば下記のものが使用でき
る。
と下記したポリイソシアネート化合物との付加物(使用
し得るポリイソシアネート化合物としては、例えばヘキ
サメチレンジソシアネートもしくはトリメチルヘキサメ
チレンジイソシアネートの如き脂肪族ジイソシアネート
類;水素添加キシリレンジイソシアネートもしくはイソ
ホロンジイソシアネートの如き環状脂肪族ジイソシアネ
ート類;トリレンジイソシアネートもしくは4,4′−ジ
フェニルメタンジイソシアネートの如き芳香族ジイソシ
アネート類の如き有機ジイソシアネートそれ自体、又は
これらの各有機ジイソシアネートと多価アルコール、低
分子量ポリエステル樹脂もしくは水等との付加物、ある
いは上記した如き各有機ジイソシアネート同志の重合
体、更にはイソシアネート・ビゥレット体等が挙げられ
るが、それらの代表的な市販品の例としては「バーノッ
クD−750、−800、DN−950、−970もしくは15−455」
「以上、大日本インキ化学工業(株)製品]、「デスモ
ジュールL、NHL、ILもしくはN3390」[西ドイツ国バイ
エル社製品]、[タケネートD−102、−202、−110Nも
しくは−123N」[武田薬品工業(株)製品]、「コロネ
ートL、HL、EHもしくは203」[日本ポリウレタン工業
(株)製品]又は「デュラネート24A−90CX」[旭化成
工業(株)製品]等である); と多塩基酸との付加物;分子中に、例えば 等の不
飽和基を有するエステル化物(例えば、テトラヒドロ無
水フタル酸、トリメチロールプロパン及び1,4−ブタン
ジオール等をエステル化反応して得られる数平均分子量
900のエステル化物)を過酢酸等で酸化させて得られる
もの等が挙げられる。
[イソシアネート基含有エポキシ化合物] 前記水酸基含有エポキシ化合物と、前記ポリイソシア
ネート化合物とを反応させてエポキシ基とイソシアネー
ト基が残るように反応させて得られるものを挙げること
ができる。具体的には、例えば 一般式(11)で表わされる化合物とヘキサメチレンジ
イソシアネートの反応物 一般式(15)で表わされる化合物とトルエンジイソシ
アネートの反応物 一般式(18)で表わされる化合物とイソホロンジイソ
シアネートの反応物 一般式(20)で表わされる化合物とイソポンジイソシ
アネートの反応物 一般式(21)とキシンレンジイソシアネートの反応物 等を挙げることができる。
(1)組成物で使用する化合物(C)は、1分子中に
前記樹脂(A)中の官能基と反応する官能基とシラン基
とをそれぞれ1個以上有するものである。該樹脂(A)
中の官能基と反応する官能基がシラン基と同一のもので
あってもさしつかえない。該官能基がシラン基と同一の
場合には1分子中にシラン基を2個以上有する必要があ
る。
次に代表的な化合物(C)について下記する。
[水酸基含有シラン化合物] 下記一般式(34)〜(36)で表わされる化合物を挙げ
ることができる。
各式中、R8、R10及びYは前記と同じ意味を有し、
R8、R10及びYは同一もしくは異なっていてもよい。但
し、Yのいずれか1個は水素原子、水酸基、加水分解性
基である。
一般式(34)〜(36)で表わされる化合物の具体例と
しては、例えば を挙げることができる。
また、上記した以外にも例えば一般式(34)〜(36)
で表わされる化合物と後記ポリシラン化合物との縮合物
も使用できる。該縮合物の一例として、 を例示することができる。
[ポリシラン化合物] 1分子中に珪素原子に直接結合した加水分解性基及び
SiOHから選ばれた2個以上の基を有する化合物である。
下記一般式(38)〜(40)で表わされる化合物を挙げ
ることができる。
各式中、Y′は同一もしくは異なって水素原子、水酸
基及び加水分解性基、R10は前記と同じ意味を有し、R10
は同一もしくは異なっていてもよい。
一般式(38)〜(40)で表わされる化合物の具体例と
しては、例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジブチル
ジメトキシシラン、ジ−iso−プロピルジプロポキシシ
ラン、ジフェニルジブトキシシラン、ジフェニルジエト
キシシラン、ジエチルジシラノール、ジヘキシルジシラ
ノールメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシ
シラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメト
キシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルト
リブチロオキシシラン、ヘキシルトリアセトキシシラ
ン、メチルトリシラノール、フェニルトリシラノール、
テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ
プロピオキシシラン、テトラアセトキシシラン、ジ−is
o−プロピオキシジバレロオキシシラン、テトラシラノ
ール、 を挙げることができる。
また前記した以外にも前記ポリシラン化合物同志の縮
合物を使用することができる。
[エポキシ基含有シラン化合物] 前記シラン基含有エポキシ化合物を挙げることができ
る。
[イソシアネート基含有シラン化合物] 下記一般式(40)〜(41)で表わされる化合物を挙げ
ることができる。
各式中R8及びYは前記と同じ意味を有し、Yは同一も
しくは異なっていてもよい。
Yの少なくとも1個は、水素原子、水酸基、加水分解
性基である。
一般式(40)及び(41)で表わされる化合物の具体例
としては、例えば OCNC3H6Si(OC2H53,OCNC2H4Si(OCH33, OCNCH2Si(OC2H53,OCNCH2Si(OCH33, OCNCH2Si(OCH33, OCN−Si(OCH33, 等を挙げることができる。
また、上記以外にも前記水酸基含有シラン化合物を前
記ポリイソシアネート化合物と反応させて得られる化合
物が使用できる。
具体的には下記のものを挙げることができる。
一般式(34)とヘキサメチレンジイソシアネート又は
トリレンジイソシアネートとの反応物、例えば 等を挙げることができる。
更に、前記エポキシ基含有シラン化合物と例えば前記
ポリシラン化合物との縮合物も使用できる。該化合物の
例として を例示することができる。
[メルカプト基含有シラン化合物] 下記一般式(42)で表わされる化合物を挙げることが
できる。
式中、R8及びYは前記と同じ意味を有する。Yは同一
もしくは異なっていてもよい。但しYの少なくとも1個
は水素原子、水酸基、加水分解性基である。
一般式(42)で表わされる化合物の具体例としては、
例えば 等を挙げることができる。
上記以外にも前記水酸基含有シラン化合物を前記ポリ
イソシアネート化合物及びチオコール化合物(例えばHS
−CmH2m−OHmは前記と同じ意味を有する。)との反応
物、具体的には、例えば 等を挙げることができる。
更に、前記メルカプトシラン化合物と例えばポリシラ
ン化合物との縮合物も使用できる。
[NH基又はNH2基含有シラン化合物] 下記一般式(43)及び(44)で表わされる化合物を挙
げることができる。
各式中R8、R10及びYは前記と同じ意味を有し、R8、R
10、Yは同一もしくは異なっていてもさしつかえない。
但し、Yの少なくとも1個は水素原子、水酸基、加水分
解性基である。
一般式(43)及び(44)で表わされる化合物の具体例
としては、例えば を挙げることができる。
また、前記した以外にも前記一般式(43)及び(44)
で表わされる化合物と前記ポリシラン化合物との縮合物
も使用できる。該縮合物の一例として を例示することができる。
[不飽和基含有シラン化合物] 後記シラン基含有重合性不飽和単量体(10)と同様の
ものを使用できる。
樹脂(A)は、約3000〜200000、好ましくは約5000〜
80000数平均分子量を有することができる。
化合物(B)及び化合物(C)は、約120〜10000、好
ましくは120〜3000数平均分子量を有することができ
る。
樹脂(A)と化合物(B)及び化合物(C)と反応し
て得られる反応物(D)は、1分子中にそれぞれ平均1
個以上、好ましくは平均2〜40個のエポキシ基とシラン
基とを有することができる。
(2)樹脂組成物 樹脂(E)は、化合物(B)の官能基と反応する官能
基を、1分子中に平均1個以上有するものであり、具体
的には前記(1)樹脂組成物の中から適宜選択して使用
できる。
