JP4746500B2 - Method for forming multilayer film for plastic material and its coated product - Google Patents

Method for forming multilayer film for plastic material and its coated product Download PDF

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Description

本発明は、プラスチック素材の塗装方法およびその塗装物に関する。詳しくは、自動車用プラスチック素材表面に複層膜を形成する方法およびその塗装物に関する。   The present invention relates to a method for coating a plastic material and a coated product thereof. Specifically, the present invention relates to a method for forming a multilayer film on the surface of a plastic material for automobiles and a coated product thereof.

近年、塗装工程の短縮や省エネルギー化を目指し、3ウェットオンウェット塗装が検討されている。3ウェットオンウェット塗装とは、3種の塗料をそれぞれ焼付け硬化させることなく順次塗り重ねることにより、各塗料からなる3層塗膜を形成した上で、該3層塗膜を同時に焼付け硬化させる塗装方法である。例えば、特許文献1では水性プライマー塗料、着色塗料およびクリヤー塗料を用いた3ウェットオンウェット塗装が提案されている。
しかしながら、特許文献1に記載されているような技術を用いたとしても、自動車用バンパーやモール等に用いられているプラスチック素材をベース塗料やクリヤー塗料などによって上塗りする場合、自動車用プラスチック素材(以下、単に「プラスチック素材」ということがある)用に用いられる前記上塗り塗料は、自動車用金属素材(以下、単に「金属素材」ということがある)用に用いられる塗料とは異なった塗料が使われている、という現状においては、以下のような問題があり、塗装工程の短縮化や省エネルギー化を完全には実現できていない。
In recent years, 3 wet-on-wet coating has been studied with the aim of shortening the coating process and saving energy. Three-wet-on-wet coating is a coating in which the three-layer coating film is formed by coating each of the three types of coatings in sequence without baking and curing, and then the three-layer coating film is baked and cured simultaneously. Is the method. For example, Patent Document 1 proposes 3-wet-on-wet coating using an aqueous primer paint, a colored paint, and a clear paint.
However, even when a technique such as that described in Patent Document 1 is used, when a plastic material used in a bumper or a molding for an automobile is overcoated with a base paint or a clear paint, the plastic material for an automobile (hereinafter referred to as a plastic material) The top coating used for the “plastic material” is sometimes different from the coating used for the metal material for automobiles (hereinafter sometimes simply referred to as “metal material”). In the present situation, there are the following problems, and it has not been possible to completely shorten the painting process and save energy.

すなわち、自動車用塗料において、金属素材用塗料とプラスチック素材用塗料とは前記したように異なる塗料を用いているため、別々に製造されており、また、金属素材やプラスチック素材の塗装工程についても、別々のラインで塗装が施されているため、最終的にそれらを組み合わせて自動車を製造した場合、各素材の塗膜色が異なることがあり、前記金属素材とプラスチック素材の色調整に多大な時間と手間をかけねばならないという問題である。
金属素材用とプラスチック素材用とで異なった塗料が用いられているのは、金属素材は耐熱性に優れるため、十分な硬化性を確保するために比較的高温度で熱硬化する塗料が用いられているが、他方、プラスチック素材は熱に弱いため、熱変形が起こらない温度範囲での焼付け硬化で、素材に要求される膜性能を発揮できる塗料が用いられているからである。
In other words, in automobile paints, metal material paints and plastic material paints are manufactured separately because they use different paints as described above, and also for the coating process of metal materials and plastic materials, Since painting is done on separate lines, when the automobile is finally made by combining them, the coating color of each material may be different, and it takes a lot of time to adjust the color of the metal material and plastic material It is a problem that you have to spend time and effort.
Different paints are used for metal materials and plastic materials because metal materials are excellent in heat resistance, and in order to ensure sufficient curability, paints that are thermally cured at relatively high temperatures are used. On the other hand, since plastic materials are vulnerable to heat, paints that can exhibit the film performance required for the materials by baking and curing in a temperature range where thermal deformation does not occur are used.

そこで、従来から、金属素材に用いられている塗料を用いても、プラスチック素材が変形しない程度の低温で十分な硬化を起こすことができる技術について、開発が試みられている。例えば、特許文献2では、常温もしくは約100℃以下の温度で硬化する2コート1ベーク方式の塗膜形成方法が開示されている。具体的には、特許文献2の技術は、トップコートとして水酸基含有樹脂とポリイソシアネート化合物とを主成分とする塗料を用い、そしてベースコートの樹脂成分として水酸基含有樹脂を用いたものであり、トップコート層では水酸基含有樹脂とポリイソシアネート化合物とが反応して硬化し、ベースコート層では、該ベースコート層に含まれている水酸基と、トップコート層から浸透してくるポリイソシアネート化合物とが反応して硬化するものである。
特開平10−29671号公報 特開昭61−161179号公報
Therefore, conventionally, development has been attempted on a technique that can cause sufficient curing at a low temperature such that the plastic material is not deformed even when a paint used for a metal material is used. For example, Patent Document 2 discloses a two-coat one-bake coating film forming method that cures at room temperature or a temperature of about 100 ° C. or less. Specifically, the technology of Patent Document 2 uses a paint mainly composed of a hydroxyl group-containing resin and a polyisocyanate compound as a top coat, and uses a hydroxyl group-containing resin as a resin component of the base coat. In the layer, the hydroxyl group-containing resin and the polyisocyanate compound react to cure, and in the base coat layer, the hydroxyl group contained in the base coat layer reacts with the polyisocyanate compound penetrating from the top coat layer to cure. Is.
JP-A-10-29671 JP 61-161179 A

しかしながら、前記特許文献2の技術は、ベース塗料が溶剤型塗料(特許文献2中では「有機液状塗料」として表記されている)の場合にしか適用できない技術であって、吸水性の高い水性ベース塗料の場合には、十分な硬化ができないため、耐水性に劣るものとなってしまうという問題がある。しかも、ベース層に水分が多く存在すると、クリヤー層から浸透してくるポリイソシアネート化合物と前記水分が反応してしまい、ますますベース塗料の硬化が不十分となってしまう。
近年においては、環境保全を考慮して、溶剤型塗料から水性塗料への移行が求められていることから、上記課題を解決し、水性ベース塗料にも適用できる技術が必要である。
However, the technique of Patent Document 2 is a technique that can be applied only when the base paint is a solvent-type paint (indicated as “organic liquid paint” in Patent Document 2), and is an aqueous base with high water absorption. In the case of a paint, there is a problem that water resistance is inferior because it cannot be cured sufficiently. In addition, if a large amount of moisture is present in the base layer, the moisture reacts with the polyisocyanate compound that has permeated from the clear layer, and the base coating is further insufficiently cured.
In recent years, in consideration of environmental protection, a shift from solvent-based paints to water-based paints is required. Therefore, there is a need for a technique that can solve the above-described problems and can be applied to water-based base paints.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、従来よりもクリヤー層からベース層へのポリイソシアネート化合物の移行量を増加させることができ、耐溶剤性や耐候性などのクリヤー層に要求される膜性能を保持しつつ水性ベース塗料の硬化性を高めることにより、自動車用金属素材に使用されている水性ベース塗料を、そのまま自動車用プラスチック素材に使用することができる、自動車用プラスチック素材用複層膜形成方法を提供することにある。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is that the migration amount of the polyisocyanate compound from the clear layer to the base layer can be increased as compared with the conventional film, which is required for the clear layer such as solvent resistance and weather resistance. A multilayer film for plastic materials for automobiles that can be used as it is for plastic materials for automobiles as it is by increasing the curability of the water-based paint while maintaining performance. It is to provide a forming method.

本発明者らは、前記課題を解決するため、種々の実験を重ね、クリヤー塗料として、不揮発分の多いハイソリッドクリヤー塗料を用い、該ハイソリッドクリヤー塗料の主成分を水酸基含有樹脂およびポリイソシアネート化合物とし、それらの組成成分に工夫を凝らし、さらに、ハイソリッドクリヤー塗料を塗装する前において、プライマー塗料とベース塗料からなる2層塗膜の不揮発分を調整しておけば、ハイソリッドクリヤー層からベース層へのポリイソシアネート化合物の移行量を増加させ、水性ベース塗料を用いても、複層膜に十分な耐水性を付与できるだけでなく、耐溶剤性や耐候性などのクリヤー層に要求される膜性能を保持しつつベース塗料の硬化性を高めることも可能となり、結果、従来よりも低温での焼付け硬化を実現でき、自動車用金属素材に使用されている水性ベース塗料を、そのまま自動車用プラスチック素材に使用することができることを見出し、本発明を完成した。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted various experiments and used a high-solid clear paint having a large non-volatile content as a clear paint. The main components of the high-solid clear paint are a hydroxyl group-containing resin and a polyisocyanate compound. If the non-volatile content of the two-layer coating consisting of the primer paint and the base paint is adjusted before applying the high solid clear paint, the base of the high solid clear layer Even if the amount of polyisocyanate compound transferred to the layer is increased and a water-based coating is used, not only can a multilayer film be given sufficient water resistance, but also a film required for a clear layer such as solvent resistance and weather resistance. It is also possible to increase the curability of the base paint while maintaining performance, and as a result, it is possible to achieve bake hardening at a lower temperature than before. The aqueous base coating composition used in automotive metallic material, found that can be used in automotive plastic material as it is, the present invention has been completed.

すなわち、本発明の自動車用プラスチック素材の塗装方法は、
自動車用プラスチック素材表面に、水性プライマー塗料、自動車用金属素材に用いられる水性ベース塗料、ハイソリッドクリヤー塗料を順次塗り重ねて3層塗膜を形成した後、前記形成された3層塗膜を70〜100℃の温度で同時に焼付け硬化させる自動車用プラスチック素材の塗装方法であって、
前記ハイソリッドクリヤー塗料が、水酸基含有樹脂およびポリイソシアネート化合物を主成分とし、
前記水酸基含有樹脂は、その重量平均分子量が3500〜10000であり、その水酸基価が80〜180KOHmg/gであり、1級および2級の水酸基が水酸基価を基準として含有比率(1級水酸基/2級水酸基)10/90〜80/20で含まれ、
前記ポリイソシアネート化合物は、一分子あたりの平均イソシアネート基数が2.5〜3.4であり、かつ、
前記ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基と前記水酸基含有樹脂中の水酸基との当量比(NCO/OH)が1.0〜3.0であるとともに、
該ハイソリッドクリヤー塗料を塗装する際における水性プライマー塗料および水性ベース塗料からなる2層塗膜の不揮発分が75重量%以上である、
ことを特徴とする。
That is, the method of painting the automotive plastic material of the present invention is as follows.
A water-based primer coating, a water-based base coating used for metal materials for automobiles, and a high solid clear coating are sequentially applied to the surface of the plastic material for automobiles to form a three-layer coating film. A method of painting a plastic material for automobiles that is simultaneously baked and cured at a temperature of ~ 100 ° C,
The high solid clear coating is mainly composed of a hydroxyl group-containing resin and a polyisocyanate compound,
The hydroxyl group-containing resin has a weight average molecular weight of 3500 to 10000, a hydroxyl value of 80 to 180 KOH mg / g, and a content ratio of primary and secondary hydroxyl groups based on the hydroxyl value (primary hydroxyl group / 2 Grade hydroxyl group) 10/90 to 80/20,
The polyisocyanate compound has an average number of isocyanate groups per molecule of 2.5 to 3.4, and
While the equivalent ratio (NCO / OH) of the isocyanate group in the polyisocyanate compound and the hydroxyl group in the hydroxyl group-containing resin is 1.0 to 3.0,
The non-volatile content of the two-layer coating film composed of the water-based primer paint and the water-based base paint when the high solid clear paint is applied is 75% by weight or more.
It is characterized by that.

本発明によれば、従来よりもクリヤー層からベース層へのポリイソシアネート化合物の移行量を増加させ、耐溶剤性や耐候性などのクリヤー層に要求される膜性能を保持しつつ水性ベース塗料の硬化性を高めることができることにより、自動車用金属素材に使用されている水性ベース塗料を、100℃以下の低温度で十分に硬化させることが可能となるため、プラスチック素材の変形を引き起こすこともなく、複層膜の耐水性が低下することもない。また、このように、金属素材に使用されている水性ベース塗料をそのままプラスチック素材に適用できる結果、自動車を組み立てたときに、金属素材とプラスチック素材の色が異なる事態を防止できるため、金属素材とプラスチック素材それぞれのベース塗料を別々に製造しなくても良くなり、製造工数の減少、さらには省資源化、省エネルギー化も可能となる。しかも、従来色の調整に要していた時間や手間が必要でなくなる。   According to the present invention, the amount of the polyisocyanate compound transferred from the clear layer to the base layer is increased more than before, and the film performance required for the clear layer, such as solvent resistance and weather resistance, is maintained while maintaining the water-based base coating composition. Since it is possible to enhance the curability, it becomes possible to sufficiently cure the water-based base paint used in automobile metal materials at a low temperature of 100 ° C. or less, so that the plastic material is not deformed. Further, the water resistance of the multilayer film is not lowered. In addition, as a result of being able to apply the water-based paint used in metal materials to plastic materials as it is, it is possible to prevent situations where the colors of metal materials and plastic materials differ when an automobile is assembled. It is not necessary to separately manufacture the base paint of each plastic material, and the number of manufacturing steps can be reduced, and further resource saving and energy saving can be achieved. In addition, the time and labor required for the conventional color adjustment are not required.

