JP5877829B2 - 複層塗膜形成方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2011年4月6日に出願された、日本国特許出願第2011−84805号明細書(その開示全体が参照により本明細書中に援用される)に基づく優先権を主張する。
(1) 被塗物上に、(A)被膜形成性樹脂及び(B)顔料を含有する水性第1着色塗料(X)を塗装して、未硬化の第1着色塗膜を形成する工程であって、
上記被膜形成性樹脂(A)が、(A1)酸価が30mgKOH/g以下である水酸基含有ポリエステル樹脂を含有する、工程、
(2) 工程(1)で得られた未硬化の着色塗膜上に、(C)被膜形成性樹脂及び(D)共重合体を含有する水性第2着色塗料(Y)を塗装して、未硬化の第2着色塗膜を形成する工程であって、
上記共重合体(D)が、(d1)マクロモノマー及び(d2)親水基を有する重合性不飽和モノマーを含有する(d)モノマー成分を共重合することによって得られる共重合体であり、
上記マクロモノマー(d1)が、炭素数4〜24のアルキル基を有する重合性不飽和モノマー(m1)を5〜100質量%含有するモノマー成分(m)を重合することにより得られ、1,000〜10,000の範囲内の数平均分子量を有する重合体鎖からなる基本骨格を有し、かつ重合性不飽和基を有するマクロモノマーである、工程、
(3) 工程(2)で得られた未硬化の第2着色塗膜上に、クリヤーコート塗料(Z)を塗装して未硬化のクリヤーコート塗膜を形成する工程、ならびに
(4) 工程(1)〜(3)で形成された未硬化の第1着色塗膜、未硬化の第2着色塗膜及び未硬化のクリヤーコート塗膜を加熱することによって、これら3つの塗膜を同時に硬化させる工程、
を順次行うことを特徴とする複層塗膜形成方法。
本発明の複層塗膜形成方法の工程(1)においては、被塗物上に、水性第1着色塗料(X)が塗装される。
上記被塗物上に塗装される水性第1着色塗料(X)としては、被膜形成性樹脂(A)及び顔料(B)を含有し、さらに必要に応じて、硬化剤、塗料用添加剤等を含有する塗料組成物を使用することができる。すなわち、当該水性第1着色塗料は、上記成分(A)及び(B)を必須成分として含み、さらに硬化剤、塗料用添加剤等を含んでいてもよい。
被膜形成性樹脂(A)は、少なくともその一部として、酸価が30mgKOH/g以下である水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)を含有することを特徴とする。
水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)としては、従来から水性塗料に使用されているそれ自体既知の水溶性又は水分散性の水酸基含有ポリエステル樹脂を使用することができる。また、上記水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)は、水酸基に加え、場合によりさらに、例えば、カルボキシル基、エポキシ基等の架橋性官能基を有することができる。
酸価(mgKOH/g)=56.1×V×C/m
V:滴定量(ml)、C:滴定液の濃度(mol/l)、m:試料の固形分重量(g)。
水酸基価(mgKOH/g)=〔V×56.1×C/m〕+D
V:滴定量(ml)、C:滴定液の濃度(mol/l)、m:試料の固形分重量(g)、D:試料の酸価(mgKOH/g)。
被膜形成性樹脂(A)として上記水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)と共に使用し得る他の被膜形成性樹脂としては、水酸基含有アクリル樹脂、水酸基含有ポリウレタン樹脂(A3)、アルキド樹脂等が挙げられる。これらは、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基等の架橋性官能基を有していることが好ましい。
水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A2)は、例えば、水酸基含有重合性不飽和モノマー及び該水酸基含有重合性不飽和モノマーと共重合可能な他の重合性不飽和モノマーを、それ自体既知の方法、例えば、水中でのエマルション重合法等の方法により、共重合せしめることによって製造することができる。
(i) アルキル又はシクロアルキル(メタ)アクリレート:例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート等。
(ii) イソボルニル基を有する重合性不飽和モノマー:イソボルニル(メタ)アクリレート等。
(iii) アダマンチル基を有する重合性不飽和モノマー:アダマンチル(メタ)アクリレート等。
(iv) トリシクロデセニル基を有する重合性不飽和モノマー:トリシクロデセニル(メタ)アクリレート等。
(v) 芳香環含有重合性不飽和モノマー:ベンジル(メタ)アクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等。
