JP3292886B2 - 水性中塗り塗料及び塗膜形成方法 - Google Patents
水性中塗り塗料及び塗膜形成方法Info
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Description
形成方法に関する。
は下塗り、中塗り及び上塗り塗装仕上げが行なわれてい
る。現在、これらの塗装に使用される塗料は、カチオン
電着塗料(下塗り)、ポリエステル−メラミン硬化系有
機溶剤型塗料(中塗り)及びアクリル−メラミン硬化系
(上塗り)塗料が主流を占めている。
付時に多量の有機溶剤を発生するため環境汚染や安全性
などの点から問題があり、現在有機溶剤の発生量の少な
い水性塗料の開発が、自動車などの分野で望まれてい
る。
カルボキシル基含有樹脂をアミンで中和してなる中和物
にアミノ樹脂を配合してなる硬化樹脂組成物の水性化物
が提案されているが、このものをカチオン電着塗膜表面
に塗装し焼付けた水性塗料の塗膜は硬化性が悪く中塗り
塗膜として必要な性能(例えばチッピング性)が発揮さ
れないといった欠点がある。
欠点を解決することを目的として鋭意研究を重ねた結
果、水酸基及び酸基含有ポリエステル樹脂、アミノ樹脂
を硬化性樹脂成分とする水性塗料に脂環式エポキシ化合
物を含有させた塗料が、中塗り塗膜として満足できる性
能を有する塗膜を提供できるものであることを見い出
し、本発明を完成するに至った。
エステル樹脂、アミノ樹脂、脂環式エポキシ化合物、中
和剤、顔料及び水を必須成分として含有し、且つ脂環式
エポキシ化合物の配合量が、水酸基及び酸基含有ポリエ
ステル樹脂及びアミノ樹脂との総合計量(固形分)10
0重量部に対して1〜20重量部であることを特徴とす
る水性中塗り塗料、並びにカチオン電着塗膜表面に、当
該水性中塗り塗料を塗布したのち、加熱を行なって中塗
り硬化塗膜を形成し、次に該硬化塗膜表面に上塗り硬化
塗膜を形成することを特徴とする塗膜形成方法に係る。
べる。
有樹脂は、塗料の基体樹脂を構成する成分であって、数
平均分子量約1,000〜100,000、好ましくは
約2,000〜20,000、酸価約10〜200、好
ましくは約15〜90、水酸基価約10〜200、好ま
しくは約20〜150のポリエステル樹脂が好ましい。
数平均分子量が約1,000未満になると、塗膜の機械
的性質が低下し、一方数平均分子量が約100,000
を越えると塗装作業性、仕上り性などが低下するので好
ましくない。酸価が約10未満になると水分散性が悪く
なり、一方酸価が約200を越えると塗料貯蔵安定性が
低下するので好ましくない。また、水酸基価が約10未
満になると塗膜の物理化学的性質が低下し、一方、水酸
基価が約200を越えると、塗膜の耐水性などが低下す
るので好ましくない。上記酸基としては、カルボキシル
基が好ましい。
(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)トリメリット酸、(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、シクロヘキシルジ
カルボン酸、アジピン酸などの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基を有する
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、トリシクロデカンジメタノール、シクロヘキシ
ルジメチロール等の1分子中に2〜6個の水酸基を有す
るアルコール)とをエステル化反応又はエステル交換反
応により製造したものが使用できる。更に上記したもの
以外にも一塩基酸(例えば大豆油、サフラワー油、ヤシ
油、ヒマシ油、安息香酸)を必要に応じて使用すること
ができる。
記樹脂と反応し三次元に架橋硬化した中塗り塗膜を形成
するためのものであって、具体的には、メラミン樹脂、
ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂並びにこれらのメチロ
ール化物、アルキルエーテル化物などが包含される。該
アミノ樹脂の中でもメラミンホルムアルデヒド樹脂を主
成分として用いるのが硬化性の観点から好ましい。アミ
ノ樹脂は、通常、前記樹脂との合計固形分重量に基づい
て約10〜50重量%で配合するのが望ましい。
合物は、塗膜の硬化性を向上させるためのものであっ
て、脂環式炭化水素環上にあるエポキシ基及び脂環式炭
化水素環を形成する炭素原子に直接結合したエポキシ基
から選ばれる少なくとも1種以上のエポキシ基を1分子
中に少なくとも2個以上有するものである。該脂環式炭
化水素環は3員の小員環のものから7員環又はそれ以上
のものであってもよく、また、該環は、単環でも多環で
もよく、更に環が有橋炭化水素環を構成していてよい。
該脂環式炭化水素環上にあるエポキシ基としては、例え
ば式:
化水素環を形成する炭素原子に直接結合したエポキシ基
としては、例えば式:
リシジル基を2個以上有する化合物(例えばジグリシジ
ルエーテル、ビスフェノールA−エピクロルヒドリン
系)を用いると、塗料貯蔵安定性、塗膜性能などが悪く
なるので、本発明においては脂環式エポキシ化合物を用