本発明のプラスチック素材の塗装方法は、塗膜形成工程と焼き付け工程とを含む。以下、この塗装方法を詳しく説明する。
〔塗膜形成工程〕
塗膜形成工程は、プラスチック素材表面に、水性プライマー塗料、水性ベース塗料およびハイソリッドクリヤー塗料を、この順番に塗り重ねて、各塗料を含む3つの塗料塗膜をプラスチック素材表面に形成する工程である。
まず、塗膜形成工程で用いられる、プラスチック素材、水性プライマー塗料、水性ベース塗料およびハイソリッドクリヤー塗料について、詳しく説明する。
The plastic material coating method of the present invention includes a coating film forming step and a baking step. Hereinafter, this coating method will be described in detail.
[Coating film forming process]
The coating film forming process is a process in which a water-based primer coating, a water-based base coating and a high solid clear coating are applied in this order on the surface of the plastic material to form three coating films including each coating on the surface of the plastic material. is there.
First, the plastic material, water-based primer coating, water-based base coating, and high solid clear coating used in the coating film forming process will be described in detail.

本発明で用いられるプラスチック素材は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリスチレン、ABS、塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、PPO、ポリメチルメタクリレート、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。
本発明で用いられる水性プライマー塗料は、水性ベース塗料およびハイソリッドクリヤー塗料を上塗りするのに先立って、プラスチック素材表面に直接塗られる塗料である。水性プライマー塗料は、プライマー用樹脂および水を主成分として含み、適宜、顔料等が含まれている。プライマー用樹脂は、後述の硬化塗膜とプラスチック素材とを密着させ、硬化塗膜の耐水性、耐溶剤性等を向上させるものであり、エマルションおよび/または水溶性樹脂組成物の形態で水性プライマー塗料に含まれる。
The plastic material used in the present invention is not particularly limited. For example, polyolefin such as polyethylene and polypropylene, polystyrene, ABS, vinyl chloride, polycarbonate, polyacetal, polyester, polyamide, polyurethane, PPO, polymethyl methacrylate, epoxy resin, phenol Examples thereof include resins and melamine resins.
The water-based primer paint used in the present invention is a paint that is directly applied to the surface of a plastic material prior to overcoating the water-based base paint and the high solid clear paint. The water-based primer coating contains a primer resin and water as main components, and appropriately contains pigments and the like. The primer resin is used to improve the water resistance and solvent resistance of the cured coating film by bringing a cured coating film and a plastic material, which will be described later, into close contact with each other, and is an aqueous primer in the form of an emulsion and / or water-soluble resin composition. Included in paint.

前記エマルションは、プライマー用樹脂が粒子状に水媒体中に分散し、その粒子表面が、乳化剤、界面活性剤、分散剤等で安定化されたものである。エマルションとしては、例えば、プライマー用樹脂としてアクリル樹脂を用いたアクリル樹脂エマルションや、同様にプライマー用樹脂としてそれぞれの樹脂を用いた、ポリエステル樹脂エマルション、ポリウレタン樹脂エマルション、ポリオレフィン樹脂エマルション、エポキシ樹脂エマルション、アミノ樹脂エマルション等が挙げられ、1種のみ、または、2種以上を併用してもよい。さらに必要に応じて、これらの樹脂を変性したものを含むものでもよく、諸性能を向上させるのに有効である。中でも、エマルションが、アクリル樹脂エマルション、ポリウレタン樹脂エマルションおよびポリオレフィン樹脂エマルションから選ばれる少なくとも1種のものであると、プライマー塗料塗膜が硬化した硬化塗膜と、プラスチック素材との密着性がさらに向上するため好ましい。   In the emulsion, the primer resin is dispersed in an aqueous medium in the form of particles, and the particle surface is stabilized by an emulsifier, a surfactant, a dispersant, or the like. As the emulsion, for example, an acrylic resin emulsion using an acrylic resin as a primer resin, or a polyester resin emulsion, a polyurethane resin emulsion, a polyolefin resin emulsion, an epoxy resin emulsion, an amino resin, each using the same resin as a primer resin. A resin emulsion etc. are mentioned, You may use together 1 type, or 2 or more types. Furthermore, if necessary, those containing modified resins may be included, which is effective in improving various performances. Among these, when the emulsion is at least one selected from an acrylic resin emulsion, a polyurethane resin emulsion, and a polyolefin resin emulsion, the adhesion between the cured coating film obtained by curing the primer coating film and the plastic material is further improved. Therefore, it is preferable.

前記水溶性樹脂組成物は、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、エーテル基等の極性官能基を有し、その親水性によって水媒体中に溶解することができる水溶性樹脂をプライマー用樹脂として含む組成物である。水溶性樹脂組成物に用いられるプライマー用樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アミノ樹脂、ビニル樹脂、繊維素樹脂等を基本構造として有する水溶性樹脂が挙げられ、1種のみ、または、2種以上を併用してもよい。中でも、水溶性樹脂組成物に含まれるプライマー用樹脂が、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂およびアミノ樹脂から選ばれる少なくとも1種を基本構造として有する水溶性樹脂であると、プラスチック素材に対する密着性をさらに向上させることができるため好ましい。   The water-soluble resin composition has a polar functional group such as a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, and an ether group, and includes a water-soluble resin that can be dissolved in an aqueous medium due to its hydrophilic property as a primer resin. It is a thing. Examples of the primer resin used in the water-soluble resin composition include water-soluble resins having, as a basic structure, an acrylic resin, a polyester resin, a polyurethane resin, an amino resin, a vinyl resin, a fiber resin, and the like. Or you may use 2 or more types together. Above all, when the primer resin contained in the water-soluble resin composition is a water-soluble resin having, as a basic structure, at least one selected from an acrylic resin, a polyester resin, a polyurethane resin, and an amino resin, adhesion to a plastic material is improved. It is preferable because it can be further improved.

水性プライマー塗料に含まれるエマルションおよび水溶性樹脂組成物の配合割合については、特に限定されないが、水性プライマー塗料が熱可塑性である場合は、エマルションを主成分として用いると、水の蒸発が速いので乾燥が容易となり、さらに、塗り重ねられる水性ベース塗料との混ざり合いが少なく、外観、密着性や耐水性等の塗膜性能が発現し易いため好ましく、エマルションのみを用いるとさらに好ましい。一方、水性プライマー塗料が熱硬化性である場合は、必ずしもエマルションを主成分として用いなくても、密着性や耐水性等の塗膜性能を付与することができる。また、エマルションを併用してもよく、水溶性樹脂と硬化剤のみでもよい。しかし、水性プライマー塗料が熱硬化性である場合は、水性ベース塗料およびハイソリッドクリヤー塗料を塗り重ねた後、焼き付け温度と時間とが重要となる。すなわち、水性プライマー塗料が十分硬化するのに必要な焼き付け条件を設定しなければならないが、過度に焼き付けるとプライマー塗料塗膜と、水性ベース塗料塗膜およびハイソリッドクリヤー塗料塗膜との硬化性が異なるため、外観や密着性が低下することがある。   The blending ratio of the emulsion and the water-soluble resin composition contained in the water-based primer paint is not particularly limited. However, when the water-based primer paint is thermoplastic, if the emulsion is used as a main component, water evaporates quickly, so that it can be dried. This is preferable because it is easy to mix and is less likely to mix with the aqueous base paint to be repainted, and the coating film performance such as appearance, adhesion and water resistance is easily developed. On the other hand, when the water-based primer coating is thermosetting, coating properties such as adhesion and water resistance can be imparted without necessarily using an emulsion as a main component. Further, an emulsion may be used in combination, or only a water-soluble resin and a curing agent may be used. However, when the water-based primer coating is thermosetting, the baking temperature and time are important after recoating the water-based base coating and the high solid clear coating. In other words, the baking conditions necessary for the water-based primer paint to be sufficiently cured must be set. However, if it is excessively baked, the primer paint film, the water-based base paint film, and the high solid clear paint film are hardened. Since they are different, the appearance and adhesion may be reduced.

水性プライマー塗料に含まれるエマルションや水溶性樹脂組成物が、アミノ樹脂、ポリイソシアネート化合物、オキサゾリン化合物、ポリカルボジイミド化合物やヒドラジン化合物等の硬化剤を含む熱硬化性樹脂組成物であってもよい。
水性プライマー塗料中の水の配合割合は、水性プライマー塗料全体に対して、好ましくは50〜90重量%、さらに好ましくは60〜80重量%である。水の配合割合が50重量%未満であると、塗料粘度が高くなり、貯蔵安定性や、塗装作業性が低下する。他方、水の配合割合が90重量%を超えると、水性プライマー塗料中の不揮発分量の割合が低下し、塗装効率が悪くなり、タレ、ワキ等の外観異状が生じやすくなる。なお、水性プライマー塗料は、有機溶剤をさらに含んでもよく、その配合割合は、通常、水性プライマー塗料に含まれる水に対して40重量%以下である。
The emulsion or water-soluble resin composition contained in the aqueous primer coating may be a thermosetting resin composition containing a curing agent such as an amino resin, a polyisocyanate compound, an oxazoline compound, a polycarbodiimide compound, or a hydrazine compound.
The mixing ratio of water in the aqueous primer coating is preferably 50 to 90% by weight, more preferably 60 to 80% by weight, based on the entire aqueous primer coating. When the mixing ratio of water is less than 50% by weight, the viscosity of the coating is increased, and the storage stability and the coating workability are lowered. On the other hand, when the blending ratio of water exceeds 90% by weight, the ratio of the nonvolatile content in the aqueous primer coating is decreased, the coating efficiency is deteriorated, and appearance abnormalities such as sagging and armpits are liable to occur. The water-based primer paint may further contain an organic solvent, and the blending ratio is usually 40% by weight or less with respect to the water contained in the water-based primer paint.

前記有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素類;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロペンタン等の脂環式炭化水素類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸アミル等のエステル類;n−ブチルエーテル、イソブチルエーテル等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、2−ブタノール、n−プロピレングリコール、イソプロピレングリコール等のアルコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のセロソルブ類;ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のカービトール類;プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等のプロピレングリコールアルキルエーテル類;ジオキサン、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジアセトンアルコール等のその他の溶剤類等を挙げることができる。   Examples of the organic solvent include aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, and octane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane, methylcyclohexane, and cyclopentane; ethyl acetate , Esters such as n-butyl acetate, isobutyl acetate and amyl acetate; ethers such as n-butyl ether and isobutyl ether; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; methanol, ethanol, isopropanol and n-butanol , 2-butanol, n-propylene glycol, isopropylene glycol and other alcohols; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate Cellosolves such as: carbitols such as diethylene glycol monoethyl ether; propylene glycol alkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether; dioxane, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, diacetone alcohol, etc. Other solvents may be mentioned.

水性プライマー塗料に含まれる顔料としては、例えば、カーボンブラック、酸化チタン、酸化鉄、酸化クロム、紺青等の無機顔料;アゾ系、アントラキノン系、ペリレン系、キナクリドン系、インジゴ系、フタロシアニン系等の有機顔料等が挙げられ、1種のみ、または、2種以上を併用してもよい。
水性プライマー塗料は、必要に応じて、公知の補助配合剤を含有させることができる。補助配合剤としては、例えば、導電性カーボン、導電性フィラー、金属粉等の導電性付与剤;無機充填剤;有機改質剤;安定剤;可塑剤;添加剤等が挙げられる。特に、水性プライマー塗料が導電性付与剤を含有したものであると、水性プライマー塗料から得られる塗膜の水分含有量にかかわらず導電性が付与され、水性ベース塗料および/またはハイソリッドクリヤー塗料を容易に静電塗装法で塗り重ねることができるため好ましい。
Examples of pigments contained in the aqueous primer coating include inorganic pigments such as carbon black, titanium oxide, iron oxide, chromium oxide, and bitumen; organic compounds such as azo, anthraquinone, perylene, quinacridone, indigo, and phthalocyanine A pigment etc. are mentioned, Only 1 type may be used or 2 or more types may be used together.
The water-based primer paint can contain a known auxiliary compounding agent as necessary. Examples of the auxiliary compounding agent include conductivity imparting agents such as conductive carbon, conductive filler, and metal powder; inorganic fillers; organic modifiers; stabilizers; plasticizers; In particular, if the water-based primer paint contains a conductivity-imparting agent, conductivity is imparted regardless of the water content of the coating film obtained from the water-based primer paint, and the water-based base paint and / or the high solid clear paint is used. This is preferable because it can be easily applied by electrostatic coating.