(vi) アルコキシシリル基を有する重合性不飽和モノマー:ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン等。
(vii) フッ素化アルキル基を有する重合性不飽和モノマー:パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート等のパーフルオロアルキル(メタ)アクリレート;フルオロオレフィン等。
(viii) マレイミド基等の光重合性官能基を有する重合性不飽和モノマー。
(ix) ビニル化合物:N−ビニルピロリドン、エチレン、ブタジエン、クロロプレン、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル等。
(x) カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー:(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、β−カルボキシエチルアクリレート等。
(xi) 含窒素重合性不飽和モノマー:(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、エチレンビス(メタ)アクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレートとアミン化合物との付加物等。
(xii) 重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマー:アリル(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等。
(xiii) エポキシ基含有重合性不飽和モノマー:グリシジル(メタ)アクリレート、β−メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等。
(xiv) 分子末端がアルコキシ基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート。
(xv) スルホン酸基を有する重合性不飽和モノマー:2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−スルホエチル(メタ)アクリレート、アリルスルホン酸、4スチレンスルホン酸等;これらスルホン酸のナトリウム塩及びアンモニウム塩等。
(xvi) リン酸基を有する重合性不飽和モノマー:アシッドホスホオキシエチル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシプロピル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシポリ(オキシエチレン)グリコール(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシポリ(オキシプロピレン)グリコール(メタ)アクリレート等。
(xvii) 紫外線吸収性官能基を有する重合性不飽和モノマー:2−ヒドロキシ−4(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,2'−ジヒドロキシ−4−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,2' −ジヒドロキシ−4−(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2−(2' −ヒドロキシ−5' −メタクリロイルオキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール等。
(xviii) 光安定性重合性不飽和モノマー:4−(メタ)アクリロイルオキシ1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−シアノ−4−(メタ)アクリロイルアミノ2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−(メタ)アクリロイル−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−(メタ)アクリロイル−4−シアノ−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−クロトノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−クロトノイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−クロトノイル−4−クロトノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン等。