化合物(B)は、樹脂(E)の官能基と反応する官能
基を、1分子中に平均1個以上有し、かつ平均1個以上
のエポキシ基を有するものである。該化合物(B)中の
官能基がエポキシ基と同一であってもさしつかえない。
該化合物(B)は(1)樹脂組成物に記載のものと同様
の化合物が使用できる。
樹脂(G)は、化合物(C)の官能基と反応する官能
基を、1分子中に平均1個以上有するものであり、具体
的には前記(1)樹脂組成物の中から適宜選択して使用
できる。
化合物(C)は、樹脂(G)の官能基と反応する官能
基を、1分子中に平均1個以上有し、かつ平均1個以上
のシラン基を有するものである。該化合物(C)中の官
能基がシラン基と同一であってもさしつかえない。該化
合物(C)は(1)樹脂組成物に記載のものと同様の化
合物が使用できる。
樹脂(E)及び(G)は、約3000〜200000、好ましく
は5000〜80000数平均分子量を有することができる。
樹脂(E)と化合物(B)とを反応して得られる反応
物(F)は、1分子中に平均1個以上、好ましくは平均
2〜40個のエポキシ基を有することができる。
樹脂(G)と化合物(C)とを反応して得られる反応
物(H)は、1分子中に平均1個以上、好ましくは平均
2〜40個のシラン基を有することができる。
反応物(F)と反応物(H)は、通常エポキシ基/シ
ラン基との比が1/99〜99/1になる様に配合できる。
(3)樹脂組成物 エポキシ基含有重合性不飽和単量体(J)1分子中に
エポキシ基とラジカル重合性不飽和基とを有する化合物
である。該エポキシ基は脂環式であっても脂環族であっ
てもよい。ラジカル重合性不飽和基としては、例えば CH2=C(R6)COO− CH2=CHCH2−O− CH2=CHO− CH2=CH− 式中、R6は前記に同じである。
等を挙げることができる。
ラジカル重合性不飽和基が のエポキシ基含有重合性不飽和単量体としては、例えば
下記一般式(45)〜(57)で表わされる化合物を挙げる
ことができる。
各式中、R6、R8、R9及びWは前記と同じ意味を有し、
R6、R8及びR9は同一もしくは異なっていてもよい。
一般式(45)〜(57)で表わされる具体例としては、
例えば ラジカル重合性不飽和基が のエポキシ基含有重合性不飽和単量体としては、例えば
下記一般式(58)〜(60)で表わされるものを挙げるこ
とができる。
各式中、R6及びR8は前記と同じ意味を有し、R6及びR8
は同一もしくは異なっていてもよい。
一般式(58)〜(60)で表わされる化合物の具体例と
しては、例えば ラジカル重合性不飽和基が のエポキシ含有重合性不飽和単量体としては、例えば下
記一般式(61)〜(63)で表わされる化合物を挙げるこ
とができる。
各式中、R6及びR8は前記と同じ意味を有し、R6及びR8
は同一もしくは異なっていてもよい。
一般式(61)〜(63)で表わされる化合物の具体例と
しては例えば 等を挙げることができる。
ラジカル重合性不飽和基が のエポキシ含有重合性不飽和単量体としては、例えば下
記一般式(64)〜(69)で表わされる化合物を挙げるこ
とができる。
各式中、R6、R8、R9及びWは前記に同じ。R6、R8及び
R9は同一であっても、異なっていてもよい。
一般式(64)〜(69)で表わされる化合物の具体例と
しては、例えば を挙げることができる。
ラジカル重合性不飽和基がCH2=CHCH2O−のエポキシ
基含有重合性不飽和単量体としては、例えば下記一般式
(70)〜(73)で表わされる化合物を挙げることができ
る。
各式中、R6及びR8は前記と同様の意味を有し、R8は同
一もしくは異なっていてもよい。
一般式(70)〜(73)で表わされる化合物の具体例と
しては、例えば を挙げることができる。
ラジカル重合性不飽和基がCH2=CHO−のエポキシ基含
有不飽和単量体としては、例えば下記一般式(74)〜
(76)で表わされる化合物を挙げることができる。
各式中、R6及びR8は前記と同様の意味を有し、R8は同
一もしくは異なっていてもよい。
一般式(74)〜(76)で表わされる化合物の具体例と
しては、例えば を挙げることができる。
ラジカル重合性不飽和基がCH2=CH−のエポキシ基含
有不飽和単量体としては、例えば下記一般式(77)〜
(79)で表わされる化合物を挙げることができる。
各式中、R6及びR8は前記と同様の意味を有し、R8は同
一もしくは異なっていてもよい。
一般式(77)〜(79)で表わされる化合物の具体例と
しては、例えば を挙げることができる。
ラジカル重合性不飽和基が のエポキシ含有不飽和単量体としては、例えば下記一般
式(80)〜(84)で表わされる化合物を挙げることがで
きる。
各式中、R6、R8及びR9は前記と同様の意味を有し、R6
及びR8は同一もしくは異なっていてもよい。
一般式(80)〜(84)で表わされる化合物の具体例と
しては、例えば を挙げることができる。
シラン基含有重合性不飽和単量体(K) 1分子中に、少なくとも1個のシラン基と、ラジカル
重合性不飽和基とを有する化合物である。ラジカル重合
性不飽和基としては、例えば CH2=CHO− CH2=CHCH2O− 等を挙げることができる。
ラジカル重合性不飽和基が のシラン基含有重合性不飽和単量体としては、例えば下
記一般式(85)で表わされる化合物を挙げることができ
る。
式中、R6、R9及びYは前記と同様の意味を有し、Yは
同一もしくは異なっていてもよい。Yの少なくとも1個
は水素原子、水酸基、加水分解性基である。
一般式(85)で表わされる化合物の具体例としては、
例えばγ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシ
シラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキ
シシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリプロ
ポキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチ
ルジメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピ
ルメチルジエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシ
プロピルメチルジプロポキシシラン、γ−(メタ)アク
リロキシブチルフェニルジメトキシシラン、γ−(メ
タ)アクリロキシブチルフェニルジエトキシシラン、γ
−(メタ)アクリロキシブチルフェニルジプロポキシシ
ラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルジメチルメト
キシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルジメチ
ルエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピル
フェニルメチルメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロ
キシプロピルフェニルメチルエトキシシラン、γ−(メ
タ)アクリロキシプロピルトリシラノール、γ−(メ
タ)アクリロキシプロピルメチルジヒドロキシシラン、
γ−(メタ)アクリロキシブチルフェニルジヒドロキシ
シラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルジメチルヒ
ドロキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルフ
ェニルメチルヒドロキシシラン、 を挙げることができる。
ラジカル重合性不飽和基が のシラン基含有重合性不飽和単量体としては、例えば下
記一般式(86)〜(88)で表わされる化合物を挙げるこ
とができる。
各式中、R6、R9及びYは前記と同様の意味を有し、Y
は同一もしくは異なっていてもよい。Yの少なくとも1
個は水素原子、水酸基、加水分解性基である。
一般式(86)〜(88)で表わされる化合物の具体例と
しては、例えば 等を挙げることができる。
ラジカル重合性不飽和基が のシラン基含有重合性不飽和単量体としては、例えば下
記一般式(89)及び(90)で表わされる化合物を挙げる
ことができる。
各式中、R6、R9及びYは前記と同様の意味を有し、Y