本発明で用いられる水性ベース塗料は、水性プライマー塗料を塗って形成したプライマー塗料塗膜を焼き付けて硬化させることなく、そのままプライマー塗料塗膜上に塗り重ねて水性ベース塗料塗膜を形成させるのに用いられる塗料であり、ハイソリッドクリヤー塗料に先立って使用される。
前記水性ベース塗料は、自動車用金属素材に用いられる水性ベース塗料と共通のものである。したがって、水性ベース塗料を、自動車用金属素材用とプラスチック素材用とで別々に製造する必要はなくなり、製造工数の減少、省資源化、省エネルギー化が可能となるうえ、自動車用金属素材もプラスチック素材も色に違いが生じないので、色の調整といった手間も省ける。
The water-based base paint used in the present invention is used to form a water-based base paint film by coating the primer paint film on the primer paint film as it is without baking and curing the primer paint film formed by applying the water-based primer paint. This paint is used prior to the high solid clear paint.
The water-based base paint is the same as the water-based base paint used for automobile metal materials. Therefore, it is no longer necessary to manufacture water-based paints separately for automotive metal materials and plastic materials, which can reduce the number of manufacturing steps, save resources and save energy, and automotive metal materials can also be made of plastic materials. There is no difference in color, so you can save the trouble of adjusting the color.

前記水性ベース塗料に含まれる水性ベース塗料用樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、ビニル樹脂、繊維素樹脂等が挙げられ、1種のみ、または、2種以上を併用してもよい。水性ベース塗料用樹脂は、通常、エマルションおよび/または水溶性樹脂組成物の形態で塗料に配合される。なお、水性ベース塗料は、硬化剤をさらに含むものであってもよい。特に、金属素材用水性ベース塗料として用いられることが多いにもかかわらず、低温で十分な硬化ができなかったために、従来、プラスチック素材用水製ベース塗料として用いられることのなかった、アクリル樹脂系を主体とするメラミン硬化型の水性ベース塗料が、本発明にかかる水性ベース塗料として好適に用いられる。   Examples of the water base paint resin contained in the water base paint include acrylic resin, polyester resin, polyurethane resin, epoxy resin, amino resin, vinyl resin, and fiber resin. More than one species may be used in combination. The aqueous base paint resin is usually blended in the paint in the form of an emulsion and / or a water-soluble resin composition. The aqueous base paint may further contain a curing agent. In particular, despite the fact that it is often used as a water-based base paint for metal materials, an acrylic resin system that has not been used as a water-based base paint for plastic materials because it could not be cured sufficiently at low temperatures. The main melamine curable aqueous base paint is suitably used as the aqueous base paint according to the present invention.

水性ベース塗料には、通常、メタリック顔料や水性ベース顔料が含まれている。メタリック顔料としては、例えば、アルミニウムフレーク、銅ブロンズフレーク、雲母状酸化鉄、マイカフレーク、金属酸化物を被覆した雲母状酸化鉄、金属酸化物を被覆したマイカフレーク等が挙げられ、1種のみ、または、2種以上を併用してもよい。水性ベース顔料としては、例えば、二酸化チタン、酸化鉄、酸化クロム、クロム酸鉛、カーボンブラック等の無機顔料;フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、カルバゾールバイオレット、アントラペロミジンイエロー、フラバンスロンイエロー、インダンストロンブルー、キナクリドンバイオレット等の有機顔料等が挙げられ、1種のみ、または、2種以上を併用してもよい。   The aqueous base paint usually contains a metallic pigment or an aqueous base pigment. Examples of metallic pigments include aluminum flakes, copper bronze flakes, mica-like iron oxides, mica flakes, mica-like iron oxides coated with metal oxides, mica flakes coated with metal oxides, and the like. Or you may use 2 or more types together. Examples of the aqueous base pigment include inorganic pigments such as titanium dioxide, iron oxide, chromium oxide, lead chromate, and carbon black; And organic pigments such as quinacridone violet and the like, and only one type or two or more types may be used in combination.

水性ベース塗料は、必要に応じて、公知の補助配合剤を含有させることができる。補助配合剤としては、例えば、無機充填剤、有機改質剤、安定剤、可塑剤、添加剤等が挙げられる。
本発明で用いられるハイソリッドクリヤー塗料は、水性ベース塗料塗膜を焼き付けて硬化させることなく、そのまま水性ベース塗料塗膜上に塗り重ねてハイソリッドクリヤー塗料塗膜、つまり、3層塗膜のトップ層(最上層)を形成させるのに用いられる塗料であり、優れた耐候性や耐溶剤性等の物性を硬化塗膜に付与する。
前記ハイソリッドクリヤー塗料は水酸基含有樹脂およびポリイソシアネート化合物を主成分とする。
The water-based base paint can contain a known auxiliary compounding agent as necessary. As an auxiliary | assistant compounding agent, an inorganic filler, an organic modifier, a stabilizer, a plasticizer, an additive etc. are mentioned, for example.
The high solid clear coating material used in the present invention is coated on the aqueous base coating film as it is without baking and curing the aqueous base coating film, that is, the top of the three-layer coating film. It is a paint used to form a layer (uppermost layer), and imparts excellent physical properties such as weather resistance and solvent resistance to the cured coating film.
The high solid clear coating is mainly composed of a hydroxyl group-containing resin and a polyisocyanate compound.

前記水酸基含有樹脂は、水酸基含有不飽和モノマーからなる単量体成分を公知の方法で重合させて得ることができ、あるいは、それ以外の酸基含有不飽和モノマーおよびその他の不飽和モノマーから選択された不飽和モノマーからなる単量体成分と組み合わせて重合させて得ることもできる。
前記水酸基含有不飽和モノマーとしては、特に限定されず、例えば、1級水酸基含有不飽和モノマーとして、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、プラクセルFM1(εーカプロラクトン変性ヒドロキシエチルメタアクリレート、ダイセル化学社製)、ポリエチレングリコールモノアクリレートまたはモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノアクリレートまたはモノメタクリレートなどが挙げられ、2級水酸基含有不飽和モノマーとして、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルアクリレートなどが挙げられる。
The hydroxyl group-containing resin can be obtained by polymerizing a monomer component comprising a hydroxyl group-containing unsaturated monomer by a known method, or is selected from other acid group-containing unsaturated monomers and other unsaturated monomers. It can also be obtained by polymerizing in combination with a monomer component comprising an unsaturated monomer.
The hydroxyl group-containing unsaturated monomer is not particularly limited. For example, as the primary hydroxyl group-containing unsaturated monomer, hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, Plaxel FM1 (ε-caprolactone-modified hydroxyethyl methacrylate, manufactured by Daicel Chemical Industries). Polyethylene glycol monoacrylate or monomethacrylate, polypropylene glycol monoacrylate or monomethacrylate, and the like, and secondary hydroxyl group-containing unsaturated monomers include hydroxypropyl methacrylate and hydroxybutyl acrylate.

前記酸基含有不飽和モノマーとしては、特に限定されず、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸などのカルボン酸類などが挙げられる。
前記その他の不飽和モノマーとしては、特に限定されず、例えば、アクリル酸またはメタクリル酸のメチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、エチルヘキシル、ラウリルなどのエステル基含有アクリル系単量体;ビニルアルコールと酢酸、プロピオン酸などのカルボン酸とのビニルアルコールエステル系単量体;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルナフタレン、ブタジエン、イソプレンなどの不飽和炭化水素系単量体;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのニトリル系単量体;アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドなどのアクリルアミド系単量体などが挙げられる。
The acid group-containing unsaturated monomer is not particularly limited, and examples thereof include carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, and maleic acid.
The other unsaturated monomer is not particularly limited, and examples thereof include acrylic monomers or acrylic monomers having an ester group such as methyl, ethyl, propyl, butyl, hexyl, ethylhexyl, and lauryl of acrylic acid or methacrylic acid; vinyl alcohol and acetic acid. , Vinyl alcohol ester monomers with carboxylic acids such as propionic acid; unsaturated hydrocarbon monomers such as styrene, α-methylstyrene, vinyl naphthalene, butadiene, and isoprene; nitrile monomers such as acrylonitrile and methacrylonitrile Monomers; Examples include acrylamide monomers such as acrylamide, methacrylamide, N-methylolacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, and diacetoneacrylamide.

前記水酸基含有樹脂の重量平均分子量は、3500〜10000であり、好ましくは、5000〜9000である。3500未満では、耐溶剤性、耐候性、外観といったクリヤー層に要求される膜性能を発揮できず、10000を超えると、塗料粘度が高くなり、このような高粘度の状態では塗装作業が困難となり、塗膜の外観が悪くなってしまう。揮発性有機溶剤を用いて塗料中の不揮発分の割合を少なくすることも可能であるが、その場合、有機溶剤による環境汚染という問題が生じる。
前記水酸基含有樹脂の水酸基価は80〜180KOHmg/gであり、好ましくは、120〜150KOHmg/gである。80KOHmg/g未満ではクリヤー層の架橋密度が不十分となり、複層膜の耐溶剤性、耐候性が低下し、180KOHmg/gを超えると多量のポリイソシアネート化合物が必要となる。
The hydroxyl group-containing resin has a weight average molecular weight of 3500 to 10,000, preferably 5,000 to 9000. If it is less than 3500, the film performance required for the clear layer such as solvent resistance, weather resistance, and appearance cannot be exhibited. If it exceeds 10,000, the viscosity of the paint becomes high, and in such a high viscosity state, the coating operation becomes difficult. The appearance of the coating film will be deteriorated. Although it is possible to reduce the proportion of non-volatile components in the paint using a volatile organic solvent, in that case, there arises a problem of environmental pollution by the organic solvent.
The hydroxyl value of the hydroxyl group-containing resin is 80 to 180 KOHmg / g, preferably 120 to 150 KOHmg / g. If it is less than 80 KOHmg / g, the crosslink density of the clear layer becomes insufficient, and the solvent resistance and weather resistance of the multilayer film are lowered. If it exceeds 180 KOHmg / g, a large amount of polyisocyanate compound is required.

さらに、前記水酸基含有樹脂中の水酸基は、1級および2級の水酸基を含み、その含有比率(1級水酸基/2級水酸基)が水酸基価を基準として10/90〜80/20であり、好ましくは、30/70〜50/50である。ここで、1級水酸基はポリイソシアネート化合物との反応性が高く、クリヤー層からベース層への移行が起こり難いという特性があり、2級水酸基はポリイソシアネート化合物との反応性が低く、クリヤー層からベース層への移行が起こり易いという特性がある。したがって、1級水酸基の含有比率が10/90未満では、移行はしやすいがクリヤー層での硬化が不十分となり、複層膜の耐溶剤性、耐候性が低下し、80/20を超えると、クリヤー層での硬化は十分であるが移行し難くなり、複層膜の耐水性が低下する。   Further, the hydroxyl group in the hydroxyl group-containing resin contains primary and secondary hydroxyl groups, and the content ratio (primary hydroxyl group / secondary hydroxyl group) is 10/90 to 80/20 based on the hydroxyl value, preferably Is 30 / 70-50 / 50. Here, the primary hydroxyl group has a high reactivity with the polyisocyanate compound and has a characteristic that the transition from the clear layer to the base layer hardly occurs. The secondary hydroxyl group has a low reactivity with the polyisocyanate compound, and from the clear layer. There is a characteristic that the transition to the base layer easily occurs. Therefore, when the content ratio of the primary hydroxyl group is less than 10/90, the transition is easy, but the curing in the clear layer becomes insufficient, and the solvent resistance and weather resistance of the multilayer film are lowered, and when it exceeds 80/20. Curing in the clear layer is sufficient but difficult to migrate, and the water resistance of the multilayer film is lowered.

また、水酸基含有樹脂の酸価が1〜20KOHmg/gであることが好ましい。さらに好ましくは、2〜15KOHmg/gである。1KOHmg/g未満では、クリヤー塗料での硬化が不十分となるおそれがあり、20KOHmg/gを超えると、クリヤー塗料の硬化速度が速くなりすぎて、クリヤー層からベース層へのポリイソシアネート化合物の移行が不十分となって、複層膜の耐水性が低下するおそれがある。
前記水酸基含有樹脂のガラス転移温度(Tg)が−10℃〜50℃であることが好ましい。−10℃未満であると、塗膜の耐汚染性、耐擦り傷性が悪くなるおそれがあるとともに、粘着性が残ってしまうおそれもある。50℃を超えると、耐屈曲性が悪くなるおそれがあるとともに、塗膜にクラック(ひび割れ)が発生するおそれがある。
Moreover, it is preferable that the acid value of hydroxyl-containing resin is 1-20 KOHmg / g. More preferably, it is 2-15 KOHmg / g. If it is less than 1 KOHmg / g, curing with the clear paint may be insufficient, and if it exceeds 20 KOHmg / g, the curing speed of the clear paint becomes too fast, and the polyisocyanate compound migrates from the clear layer to the base layer. May become insufficient, and the water resistance of the multilayer film may be reduced.
The hydroxyl group-containing resin preferably has a glass transition temperature (Tg) of −10 ° C. to 50 ° C. When the temperature is lower than -10 ° C, the stain resistance and scratch resistance of the coating film may be deteriorated, and the adhesiveness may remain. When it exceeds 50 ° C., the flex resistance may be deteriorated, and cracks may be generated in the coating film.