(xix) カルボニル基を有する重合性不飽和モノマー:アクロレイン、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミド、アセトアセトキシエチルメタクリレート、ホルミルスチロール、4〜7個の炭素原子を有するビニルアルキルケトン(例えば、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン)等。
(xx) 酸無水物基を有する重合性不飽和モノマー: 例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等。
本明細書において、コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A2’)の平均粒子径は、サブミクロン粒度分布測定装置を用いて、常法により脱イオン水で希釈してから20℃で測定した値である。サブミクロン粒度分布測定装置としては、例えば、「COULTER N4型」(商品名、ベックマン・コールター社製)を用いることができる。
水酸基含有ポリウレタン樹脂(A3)としては、例えば、脂肪族ジイソシアネート化合物、脂環族ジイソシアネート化合物及び芳香族ジイソシアネート化合物から選ばれる少なくとも1種のジイソシアネート化合物と、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及びポリカーボネートポリオールから選ばれる少なくとも1種のポリオール化合物とを反応させてなるものを挙げることができる。
水性第1着色塗料(X)には上記被膜形成性樹脂(A)に加え、硬化剤を使用することができる。硬化剤は、被膜形成性樹脂(A)中の水酸基、カルボキシル基、エポキシ基等の官能基と反応して、水性第1着色塗料(X)を硬化し得る化合物である。
顔料(B)としては、着色顔料、体質顔料、光輝性顔料等を使用することができる。
水性第1着色塗料(X)には、さらに増粘剤、硬化触媒、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、可塑剤、表面調整剤、沈降防止剤等の塗料用添加剤を含有させてもよい。
以上に述べた工程(1)で形成される水性第1着色塗料(X)の塗膜(以下、「第1着色塗膜」という場合がある)上には、次いで水性第2着色塗料(Y)が塗装され未硬化の水性第2着色塗膜が形成される。
水性第2着色塗料は、通常、被膜形成性樹脂(C)と共重合体(D)とを含有する。
被膜形成性樹脂(C)としては、従来から水性塗料のバインダー成分として使用されているそれ自体既知の水溶性又は水分散性の被膜形成性樹脂を使用することができる。該被膜形成性樹脂(C)の種類としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。
水酸基含有アクリル樹脂(C1)としては、例えば、水酸基含有重合性不飽和モノマー及び該水酸基含有重合性不飽和モノマーと共重合可能な他の重合性不飽和モノマーを、それ自体既知の方法、例えば、有機溶媒中での溶液重合法、水中での乳化重合法、水中でのミニエマルション重合法等の方法により、共重合せしめることによって製造することができる。なかでも、水性塗料用の被膜形成性樹脂として使用する場合に、該樹脂の製造に必要な工数が少ないことから、水中での乳化重合法が好ましい。
疎水性重合性不飽和モノマー(c1−1)は、炭素数が4以上、好ましくは6〜18の、直鎖状、分岐状又は環状の飽和又は不飽和の炭化水素基を有する重合性不飽和モノマーであり、水酸基含有重合性不飽和モノマー等の親水性基を有するモノマーは除外される。該モノマーとしては、例えば、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、tert−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート等のアルキル又はシクロアルキル(メタ)アクリレート;イソボルニル(メタ)アクリレート等のイソボルニル基を有する重合性不飽和化合物;アダマンチル(メタ)アクリレート等のアダマンチル基を有する重合性不飽和化合物;ベンジル(メタ)アクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香環含有重合性不飽和モノマーを挙げることができる。これらのモノマーは、単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
水酸基含有重合性不飽和モノマー(c1−2)は、得られる水分散性水酸基含有アクリル樹脂(C1)の水性媒体中における安定性を向上せしめることができる。また、後記の硬化剤として水酸基との反応性を有する化合物を使用する場合に、該水分散性水酸基含有アクリル樹脂(C1)と硬化剤が架橋した、耐水性に優れた塗膜を形成することができる。水酸基含有重合性不飽和モノマー(c1−2)としては、例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸と炭素数2〜8の2価アルコールとのモノエステル化物、該(メタ)アクリル酸と炭素数2〜8の2価アルコールとのモノエステル化物のε−カプロラクトン変性体、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、アリルアルコ−ル、分子末端が水酸基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート等を使用することができる。
カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(c1−3)は、得られる水分散性水酸基含有アクリル樹脂(C1)の水性媒体中における安定性を向上せしめることができる。また、後記の硬化剤としてカルボキシル基との反応性を有する化合物を使用する場合に、該水分散性水酸基含有アクリル樹脂(C1)と硬化剤が架橋した、耐水性に優れた塗膜を形成することができる。
モノマー成分(c1)は、前記疎水性重合性不飽和モノマー(c1−1)、水酸基含有重合性不飽和モノマー(c1−2)及びカルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(c1−3)に加え、さらに該重合性不飽和モノマー(c1−1)〜(c1−3)以外の重合性不飽和モノマー(c1−4)を含有していてもよい。
疎水性重合性不飽和モノマー(c1−1):5〜70質量%、好ましくは10〜65質量%、さらに好ましくは15〜60質量%、
水酸基含有重合性不飽和モノマー(c1−2):0.1〜25質量%、好ましくは0.5〜15質量%、さらに好ましくは1〜10質量%、
カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(c1−3):0.1〜20質量%、好ましくは0.5〜15質量%、さらに好ましくは1〜10質量%、
重合性不飽和モノマー(c1−1)〜(c1−3)以外の重合性不飽和モノマー(c1−4):0〜94.8質量%、好ましくは10〜89質量%、さらに好ましくは20〜83質量%。
疎水性重合性不飽和モノマー(c1−1):5〜80質量%、好ましくは7〜70質量%、さらに好ましくは8〜65質量%、
水酸基含有重合性不飽和モノマー(c1−2):0.1〜50質量%、好ましくは4〜25質量%、さらに好ましくは7〜19質量%、
カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(c1−3):0.1〜50質量%、好ましくは5〜25質量%、さらに好ましくは7〜19質量%、
重合性不飽和モノマー(c1−1)〜(c1−3)以外の重合性不飽和モノマー(c1−4):0〜94.8質量%、好ましくは10〜84質量%、さらに好ましくは15〜78質量%。
水性第2着色塗料(Y)において、被膜形成性樹脂(C)として、水酸基含有ポリエステル樹脂(C2)を使用することによって、得られる塗膜の平滑性、鮮映性、耐水性等の塗膜性能を向上させることができる。
共重合体(D)は、(d1)炭素数4〜24のアルキル基を有する重合性不飽和モノマー(m1)を5〜100質量%含有するモノマー成分(m)を重合することにより得られる1,000〜10,000の範囲内の数平均分子量を有する重合体鎖からなる基本骨格を有し、かつ重合性不飽和基を有するマクロモノマー及び(d2)親水基を有する重合性不飽和モノマーを含有するモノマー成分(d)を共重合することにより得ることができる。
前記炭素数4〜24のアルキル基を有する重合性不飽和モノマー(m1)としては、例えば、(メタ)アクリル酸と炭素数4〜24のアルキル基を有する1価アルコールのモノエステル化物を使用することができる。具体的には、例えば、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート)、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、tert−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート等のアルキル又はシクロアルキル(メタ)アクリレートが挙げられ、これらは、それぞれ単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
モノマー成分(m)は、上記炭素数4〜24のアルキル基を有する重合性不飽和モノマー(m1)を5〜100質量部含有する。なかでも、得られる塗膜の鮮映性の観点から、モノマー成分(m)中の上記炭素数4〜24のアルキル基を有する重合性不飽和モノマー(m1)の含有割合が、30〜95質量%、好ましくは45〜90質量%、さらに好ましくは55〜85質量%の範囲内であることが好適である。
マクロモノマー(d1)は、重合体鎖と重合性不飽和基とを有するマクロモノマーであって、当該重合体鎖が、上記炭素数4〜24のアルキル基を有する重合性不飽和モノマー(m1)を含むモノマー成分(m)を重合することにより得られる1,000〜10,000の範囲内の数平均分子量を有する重合体鎖である、マクロモノマーである。なお、本発明において、マクロモノマーは、重合性不飽和基を有する高分子量のモノマーであり、好ましくは、重合体の末端に重合性不飽和基を有する高分子量のモノマーである。従って、マクロモノマー(d1)は、上記重合体鎖からなる基本骨格を有し、かつ少なくとも1個、好ましくは1個の重合性不飽和基を、好ましくは当該重合体鎖の末端に、有する構造を有する。