は同一もしくは異なっていてもよい。Yの少なくとも1
個は水素原子、水酸基、加水分解性基である。
一般式(89)及び(90)で表わされる化合物の具体例
としては、例えば CH2=CHSi(OCH3 CH2=CHSi(OC2H5 CH2=CHSi(OCH32CH3 CH2=CHSi(CH32OCH3 CH2=CHCH2Si(OCH3 CH2=CHSi(CH32N(CH3 等を挙げることができる。
ラジカル重合性不飽和基がCH2=CHO−のシラン基含有
重合性不飽和単量体としては、例えば下記一般式(91)
及び(92)で表わされる化合物を挙げることができる。
各式中、R9及びYは前記と同様の意味を有し、Yは同
一もしくは異なっていてもよい。Yの少なくとも1個は
水素原子、水酸基、加水分解性基である。
一般式(91)及び(92)で表わされる化合物の具体例
としては、例えば 等を挙げることができる。
ラジカル重合性不飽和基がCH2=CHCH2O−のシラン基
含有重合性不飽和単量体としては、例えば下記一般式
(93)及び(94)で表わされる化合物を挙げることがで
きる。
各式中、R9及びYは前記と同様の意味を有し、Yは同
一もしくは異なっていてもよい。Yのいずれか1個は水
素原子、水酸基、加水分解性基である。
一般式(93)及び(94)で表わされる化合物の具体例
としては、例えば を挙げることができる。
前記シラン基含有重合性不飽和単量体以外にも、該シ
ラン基含有重合性不飽和単量体と、例えばポリシラン化
合物(例えば一般式(38)〜(40)で表わされる化合
物)とを反応させて得られるシラン基と重合性不飽和基
とを有するポリシロキサン不飽和単量体も同様に使用す
ることができる。
上記ポリシロキサン不飽和単量体の具体例としては、
例えば上記一般式(85)の化合物と一般式(38)〜(4
0)の少なくとも1種の化合物とを、前者30〜0.001モル
%、後者70〜99.999モル%反応させて得られるポリシロ
キサン系マクロモノマー(例えば特開昭62−275132号公
報のもの)及び下記した化合物等を挙げることができ
る。
その他の重合性不飽和単量体(M) 前記単量体(J)のエポキシ基及び単量体(K)のシ
ラン基と活性な基を有さないラジカル重合性不飽和基を
有する化合物を使用することができる。具体的には前記
水酸基含有不飽和単量体(a)、重合性不飽和単量体
(b−1)〜(b−6)、含フッ素系不飽和単量体
(c)、カルボキシル基含有重合性不飽和単量体等を挙
げることができる。
単量体(J)、単量体(K)及び必要に応じてその他
の単量体(M)とをラジカル重合反応させて得られる共
重合体(L)は、1分子中にそれぞれ平均1個以上、好
ましくは平均2〜40個のエポキシ基とシラン基とを有す
るものである。
(4)樹脂組成物 単量体(J)、単量体(K)及び単量体(M)は、前
記(3)樹脂組成物に記載したと同様の単量体を使用す
ることができる。
単量体(J)と単量体(M)との共重合体(N)は1
分子中に平均1個以上、好ましくは2〜40個のエポキシ
基を有することができる。
単量体(K)と単量体(M)との共重合体(P)は1
分子中に平均1個以上、好ましくは2〜40個のシラン基
を有することができる。
単独もしくは共重合体(N)と単独もしくは共重合体
(P)は、通常エポキシ基/シラン基との比が1/99〜99
/1になる様に配合できる。
(5)樹脂組成物 重合性不飽和単量体(Q) 1分子中にラジカル重合性不飽和基と化合物(S)の
官能基と反応する官能基とを有する化合物である。
該単量体(Q)の官能基はエポキシ基と不活性な基で
あり、該官能基がエポキシ基と同一の基であってもさし
つかえない。
該単量体(Q)を用いて得られる共重合体(R)につ
いて、下記〜の例を挙げる。
水酸基含有共重合性不飽和単量体(a)、エポキシ基
含有共重合性不飽和単量体(J)及び必要に応じて重合
性不飽和単量体[例えば単量体(b−1)〜(b−6)
及び含フッ素系重合性不飽和単量体(c)等]をラジカ
ル重合反応を行なって、官能基として水酸基を有する共
重合体。
イソシアネート基含有重合性不飽和単量体(e)、エ
ポキシ基含有重合性不飽和単量体(J)及び必要に応じ
て重合性不飽和単量体[例えば単量体(b−1)〜(b
−6)及び含フッ素系重合性不飽和単量体(c)等]を
ラジカル重合反応を行なって、官能基としてイソシアネ
ート基を有する共重合体。
エポキシ基含有重合性不飽和単量体(J)及び必要に
応じて重合性不飽和単量体[例えば単量体(b−1)〜
(b−6)及び含フッ素系重合性不飽和単量体(c)
等]をラジカル重合反応を行なって、官能基としてエポ
キシ基を有する共重合体。
化合物(S)は、共重合体(R)の中の官能基と反応
する官能基とシラン基とを有する化合物であり、化合物
(c)の中から適宜選択して使用できる。
共重合体(R)と化合物(S)との反応で得られる反
応物(T)は、1分子中にそれぞれ平均1個以上、好ま
しくは平均2〜40個のエポキシ基とシラン基とを有する
ことができる。
(6)樹脂組成物 重合性不飽和単量体(V) 1分子中にラジカル重合性不飽和基と化合物(W)の
官能基と反応する官能基とを有する化合物である。
該単量体(V)の官能基はシラン基と不活性な基であ
り、該官能基がシラン基と同一の基であってもさしつか
えない。
該単量体(V)を用いて得られる共重合体(W)につ
いて、下記〜の例を挙げる。
水酸基含有重合性不飽和単量体(a)、シラン基含有
重合性不飽和単量体(K)及び必要に応じて重合性不飽
和単量体[例えば単量体(b−1)〜(b−6)及び含
フッ素系重合性不飽和単量体(c)等]をラジカル重合
反応を行なって、官能基として水酸基を有する共重合
体。
イソシアネート基含有重合性不飽和単量体(e)、シ
ラン基含有重合性不飽和単量体(K)及び必要に応じて
重合性不飽和単量体[例えば単量体(b−1)〜(b−
6)及び含フッ素系重合性不飽和単量体(c)等]をラ
ジカル重合反応を行なって、官能基としてイソシアネー
ト基を有する共重合体。
カルボキシル基含有重合性不飽和単量体(d)、シラ
ン基含有重合性不飽和単量体(K)及び必要に応じて重
合性不飽和単量体[例えば単量体(b−1)〜(b−
6)及び含フッ素系重合性不飽和単量体(c)等]をラ
ジカル重合反応を行なって、官能基としてカルボキシル
基を有する共重合体。
化合物(W)は、共重合体(V)中の官能基と反応す
る官能基とエポキシ基とを有する化合物であり、化合物
(B)の中から適宜選択して使用できる。
共重合体(V)と化合物(W)との反応で得られる反
応物(X)は、1分子中にそれぞれ平均1個以上、好ま
しくは平均2〜40個のエポキシ基とシラン基とを有する
ことができる。
(7)樹脂組成物 単独重合体(N)、共重合体(N)及び反応物(H)
は、前記(2)及び(4)の樹脂組成物において記載し
たと同様の単量体及び反応物を使用することができる。
単独もしくは共重合体(N)と反応物(H)は、通常
エポキシ基/シラン基の比が1/99〜99/1となる様に配合
できる。
(8)樹脂組成物 単独重合体(P)、共重合体(P)及び反応物(F)
は、前記(2)及び(4)の樹脂組成物において記載し
たと同様の単量体及び反応物を使用することができる。
単独もしくは共重合体(P)と反応物(F)は、通常
エポキシ基/シラン基の比が1/99〜99/1となる様に配合
できる。
前記各配合成分は、従来公知の方法で得ることができ
る。即ち、水酸基とイソシアネート基との反応、シラン
基の縮合反応、共重合反応等は従来公知の方法に基づい
て実施できる。例えば、水酸基とイソシアネート基との
反応は室温〜130℃で30〜360分間程度で十分である。シ
ラン基の縮合反応は、酸触媒(たとえば、塩化水素酸、
硫酸、蟻酸、酢酸等)の存在下で約40〜150℃程度で、
約1〜約24時間の加熱で充分である。また共重合反応と
しては、通常のアクリル樹脂やビニル樹脂等の合成反応
と同様の方法、条件で得ることができる。この様な合成
反応の一例としては、各単量体成分を有機溶剤に溶解も
しくは、分散せしめ、ラジカル重合開始剤の存在下で60
〜180℃程度の温度で撹拌しながら加熱する方法を示す
ことができる。反応時間は、通常1〜10時間程度とすれ
ばよい。また、有機溶剤としては、使用する単量体又は
化合物と不活性なもの、例えばエーテル系溶媒、エステ
ル系溶媒、炭化水素系溶媒等を使用できる。炭化水素系
溶媒を用いる場合には、溶解性の点から他の溶媒を併用