前記ポリイソシアネート化合物としては、脂肪族または脂環族系のポリイソシアネート化合物が好ましく使用される。
脂肪族または脂環族系のポリイソシアネート化合物としては、特に限定されず、例えば、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、メチレンビスシクロヘキシルイソシアネートなどが挙げられ、また、これらから誘導されるイソシアヌレート化合物、ウレトジオン化合物、ウレタン化合物、アロファナート化合物、ビュレット化合物、トリメチロールプロパンとの付加物などが挙げられる。
前記ポリイソシアネート化合物の一分子あたりの平均イソシアネート基数は2.5〜3.4であり、好ましくは、2.6〜3.2である。2.5未満ではクリヤー層の架橋密度が不十分となり、複層膜の耐溶剤性、耐候性が低下し、3.4を超えるとクリヤー層からベース層へのポリイソシアネート化合物の移行が起こり難くなり、複層膜の耐水性が低下する。
As the polyisocyanate compound, an aliphatic or alicyclic polyisocyanate compound is preferably used.
The aliphatic or alicyclic polyisocyanate compound is not particularly limited, and examples thereof include hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and methylenebiscyclohexyl isocyanate, and isocyanurate compounds and uretdione compounds derived therefrom. , Urethane compounds, allophanate compounds, burette compounds, and adducts with trimethylolpropane.
The average number of isocyanate groups per molecule of the polyisocyanate compound is 2.5 to 3.4, and preferably 2.6 to 3.2. If it is less than 2.5, the crosslink density of the clear layer becomes insufficient, and the solvent resistance and weather resistance of the multilayer film are lowered. If it exceeds 3.4, the polyisocyanate compound hardly migrates from the clear layer to the base layer. Thus, the water resistance of the multilayer film is lowered.

さらに、前記ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基と前記水酸基含有樹脂中の水酸基との当量比(NCO/OH)は1.0〜3.0であり、好ましくは、1.2〜2.8である。1.0未満では、クリヤー層からベース層へのポリイソシアネート化合物の移行が起こり難くなり、複層膜の耐水性が低下し、3.0を超えると、クリヤー層の架橋密度が不十分となり、複層膜の耐溶剤性、耐候性が低下する。
クリヤー塗料は、必要に応じて、公知の補助配合剤を含有させることができる。補助配合剤としては、例えば、有機改質剤、安定剤、添加剤等が挙げられる。
次に、塗膜形成工程の操作について詳しく説明する。
Furthermore, the equivalent ratio (NCO / OH) between the isocyanate group in the polyisocyanate compound and the hydroxyl group in the hydroxyl group-containing resin is 1.0 to 3.0, preferably 1.2 to 2.8. . If it is less than 1.0, the migration of the polyisocyanate compound from the clear layer to the base layer is difficult to occur, the water resistance of the multilayer film is reduced, and if it exceeds 3.0, the crosslinking density of the clear layer becomes insufficient, The solvent resistance and weather resistance of the multilayer film are reduced.
The clear coating material can contain a known auxiliary compounding agent, if necessary. As an auxiliary | assistant compounding agent, an organic modifier, a stabilizer, an additive etc. are mentioned, for example.
Next, the operation of the coating film forming process will be described in detail.

塗膜形成工程は、さらに細分化すると、水性プライマー塗膜形成工程と、水性ベース塗膜形成工程と、クリヤー塗膜形成工程とに分けられる。
まず最初に、水性プライマー塗膜形成工程は、プラスチック素材を準備し、この表面に水性プライマー塗料を塗って、プライマー塗料塗膜を形成させる工程である。水性プライマー塗料を塗るのに先立って、必要に応じて、プラスチック素材を洗浄、脱脂しておいてもよい。水性プライマー塗料は、例えば、スプレー塗装、刷毛塗り、ロール塗り、流し塗り等の手法で塗ることができる。水性プライマー塗料の塗布量(乾燥膜厚)は、特に限定されないが、5〜20μmであると、密着性、耐水性および耐溶剤性等が向上するため好ましい。
When the coating film forming process is further subdivided, it is divided into an aqueous primer coating film forming process, an aqueous base coating film forming process, and a clear coating film forming process.
First, the water-based primer coating film forming step is a step of preparing a plastic material and applying a water-based primer coating to the surface to form a primer coating film. Prior to applying the water-based primer paint, the plastic material may be washed and degreased if necessary. The water-based primer coating can be applied by a technique such as spray coating, brush coating, roll coating, or flow coating. The coating amount (dry film thickness) of the aqueous primer coating is not particularly limited, but is preferably 5 to 20 μm because adhesion, water resistance, solvent resistance, and the like are improved.

水性プライマー塗膜形成工程では、得られるプライマー塗料塗膜を焼き付けて硬化させずにそのままにしておき、次の水性ベース塗膜形成工程で水性ベース塗料がプライマー塗料塗膜上に塗り重ねられる。
次に、水性ベース塗膜形成工程は、水性プライマー塗膜形成工程で得られたプライマー塗料塗膜上に、水性ベース塗料を塗り重ねてプライマー塗料塗膜の表面に水性ベース塗料塗膜を形成させる工程である。
水性ベース塗料は、仕上がり外観を向上させ、優れた美粧性を得るために、通常は、エアースプレーまたはエアレススプレーを用いて、プライマー塗料塗膜の表面に塗り重ねられる。
In the aqueous primer coating film forming step, the obtained primer coating film is left without being baked and cured, and in the next aqueous base coating film forming process, the aqueous base coating material is applied over the primer coating film.
Next, in the water-based base coating film forming step, the water-based base coating film is formed on the surface of the primer coating film by repeatedly applying the water-based base coating on the primer coating film obtained in the water-based primer coating film forming step. It is a process.
In order to improve the finished appearance and obtain excellent cosmetics, the water-based base coating is usually applied over the surface of the primer coating film using air spray or airless spray.

なお、静電スプレーで水性ベース塗料を塗り重ねる場合、水性プライマー塗料に導電性材料が配合されていると、導電性をプライマー塗料塗膜により確実に付与できるため好ましい。水性ベース塗料の塗布量(乾燥膜厚)は、特に限定されないが、10〜30μmであると、ポリイソシアネート化合物が含浸しやすくなり、また、耐溶剤性等が向上するため好ましい。
水性ベース塗膜形成工程では、得られた水性ベース塗料塗膜および水性プライマー塗膜形成工程で得られたプライマー塗料塗膜を焼き付けて硬化させずにそのままにしておく。そして、次のクリヤー塗膜形成工程でクリヤー塗料が水性ベース塗料塗膜上に塗り重ねられる。
In addition, when applying a water-based base coating repeatedly by electrostatic spraying, it is preferable that a conductive material is blended in the water-based primer coating because conductivity can be reliably imparted by the primer coating film. The coating amount (dry film thickness) of the aqueous base paint is not particularly limited, but it is preferably 10 to 30 μm because the polyisocyanate compound is easily impregnated and the solvent resistance is improved.
In the aqueous base coating film forming step, the obtained aqueous base coating film and the primer coating film obtained in the aqueous primer coating forming process are left without being baked and cured. Then, in the next clear coating film forming step, the clear coating is applied over the aqueous base coating film.

上記水性プライマー塗料および水性ベース塗料からなる2層塗膜の不揮発分は、後述のクリヤー塗料を塗装する際において、75重量%以上である。75重量%未満では、後述の焼付け工程の際に、クリヤー層から水性ベース層へと移行してくるポリイソシアネート化合物が、揮発分のうち、特に水分と反応を起こしてしまうため、ベース層での硬化が阻害されてしまい、さらに、クリヤー層のワキなどの外観不良が発生するからである。
前記不揮発分を調整するための方法としては、特に限定されないが、例えば、室温下または温風条件下、1〜20分間乾燥する方法などがある。このような乾燥処理を、プライマー塗料塗膜を形成した後、および/または、水性ベース塗料塗膜を形成した後に行えば、プライマー塗料塗膜の平滑性を確保し、泡抜け等を促進することができ、また、水性ベース塗料塗膜の平滑性を確保し、泡抜け等を促進し、メタリック顔料を用いた場合にこれを配向させることもでき、さらに、プラスチック素材の表面に形成される硬化塗膜の仕上がり外観を向上させることができるため、好ましい。
The non-volatile content of the two-layer coating film composed of the water-based primer paint and the water-based base paint is 75% by weight or more when a clear paint described later is applied. If it is less than 75% by weight, the polyisocyanate compound that migrates from the clear layer to the aqueous base layer in the baking process described later causes a reaction with water in the volatile component. This is because the curing is hindered and the appearance of the clear layer is poor.
The method for adjusting the non-volatile content is not particularly limited, and examples thereof include a method of drying for 1 to 20 minutes at room temperature or under hot air conditions. If such a drying treatment is performed after forming the primer coating film and / or after forming the water-based base coating film, the smoothness of the primer coating film is ensured and foam removal is promoted. In addition, it can ensure the smoothness of the water-based paint coating film, promote foam removal, and can be oriented when metallic pigments are used, and it can be cured on the surface of plastic materials. This is preferable because the finished appearance of the coating film can be improved.

なお、水性プライマー塗料および水性ベース塗料からなる2層塗膜の不揮発分は、以下のようにして算出される。
ポリプロピレン素材を用い、まず、前記素材の重量(g)を測定しておく(このときの測定値をAとする)。次に、プライマー塗料を塗装し、80℃で10分乾燥する。さらに、ベース塗料を塗装し、80℃で各所要時間乾燥した後、素材と2層塗膜の重量(g)を測定する(このときの測定値をBとする)。最後に95℃で3時間乾燥し、素材と2層塗膜の重量(g)を測定する(このときの測定値をCとする)。
以上の測定値A,B,Cを下式に代入し、得られる値を水性プライマー塗料および水性ベース塗料からなる2層塗膜の不揮発分とする。
The non-volatile content of the two-layer coating film composed of the aqueous primer paint and the aqueous base paint is calculated as follows.
First, the weight (g) of the material is measured using a polypropylene material (the measured value at this time is A). Next, a primer paint is applied and dried at 80 ° C. for 10 minutes. Further, after applying the base paint and drying at 80 ° C. for each required time, the weight (g) of the material and the two-layer coating film is measured (the measured value at this time is B). Finally, it is dried at 95 ° C. for 3 hours, and the weight (g) of the material and the two-layer coating film is measured (the measured value at this time is C).
The above measured values A, B, and C are substituted into the following equation, and the obtained value is defined as the nonvolatile content of the two-layer coating film composed of the aqueous primer coating and the aqueous base coating.


(水性プライマー塗料および水性ベース塗料からなる2層塗膜の不揮発分)
=(C−A)/(B−A)×100

最後に、クリヤー塗料形成工程は、水性ベース塗膜形成工程で得られた水性ベース塗料塗膜の表面に、クリヤー塗料を塗り重ねて水性ベース塗料塗膜上にクリヤー塗料塗膜を形成させる工程である。
クリヤー塗料は、通常は、エアースプレーまたはエアレススプレーを用いて、水性ベース塗料塗膜の表面に塗り重ねられるが、静電スプレーを用いて塗り重ねることもでき、エネルギーコストをさらに低くし、環境汚染を防止できるため好ましい。クリヤー塗料の塗布量(乾燥膜厚)は、特に限定されないが、15〜40μmであると、仕上がり外観、耐水性、耐溶剤性、耐候性等が向上するため好ましい。

(Non-volatile content of two-layer coating consisting of water-based primer paint and water-based base paint)
= (CA) / (BA) × 100

Finally, the clear paint forming process is a process in which the clear paint is applied repeatedly on the surface of the aqueous base paint film obtained in the aqueous base paint film forming process to form a clear paint film on the aqueous base paint film. is there.
Clear paints are usually applied over the surface of water-based paint coatings using air spray or airless spray, but can also be applied using electrostatic sprays, further reducing energy costs and environmental pollution. Can be prevented. The coating amount (dry film thickness) of the clear coating is not particularly limited, but is preferably 15 to 40 μm because the finished appearance, water resistance, solvent resistance, weather resistance and the like are improved.