本発明において、親水基を有する重合性不飽和モノマー(d2)としては、例えば、N−置換(メタ)アクリルアミド、ポリオキシアルキレン鎖を有する重合性不飽和モノマー、N−ビニル−2−ピロリドン、2−ヒドロキシエチルアクリレート、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー、スルホン酸基を有する重合性不飽和モノマー、リン酸基含有重合性不飽和モノマー等が挙げられ、これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。尚、本発明においては、後述する(xiv) 紫外線吸収性官能基を有する重合性不飽和モノマーに該当するモノマーは、その他の重合性不飽和モノマー(d3)として規定されるべきものであり、親水基を有する重合性不飽和モノマー(d2)からは除かれる。
マクロモノマー(d1):1〜40質量%、好ましくは3〜29質量%、さらに好ましくは5〜15質量%、
親水基を有する重合性不飽和モノマー(d2):5〜99質量%、好ましくは10〜97質量%、さらに好ましくは20〜95質量%。
で示される重合性不飽和モノマーを挙げることができる。
マクロモノマー(d1):1〜29質量%、好ましくは3〜20質量%、さらに好ましくは5〜15質量%、
ノニオン性の親水基を有する重合性不飽和モノマー(d2)の合計質量:20〜99質量%、好ましくは40〜97質量%、さらに好ましくは55〜95質量%。
マクロモノマー(d1):1〜40質量%、好ましくは3〜29質量%、さらに好ましくは5〜15質量%、
親水基を有する重合性不飽和モノマー(d2)の合計質量:5〜75質量%、好ましくは10〜60質量%、さらに好ましくは20〜50質量%。
その他の重合性不飽和モノマー(d3)は、前記マクロモノマー(d1)及び親水基を有する重合性不飽和モノマー(d2)以外の重合性不飽和モノマーである。該その他の重合性不飽和モノマー(d3)は、共重合体(D)に望まれる特性に応じて適宜選択して使用することができる。
(i) アルキル又はシクロアルキル(メタ)アクリレート: 例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、tert−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート等。
(ii) イソボルニル基を有する重合性不飽和モノマー: 例えば、イソボルニル(メタ)アクリレート等。
(iii) アダマンチル基を有する重合性不飽和モノマー: 例えば、アダマンチル(メタ)アクリレート等。
(iv) トリシクロデセニル基を有する重合性不飽和モノマー: 例えば、トリシクロデセニル(メタ)アクリレート等。
(v) 芳香環含有重合性不飽和モノマー: 例えば、ベンジル(メタ)アクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等。
(vi) アルコキシシリル基を有する重合性不飽和モノマー: 例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン等。
(vii) フッ素化アルキル基を有する重合性不飽和モノマー: 例えば、パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート等のパーフルオロアルキル(メタ)アクリレート;フルオロオレフィン等。
(viii) マレイミド基等の光重合性官能基を有する重合性不飽和モノマー。
(ix) ビニル化合物: 例えば、エチレン、ブタジエン、クロロプレン、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル等。
(x) 水酸基含有重合性不飽和モノマー: 例えば、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸と炭素数2〜8の2価アルコールとのモノエステル化物;該(メタ)アクリル酸と炭素数2〜8の2価アルコールとのモノエステル化物のε−カプロラクトン変性体;アリルアルコール等。
(xi) 含窒素重合性不飽和モノマー: 例えば、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、エチレンビス(メタ)アクリルアミド、2−(メタクリロイルオキシ)エチルトリメチルアンモニウムクロライド、グリシジル(メタ)アクリレートとアミン化合物との付加物等。
(xii) 重合性不飽和基を1分子中に少なくとも2個有する重合性不飽和モノマー:
例えば、アリル(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等。