することが好ましい。またラジカル開始剤としては、通
常用いられているものをいずれも用いることができ、そ
の一例としては、過酸化ベンゾイル、t−ブチルパーオ
キシ−2−エチルヘキサノエート、等の過酸化物、アゾ
イソブチルニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル
等のアゾ化合物等を挙げることができる。
(1)〜(8)樹脂組成物の反応物(D)、(F)、
(H)、(L)、(N)、(P)、(T)及び(W)は
それぞれ約3000〜200.000、好ましくは約5000〜80000の
数平均分子量を有することができる。
上記樹脂組成物において、前記エポキシ基及びシラン
基以外にカルボキシル基及び/又は水酸基を導入させて
おくと、被膜の硬化性が一層向上できることから好まし
い。
該カルボキシル基を有する樹脂組成物は塩基性化合物
で中和させることにより水溶解もしくは水分散化するこ
とができる。
上記樹脂組成物において、前記した樹脂又は共重合体
を他の樹脂(例えばビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ウ
レタン樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂等)と化学結
合させた変性樹脂も同様に使用することができる。
上記樹脂組成物は、例えばトルエン、キシレン等の炭
化水素系溶剤、メチルエチルケトン、メチルウソブチル
ケトン等のケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル等の
エステル系溶剤、シオキサン、エチレングリコールジエ
チルエーテル等のエーテル系溶剤、ブタノール、プロパ
ノール等のアルコール系溶剤、水等に、溶解又は分散し
た形で使用したり、もしくは該樹脂組成物を分散安定剤
成分とする非水分散液の形で使用できる。
上記非水分散液について次に述べる。
上記分散安定剤の存在下に、1種以上のラジカル重合
性不飽和単量体と重合開始剤とを、該単量体および分散
安定剤は溶解するが、その単量体から得られる重合体粒
子は溶解し得ない有機溶剤中に添加して、重合反応を行
なわせることにより非水分散液を製造することができ
る。非水分散液の粒子成分となるポリマーを形成するの
に用い得る単量体の種類としては既に記載したすべての
単量体を使用することができる。好ましくは粒子成分と
なるポリマーは使用している有機溶剤に溶解してはなら
ないので、高極性の単量体を多く含む共重合体である。
すなわちメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)
アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、2−ヒドロ
キシ(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、アクリル
酸、メタクリル酸、イタコン酸、スチレン、ビニルトル
エン、α−メチルスチレン、N−メチロール(メタ)ア
クリルアミド等のモノマーを多く含んでいることが好ま
しい。又、非水分散液の粒子は必要に応じ架橋させてお
くことができる。粒子内部を架橋させる方法の一例とし
てはジビニルベンゼンやエチレングリコールジメタクリ
レート等の多官能モノマーを共重合することによって行
なえる。
非水分散液に用いる有機溶剤には、該重合により生成
する分散重合体粒子は実質的に溶解しないが、上記分散
安定剤及びラジカル重合性不飽和単量体に対しては、良
溶媒となるものが包含される。使用し得る有機液体とし
ては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタ
ン、ミネラルスピリット、ナフサ等の脂肪族炭化水素;
ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;ア
ルコール系、エーテル系、エステル系及びケトン系溶
剤、例えばイソプロピルアルコール、n−ブチルアルコ
ール、イソブチルアルコール、オクチルアルコール、セ
ロソルブ、ブチルセロソルブ、ジエチレングリコールモ
ノブチルエーテル、メチルイソブチルケトン、ジイソブ
チルケトン、エチルアシルケトン、メチルヘキシルケト
ン、エチルブチルケトン、酢酸エチル、酢酸イソブチ
ル、酢酸アシル、2−エチルヘキシルアセテート等が挙
げられ、これらはそれぞれ単独で使用してもよく、2種
以上混合して用いることもできるが、一般には、脂肪族
炭化水素を主体とし、これに適宜芳香族炭化水素や上記
の如きアルコール系、エーテル系、エステル系またはケ
トン系溶剤を組合わせたものが好適に使用される。さら
に、トリクロロトリフルオロエタン、メタキシレンヘキ
サフルオライド、テトラクロロヘキサフルオロブタンな
ども必要により使用できる。
上記単量体の重合はラジカル重合開始剤を用いて行な
われる。使用可能なラジカル重合開始剤としては、例え
ば、2,2−アゾイソブチロニトリル、2,2′−アゾビス
(2,4−ジメチルバレロニトリルなどのアゾ系開始剤;
ベンゾイルパーオキシド、ラウリルパーオキシド、tert
−ブチルパーオクトエートなどの過酸化物系開始剤が挙
げられ、これら重合開始剤は一般に、重合に供される単
量体100重量部当り0.2〜10重量部範囲内で使用すること
ができる。上記重合の際に存在させる分散安定剤樹脂の
使用配合は、該樹脂の種類に応じて広い範囲から選択で
きるが、一般には該樹脂100重量部に対してラジカル重
合性不飽和単量体を3〜240重量部程度、好ましくは5
〜82重量部とするのが適当である。
上記非水分散液においては、分散安定剤である樹脂と
重合性粒子とを結合させることによって、非水分散液の
貯蔵安定性を向上させるとともに、透明性、平滑性、機
械的特性に優れた硬化膜を形成することができる。該分
散安定剤である樹脂と重合体粒子とを結合させる方法と
して、重合性二重結合を有する分散安定剤の存在下でラ
ジカル重合性不飽和単量体を重合させることによって行
うことができる。
重合性二重結合を導入する方法としては、該樹脂中の
オキシラン基の一部にアクリル酸、メタクリル酸、イタ
コン酸などのα,β−エチレン性不飽和モノカルボン酸
を付加するのが、もっとも便利であるが、その他にあら
かじめ樹脂中に含有させておいた水酸基にイソシアノエ
チルメタクリレートなどのイソシアネート基含有単量体
を付加する方法などがある。
更に、分散剤安定剤と重合性粒子とを結合させる方法
として、上記した以外に、重合体粒子を形成する単量体
成分として、例えばγ−メタクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキ
シシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−メタクリロキシブチルトリエトキシシラン、γ
−アクリロキシプロピルトリシラノール等の反応性単量
体を使用することによって結合できる。
本発明において、Si−塗料は、上記樹脂(I)単独又
は樹脂(II)と樹脂(III)との混合物を必須成分とす
る塗料である。該樹脂自体で本発明が目的とする塗膜を
形成することが可能であるが、塗膜の硬化反応を促進さ
せるために、次に例示する硬化触媒を配合することが好
ましい。
硬化触媒: (1)金属キレート化合物 アルミニウムキレート化合物、チタニウムキレート化
合物、ジルコニウムキレート化合物が好ましい。また、
これらのキレート化合物の中でも、ケト・エノール互変
異性体を構成し得る化合物を安定なキレート環を形成す
る配位子として含むキレート化合物が好ましい。
ケト・エノール互変異性体を構成し得る化合物として
は、β−ジメトン類(アセチルアセトン等)、アセト酢
酸エステル類(アセトン酢酸メチル等)、マロン酸エス
テル類(マロン酸エチル等)、及びβ位に水酸基を有す
るケトン類(ダイアセトンアルコール等)、β位に水酸
基を有するアルデヒド類(サリチルアルデヒド等)、β
位に水酸基を有するエステル基(サリチル酸メチル)等
を使用することができる。特に、アセト酢酸エステル
類、β−ジケトン類を使用すると好適な結果が得られ
る。
アルミニウムキレート化合物は、例えば一般式 [式中、R11は、炭素数1〜20のアルキル基又はアルケ
ニル基を示す。] で表わされるアルミニウムアルコキシド類1モルに対
し、上記ケト・エノール互変異性体を構成し得る化合物