いることが特に重要である。
入手可能なものを使用することができ、そのような脂環
式エポキシ化合物の具体例としては下記のものを例示す
ることができる。
表わされる化合物。
(3)をもつ化合物
であり、pは2〜100である。)
Xは
ロアルキル基であり、R3 はC1-6 アルキレン基であ
り、nは0〜100であり、mは5〜100である。)
など。
ある。
としては、特願平1−209667号明細書に記載され
たもの、例えば下記したものが挙げられる。
性水素を有する有機化合物を開始剤にし、4−ビニルシ
クロヘキセン−1−オキサイドを開環重合させることに
よって得られるビニル基側鎖を有するポリシクロヘキセ
ンオキサイド開環重合体を過酸、ハイドロパーオキサイ
ド等の酸化剤でエポキシ化することによって製造したも
のが使用できる。
メタノール、エタノール、プロパノール、ペンタノー
ル、ヘキサノール、ベンジルアルコール、シクロヘキサ
ノールなどの1価のアルコール、エチレングリコール、
ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオー
ル、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリ
セリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトー
ル、ジペンタエリスリトールなどの多価アルコールの如
きアルコール類;フェノール、クレゾール、ビスフェノ
ールA、ビスフェノールFなどの如きフェノール類;ギ
酸、酢酸、マレイン酸、アジピン酸、ドデカン2酸、ト
リメリット酸、フタール酸、イソフタル酸、テレフタル
酸などの如きカルボン酸類などが挙げられる。
プロピルアミン、苛性カリ、ピリジンなどの塩基類、ギ
酸、酢酸、硫酸、塩酸などの酸類、ナトリウムメチラー
トなどのアルカリ金属アルコラート類、3フッ化ホウ
素、塩化亜鉛、塩化アルミニウムなどのルイス酸又はそ
のコンプレックス類、トリエチルアルミニウムなどの有
機金属などの触媒存在下で、一般に約−70℃〜約20
0℃、好ましくは約−30℃〜約100℃の範囲で行な
うことができる。
えばEHPE−3150、EHPE−3100、EHP
E−1150(以上、ダイセル化学工業(株)製、商標
名)などが挙げられる。
ニル3,4エポキシシクロヘキシルをラジカル重合反応
させることによって製造できる。該ラジカル重合反応
は、通常のアクリル樹脂やビニル樹脂等の重合性不飽和
結合に基く重合反応と同様の方法、条件を用いて実施す
ることができる。このような重合反応の一例として、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
攪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時間程度とすることができる。また、
有機溶剤としては、アルコール系溶媒、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。さらに、ラジカル開始
剤として通常用いられているものをいずれも用いること
ができ、その具体例として、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;アゾイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロ
ニトリル等のアゾ化合物等を示すことができる。
えば3,4−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレー
ト、3,4−エポキシシクロヘキシルアクリレート、市
販品としてMETHB、AETHB(いずれもダイセル
化学工業社製、商品名)などの重合性エポキシモノマー
を単独もしくは他のラジカル重合性モノマーとラジカル
重合反応させたものが挙げられる。
量約100,000以下、好ましくは約50,000以
下、脂環式エポキシ基の数が平均約2〜400個のもの
が好ましい。数平均分子量が約100,000を越える
と中塗り塗膜の平滑性が低下する。またエポキシ基が平
均約2個より少ないと中塗り塗膜の硬化性が低下し、一
方エポキシ基が約400個より多くなると塗料の貯蔵安
定性、上塗り塗膜との密着性などが低下するので好まし
くない。
含有ポリエステル樹脂及びアミノ樹脂との総合計量(固
形分)100重量部に対して約1〜20重量部、好まし
くは約2〜10重量部で配合することが望ましい。配合
量が約1重量部未満になると中塗り塗膜とカチオン電着
塗膜との付着性が低下し、一方配合量が約20重量部よ
り多くなると塗料の貯蔵安定性、上塗り塗膜との密着性
などが低下するので好ましくない。
酸基及び酸基含有ポリエステル樹脂中の酸基を中和し塩
を形成することにより水性化を可能とするものであっ
て、具体的には、アンモニア、トリメチルアミン、トリ
エチルアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノ
ールアミン、テトラエチルアンモニウムヒドロキシドな
どが挙げられる。該中和剤は、樹脂中の酸基に対して、