ハイソリッドクリヤー塗料は、塗装時の不揮発分が50〜60重量%であることが好ましい。50重量%未満であると、結果として溶剤の量が多くなり、環境上好ましくなく、ハイソリッドクリヤー塗料を用いることによる利点が生かされないおそれがあり、60重量%を超えると、塗料が高粘度となり塗装作業が困難となるおそれがある。
以上のようにして、プラスチック素材の表面に、水性プライマー塗料、水性ベース塗料およびハイソリッドクリヤー塗料をこの順番に塗り重ねて、各塗料成分を含む3つの塗料塗膜をプラスチック素材表面に形成し、次の焼き付け工程が行われる。
水性プライマー塗料、水性ベース塗料およびハイソリッドクリヤー塗料の選択に当たっては、焼き付け工程で十分に硬化乾燥できる塗料を選択する必要がある。乾燥が不十分で水または溶剤が硬化塗膜内部に残存すると、硬化塗膜において、耐候性、耐水性および耐溶剤性等の性能が低下し易くなる。
The high solid clear paint preferably has a non-volatile content of 50 to 60% by weight at the time of painting. If it is less than 50% by weight, the amount of the solvent increases as a result, which is unfavorable for the environment, and there is a possibility that the advantages of using a high solid clear paint may not be utilized. If it exceeds 60% by weight, the paint becomes highly viscous. The painting work may be difficult.
As described above, the surface of the plastic material is coated with the water-based primer paint, the water-based base paint and the high solid clear paint in this order to form three paint films including the respective paint components on the surface of the plastic material. The following baking process is performed.
In selecting the water-based primer paint, the water-based base paint, and the high solid clear paint, it is necessary to select a paint that can be sufficiently cured and dried in the baking process. If the drying is insufficient and water or solvent remains in the cured coating film, performances such as weather resistance, water resistance and solvent resistance are likely to deteriorate in the cured coating film.

〔焼き付け工程〕
焼き付け工程は、前述の塗膜形成工程で形成された、プライマー塗料塗膜、水性ベース塗料塗膜およびハイソリッドクリヤー塗料塗膜を同時に焼き付けて、プラスチック素材の表面に、プライマー塗料硬化塗膜、水性ベース塗料硬化塗膜およびハイソリッドクリヤー塗料硬化塗膜の3層から構成される硬化塗膜を形成する工程である。なお、本明細書において温度・時間というときは、プラスチック素材表面が実際に目的の温度を保持しつづけている時間を意味し、より具体的には、目的の温度に達するまでの時間は考慮せず、目的の温度に達してから該温度を保持しつづけているときの温度・時間を意味する。
[Baking process]
In the baking process, the primer paint film, the water-based base paint film and the high solid clear paint film formed in the above-mentioned paint film forming process are simultaneously baked to form a primer paint cured film, water-based on the surface of the plastic material. This is a step of forming a cured coating film comprising three layers of a base coating cured coating and a high solid clear coating curing coating. In this specification, temperature / time means the time that the surface of the plastic material actually keeps the target temperature, more specifically, the time until the target temperature is reached should be considered. It means the temperature and time when the temperature is maintained after reaching the target temperature.

焼き付け温度は70〜100℃である。焼き付け温度が前記範囲内にあれば、プラスチック素材に変形を生じてしまうおそれがなく、短時間での十分な硬化が実現できる。より好ましくは、80〜90℃である。
焼き付け時間は、通常10〜60分間であり、好ましくは15〜50分間、さらに好ましくは20〜40分間である。焼き付け時間が10分間未満であると、塗膜の硬化が不十分であり、硬化塗膜において、耐候性、耐水性および耐溶剤性等の性能が低下する。他方、焼き付け時間が60分間を超えると、硬化しすぎでリコートにおける密着性等が低下し、塗装工程の全時間が長くなり、エネルギーコストが大きくなる。
The baking temperature is 70 to 100 ° C. If the baking temperature is within the above range, there is no risk of deformation of the plastic material, and sufficient curing can be realized in a short time. More preferably, it is 80-90 degreeC.
The baking time is usually 10 to 60 minutes, preferably 15 to 50 minutes, and more preferably 20 to 40 minutes. When the baking time is less than 10 minutes, the coating film is not sufficiently cured, and in the cured coating film, performance such as weather resistance, water resistance and solvent resistance is lowered. On the other hand, if the baking time exceeds 60 minutes, it will be hardened too much and the adhesion in the recoating will be reduced, the total time of the coating process will be prolonged, and the energy cost will be increased.

塗料塗膜を同時に焼き付けるのに用いる加熱装置としては、例えば、熱風、電気、ガス、赤外線等の加熱源を利用した乾燥炉等が挙げられ、また、これら加熱源を2種以上併用した乾燥炉を用いると、乾燥時間が短縮されるため好ましい。   Examples of the heating apparatus used for simultaneously baking the paint coating film include a drying furnace using a heating source such as hot air, electricity, gas, and infrared, and a drying furnace using two or more of these heating sources in combination. Is preferable because drying time is shortened.

以下、製造例、実施例および比較例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。なお、部および%は、いずれも、重量部および重量%を意味する。また、表中の各物質の配合量に関する数値は全て重量部を意味する。
〔製造例1〕水性プライマー塗料の製造
下記のようにして、分散樹脂、分散ペーストを順次製造し、これを用いて、水性プライマー塗料を製造した。
<分散樹脂の製造>
撹拌羽根、温度計、滴下装置、温度制御装置、窒素ガス導入口および冷却管を備えた反応装置に、プロピレングリコールモノメチルエーテル137部を仕込み、窒素ガスを導入しつつ、撹拌下120℃まで昇温した。次に、2−ヒドロキシエチルメタクリレート29.0部、メタクリル酸23.0部、イソブチルメタクリレート86.6部、n−ブチルアクリレート110.7部からなる混合物と、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサナート2.5部をプロピレングリコールモノメチルエーテル20部に溶解した溶液とを、反応装置中に3時間かけて滴下した。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to production examples, examples and comparative examples. Parts and% mean parts by weight and% by weight. Moreover, all the numerical values regarding the compounding quantity of each substance in a table | surface mean a weight part.
[Production Example 1] Production of water-based primer paint As described below, a dispersion resin and a dispersion paste were produced in order, and a water-based primer paint was produced using them.
<Manufacture of dispersion resin>
137 parts of propylene glycol monomethyl ether was charged into a reactor equipped with a stirring blade, thermometer, dripping device, temperature control device, nitrogen gas inlet and cooling tube, and the temperature was raised to 120 ° C. with stirring while introducing nitrogen gas did. Next, a mixture comprising 29.0 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 23.0 parts of methacrylic acid, 86.6 parts of isobutyl methacrylate and 110.7 parts of n-butyl acrylate, and t-butylperoxy-2-ethylhexa A solution obtained by dissolving 2.5 parts of narate in 20 parts of propylene glycol monomethyl ether was dropped into the reactor over 3 hours.

滴下終了後、1時間熟成させ、さらに、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサナート0.25部をプロピレングリコールモノメチルエーテル10部に溶解し、得られた溶液を1時間かけて反応装置中に滴下した。
これを120℃に保ったまま2時間熟成させた後、70℃まで冷却し、これにジメチルアミノエタノール23.8部を加えて30分攪拌した。次に、温度を70℃に保ったままイオン交換水417部をゆっくり滴下後、冷却して水溶性アクリル樹脂を得た。
イオン交換水を用いて不揮発分を30%に調整した。得られた水溶性アクリル樹脂はpH8.2、重量平均分子量42000であった。
After completion of the dropwise addition, the mixture was aged for 1 hour, and further 0.25 part of t-butylperoxy-2-ethylhexanate was dissolved in 10 parts of propylene glycol monomethyl ether, and the resulting solution was placed in the reactor over 1 hour. It was dripped.
This was aged for 2 hours while maintaining at 120 ° C., then cooled to 70 ° C., 23.8 parts of dimethylaminoethanol was added thereto, and the mixture was stirred for 30 minutes. Next, 417 parts of ion-exchanged water was slowly dropped while maintaining the temperature at 70 ° C., and then cooled to obtain a water-soluble acrylic resin.
The non-volatile content was adjusted to 30% using ion-exchanged water. The obtained water-soluble acrylic resin had a pH of 8.2 and a weight average molecular weight of 42,000.

<分散ペーストの製造>
攪拌機付き容器に、上記<分散樹脂の製造>で得られた水溶性アクリル樹脂100部(不揮発分30%)、カーボンブラックEC600JD(アクゾノーベル製)20部、酸化チタンタイピュアR−960(デュポン製)112部、サーフィノールGA(エアープロダクツ製)3部およびイオン交換水95部を投入し、30分攪拌して予備混合した後、サンドグライダーミルを用いて分散して、PWC(不揮発分中の顔料の重量分率)80%、不揮発分50%の分散ペーストを作製した。
<水性プライマー塗料の製造>
容器に上記<分散ペーストの製造>で作製した分散ペースト1000部を仕込み、攪拌しながらネオレッツR972(ウレタンディスパージョン、アビシア製、不揮発分34%)294部、スーパークロンENー432(塩素化ポリプロピレンエマルション、日本製紙ケミカル製、不揮発分30%)400部、エピレッツ6006W(エポキシエマルション、ジャパンエポキシレジン製、不揮発分70%)114部を順に仕込み、ノプコ8034L(サンノプコ製、有効成分100%)4部およびイオン交換水800部を加えた後、ジメチルアミノエタノールを用いてpHを8.0に調整した。
<Manufacture of dispersion paste>
In a container equipped with a stirrer, 100 parts of the water-soluble acrylic resin obtained in <Manufacture of dispersion resin> (non-volatile content 30%), 20 parts of carbon black EC600JD (manufactured by Akzo Nobel), titanium oxide Taipure R-960 (manufactured by DuPont) ) 112 parts, 3 parts of Surfinol GA (produced by Air Products) and 95 parts of ion-exchanged water were added, stirred for 30 minutes, premixed, dispersed using a sand glider mill, and PWC (in the non-volatile content) A dispersion paste having a pigment weight fraction of 80% and a non-volatile content of 50% was prepared.
<Manufacture of water-based primer paint>
In a container, 1000 parts of the dispersion paste prepared in <Manufacture of dispersion paste> is charged, and 294 parts of Neoletz R972 (urethane dispersion, manufactured by Avisia, 34% non-volatile content) and Super Clon EN-432 (chlorinated polypropylene emulsion) while stirring. , Nippon Paper Chemicals, non-volatile content 30%) 400 parts, Epiletz 6006W (epoxy emulsion, Japan Epoxy Resin, non-volatile content 70%) 114 parts in order, Nopco 8034L (San Nopco, active ingredient 100%) 4 parts and After adding 800 parts of ion-exchanged water, the pH was adjusted to 8.0 using dimethylaminoethanol.

これに、プライマルASE−60(日本アクリル化学製、不揮発分28%)をジメチルアミノエタノールを用いてプリゲル化したものを添加して、粘度をNo4のフォードカップにて20℃で30秒となるよう調整し、不揮発分30.1%、pH8.1の水性プライマーを作製した。
〔製造例2〕水性ベース塗料の製造
下記のようにして、コアシェルエマルションと、分散樹脂としての水溶性アクリル樹脂とを製造し、これらを用いて水性ベース塗料を製造した。
<コアシェルエマルションの製造>
攪拌羽根、温度計、滴下装置、温度制御装置、窒素ガス導入口および冷却管を備えた反応装置に、イオン交換水450部とHS−10(第一工業製薬社製)3.6部とを仕込み、窒素ガスを導入しつつ、攪拌下80℃まで昇温した。次に、コア部として、メチルメタクリレート75.6部、n−ブチルアクリレート21.6部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート5.4部、エチレングリコールジメタクリレート5.4部からなる混合物と、過硫酸アンモニウム1.08部をイオン交換水54部に溶解した溶液とを用い、前記混合物と前記溶液とを同時に、反応装置中に180分かけて滴下した。滴下終了後60分間熟成させた。
To this was added primal ASE-60 (manufactured by Nippon Acrylic Chemical Co., Ltd., nonvolatile content 28%) pregelled with dimethylaminoethanol so that the viscosity would be 30 seconds at 20 ° C. in a No. 4 Ford cup. An aqueous primer having a non-volatile content of 30.1% and a pH of 8.1 was prepared.
[Production Example 2] Production of water-based base paint As described below, a core-shell emulsion and a water-soluble acrylic resin as a dispersion resin were produced, and an aqueous base paint was produced using these.
<Manufacture of core-shell emulsion>
In a reactor equipped with a stirring blade, a thermometer, a dripping device, a temperature control device, a nitrogen gas inlet and a cooling pipe, 450 parts of ion-exchanged water and 3.6 parts of HS-10 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) were added. The temperature was raised to 80 ° C. with stirring while introducing nitrogen gas. Next, as a core part, a mixture comprising 75.6 parts of methyl methacrylate, 21.6 parts of n-butyl acrylate, 5.4 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 5.4 parts of ethylene glycol dimethacrylate, and ammonium persulfate 1. Using a solution obtained by dissolving 08 parts in 54 parts of ion-exchanged water, the mixture and the solution were simultaneously dropped into the reactor over 180 minutes. After completion of dropping, the mixture was aged for 60 minutes.