を通常3モル以下程度のモル比で混合し、必要に応じて
加熱することにより好適に調製することができる。
炭素数1〜20のアルキル基としては、前記炭素数1〜
10のアルキル基に加えて、ウンデシル、ドデシル、トリ
デシル、テトラデシル、オクタデシル基などを、アルケ
ニル基としては、ビニル、アリル基等をそれぞれ例示で
きる。
一般式((95)で表わされるアルミニウムアルコラー
ト類としては、アルミニウムトリメトキシド、アルミニ
ウムトリエトキシド、アルミニウムトリ−n−プロポキ
シド、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウ
ムトリ−n−ブトキシド、アルミニウムトリイソブトキ
シド、アルミニウムトリ−sec−ブトキシド、アルミニ
ウムトリ−tert−ブトキシド等があり、特にアルミニウ
ムトリイソプロポキシド、アルミニウムトリ−sec−ブ
トキシド、アルミニウムトリ−n−ブトキシド等を使用
するのが好ましい。
チタニウムキレート化合物は、例えば一般式 [式中、mは0〜10の整数、R11は前記と同じ意味を示
す。] で表わされるチタネート類中のTi 1モルに対し、上記ケ
ト・エノール互変異性体を構成し得る化合物を通常4モ
ル以下程度のモル比で混合し、必要に応じて加熱するこ
とにより好適に調製することができる。
一般式(96)で表わされるチタネート類としては、m
が1のものでは、テトラメチルチタネート、テトラエチ
ルチタネート、テトラ−n−プロピルチタネート、テト
ライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネ
ート、テトライソブチルチタネート、テトラ−tert−ブ
チルチタネート、テトラ−n−ペンチルチタネート、テ
トラ−n−ヘキシルチタネート、テトライソオクチルチ
タネート、テトラ−n−ラウリルチタネート等があり、
特にテトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチ
ルチタネート、テトライソブチルチタネート、テトラ−
tert−ブチルチタネート等を使用すると好適な結果を得
る。また、mが1以上のものについては、テトライソプ
ロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネート、テ
トライソブチルチタネート、エトラ−tert−ブチルチタ
ネートの2量体から11量体(一般式( )におけるm=
1〜10)のものが好適な結果を与える。
ジルコニウムキレート化合物は、例えば一般式 [式中、m及びR11は前記の同じ意味を示す。] で表わされるジルコネート類中のZr1モルに対し、上記
ケト・エノール互変異性体を構成し得る化合物を通常4
モル以下程度のモル比で混合し、必要に応じて加熱する
ことにより好適に調製することができる。
一般式(97)で表わされるジルコネート類とては、テ
トラエチルジルコネート、テトラ−n−プロピルジルコ
ネート、テトライソプロピルジルコネート、テトラ−n
−ブチルジルコネート、テトラ−sec−ブチルジルコネ
ート、テトラ−tert−ブチルジルコネート、テトラ−n
−ペンチルジルコネート、テトラ−tert−ペンチルジル
コネート、テトラ−tert−ヘキシルジルコネート、テト
ラ−n−ヘプチルジルコネート、テトラ−n−オクチル
ジルコネート、テトラ−n−ステアリルジルコネート等
があり、特にテトライソプロピルジルコネート、テトラ
−n−プロピルジルコネート、テトライソブチルジルコ
ネート、テトラ−n−ブチルジルコネート、テトラ−se
c−ブチルジルコネート、テトラ−tert−ブチルジルコ
ネート等を使用すると好適な結果を得る。また、mが1
以上のものについては、テトライソプロピルジルコネー
ト、テトラ−n−プロピルジルコネート、テトラ−n−
ブチルジルコネート、テトライソブチルジルコネート、
テトラ−sec−ブチルジルコネート、テトラ−tert−ブ
チルジルコネートの2量体から11量体(一般式(97)に
おけるm=1〜10)のものが好適な結果を与える。ま
た、これらジルコネート類同志が会合した構成単位を含
んでいてもよい。
而して、本発明における特に好ましいキレート化合物
としては、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニ
ウム、トリス(n−プロピルアセトアセテート)アルミ
ニウム、トリス(イソプロピルアセトアセテート)アル
ミニウム、トリス(n−ブチルアセトアセテート)アル
ミニウム、イソプロポキシビス(エチルアセトアセテー
ト)アルミニウム、ジイソプロポキシエチルアセトアセ
テートアルミニウム、トリス(アセチルアセトナト)ア
ルミニウム、トリス(プロピオニルアセトナト)アルミ
ニウム、ジイソプロポキシプロピオニルアセトナトアル
ミニウム、アセチルアセトナト・ビス(プロピオニルア
セトナト)アルミニウム、モノエチルアセトアセテート
ビス(アセチルアセトナト)アルミニウム、トリス(ア
セチルアセトナト)アルミニウム等のアルミニウムキレ
ート化合物:ジイソプロポキシ・ビス(エチルアセトア
セテート)チタネート、ジイソプロポキシ・ビス(アセ
チルアセトナト)チタネート、ジイソプロポキシ・ビス
(アセチルアセトナト)チタネート等のチタニウムキレ
ート化合物:テトラキス(アセチルアセトナト)ジルコ
ニウム、テトラキス(n−プロピルアセトアセテート)
ジルコニウム、テトラキス(アセチルアセトナト)ジル
コニウム、テトラキス(エチルアセトアセテート)ジル
コニウム等のジルコニウムキレート化合物を挙げること
ができる。
該アルミニウムキレート化合物、ジルコニウムキレー
ト化合物、チタニウムキレート化合物は、いずれか1種
を用いてもよいし、2種以上を適宜併用してもよい。架
橋反応硬化剤の配合量は、前記重合体(A)の固形分10
0重量部に対して0.01〜30重量部程度とするのが適当で
ある。この範囲より少ないと架橋硬化性が低下する傾向
にあり、又この範囲より多いと硬化物中に残存して耐水
性を低下させる傾向にあるので好ましくない。好ましい
配合量は0.1〜10重量部で、より好ましい配合量は1〜
5重量部である。
(2)ルイス酸 金属ハロゲン化物又は金属にハロゲンと他の置換基を
共有する化合物並びにこれらの化合物の錯塩を挙げるこ
とができる。具体的には、例えば、AlCl3、AlBF3、Al
F3、AlEtCl2、AlEt2Cl、SnCl4、TiCl4、TiBr4、TiF4、Z
rCl4、ZrBr4、ZrF4、SnCl4、FeCl3、SbCl3、SbCl5、PCl
3、PCl5、GaCl3、GaF3、InF3、BCl3、BBr3、BF3、BF3:
(OC2H5、BF4:(OC2H5、BCl3:(OC2H5、BF
3:NH2C2H5、BF3:NH2C2H4OH、BF3:NHCH2CH2CH2CH2(3)プロトン酸 該プロトン酸としては、具体的には、例えばメタンス
ルホン酸、エタンスルホン酸、トリフロロトタンスルホ
ン酸、ベンゼンスルホン酸、P−トルエンスルホン酸等
の有機プロトン酸類:リン酸、亜リン酸ナスフィン酸、
ホスホン酸、硫酸、過塩素酸等の無機プロトン酸類を挙
げることができる。
(4)金属アルコキシド 該金属アルコキシドとしては、具体的には、前記アル
ミニウムアルコキシド、チタニウムアルコキシド、ジル
コニウムアルコキシド等のものが使用できる。
更に、上記以外にも鉄、カルシウム、バリウム等の金
属類にアルコキシ基、好ましくはC1〜18アルコキシ基
が結合した化合物を挙げることができる。これらの化合
物は会合していてもかまわない。
(5)有機金属化合物 該化合物としては、具体的には、例えばトリエチルア
ルミニウム、ジエチル亜鉛等を挙げることができる。
(6)Si−O−Al結合を有する化合物 該化合物としては、具体的には例えばケイ酸アルミニ
ウムを挙げることができる。
これらの硬化触媒の配合量は、樹脂(I)100重量部
又は樹脂(II)と樹脂(III)との混合物100重量物(い
ずれも固形分)に対して、0.01〜30重量部、好ましくは
0.5〜10重量部を配合する。
また、本発明のSi−塗料は、必要に応じて、下記のも
のを含有することができる。
(1)水酸基含有樹脂及び水酸基含有化合物 (2)カルボキシル基含有樹脂及びカルボキシル基含有