(xiii) エポキシ基含有重合性不飽和モノマー: 例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、β−メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等。
(xiv) 紫外線吸収性官能基を有する重合性不飽和モノマー: 例えば、2−ヒドロキシ−4−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,2' −ジヒドロキシ−4−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,2' −ジヒドロキシ−4−(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2−(2' −ヒドロキシ−5' −メタクリロイルオキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール等。
(xv) 光安定性重合性不飽和モノマー: 例えば、4−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−シアノ−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−(メタ)アクリロイル−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−(メタ)アクリロイル−4−シアノ−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−クロトノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−クロトノイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−クロトノイル−4−クロトノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン等。
(xvi) カルボニル基を有する重合性不飽和モノマー: 例えば、アクロレイン、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミド、アセトアセトキシエチルメタクリレート、ホルミルスチロール、4〜7個の炭素原子を有するビニルアルキルケトン(例えば、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン)等。
(xvii) 酸無水物基を有する重合性不飽和モノマー: 例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等。
共重合体(D)は、前記マクロモノマー(d1)及び親水基を有する重合性不飽和モノマー(d2)、ならびに必要に応じて配合されるその他の重合性不飽和モノマー(d3)からなるモノマー成分(d)を、それ自体既知の方法、例えば、有機溶媒中での溶液重合法、水中でのエマルション重合法等の方法により共重合せしめることによって製造することができる。なかでも、比較的容易な操作で行なうことができる溶液重合法が好適である。
水性第2着色塗料(Y)には、前記被膜形成性樹脂(C)及び共重合体(D)に加えて硬化剤を使用することができる。硬化剤は、被膜形成性樹脂(C)中の水酸基、カルボキシル基、エポキシ基等の官能基と反応して、水性第2着色塗料(Y)を硬化し得る化合物である。
また、硬化剤として、メラミン樹脂を使用する場合は、水性第1着色塗料(X)において記載した触媒を使用することができる。
共重合体(D):0.05〜20質量部、好ましくは0.1〜10質量部、さらに好ましくは0.2〜5質量部、
水分散性水酸基含有アクリル樹脂(C1):2〜70質量部、好ましくは5〜55質量部、さらに好ましくは10〜40質量部。
ここで、「水性第2着色塗料(Y)中の樹脂固形分」は、通常、上記共重合体(D)及び水分散性水酸基含有アクリル樹脂(C1)の樹脂固形分と、必要に応じて水性第2着色塗料(Y)に添加配合される、その他の樹脂及び硬化剤の固形分との合計である。
本発明の複層塗膜形成方法においては、上記工程(2)で形成される水性第2着色塗料(Y)の塗膜(以下、「第2着色塗膜」という場合がある)上に、クリヤーコート塗料(Z)が塗装される。
本発明の複層塗膜形成方法においては、上記工程(1)〜(3)で形成される未硬化の第1着色塗膜、未硬化の第2着色塗膜及び未硬化のクリヤーコート塗膜が、同時に加熱硬化せしめられる。
下記の工程(1)〜(5):
(1) 鋼板上に電着塗料を塗装し、加熱硬化させて硬化電着塗膜を形成する工程、
(2) 中塗り塗装ブースにおいて、工程(1)で得られた硬化電着塗膜上に、水性第1着色塗料(X)を塗装して、未硬化の中塗り塗膜を形成する工程、
(3) ベースコート塗装ブースにおいて、工程(2)で得られた未硬化の中塗り塗膜に、水性第2着色塗料(Y)を塗装して、未硬化のベースコート塗膜を形成する工程、