次に、シェル部としてメチルメタクリレート36.0部、メタクリル酸5.5部、n−ブチルアクリレート30.5部からなる混合物と、過硫酸アンモニウム0.72部をイオン交換水36部に溶解した溶液とを用い、前記混合物と前記溶液とを同時に、反応装置中に60分かけて滴下した。
滴下終了後60分間熟成させた後、さらに、過硫酸アンモニウム0.18部をイオン交換水9部に溶解した溶液を反応装置中に5分間かけて滴下した。滴下終了後、60分間熟成させ、これを冷却して、不揮発分23%のコアシェルエマルションを得た。
<分散樹脂の製造>
攪拌羽根、温度計、滴下装置、温度制御装置、窒素ガス導入口および冷却管をつけた反応装置に、プロピレングリコールモノメチルエーテル137部を仕込み、窒素ガスを導入しつつ、攪拌下120℃まで昇温した。
Next, a mixture comprising 36.0 parts of methyl methacrylate, 5.5 parts of methacrylic acid and 30.5 parts of n-butyl acrylate as a shell part, and a solution obtained by dissolving 0.72 parts of ammonium persulfate in 36 parts of ion-exchanged water, The mixture and the solution were simultaneously dropped into the reaction apparatus over 60 minutes.
After ripening for 60 minutes after completion of the dropping, a solution prepared by dissolving 0.18 part of ammonium persulfate in 9 parts of ion-exchanged water was further dropped into the reactor over 5 minutes. After completion of dropping, the mixture was aged for 60 minutes and cooled to obtain a core-shell emulsion having a nonvolatile content of 23%.
<Manufacture of dispersion resin>
137 parts of propylene glycol monomethyl ether was charged into a reactor equipped with a stirring blade, thermometer, dripping device, temperature control device, nitrogen gas inlet and cooling tube, and the temperature was raised to 120 ° C. with stirring while introducing nitrogen gas did.

次に、2−ヒドロキシエチルメタクリレート29.0部、メタクリル酸23.0部、イソブチルメタクリレート86.6部、n−ブチルアクリレート110.7部からなる混合物と、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサナート2.5部をプロピレングリコールモノメチルエーテル20部に溶解した溶液とを、反応装置中に3時間かけて滴下した。
滴下終了後に1時間熟成させ、さらに、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサナート0.25部をプロピレングリコールモノメチルエーテル10部に溶解した溶液を、1時間かけて反応装置中に滴下した。その後120℃を保ったまま2時間熟成させて70℃まで冷却し、ジメチルアミノエタノール23.8部を加え30分攪拌した。
Next, a mixture comprising 29.0 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 23.0 parts of methacrylic acid, 86.6 parts of isobutyl methacrylate and 110.7 parts of n-butyl acrylate, and t-butylperoxy-2-ethylhexa A solution obtained by dissolving 2.5 parts of narate in 20 parts of propylene glycol monomethyl ether was dropped into the reactor over 3 hours.
After completion of the dropwise addition, the mixture was aged for 1 hour, and a solution prepared by dissolving 0.25 part of t-butylperoxy-2-ethylhexanate in 10 parts of propylene glycol monomethyl ether was dropped into the reaction apparatus over 1 hour. Thereafter, the mixture was aged for 2 hours while maintaining 120 ° C, cooled to 70 ° C, added with 23.8 parts of dimethylaminoethanol, and stirred for 30 minutes.

30分撹拌後、温度を70℃に保ったままイオン交換水417部をゆっくり滴下し、これを冷却して水溶性アクリル樹脂を得た。
イオン交換水を用いて不揮発分を30%に調整した。得られた水溶性アクリル樹脂はpH8.2、重量平均分子量42000であった。
<水性ベース塗料の製造>
容器に上記<分散樹脂の製造>で作製した水溶性アクリル樹脂66.7部、アルミペーストWJE7640(東洋アルミ製)27.3部およびサーフィノール440(エアープロダクツ製)0.7部を投入し、十分攪拌してアルミを分散させた。
After stirring for 30 minutes, 417 parts of ion-exchanged water was slowly dropped while maintaining the temperature at 70 ° C., and this was cooled to obtain a water-soluble acrylic resin.
The non-volatile content was adjusted to 30% using ion-exchanged water. The obtained water-soluble acrylic resin had a pH of 8.2 and a weight average molecular weight of 42,000.
<Manufacture of water-based paint>
66.7 parts of the water-soluble acrylic resin prepared in <Manufacture of dispersion resin>, 27.3 parts of aluminum paste WJE7640 (manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd.) and 0.7 part of Surfynol 440 (manufactured by Air Products) are put into a container. The aluminum was dispersed with sufficient stirring.

次に、攪拌下、上記<コアシェルエマルションの製造>で作製したコアシェルエマルション217部を投入し、ジメチルアミノエタノールを用いてpHを8.5に調整した。
pH調整後、ウレタンディスパージョンRー9603(アビシア製)およびメチル化メラミンサイメル325(三井サイテック製)を順に投入し、さらに、2−エチルヘキシルグリコール20部、サーフィノール440 3.3部、BYK341(ビッグケミー・ジャパン社製)1.0部、BYK025(ビッグケミー・ジャパン社製)を投入して攪拌し、ジメチルアミノエタノールを用いて再びpHを8.5に合わせ、イオン交換水210部を加えて不揮発分を20%に調整した。その後、プライマルASE−60(日本アクリル化学製)をイオン交換水を用いて不揮発分20%に希釈し、ジメチルアミノエタノールを用いてプリゲル化したものを添加し、粘度をNo4のフォードカップにて20℃で45秒となるよう調整し、不揮発分25%、pH8.5の水性ベース塗料を作製した。
Next, under stirring, 217 parts of the core-shell emulsion prepared in <Manufacture of core-shell emulsion> were added, and the pH was adjusted to 8.5 using dimethylaminoethanol.
After pH adjustment, urethane dispersion R-9603 (manufactured by Avicia) and methylated melamine cymel 325 (manufactured by Mitsui Cytec) were sequentially added, and further 20 parts of 2-ethylhexyl glycol, 3.3 parts of Surfinol 440, BYK341 ( Big Chemie Japan Co., Ltd.) 1.0 parts, BYK025 (Big Chemie Japan Co., Ltd.) was added and stirred. The pH was adjusted to 8.5 again using dimethylaminoethanol, and 210 parts of ion-exchanged water was added and nonvolatile. The minutes were adjusted to 20%. Thereafter, Primal ASE-60 (manufactured by Nippon Acrylic Chemical Co., Ltd.) was diluted with ion-exchanged water to a non-volatile content of 20%, pregelled with dimethylaminoethanol, and the viscosity was 20 in a No4 Ford cup. An aqueous base paint having a non-volatile content of 25% and a pH of 8.5 was prepared by adjusting the temperature to 45 seconds.

〔製造例3〕ハイソリッドクリヤー塗料の製造
下記のようにして、水酸基含有樹脂とポリイソシアネート化合物を製造し、これらを用いて、ハイソリッドクリヤー塗料を製造した。
<水酸基含有樹脂の製造>
表1に示す配合により、水酸基含有樹脂であるアクリル樹脂AC−1〜AC−13を得た。なお、水酸基含有樹脂の不揮発分は、単純にモノマーのみを不揮発分とするのではなく、重合開始剤であるカヤエステルOも70重量%がモノマーと反応して不揮発分となるものとした。すなわち、具体的には、モノマーと、カヤエステルOの使用量のうち70重量%と、の合計を不揮発分の重量として、全体量に対する割合を算出した。
[Production Example 3] Production of high solid clear coating material A hydroxyl group-containing resin and a polyisocyanate compound were produced as follows, and a high solid clear coating material was produced using them.
<Production of hydroxyl group-containing resin>
According to the formulation shown in Table 1, acrylic resins AC-1 to AC-13, which are hydroxyl group-containing resins, were obtained. Note that the non-volatile content of the hydroxyl group-containing resin is not simply the non-volatile content of the monomer alone, but 70% by weight of Kayaester O, which is a polymerization initiator, reacts with the monomer to become a non-volatile content. That is, specifically, the ratio of the total amount of the monomer and 70% by weight of the amount of Kayaester O used was calculated based on the weight of the nonvolatile content.

さらに、カヤエステルOは前記したとおりモノマーと反応して、水酸基含有樹脂の一部を構成することになるが、カヤエステルOに起因する水酸基、酸基は、水酸基含有樹脂の特性に与える影響が小さいため、計算上無視した。   Furthermore, as described above, Kayaester O reacts with the monomer to constitute a part of the hydroxyl group-containing resin, but the hydroxyl group and acid group resulting from Kayaester O have an effect on the properties of the hydroxyl group-containing resin. Because it is small, it was ignored in the calculation.

Figure 0004746500
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具体的な製造例を以下に示す。
―AC−1の製造―
攪拌羽根、温度計、滴下装置、温度制御装置、窒素ガス導入口および冷却管を備えた反応装置に、溶剤として酢酸ブチル140部を仕込み、窒素ガスを導入しつつ、攪拌下125℃まで昇温した。次に、モノマーとして、2−ヒドロキシエチルメタクリレート58.5部、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート97.2部、スチレン45部、t−ブチルメタクリレート112.9部、n−ブチルアクリレート133.2部、メタクリル酸3.5部の混合物、および、重合開始剤として、カヤエステルO(t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサナート、化薬アクゾ社製)45部を酢酸ブチル90部に溶解した溶液を反応装置中に3時間かけて滴下した。
Specific production examples are shown below.
-Manufacture of AC-1-
A reactor equipped with a stirring blade, thermometer, dripping device, temperature control device, nitrogen gas inlet and cooling tube was charged with 140 parts of butyl acetate as a solvent, and the temperature was raised to 125 ° C. with stirring while introducing nitrogen gas. did. Next, as monomers, 2-hydroxyethyl methacrylate 58.5 parts, 2-hydroxypropyl methacrylate 97.2 parts, styrene 45 parts, t-butyl methacrylate 112.9 parts, n-butyl acrylate 133.2 parts, methacrylic acid A reaction apparatus comprising 3.5 parts of a mixture and 45 parts of Kayaester O (t-butylperoxy-2-ethylhexanate, manufactured by Kayaku Akzo Co., Ltd.) dissolved in 90 parts of butyl acetate as a polymerization initiator. It was dripped in over 3 hours.

滴下終了後1時間熟成させ、さらに、重合開始剤カヤエステルO(t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサナート)0.9部を酢酸ブチル10部に溶解して、1時間かけて反応装置中に滴下した。その後125℃を保ったまま2時間熟成させて冷却し、反応を終了した。
得られたアクリル樹脂の重量平均分子量は7000で、不揮発分は65%であった。
―AC−2〜13の製造―
上記AC−1の製造と同様の方法によりAC−2〜13を製造した。重合後、酢酸ブチルを用いて不揮発分を65%に調整した。
AC−12については、不揮発分を65%とすると粘度が高くなってしまうため、不揮発分を60%に調整した。
After completion of the dropwise addition, the mixture was aged for 1 hour, and 0.9 parts of polymerization initiator Kayaester O (t-butylperoxy-2-ethylhexanate) was dissolved in 10 parts of butyl acetate, and the reaction was continued for 1 hour. It was dripped in. Thereafter, the mixture was aged for 2 hours while being kept at 125 ° C. and cooled to complete the reaction.
The resulting acrylic resin had a weight average molecular weight of 7000 and a nonvolatile content of 65%.
-Manufacture of AC-2 to 13-
AC-2 to 13 were produced by the same method as the production of AC-1. After the polymerization, the nonvolatile content was adjusted to 65% using butyl acetate.
For AC-12, the viscosity increased when the nonvolatile content was 65%, so the nonvolatile content was adjusted to 60%.

<ポリイソシアネート化合物の製造>
表2に示す配合によりポリイソシアネート化合物NCO−1〜5を得た。
<Production of polyisocyanate compound>
Polyisocyanate compounds NCO-1 to 5 were obtained by the formulation shown in Table 2.

Figure 0004746500
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具体的な製造例を以下に示す。
―NCO−1の製造―
容器にタケネートD178N(三井武田ケミカル株式会社製)16.65部を仕込み、よく攪拌しながら、デスモジュールN3600(住化バイエルウレタン株式会社製)83.35部を仕込み、NCO−1とした。
―NCO−2〜5の製造―
上記NCO−1と同様の方法により、NCO−2〜5を製造した。なお、NCO−5で使用されているスミジュールN3300は、住友バイエルウレタン株式会社製の硬化剤である。
Specific production examples are shown below.
-Manufacture of NCO-1-
The container was charged with 16.65 parts Takenate D178N (manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.) and 83.35 parts Desmodur N3600 (manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd.) while stirring well to obtain NCO-1.
―Manufacture of NCO-2 ~ 5―
NCO-2 to 5 were produced in the same manner as NCO-1. Note that Sumijour N3300 used in NCO- 5 is a curing agent manufactured by Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd.