化合物 (3)シラン基含有樹脂及びシラン基含有化合物 (4)エポキシ基含有樹脂及びエポキシ基含有化合物 (5)キレート化剤(貯蔵安定性を向上させるため) (6)有機溶剤及び(又は)水 (7)顔料 (8)添加樹脂(例えばセルロースアセテートブチレー
ト樹脂) (9)ポリエポキシ化合物 上記顔料として着色顔料、体質顔料及びメタリック顔
料等が使用でき、着色顔料としては亜鉛、チタン白、カ
ーボンブラック、クロムベーミリオン、ベンガラ、パー
マネントレッド、ペリノンオレンジ、黄鉛、アンチモン
黄、モノアゾ系、イソインドリノン、スレン系、クロム
グリーン、シアニングリーン、群青、シアニンブルー、
キナクリドンレッド、亜鉛末、ジンククロメート等を、
体質顔料としてはクレー、炭酸カルシウム、ホワイトカ
ーボン、炭酸ベリウム等を、メタリック顔料としては、
アルミニウム粉末、ブロンズ粉、ステンレススチール
粉、ニッケル粉、酸化鉄被覆雲母、酸化チタン被覆雲
母、酸化チタン雲母状酸化鉄、雲母状酸化鉄等をそれぞ
れ挙げることができる。このうち、着色顔料はSi−塗膜
を着色するために用いられ、メタリック顔料は塗膜して
光輝感のあるメタリック調塗膜に仕上げるのに使用され
る。
本発明において上記〜に基づく具体的塗装工程
(イ)〜(ニ)について更に詳しく説明する。
(イ):電着塗装−着色塗料の塗装 被層塗膜形成用カチオン電着塗料を硬化塗膜に基づい
て35〜100μの膜厚に電着塗装し、加熱硬化した後、該
塗面に着色顔料を配合したSi−塗料を塗装する。
着色顔料は前記に例示したものが好適であるがこれら
のみに限定されず、その配合量は目的に応じて任意に選
択でき、Si−塗料への配合(分散)方法もそれ自体公知
の装置などを用いて行なえる。
電着塗装面に塗装した着色顔料を配合したSi−塗料の
塗膜は、室温〜200℃に加熱することによって架橋硬化
せしめることができ、その膜厚は硬化塗膜に基づいて10
〜100μが適している。
また、着色塗料の塗装にあたり、電着塗面を予め研摩
材でサンディングしておくことが最終塗膜の仕上り性向
上と着色塗膜との付着性を向上させるのに好ましい。
(ロ)電着塗装−メタリック塗料の塗装 上記(イ)と同様にして被層塗膜形成用カチオン電着
塗料を塗装し、加熱硬化後、該塗面に、メタリック顔料
を配合してなるSi−塗料を塗装する。
メタリック顔料としては、前記に例示したものを用い
るのが好適であるが、これらのみに限定されない。その
配合量は目的に応じて任意に選択できる。
電着塗膜面に塗装したメタリック顔料を配合したSi−
塗料の塗膜は室温〜200℃に加熱することによって架橋
硬化せしめることができ、その膜厚は硬化塗膜に基づい
て10〜100μmが適している。
また、該メタリック塗料の塗装にあたり、電着塗面を
予め研摩材でサンディングしておくことがメタリック塗
料塗膜との付着性や最表層塗面の平滑性並びに鮮映性な
どを向上させるのに好ましい。
(ハ)電着塗装−着色塗料の塗装−クリヤー塗料の塗装 電着塗装は前記(イ)と同様にして行なうことができ
る。
この工程において、着色塗料及びクリヤー塗料のうち
少なくとも一方がSi−塗料であるか、両者がSi−塗料で
あることが好ましい。まず、電着塗膜面に塗装する着色
塗料として、着色顔料を配合したSi−塗料を用いること
が平滑性、鮮映性、耐薬品性、耐候性等を一層向上させ
るために有効であるが、それ以外の他の着色塗料を使用
しても差し支えない。
他の着色塗料としては、水性着色塗料及び有機溶剤系
着色塗料等を挙げることができる。
水性着色塗料は水を主たる溶剤もしくは分散媒とし、
かつ着色顔料を含む塗料であって、例えば、以下に列挙
するそれ自体既に公知の水性塗料が使用できる。
水溶性熱硬化性樹脂組成物又は水分散型熱硬化性樹
脂組成物、着色顔料、水に可溶な有機溶剤及び脱イオン
水を主成分とし、更に必要に応じて体質顔料、粘度調整
剤、塗面調整剤等を配合して成る塗料。水溶性又は水分
散型熱硬化性樹脂組成物としては、例えばアルキド樹
脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、セルロース系樹
脂等から選ばれた基体樹脂と水可溶性及び/又は水分散
性にした架橋剤、例えば可溶性アミノ樹脂とからなるも
のが好適であり、これらの基体樹脂、架橋剤は、それ自
体既に公知のものが使用できる(特開昭63−141676号公
報参照)。
水又は水と親水性有機溶剤との混合物に結合剤樹脂
を分散した水分散性樹脂展色剤と水或いは該水分散性樹
脂展開剤と水又は水と親水性有機溶剤との混合物に結合
剤樹脂を溶解せしめた水溶性樹脂展色剤との混合物から
なる結合剤成分と着色顔料を主成分とする水希釈性ソリ
ッドカラー塗料(特開昭62−193676号公報参照)。
結合剤成分が水又は水と親水性有機溶剤との混合物
に結合剤樹脂を分散した水分散性樹脂展色剤のみか、あ
るいは水又は水と親水性有機溶剤との混合物に結合剤樹
脂を溶解せしめた水溶性樹脂展色剤の混合物からなり、
しかも該水分散性樹脂展色剤は、ガラス転移温度(Tg)
が0〜100℃、好ましくは15〜80℃の範囲にあり、しか
も数平均分子量が5000以上、好ましくは10000以上であ
ることが好ましい(特開昭62−244472号公報参照)。
(A)水分散性のフィルム形成性アクリル系重合
体、 (B)水/メタノール混合溶剤(重良比35/65)での
溶剤希釈率が20以下で重量平均分子量が800〜4000であ
る疎水性メラミン樹脂を水溶性樹脂の存在下で水分散し
た架橋剤、及び (C)着色顔料 を主成分とする水性着色塗料(特開昭63−193968号公報
参照)。
水をその主たる溶媒又は分散媒とし、水溶性又は水
分散性熱硬化型アクリル硬化樹脂、着色顔料を主成分と
し、必要に応じて体質顔料、塗面調整剤、粘度調整剤等
を配合してなるものである。水溶性アクリル樹脂として
は、α,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸、そのヒ
ドロキシアルキルエステル及びその他のα,β−モノエ
チレン性不飽和単量体から選ばれた1種又は2種以上の
単量体を重合して得られる酸価約20〜100及び水酸基価
約20〜約200のアクリル樹脂を挙げることができる。水
分散性アクリル樹脂は、分散安定剤としてイオン性又は
非イオン性或いはその双方の低分子又は高分子界面活性
物質を用いるか、水溶性樹脂を用いるかして、上記した
水溶性アクリル樹脂の原料である重合性不飽和単量体を
水性媒体中で通常公知の方法でエマルジョン重合するこ
とによって調製される公知のものである。
また、アクリル樹脂の架橋剤として使用される水溶性
アミノ樹脂としては、メラミン、ベンゾグアナミン及び
トリアジン系化合物、尿素、ジシアンジアミド等のホル
ムアルデヒドとの縮合又は供縮合によって得られるもの
であり、炭素数1〜8のアルコール類の変性剤で変性し
たもの、カルボキシル基含有アミノ樹脂等も使用される
(特開昭61−141969号公報参照)。
一方有機溶剤系着色塗料は、基体樹脂及び硬化剤(省
略することもある)を有機溶剤に溶解もしくは分散して
なり、かつ着色顔料を含む塗料であって、水分散液型や
ハイソリッド型塗料も包含することができる。基体樹脂
とてしはアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹
脂、アルキド樹脂、ビニル樹脂等を、硬化剤としてはメ
ラミン樹脂(アルキルエーテル化物も含む)、ポリイソ
シアネート化合物(ブロック化物も含む)等が挙げられ
る。
上記着色塗料はスプレー、静電塗装、浸漬塗装等それ
自体既に公知の方法で塗装することができ、その膜厚は
硬化塗膜に基づいて10〜80μの範囲が適しており、室温
〜200℃の温度で硬化せしめられる。また、該着色塗膜
はクリヤー塗装するにあたって硬化しておくか、又は未
硬化(wet)のままであってもよい。
次に、クリヤー塗料の塗装工程の具体例として、
(i)着色塗膜(硬化又は未硬化)−クリヤー塗料の
塗装−硬化、(ii)着色塗膜(硬化又は未硬化)−クリ
ヤー塗料塗装−硬化又は未硬化−クリヤー塗料の塗
装−硬化等が挙げられる。
本発明におけるクリヤー塗装へのSi−塗料の適用例を
上記工程(i)、(ii)に基づいて説明すると、工程
(i)では、着色塗膜及びクリヤー塗膜のいずれかが
Si−塗料で形成されていることが必要であり、好ましく
は両塗膜がSi−塗料で形成されていることである。ま
た、工程(ii)では、少なくとも着色塗膜及びクリヤー
塗膜並びにのうちいずれかがSi−塗料で形成されて