(4) クリヤーコート塗装ブースにおいて、工程(3)で得られた未硬化のベースコート塗膜上に、クリヤーコート塗料(Z)を塗装して未硬化のクリヤーコート塗膜を形成する工程、ならびに
(5) 工程(2)〜(4)で形成された未硬化の中塗り塗膜、未硬化のベースコート塗膜及び未硬化のクリヤーコート塗膜を加熱することによって、これら3つの塗膜を同時に硬化させる工程、
を順次行うことからなることを特徴とする複層塗膜形成方法。
下記の工程(1)〜(5):
(1) 鋼板上に電着塗料を塗装し、加熱硬化させて硬化電着塗膜を形成する工程、
(2) ベースコート塗装ブースの第1ステージにおいて、工程(1)で得られた硬化電着塗膜上に、水性第1着色塗料(X)を塗装して、未硬化の第1ベースコート塗膜を形成する工程、
(3) ベースコート塗装ブースの第2ステージにおいて、工程(2)で得られた未硬化の第1ベースコート塗膜上に、水性第2着色塗料(Y)を塗装して、未硬化の第2ベースコート塗膜を形成する工程、
(4) クリヤーコート塗装ブースにおいて、工程(3)で得られた未硬化の第2ベースコート塗膜上に、クリヤーコート塗料(Z)を塗装して未硬化のクリヤーコート塗膜を形成する工程、ならびに
(5) 工程(2)〜(4)で形成された未硬化の第1ベースコート塗膜、未硬化の第2ベースコート塗膜及び未硬化のクリヤーコート塗膜を加熱することによって、これら3つの塗膜を同時に硬化させる工程、
を順次行うことからなる複層塗膜形成方法。
これらの実施例のみに限定されるものではない。なお、「部」及び「%」はいずれも質量
基準によるものである。また、塗膜の膜厚は硬化塗膜に基づく。
製造例1
温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器及び水分離器を備えた反応容器に、トリメチロールプロパン109部、1,6−ヘキサンジオール141部、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物126部及びアジピン酸120部を仕込み、160℃から230℃まで3時間かけて昇温させた後、生成した縮合水を水分離器により留去させながら230℃で4時間縮合反応させた。次いで、得られた縮合反応生成物にカルボキシル基を付加するために、さらに無水トリメリット酸25.9部を加え、170℃で30分間反応させた後、エチレングリコールモノブチルエーテルで希釈し、固形分濃度70%である水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A1−1)を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂は、酸価が20mgKOH/g、水酸基価が150mgKOH/g、数平均分子量が1,400であった。原料組成において、酸成分中の脂環族多塩基酸の合計含有量は、該酸成分の合計量を基準として47mol%であった。
温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器及び水分離器を備えた反応容器に、トリメチロールプロパン109部、1,6−ヘキサンジオール141部、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物126部及びアジピン酸120部を仕込み、160℃から230℃まで3時間かけて昇温させた後、生成した縮合水を水分離器により留去させながら230℃で4時間縮合反応させた。次いで、得られた縮合反応生成物にカルボキシル基を付加するために、さらに無水トリメリット酸29.7部を加え、170℃で30分間反応させた後、エチレングリコールモノブチルエーテルで希釈し、固形分濃度70%である水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A1−2)を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂は、酸価が28mgKOH/g、水酸基価が150mgKOH/g、数平均分子量が1,400であった。原料組成において、酸成分中の脂環族多塩基酸の合計含有量は、該酸成分の合計量を基準として46mol%であった。
温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器及び水分離器を備えた反応容器に、トリメチロールプロパン109部、1,6−ヘキサンジオール141部、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物126部及びアジピン酸120部を仕込み、160℃から230℃まで3時間かけて昇温させた後、生成した縮合水を水分離器により留去させながら230℃で4時間縮合反応させた。次いで、得られた縮合反応生成物にカルボキシル基を付加するために、さらに無水トリメリット酸33.0部を加え、170℃で30分間反応させた後、エチレングリコールモノブチルエーテルで希釈し、固形分濃度70%である水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A1−3)を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂は、酸価が35mgKOH/g、水酸基価が150mgKOH/g、数平均分子量が1,400であった。原料組成において、酸成分中の脂環族多塩基酸の合計含有量は、該酸成分の合計量を基準として46mol%であった。