通常、約0.2〜1.5当量配合するのが良い。
公知のもの、例えば着色顔料(例えばチタン白、カーボ
ンブラックなど)、体質顔料(例えば硫酸バリウム、炭
酸カルシウムなど)などが使用できる。
剤、沈降防止剤、消泡剤などを必要に応じて配合でき
る。
方法について以下に述べる。
塗り塗料を塗布し、加熱を行なって中塗り硬化塗膜を形
成させ、次いで得られた塗膜表面に上塗り塗料を塗布す
ることにより実施できる。
チオン電着塗料を用いて形成される硬化塗膜が好まし
い。中塗り塗装は、通常の塗装方式、例えば静電塗装も
しくは非静電塗装によって行なうことができる。塗装膜
厚は、通常、硬化塗膜で約20〜50μmである。ま
た、中塗り塗料の加熱条件は、一般に、約120〜16
0℃で約10〜40分間加熱される。中塗り塗膜に塗布
される上塗り塗料は、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、アクリル樹脂、シ
リコン樹脂、フッ素樹脂及びこれらの変性樹脂を基体樹
脂成分とし、そして(ブロック)ポリイソシアネート化
合物、メラミン樹脂、金属キレート、アルコキシシラン
化合物を架橋剤(又は触媒)として含有する水性、有機
溶剤形もしくは非水分散形などの塗料が挙げられる。ま
た、該上塗り塗料は1コート1ベーク、メタリック/ク
リアー系を2コート1ベーク、2コート2ベーク方式で
仕上げることもできる。上塗り塗膜は、通常、硬化塗膜
で約10〜100μm塗布される。
の性質により塗膜表面が塩基性であり、また、焼付けに
より硬化塗膜から塩基性化合物を揮散したりすることが
知られている。このものに通常のアミノ樹脂硬化形塗料
を塗布し加熱をおこなったものでは、この塩基性雰囲気
によりアミノ樹脂硬化形塗料の硬化(特に両塗膜との界
面)が緩慢となり中塗り塗膜として満足できる性能が得
られない。
ポキシ化合物を含有させることにより、該エポキシ化合
物中のエポキシ基が塩基性物質を捕捉し通常のアミノ基
と水酸基との硬化反応が進行することにより塗膜の硬化
性に優れ、中塗り塗膜として満足できる耐チッピング性
等に優れた性能が発揮できるようになったと推察され
る。
によりそれ自体同志の反応や水酸基との反応もおこなわ
れ、上記と同様中塗り塗膜として満足できる性能が発揮
される。
物の脂環式エポキシ基は、脂肪族エポキシ基と比較して
水系でのエポキシ同志もしくは他の官能基(特にカルボ
キシル基)との間の反応が遅いために塗料貯蔵性を悪く
させないという効果をもつ。
明する。
した。
フタル酸を0.05モル添加しさらに130℃、1時間
反応させて数平均分子量4800、酸価30、水酸基価
55のポリエステル樹脂を得た。
(株)製、サイメル370 (*3)EHPE−3150:ダイセル化学工業(株)
製、商標名、エポキシ化ポリビニルシクロヘキセンオキ
シド、エポキシ当量190、平均分子量1500 (*4)チタン白:帝国化工(株)製JR−602(商
品名) カーボンブラック:三菱化成(株)製三菱カーボンブラ
ックM−100
た。
用した。
150の配合量100gを62gに変更した以外は実施
例1と同様の配合で実施例3のものを調製した。
ロヘキシルカルボキシメチルシクロヘキセンオキシドの
配合量100gを200gに変更した以外は実施例2と
同様の配合で実施例4のものを調製した。
しないで固形分を実施例1と同じに合わせたものを調製
した。
5)脂肪族エポキシ樹脂デナコールEX−313に全量
置き換えた以外は実施例1と同様のものを調製した。
EX−313:ナガセ化成工業(株)製 下記構造を主成分とするもの
表1に示す。
イオン水でフォードカップNo.4(測定温度20℃)
で40秒に希釈し、次にこのものを40℃で10日間貯
蔵をおこなったのち、塗料の粘度変化を下記の基準にも
とづいて評価した。
のもの。
度上昇が20秒を上回るもの。
電着塗料(エレクロン#9800、関西ペイント(株)
製、商品名)を塗装し(25μm)、170℃で30分
加熱硬化させた後、中塗りとして、前記実施例及び比較
例の塗料を乾燥膜厚が30μmになるようにスプレー塗
装し、140℃で30分間焼付けて中塗り塗膜を作成し
た。
ス用塗料(*6)を乾燥膜厚で約15〜20μmになる
ようにスプレー塗装し、続いて3分間置いて直ちにクリ
ヤートップコート用塗料(*7)を乾燥膜厚で約35〜
45μmとなるようにスプレー塗装した。続いて室温で
10分間放置して140℃で30分間焼付けを行なっ
た。塗膜性能及び外観を表2に示す。
チルメタクリレート/エチルアクリレート/2−ヒドロ
キシエチルメタクリレート/アクリル酸=30/56/
12/2(g)、平均分子量40,000)70g、ユ
ーバン28−60(三井東圧化学(株)製、商標名、メ
ラミン樹脂)30g、アルペーストN−519(東洋ア
ルミ工業(株)製、商標名)12g(配合量はそれぞれ
固形分で表わした。)のキシロール溶剤溶液。
クリル樹脂(スチレン/ブチルメタクリレート/2−ヒ
ドロキシエチルメタクリレート/アクリル酸=30/4
8/20/2(g)、平均分子量15,000)70
g、ユーバン20SE(三井東圧化学(株)製、商標
名、メラミン樹脂)30g(以上固形分)のキシロール