いることが必要であり、好ましくはクリヤー塗膜及び
が、更に好ましくは着色塗膜もすべてSi−塗料で形成
されていることである。上記クリヤー塗膜及びの塗
装膜厚は硬化塗膜に基づいて20〜100μの範囲が適して
おり、硬化は室温〜200℃で行なうことが好ましい。ま
た、この工程において、Si−塗料以外のクリヤー塗膜と
しては着色塗料で例示したものから着色顔料を除いたも
のが用いられる。
(ニ)電着塗装−メタリック塗料の塗装−クリヤー塗料
の塗装 メタリック塗料としては前記(ハ)における着色塗料
に含まれる着色顔料の一部もしくは全部をメタリック塗
料に代替することによって得られ、それ以外は(ハ)と
同様に塗装することができる。
以下に、本発明の実施例及び比較例について説明す
る。部及び%は原則として重量に基づく。
実 施 例 I 被層塗膜形成用カチオン電着塗料 (1)エポキシ系カチオン電着性樹脂(A−1)の製造 ビスフェノール型エポキシ樹脂(チバガイギー社製
「アラルダイト#6071」) 930部 ビスフェノール型エポキシ樹脂(チバガイギー社製
「アラルダイトGY2600」) 380〃 ポリカプロラクトンジオール(ダイセル社製「プラク
セル#205」) 550〃 ジメチルベンジルアミン酢酸塩 2.6〃 p−ノニルフェノール 79〃 モノエタノールアミンのメチルイソブチルケトンケチ
ミン化物 71〃 ジエタノールアミン 105〃 ブチルセロソルブ 180〃 セロソルブ 525〃 成分〜を一緒にし150℃で2時間反応させた後、
成分〜を配合し、80〜90℃で3時間反応させ、固形
分75%に樹脂溶液を得る。この樹脂の表面張力は53dyne
/cmである。
(2)非イオン系被覆形成性樹脂の製造 (B−1) ブチルセロソルブ 26部 80%ポリエステルモノマー(ダイセル社製「FM−3
X」) 37.5〃 スチレン 40〃 ヒドロキシエチルメタクリレート 25〃 n−ブチルメタクリレート 5〃 AIBN(アゾビスイソブチロニトリル) 4〃 ブチルセロソルブ 5〃 アゾビスジメチルバレロニトリル 0.5〃 セロソルブ 23〃 成分を130℃に加熱し、130℃で成分〜を5時間
かけて滴下後、130℃で2時間維持し、130℃で2時間か
けて成分、を滴下し、更に130℃で2時間維持し、
次いで成分を添加して冷却する。
かくして、固形分62%で数平均分子量約5000及び表面
張力40dyne/cmの樹脂溶液を得る。
(B−2) ブチルセロソルブ 26部 80%ポリエステルモノマー(ダイセル社製「FM−3
X」) 87.5〃 スチレン 25〃 ヒドロキシエチルメタクリレート 5〃 AIBN(アゾビスイソブチロニトリル) 4〃 ブチルセロソルブ 5〃 アゾビスジメチルバレロニトリル 0.5〃 セロソルブ 23〃 成分を130℃に加熱し、130℃で成分〜を5時間
かけて滴下した後、130℃で2時間維持し、130℃で2時
間かけて成分、を滴下し、更に130℃で2時間維持
し、次いで成分を添加して冷却する。かくして、固形
分62%で、数平均分子量約5000及び表面張力35dyne/cm
の樹脂溶液を得る。
(B−3) ブチルセロソルブ 26部 スチレン 30〃 メチルメタクリレート 30〃 n−ブチルメタクリレート 20〃 ヒドロキシエチルアクリレート 20〃 AIBN(アゾビスイソブチロニトリル) 4〃 ブチルセロソルブ 5〃 アゾビスジメチルバレロニトリル0.5〃 セロソルブ 23〃 成分を130℃に加熱し、130℃で成分〜を5時間
かけて滴下した後、130℃で2時間維持し、130℃で2時
間かけて成分、を滴下し、更に130℃で2時間維持
し、次いで成分を添加して冷却する。かくして、固形
分62%で数平均分子量約5000及び表面張力38dyne/cmの
樹脂溶液を得る。
(3)上記(1)及び(2)を用いることによるカチオ
ン電着塗料の製造 (i)エマルジョンの製造: 樹脂溶液混合物(後記第1表に示す組成物) 82.6部
(固形分) 4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネートのエチレ
ングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテルジブロッ
ク 5. 0部 イソホロンジイソシアネートのメチルエチルケトンケ
トオキシムジブロック 12. 4〃 ポリプロピレングリコール4000 0. 5〃 酢酸鉛 1. 0〃 10%酢酸 9. 3〃 脱イオン水 185.75〃 成分〜を均一に混合し、成分〜を加えてさら
に均一に混合し、次いで成分を加えて均一に撹拌混合
して、不揮発分32%(120℃〜1Hr.)のエマルジョンを
得る。
(ii)顔料ペーストの製造: 60%第4級塩化エポキシ樹脂(分散媒) 5.73部 チタン白 14.5〃 カーボン 0.54〃 体質顔料(クレー) 7.0〃 ケイ酸鉛 2.3〃 ジブチルチンオキサイド 2.0〃 脱イオン水 27.49〃 からなる不揮発分50%(120℃〜1Hr.)なる顔料ペース
トを得る。
(iii)カチオン電着塗料の製造: 第2表に示す組成樹脂混合比に基づいて得られるエマ
ルジョン317.2部、顔料ペースト59.56部及び脱イオン水
279.64部を混合して、カチオン電着塗料組成物(固形分
20%)を得る。
II 上塗り着色塗料の製造 TS−1(着色塗料) 3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート 20.0部 シロキサンマクロマー* 20.0部 2−ヒドロキシエチルメタクリレート 13.0部 n−ブチルメタクリレート 47.0部 よりなる分子量7000のアクリル樹脂の(トロール/酢酸
イソブチル=1/1)60%溶液100部とテトラキス(エチル
アセトアセテート)ジルコニウム0.2部、アセト酢酸エ
チル1部を混合した。
*メチルトリメトキシシラン/γ−メタクリロキシプロ
ピルトリメトキシシラン=20mol/1molを加水分解縮合し
た分子量7000のシロキサンマクロマー 上記樹脂の固形分20重量部に対し酸化チタンJR−602
(帝国化工(株)製)を60重量部配合し、溶剤と共にペ
イントシェーカーを用いて、1時間分散させて、ペース
トを作成した。
このペーストのツブはツブゲージで測定して10μm以
下であった。このペーストに上記樹脂を加えて、酸化チ
タン/樹脂固形分=60/100重量比になるよう調整して、
上塗り塗料TS−1を製造した。この上塗り塗料はスワゾ
ール1000(コスモ石油(株)/セロソルブアセテート=
80/20重量比のシンナーで22秒/フォードカップNo.4に
希釈して塗装に供した。
TS−2(着色塗料) トリメチロールプロパン 40.95部 アジピン酸 87.6 部 ネオペンチルグリコール 73.5 部 無水フタル酸 44.4 部 よりなる酸価2.2のポリエステルの75%キシロール溶液1
746部に無水コハク酸131部を反応させた高酸価ポリエス
テル313部に下記化合物を129部添加して酸価6まで付加
反応させた。
化合物: この末端にエポキシ基を有するポリエステル100部に
末端メトキシ基のメチルフェニルシリコーン樹脂(分子
量1000)5部、アセチルアセトン10部、水酸化アルミニ
ウム微粒子20部を添加した。
上記樹脂を用いて、上塗り塗料TS−1の製造法に準じ
て、酸価チタン/樹脂固形分=60/100重量比の上塗り塗
料TS−2を製造し、前記と同様に希釈した。
TS−3(着色塗料) 上記TS−1におけるアクリル樹脂とテトラキス(エチ
ルアセテート)ジルコニウム及びアセト酢酸エチルから
なる混合液100部あたり、更に前記SE−4で用いたオリ
ゴマーを20部配合した。
上記樹脂を用いて、上塗り塗料TS−1の製造法に準じ
て、酸価チタン/樹脂固形分=60/100重量比の上塗り塗
料TS−3を製造し、前記と同様に希釈した。
TS−4(着色塗料) 熱硬化性アクリル樹脂/アミノ樹脂系着色塗料(関西
ペイント(株)製、商品名マジクロン#300ホワイ
ト)。
III 上塗りメタリック塗料の製造 TM−1(メタリック塗料) グリシジルメタクリレート 14.2部 n−ブチルメタクリレート 44.2部 2−ヒドロキシエチルアクリレート 11.6部 スチレン 30.0部 よりなる分子量20000のアクリル樹脂のキシロール50%