<ハイソリッドクリヤー塗料の製造>
表3および4に示す配合によりハイソリッドクリヤー塗料CL−1〜21を得た。
<Manufacture of high solid clear paint>
High solid clear paints CL-1 to 21 were obtained according to the formulations shown in Tables 3 and 4.

Figure 0004746500
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Figure 0004746500
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具体的な製造例を以下に示す。
―CL−1の製造―
容器に<水酸基含有樹脂の製造>で作製したAC−1を54.64部仕込み、よく攪拌しながら、BYK−310(ビッグケミー・ジャパン社製)0.26部、ビケトールスペシャル(ビッグケミー・ジャパン社製)0.26部、1%ジブチルすずジラウレート(DBTDL)の酢酸ブチル溶液0.36部、チヌビン292(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製)0.39部、チヌビン384−2(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製)0.78部、酢酸ブチル13.45部、メチルエチルケトン(MEK)3.37部を順次容器に仕込み均一に攪拌し、クリヤー塗料の主剤とした。主剤の不揮発分は50%であった。
Specific production examples are shown below.
-Manufacture of CL-1-
Charge 54.64 parts of AC-1 prepared in <Manufacture of hydroxyl group-containing resin> into a container and thoroughly stir it. 0.26 parts, 0.36 parts of a 1% dibutyltin dilaurate (DBTDL) butyl acetate solution, 0.39 parts of Tinuvin 292 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), Tinuvin 384-2 (Ciba Specialty) (Manufactured by Chemicals Co., Ltd.) 0.78 parts, 13.45 parts of butyl acetate, and 3.37 parts of methyl ethyl ketone (MEK) were sequentially charged into a container and stirred uniformly to form a clear coating main ingredient. The nonvolatile content of the main agent was 50%.

また、別の容器に上記<ポリイソシアネート化合物の製造>で作製したポリイソシアナート化合物NCO−1を25.02部、酢酸カービトール8.70部、MEK11.57部を順次仕込み均一に攪拌し、トップコーティング用塗料主剤用の硬化剤とした。硬化剤の不揮発分は55%であった。
次に、上記の主剤73.51部と硬化剤45.29部とを混合し、ハイソリッドクリヤー塗料CL−1を得た。このとき、前記ハイソリッドクリヤー塗料の不揮発分は52%であった。
―CL−2〜21の製造―
上記CL−1と同様の方法により、CL−2〜21を製造した。
In another container, 25.02 parts of the polyisocyanate compound NCO-1 prepared in <Manufacture of polyisocyanate compound>, 8.70 parts of carbitol acetate, and 11.57 parts of MEK were sequentially charged and stirred uniformly. It was set as the hardening | curing agent for the coating-material base materials for coating. The non-volatile content of the curing agent was 55%.
Next, 73.51 parts of the above main agent and 45.29 parts of the curing agent were mixed to obtain a high solid clear paint CL-1. At this time, the non-volatile content of the high solid clear paint was 52%.
-Manufacture of CL-2 to 21-
CL-2 to 21 were produced by the same method as CL-1.

〔実施例1〜19および比較例1〜13〕
下記のようにして、実施例1〜19に対応する塗板A1〜19と、比較例1〜13に対応する塗板B1〜13とを作製し、後述する試験に供した。以下において、各々の塗板作製に使用した水性プライマー塗料、水性ベース塗料、ハイソリッドクリヤー塗料は、実施例1〜19については表5および表6、比較例1〜13については表7および表8に示すとおりである。
[Examples 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 13]
As described below, coated plates A1 to 19 corresponding to Examples 1 to 19 and coated plates B1 to 13 corresponding to Comparative Examples 1 to 13 were produced and subjected to the tests described later. In the following, the water-based primer paint, water-based base paint, and high solid clear paint used for the preparation of each coated plate are shown in Tables 5 and 6 for Examples 1 to 19 and Tables 7 and 8 for Comparative Examples 1 to 13, respectively. It is shown.

Figure 0004746500
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<実施例1>
イソプロプルアルコールで洗浄したポリプロピレン素材(TSOP−6、日本ポリプロ製)に、水性プライマー塗料を乾燥膜厚10μmとなるようにスプレー塗装した。水性プライマー塗料の塗装後、80℃で10分間乾燥した。次に、室温まで放置冷却した後、水性ベース塗料を乾燥膜厚15μmとなるようにスプレー塗装し、室温にて2分間放置後、80℃で10分間乾燥した。次に、室温まで放置冷却した後、ハイソリッドクリヤー塗料を乾燥膜厚25μmとなるようスプレー塗装し、室温で5分放置した。次に、90℃で20分間焼付け、硬化乾燥した最終塗板A1を得た。
<Example 1>
A water-based primer coating was spray-coated on a polypropylene material (TSOP-6, manufactured by Nippon Polypro) washed with isopropyl alcohol so as to have a dry film thickness of 10 μm. After the application of the aqueous primer coating, it was dried at 80 ° C. for 10 minutes. Next, after allowing to cool to room temperature, the aqueous base paint was spray-coated to a dry film thickness of 15 μm, left at room temperature for 2 minutes, and then dried at 80 ° C. for 10 minutes. Next, after allowing to cool to room temperature, the high solid clear paint was spray-coated to a dry film thickness of 25 μm and left at room temperature for 5 minutes. Next, a final coated plate A1 that was baked at 90 ° C. for 20 minutes and cured and dried was obtained.

<実施例2〜15>
実施例1と同様の方法により最終塗板A2〜15を得た。
<実施例16>
水性ベース塗料の乾燥温度および時間を、「80℃で10分間」から、「80℃で5分間」へと変更した点以外は実施例1と同様にして、最終塗板A16を得た。
<実施例17>
水性ベース塗料の乾燥温度および時間を、「80℃で10分間」から、「80℃で20分間」へと変更した点以外は実施例1と同様にして、最終塗板A17を得た。
<Examples 2 to 15>
Final coated plates A2 to 15 were obtained by the same method as in Example 1.
<Example 16>
A final coated plate A16 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the drying temperature and time of the aqueous base coating material were changed from “10 minutes at 80 ° C.” to “5 minutes at 80 ° C.”.
<Example 17>
A final coated plate A17 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the drying temperature and time of the water-based base coating material were changed from “10 minutes at 80 ° C.” to “20 minutes at 80 ° C.”.

<実施例18>
水性ベース塗料の乾燥温度および時間を、「80℃で10分間」から、「80℃で5分間」へと変更した点、および、水性プライマー塗料、水性ベース塗料およびハイソリッドクリヤー塗料により形成された3層塗膜を同時に焼付け硬化する際の温度および時間を、「90℃で20分間」から「75℃で20分間」へと変更した点以外は実施例1と同様にして、最終塗板A18を得た。
<実施例19>
水性ベース塗料の乾燥温度および時間を「80℃で10分間」から「80℃で5分間」へと変更した点、および、水性プライマー塗料、水性ベース塗料およびハイソリッドクリヤー塗料により形成された3層塗膜を同時に焼付け硬化する際の温度および時間を、「90℃で20分間」から「100℃で20分間」へと変更した点以外は実施例1と同様にして、最終塗板A19を得た。
<Example 18>
The drying temperature and time of the water-based base paint was changed from “10 minutes at 80 ° C.” to “5 minutes at 80 ° C.” and formed by the water-based primer paint, water-based base paint and high solid clear paint. The final coating plate A18 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the temperature and time for simultaneous baking and curing of the three-layer coating film were changed from “20 minutes at 90 ° C.” to “20 minutes at 75 ° C.”. Obtained.
<Example 19>
Three layers formed by changing the drying temperature and time of the water-based base paint from “10 minutes at 80 ° C.” to “5 minutes at 80 ° C.” and the water-based primer paint, water-based base paint and high solid clear paint The final coated plate A19 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature and time for simultaneous baking and curing of the coating film were changed from “20 minutes at 90 ° C.” to “20 minutes at 100 ° C.”. .

<比較例1〜10>
実施例1と同様の方法により最終塗板B1〜10を得た。
<比較例11>
水性ベース塗料の乾燥温度および時間を、「80℃で10分間」から、「80℃で2分間」へと変更した点以外は実施例1と同様にして、最終塗板B11を得た。
<比較例12>
水性プライマー塗料、水性ベース塗料、ハイソリッドクリヤー塗料により形成された3層塗膜を同時に焼付け硬化する際の温度および時間を、「90℃で20分間」から「60℃で60分間」へと変更した点以外は実施例1と同様にして、最終塗板B12を得た。
<Comparative Examples 1-10>
Final coating plates B1 to B10 were obtained by the same method as in Example 1.
<Comparative Example 11>
A final coated plate B11 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the drying temperature and time of the aqueous base coating material were changed from “80 ° C. for 10 minutes” to “80 ° C. for 2 minutes”.
<Comparative Example 12>
Changed the temperature and time for simultaneous baking and curing of three-layer coatings formed with water-based primer paint, water-based base paint, and high solid clear paint from "90 ° C for 20 minutes" to "60 ° C for 60 minutes" Except for the points described above, a final coated plate B12 was obtained in the same manner as in Example 1.

<比較例13>
水性プライマー塗料、水性ベース塗料、ハイソリッドクリヤー塗料により形成された3層塗膜を同時に焼付け硬化する際の温度および時間を、「90℃で20分間」から「110℃で20分間」へと変更した点以外は実施例1と同様にして、最終塗板B13を得た。
実施例1〜19および比較例1〜13で作製した最終塗板A1〜A19およびB1〜B13を1日放置した後、硬化塗膜の物性を下記の試験方法で評価した。その結果は、表5〜表8において、各々の塗板作製に使用した水性プライマー塗料、水性ベース塗料、ハイソリッドクリヤー塗料の種類とともに示している。なお、表5〜表8において、「水酸基価」は水酸基含有樹脂の水酸基価、「1級水酸基/2級水酸基」は水酸基含有樹脂中の水酸基に含まれる1級水酸基と2級水酸基の含有比率(水酸基価を基準)、「平均NCO基数」はポリイソシアネート化合物の1分子あたりの平均イソシアネート基数、「NCO/OH」はポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基と水酸基含有樹脂中の水酸基との当量比、をそれぞれ意味する。
<Comparative Example 13>
Changed the temperature and time for simultaneous baking and curing of three-layer coatings formed with water-based primer paint, water-based base paint, and high solid clear paint from "90 ° C for 20 minutes" to "110 ° C for 20 minutes" Except for the points described above, a final coated plate B13 was obtained in the same manner as in Example 1.
The final coated plates A1 to A19 and B1 to B13 prepared in Examples 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 13 were left for 1 day, and then the physical properties of the cured coating films were evaluated by the following test methods. The results are shown in Tables 5 to 8 together with the types of water-based primer paint, water-based base paint, and high solid clear paint used in the preparation of each coated plate. In Tables 5 to 8, “hydroxyl value” is the hydroxyl value of the hydroxyl group-containing resin, and “primary hydroxyl group / secondary hydroxyl group” is the content ratio of the primary hydroxyl group and the secondary hydroxyl group contained in the hydroxyl group in the hydroxyl group-containing resin. (Based on hydroxyl value), “average number of NCO groups” is the average number of isocyanate groups per molecule of the polyisocyanate compound, “NCO / OH” is the equivalent ratio of isocyanate groups in the polyisocyanate compound and hydroxyl groups in the hydroxyl group-containing resin, Means each.

〔試験方法〕
<初期密着性>
最終塗板について、JIS K5600の碁盤目テープ剥離試験を行った。
全く剥離がなかった場合を○、僅かでも剥離が認められた場合を×とした。
<耐水性>
最終塗板を40℃の温水に240時間浸漬した後、一日室温乾燥してブリスター(水浸透による塗膜の膨れ)をASTM D714に基づき目視評価するとともに、JIS K5600の碁盤目テープ剥離試験を行った。
〔Test method〕
<Initial adhesion>
The final coated plate was subjected to a cross-cut tape peeling test of JIS K5600.
The case where there was no peeling at all was marked as ◯, and the case where even a slight peeling was observed was marked as x.
<Water resistance>
The final coated plate is immersed in warm water of 40 ° C. for 240 hours, and then dried at room temperature for one day. The blister (swelling of the coating film due to water penetration) is visually evaluated based on ASTM D714, and a cross-cut tape peeling test of JIS K5600 is performed. It was.