溶剤溶液。
膜):素地に達するようにカッターナイフで、試験片の
ほぼ中央に、直交する縦横11本ずつの平行線を1mm
の間隔で引いて1cm2 の中に100個ます目ができるよ
うにゴバン目状に切りキズをつけ、その塗面に粘着セロ
ハンテープを貼着し、それを急激に剥した後のゴバン目
塗面を評価した。○は電着塗膜と中塗り塗膜との層間で
剥離が全く認められないことを、△は電着塗膜と中塗り
塗膜との層間で剥離が少し認められたことを、×は電着
塗膜と中塗り塗膜との層間で剥離が多く認められたこと
を示す。
漬後層間付着性(上記と同様の試験法及び評価法で行な
った。)を調べた。
る。
ター(Qパネル会社製品) (2)吹付けられる石:JIS A 5001の7号砕
石 (3)吹付けられる石の重量:約100g (4)吹付けエアー圧力:約0.39MPa (5)試験時の温度:−20℃ 試験片を試験片保持台にとりつけ、約4.5kg/cm2
の吹付けエアー圧力で約100gの砕石を試験片に発射
せしめた。塗面状態を目視観察し下記の基準で評価す
る。
かに認められる程度である。
の間にキズが認められる。
に大きなキズが多く認められる。
Claims (2)
- 【請求項1】 水酸基及び酸基含有ポリエステル樹脂、
アミノ樹脂、脂環式エポキシ化合物、中和剤、顔料及び
水を必須成分として含有し、且つ脂環式エポキシ化合物
の配合量が、水酸基及び酸基含有ポリエステル樹脂及び
アミノ樹脂との総合計量(固形分)100重量部に対し
て1〜20重量部であることを特徴とする水性中塗り塗
料。 - 【請求項2】 カオチン電着塗膜表面に、請求項1記載
の水性中塗り塗料を塗布したのち、加熱を行なって中塗
り硬化塗膜を形成し、次に該硬化塗膜表面に上塗り硬化
塗膜を形成することを特徴とする塗膜形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25752591A JP3292886B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 水性中塗り塗料及び塗膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25752591A JP3292886B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 水性中塗り塗料及び塗膜形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0598209A JPH0598209A (ja) | 1993-04-20 |
JP3292886B2 true JP3292886B2 (ja) | 2002-06-17 |
Family
ID=17307509
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25752591A Expired - Fee Related JP3292886B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 水性中塗り塗料及び塗膜形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3292886B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6914116B2 (en) | 2002-08-08 | 2005-07-05 | Kansai Paint Co., Ltd. | Light-colored water based intercoat coating composition and multi-layer coating film formed by use of the same |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4423141A1 (de) * | 1994-07-01 | 1996-01-04 | Hoechst Ag | Polyester-Dispersionen als Additiv in Beschichtungsmitteln |
-
1991
- 1991-10-04 JP JP25752591A patent/JP3292886B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US6914116B2 (en) | 2002-08-08 | 2005-07-05 | Kansai Paint Co., Ltd. | Light-colored water based intercoat coating composition and multi-layer coating film formed by use of the same |
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JPH0598209A (ja) | 1993-04-20 |
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