溶液100部と γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン 23.6部 n−ブチルメタクリレート 46.4部 スチレン 30.0部 よりなる分子量20000のアクリル樹脂30.0のキシロール5
0%溶液100部とトリス(アセチルアセトナト)アルミニ
ウム1部とを混合した。
上記樹脂の固形分95重量部とセロソルブアセテートブ
チレート樹脂固形分5重量部を混合した樹脂液にアルミ
顔料(アルミペースト#55−519:東洋アルミニウム
(株)製)をアルミニウム有効成分で13重量部配合し撹
拌機で十分に混合してメタリック塗料を製造した。この
メタリック塗料は、酢酸エチル/トルエン/スワゾール
1500(コスモ石油)=40/40/20重量比のシンナーでフォ
ードカップNo.4で13秒になるように希釈して塗装に供し
た。
TM−2(メタリック塗料) 2−ヒドロキシエチルメタクリレート 26.0部 アクリル酸 7.2部 メチルメタクリレート 66.8部 よりなるアクリル樹脂(分子量40000)に下記化合物Q
を15部、下記化合物Rを10部付加反応させてからトロー
ル50溶液とした。
化合物Q: 化合物R: この溶液100部にトリス(アセチルアセトナト)アル
ミニウムを1部添加した。
上記樹脂を用いて、メタリック塗料TM−1製造法に準
じてメタリック塗料TM−2を製造し、希釈した。
TM−3(メタリック塗料) 上記TS−1におけるアクリル樹脂とテトラキ(エチル
アセテート)ジルコニウム及びアセト酢酸エチルからな
る混合液100部あたり、更に前記SE−4で用いたオリゴ
マーを20部配合した。
上記樹脂を用いてメタリック塗料TM−1の製造法に準
じてメタリック塗料TM−3を製造し、希釈した。
TM−4(メタリック塗料) 熱硬化性アクリル樹脂とアミノ樹脂とセロソルブアセ
テートブチレート樹脂とを主成分とするメタリック塗料
(関西ペイント(株)製。商品名マジクロンNo.300シル
バー)。
IV 上塗りクリヤー塗料の製造 TC−1(クリヤー塗料) 3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート2
0.0部 シロキサンマクロマー* 20.0部 2−ヒドロキシエチルメタクリレート 47.0部 n−ブチルメタクリレート よりなる分子量7000のアクリル樹脂−トロール/酢酸イ
ソブチル(=1/1)60%溶液100部とテトラキス(エチル
アセトアセテート)ジルコニウム0.2部、アセト酢酸エ
チル1部を混合した。
*メチルトリメトキシシラン/γ−メチクリロキシプロ
ピルトリメトキシシラン=20mol/1molを加水分解縮合し
た分子量7000のシロキサンマクロマー 上記樹脂の固形分100重量部に、紫外線吸収剤(チヌ
ビン900:チバガイギー社製)を1.5重量部配合してクリ
ヤー塗料TC−1とした。この塗料をスワゾール#1000
(コスモ石油(株)製)を用いフォードカップNo.4で22
秒に希釈した。
TC−2(クリヤー塗料) 上記TS−1におけるアクリル樹脂とテトラキス(エチ
ルアセテート)ジルコニウム及びアセト酢酸エチルから
なる混合液100部あたり、更に前記SE−4で用いたオリ
ゴマーを20部配合した。
上記樹脂を用いてクリヤー塗料TC−1の製造法に準じ
てクリヤー塗料TC−2を製造し希釈した。
TM−3(クリヤー塗料) 熱硬化性アクリル樹脂とアミノ樹脂とを主成分とする
クリヤー塗料(関西ペイント(株)製、商品名マジクロ
ンNo.300 クリヤー塗料)。
実施例1〜10及び比較例1〜3 リン酸亜鉛で表面処理した鋼板を複層塗膜形成用カチ
オン電着塗料浴(浴温28℃)に浸漬し、硬化塗膜に基づ
く膜厚が60〜70μになるような条件で通電してから引き
上げ、水洗後、170℃で30分加熱して硬化させた。ウキ
等が発生する場合は80〜100℃で10分以上予備加熱して
もよい。この電着塗膜面を最終工程塗膜の仕上り性と電
着塗膜との付着性向上の為#800の研磨紙で該塗膜の膜
厚がほとんど減少しない程度に研磨することがある。
次に、上塗り塗料の粘度に関し、着色塗料及びクリヤ
ー塗料は20〜24秒(フォードカップ#4/20℃)に、メタ
リック塗料は12〜14秒(同上)に調整した。着色塗料に
ついては、塗装膜厚は硬化塗膜に基づいて30〜40μmで
あり、該塗料単独(1コートシステム)又はその塗面に
更にクリヤー塗料を塗装する(2コートシステム)。2
コートシステムでは未硬化の着色塗面にクリヤー塗料を
塗装するウエットオンウエット方式による2コート1ベ
ークシステムで行なった。クリヤー塗料は硬化塗膜に基
づいて40〜50μの厚さに塗装した。これらシステムにお
ける着色塗膜又は更にクリヤー塗膜は130℃で30分加熱
して硬化した。また、メタリック塗料はいずれもクリヤ
ー塗料を併用してなる2コート1ベーク方式であって、
その塗装膜厚及び塗膜の硬化方式は着色塗料と同様に行
なった。
これらの塗装工程及び得られた塗膜の性能などを第3
表に示す。
性能試験方法 (1)耐食性 素地に達する様に塗膜にクロスカットを入れ、塩水
(5%食塩水)を720時間噴霧した後のクロスカット部
からのサビ幅を調べた。
(2)耐候性 Qパネル社製促進耐候性試験機を用いたQUV促進暴露
試験による。
試験条件:紫外線照射 16H/60℃ 水凝結 9H/50℃ を1サイクルとして3000時間(125サイクル)試験した
後の塗膜を40℃温水に20時間浸漬させ、素地に達するよ
うに、塗膜に切れ目を入れ、テープ剥離させる(剥離せ
ず○、剥離した×)。
(3)鮮映性 写真性測定器(Image Clarity Meter、スガ試験機株
式会社製)で測定した。表中の数字はICM値で0〜100%
の範囲の値をとり、数値の大きい方が鮮映性(写像性)
が良く、ICM値が80以上であれば鮮映性が極めて優れて
いることを示す。
(4)鉛筆硬度 塗膜面を三菱ユニ鉛筆の芯で押すように引っ掻いて、
塗面に傷がつかない最高の芯の硬度を記号で表示した。
(5)耐キシロール性 キシロールを含ませたガーゼを指で押さえ、塗面を往
復10回強く擦る。塗面の溶け具合、キズや膨潤の程度を
良好(◎)から著しく劣る(×)の間で、◎、○、 △、×の5段階評価した。
(6)付着性 素地に達するように塗面に縦横各1mm間隔に切り込み
を入れ、100個の碁盤目を作った。この上にセロハン粘
着テープを貼り付け、急激に剥がした後の状態を評価し
た(ハガレの無かった目の数/100)。
(7)耐スリ傷性 染色物摩耗堅牢度試験機(大栄化学精器製作所製)を
用いる。磨き粉(ダルマクレンザー)を水で固練りして
塗面に置き、その上を試験機端子で押さえて、0.5kgの
荷重をかけ25往復摩擦する。水洗後、スリ傷の程度を
◎、○、 △、×の5段階評価した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中井 昇 神奈川県平塚市東八幡4丁目17番1号 関西ペイント株式会社内 (72)発明者 的場 隆夫 神奈川県平塚市東八幡4丁目17番1号 関西ペイント株式会社内

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)表面張力が40〜60dyne/cmであり且
    つ酸で中和することによって陰極に電着可能な水性浴を
    形成しうるエポキシ系カチオン電着性樹脂、及び (B)表面張力が25〜45dyne/cmである非イオン系被膜
    形成性樹脂を、 樹脂(A成分):樹脂(B成分)=60:40〜98:2の範囲
    内の重量比で含有し、且つ樹脂(A成分)の表面張力が
    樹脂(B成分)の表面張力より大きい複層膜形成用カチ
    オン電着塗料を塗装し、加熱硬化して塗膜厚が35〜100
    μmの硬化塗膜を形成し、次いで該塗面に上塗塗料とし
    て着色塗料又はメタリック塗料を塗装し、更に必要に応
    じてクリヤー塗料を塗装して多層塗膜を形成する方法で
    あって、該着色塗料、メタリック塗料及びクリヤー塗料
    の少なくとも1種が、珪素原子に直接結合した水酸基及
    び/又は加水分解性基とエポキシ基とを同一樹脂中に有
    する樹脂、又は珪素原子に直接結合した水酸基及び/又
    は加水分解性基を有する樹脂とエポキシ基を有する樹脂
    とを混合して成る樹脂を必須成分として含んでいる塗料
    であることを特徴とする塗膜形成方法。
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