試験前と比較して外観に異常が認められず、かつ、剥離がなかった場合を○、外観異常が認められるか、または、僅かでも剥離が認められた場合を×とした。
<耐溶剤性>
最終塗板に対し、キシレンを含んだガーゼで500gの荷重を加え、学振摩擦試験機(スガ試験機製)にて、8往復ラビング試験を行い、粘着性、しわ、フクレ、ハガレなどの異常の有無を評価した。
異常が認められない場合を○、少しでも異常が認められた場合を×とした。
<外観>
最終塗板について、目視でベース層とクリヤー層の界面の混層の程度を評価した。
A case where no abnormality was observed in the appearance compared to before the test and no peeling occurred was evaluated as ◯, and a case where an abnormality in the appearance was observed or even a slight peeling was observed as x.
<Solvent resistance>
Apply a load of 500 g with gauze containing xylene to the final coated plate, and perform an 8 reciprocating rubbing test with a Gakushin friction tester (manufactured by Suga Test Instruments) to check for abnormalities such as stickiness, wrinkles, blisters, peelings, etc. Evaluated.
A case where no abnormality was observed was marked with ◯, and a case where even a slight abnormality was observed was marked with ×.
<Appearance>
About the final coating board, the degree of the mixed layer of the interface of a base layer and a clear layer was evaluated visually.

混層の程度が低いものを○、混層の程度が高いものを×とした。
<耐候性>
最終塗板について、屋外にて暴露試験を行い、光沢の変化、色差の変化、密着性、ワレ、ブリスターなどの異常の有無を評価した。
さらに、促進耐候性試験として、サンシャインカーボンウェザーメーター(SWOM、スガ試験機製)とキセノンウェザーメーター(キセノン、スガ試験機製)を用いて、前記暴露試験と同様の評価を行った。
初期光沢との比較において光沢維持率が85%以上で、色差(ΔE)が3以下であり、密着性の評価において剥離が認められず、その他ワレ、ブリスターなどの外観異常も認められない場合を○、1項目でも上記条件を満たさない場合を×とした。
The case where the degree of the mixed layer was low was marked with ◯, and the case where the mixed layer was high was marked with X.
<Weather resistance>
The final coated plate was subjected to an exposure test outdoors to evaluate the presence or absence of abnormalities such as gloss change, color difference change, adhesion, cracking and blistering.
Furthermore, as an accelerated weather resistance test, the same evaluation as the above-described exposure test was performed using a sunshine carbon weather meter (SWOM, manufactured by Suga Test Instruments) and a xenon weather meter (xenon, manufactured by Suga Test Instruments).
When the gloss retention rate is 85% or more in comparison with the initial gloss, the color difference (ΔE) is 3 or less, peeling is not observed in the adhesion evaluation, and no other abnormal appearance such as cracks or blisters is observed. ○ A case where even one item did not satisfy the above conditions was marked as x.

<VOC>
ハイソリッドクリヤー塗料の粘度をフォードカップ#4で25秒に合わせた時の不揮発分の量を算出し、不揮発分が50重量%以上であった場合を○、50重量%未満であった場合を×とした。
ここで、溶剤型塗料において、塗料1L中に含まれる揮発性有機溶剤分の重さ(g)を「VOC」といい、前記VOCは塗料に含まれる上記不揮発分の割合から算出できる。具体的には、ASTM D3960に準拠して、下式により算出される。

VOC=1000×(塗料比重値)×(1−塗料不揮発分率/100)

上式における塗料比重値は、JIS K5600に準拠して測定される値である。
<VOC>
Calculate the amount of non-volatile content when the viscosity of the high solid clear paint is adjusted to 25 seconds with Ford Cup # 4, ○ if the non-volatile content is 50% by weight or more, less than 50% by weight X.
Here, in the solvent-type paint, the weight (g) of the volatile organic solvent contained in the paint 1L is referred to as “VOC”, and the VOC can be calculated from the ratio of the non-volatile content contained in the paint. Specifically, in accordance with ASTM D3960, the following formula is used.

VOC = 1000 × (paint specific gravity value) × (1-paint non-volatile content / 100)

The paint specific gravity value in the above equation is a value measured according to JIS K5600.

したがって、不揮発分が少ないほど、VOCの値が大きくなる(多量の有機溶剤を必要とする)こととなり、環境保全の観点から好ましくないものとされる。
〔評価〕
(1)本発明にかかる実施例1〜19は全ての試験で基準を満たしており、本発明を用いることにより、プラスチック素材上に極めて優れた複層膜を形成できるということを裏付けている。
(2)いずれの比較例についても、いずれかの試験において、基準を満たしていない。具体的には以下に述べるとおりである。
Therefore, the smaller the non-volatile content, the larger the value of VOC (requires a large amount of organic solvent), which is not preferable from the viewpoint of environmental conservation.
[Evaluation]
(1) Examples 1 to 19 according to the present invention satisfy the standards in all tests, and it is proved that an extremely excellent multilayer film can be formed on a plastic material by using the present invention.
(2) None of the comparative examples satisfy the criteria in any of the tests. Specifically, it is as described below.

比較例1および2は、クリヤー塗料の主成分の一つである水酸基含有樹脂の水酸基価が80〜180KOHmg/gの範囲内となっていない。そのため、80KOHmg/g未満である比較例1は、耐溶剤性、耐候性に劣っており、180KOHmg/gを超えている比較例2は、外観に劣っている。
比較例3および4は、前記水酸基含有樹脂中に含まれる1級および2級水酸基の含有比率(1級水酸基/2級水酸基)が10/90〜80/20(水酸基価を基準)の範囲内となっていない。そのため、1級水酸基の割合が80/20を超えている比較例3は、耐水性に劣っており、10/90未満である比較例4は、耐溶剤性、耐候性に劣っている。
In Comparative Examples 1 and 2, the hydroxyl value of the hydroxyl group-containing resin that is one of the main components of the clear paint is not in the range of 80 to 180 KOHmg / g. Therefore, the comparative example 1 which is less than 80 KOHmg / g is inferior in solvent resistance and a weather resistance, and the comparative example 2 which exceeds 180 KOHmg / g is inferior in an external appearance.
In Comparative Examples 3 and 4, the content ratio of primary and secondary hydroxyl groups contained in the hydroxyl group-containing resin (primary hydroxyl group / secondary hydroxyl group) is within the range of 10/90 to 80/20 (based on hydroxyl value). It is not. Therefore, Comparative Example 3 in which the proportion of primary hydroxyl groups exceeds 80/20 is inferior in water resistance, and Comparative Example 4 in which the ratio is less than 10/90 is inferior in solvent resistance and weather resistance.

比較例5および6は、クリヤー塗料の主成分の一つであるポリイソシアネート化合物の1分子あたりの平均イソシアネート基数が2.5〜3.4の範囲内となっていない。そのため、2.5未満である比較例5は、耐溶剤性、耐候性に劣っており、3.4を超えている比較例6は、耐水性に劣っている。
比較例7および8は、ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基と水酸基含有樹脂中の水酸基との当量比(NCO/OH)が1.0〜3.0の範囲内となっていない。そのため、1.0未満である比較例7は、耐水性に劣っており、3.0を超えている比較例8は、耐溶剤性、耐候性、外観に劣っている。
In Comparative Examples 5 and 6, the average number of isocyanate groups per molecule of the polyisocyanate compound which is one of the main components of the clear coating is not in the range of 2.5 to 3.4. Therefore, the comparative example 5 which is less than 2.5 is inferior in solvent resistance and a weather resistance, and the comparative example 6 which exceeds 3.4 is inferior in water resistance.
In Comparative Examples 7 and 8, the equivalent ratio (NCO / OH) between the isocyanate group in the polyisocyanate compound and the hydroxyl group in the hydroxyl group-containing resin is not in the range of 1.0 to 3.0. Therefore, the comparative example 7 which is less than 1.0 is inferior in water resistance, and the comparative example 8 which exceeds 3.0 is inferior in solvent resistance, a weather resistance, and an external appearance.

比較例9および10は、前記水酸基含有樹脂の重量平均分子量が3500〜10000の範囲内となっていない。そのため、1000を超えている比較例9は、粘度が高く、他の実施例や比較例と同等の粘度とするために、不揮発分を低下させる必要が生じていることがわかる。3500未満である比較例10は、耐水性、外観に劣っている。
比較例11は、水性プライマー塗膜と水性ベース塗膜からなる2層塗膜の不揮発分が65%であるため、耐水性、外観に劣っている。
比較例12および13は、3層塗膜を同時に焼付け硬化する際の焼付け温度が70〜100℃の範囲内となっていない。そのため、70℃未満である比較例12は、初期密着性、耐水性、耐溶剤性、耐候性に劣っており、100℃を超えている比較例13は、プラスチック素材に変形を生じ、外観に劣っている。
In Comparative Examples 9 and 10, the hydroxyl group-containing resin does not have a weight average molecular weight in the range of 3500 to 10,000. Therefore, 1 0 000 cases compared exceeds 9, it can be seen that the high viscosity, in order to the other embodiments and comparative examples the same viscosity, and it is necessary to reduce the non-volatile content. Comparative Example 10, which is less than 3500, is inferior in water resistance and appearance.
Comparative Example 11 is inferior in water resistance and appearance because the non-volatile content of the two-layer coating composed of the aqueous primer coating and the aqueous base coating is 65%.
In Comparative Examples 12 and 13, the baking temperature when simultaneously baking and curing the three-layer coating film is not in the range of 70 to 100 ° C. Therefore, Comparative Example 12 having a temperature of less than 70 ° C. is inferior in initial adhesion, water resistance, solvent resistance, and weather resistance, and Comparative Example 13 having a temperature exceeding 100 ° C. causes deformation of the plastic material, resulting in an appearance. Inferior.

本発明にかかるプラスチック素材用複層膜形成方法は、例えば、高温では素材の熱変形を招き、低温では硬化が不十分として、従来は使用されていなかった金属素材用のベース塗料を用いた、プラスチック素材表面への複層膜の形成に好適に使用でき、多種多様な複層膜をプラスチック素材に適用できる可能性がある。   The method for forming a multilayer film for a plastic material according to the present invention, for example, caused a thermal deformation of the material at a high temperature and was insufficiently cured at a low temperature, and used a base paint for a metal material that was not conventionally used. It can be suitably used for forming a multilayer film on the surface of a plastic material, and there is a possibility that a wide variety of multilayer films can be applied to a plastic material.

Claims (4)

自動車用プラスチック素材表面に、水性プライマー塗料、自動車用金属素材に用いられる水性ベース塗料、ハイソリッドクリヤー塗料を順次塗り重ねて3層塗膜を形成した後、前記形成された3層塗膜を70〜100℃の温度で同時に焼付け硬化させる自動車用プラスチック素材の塗装方法であって、
前記ハイソリッドクリヤー塗料が、水酸基含有樹脂およびポリイソシアネート化合物を主成分とし、
前記水酸基含有樹脂は、その重量平均分子量が3500〜10000であり、その水酸基価が80〜180KOHmg/gであり、1級および2級の水酸基が水酸基価を基準として含有比率(1級水酸基/2級水酸基)10/90〜80/20で含まれ、
前記ポリイソシアネート化合物は、一分子あたりの平均イソシアネート基数が2.5〜3.4であり、かつ、
前記ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基と前記水酸基含有樹脂中の水酸基との当量比(NCO/OH)が1.0〜3.0であるとともに、
該ハイソリッドクリヤー塗料を塗装する際における水性プライマー塗料および水性ベース塗料からなる2層塗膜の不揮発分が75重量%以上である、
ことを特徴とする、自動車用プラスチック素材の塗装方法。
A water-based primer coating, a water-based base coating used for metal materials for automobiles, and a high solid clear coating are sequentially applied to the surface of the plastic material for automobiles to form a three-layer coating film. A method of painting a plastic material for automobiles that is simultaneously baked and cured at a temperature of ~ 100 ° C,
The high solid clear coating is mainly composed of a hydroxyl group-containing resin and a polyisocyanate compound,
The hydroxyl group-containing resin has a weight average molecular weight of 3500 to 10000, a hydroxyl value of 80 to 180 KOH mg / g, and a content ratio of primary and secondary hydroxyl groups based on the hydroxyl value (primary hydroxyl group / 2 Grade hydroxyl group) 10/90 to 80/20,
The polyisocyanate compound has an average number of isocyanate groups per molecule of 2.5 to 3.4, and
While the equivalent ratio (NCO / OH) of the isocyanate group in the polyisocyanate compound and the hydroxyl group in the hydroxyl group-containing resin is 1.0 to 3.0,
The non-volatile content of the two-layer coating film composed of the water-based primer paint and the water-based base paint when the high solid clear paint is applied is 75% by weight or more.
A method of painting a plastic material for automobiles.
前記水酸基含有樹脂の酸価が1〜20KOHmg/gである、請求項1に記載の自動車用プラスチック素材の塗装方法。   The method for coating an automotive plastic material according to claim 1, wherein the acid value of the hydroxyl group-containing resin is 1 to 20 KOHmg / g. 前記ハイソリッドクリヤー塗料の塗装時の不揮発分は50〜60重量%である、請求項1または2に記載の自動車用プラスチック素材の塗装方法。   The method for coating an automotive plastic material according to claim 1 or 2, wherein a non-volatile content of the high solid clear coating is 50 to 60% by weight. 請求項1から3までのいずれかに記載の方法により塗装された自動車用プラスチック素材。   The plastic material for motor vehicles painted by the method in any one of Claim 1 to 3.
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