製造例4
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素導入管及び滴下装置を備えた反応容器に脱イオン水120部、「アデカリアソープSR−1025」(商品名、ADEKA社製、乳化剤、有効成分25%)0.8部を仕込み、窒素気流中で撹拌混合し、80℃に昇温させた。
次いで下記モノマー乳化物(1)の全量のうちの5%量及び6%過硫酸アンモニウム水溶液2.5部とを反応容器内に導入し80℃で15分間保持した。その後、モノマー乳化物(1)の残部を3時間かけて、同温度に保持した反応容器内に滴下し、滴下終了後1時間熟成を行った。次に、下記モノマー乳化物(2)を1時間かけて滴下し、1時間熟成した後、5%2−(ジメチルアミノ)エタノール水溶液3.8部を反応容器に徐々に加えながら30℃まで冷却し、100メッシュのナイロンクロスで濾過しながら排出し、平均粒子径100nm、固形分30%の水酸基含有アクリル樹脂エマルション(A2−1)を得た。得られた水酸基含有アクリル樹脂エマルションは、酸価10mgKOH/g、水酸基価10.5mgKOH/gであった。
モノマー乳化物(1):脱イオン水54.0部、「アデカリアソープSR−1025」3.1部、n−ブチルアクリレート31.2部、メチルメタクリレート31.2部、スチレン12.3部、及びアリルメタクリレート2.3部を混合攪拌することにより、モノマー乳化物(1)を得た。
モノマー乳化物(2):脱イオン水50.0部、「アデカリアソープSR−1025」1.8部、過硫酸アンモニウム0.04部、n−ブチルアクリレート9.2部、メチルメタクリレート6.1部、スチレン3.7部、2−ヒドロキシエチルアクリレート2.3部、及びメタクリル酸1.6部を混合攪拌することにより、モノマー乳化物(2)を得た。
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素ガス導入管及び滴下装置を備えた反応容器にプロピレングリコールモノプロピルエーテル35部を仕込み85℃に昇温後、メチルメタクリレート30部、2−エチルヘキシルアクリレート20部、n−ブチルアクリレート29部、2−ヒドロキシエチルアクリレート15部、アクリル酸6部、プロピレングリコールモノプロピルエーテル15部及び2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)2.3部の混合物を4時間かけて滴下し、滴下終了後1時間熟成した。その後さらにプロピレングリコールモノプロピルエーテル10部及び2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)1部の混合物を1時間かけて滴下し、滴下終了後1時間熟成した。さらにジエタノールアミン7.4部を加え、固形分55%の水酸基含有アクリル樹脂溶液(AC−1)を得た。得られた水分散性水酸基含有アクリル樹脂は酸価が47mgKOH/g、水酸基価が72mgKOH/gであった。
製造例6
撹拌混合容器に、製造例5で得た水酸基含有アクリル樹脂溶液(AC−1)18部(固形分10部)、「JR−806」(商品名、テイカ社製、ルチル型二酸化チタン)50部及び脱イオン水30部を入れ、均一に混合し、更に、2−(ジメチルアミノ)エタノールを添加して、pH8.0に調整した。次いで、得られた混合液を広口ガラスビン中に入れ、分散メジアとして直径約1.3mmφのガラスビーズを加えて密封し、ペイントシェイカーにて4時間分散して、顔料分散液(B−1)を得た。
撹拌混合容器に、製造例5で得た水酸基含有アクリル樹脂溶液(AC−1)18部(固形分10部)、「三菱カーボンブラックMA−100」(商品名、三菱化学社製、カーボンブラック)10部及び脱イオン水50部を入れ、均一に混合し、更に、2−(ジメチルアミノ)エタノールを添加して、pH8.0に調整した。次いで、得られた混合液を広口ガラスビン中に入れ、分散メジアとして直径約1.3mmφのガラスビーズを加えて密封し、ペイントシェイカーにて4時間分散して、顔料分散液(B−2)を得た。
製造例8
「スーパーフレックス150」(商品名、第一工業製薬社製、ウレタン樹脂エマルション、固形分30%)100部、製造例4で得た水酸基含有アクリル樹脂エマルション(A2−1)80部、製造例1で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A1−1)20部、「サイメル325」(商品名、日本サイテックインダストリーズ社製、メラミン樹脂、固形分80%)25部、製造例6で得た顔料分散液(B−1)157部及び製造例7で得た顔料分散液(B−2)4部を均一に混合し、更に、「ACRYSOL ASE−60」(商品名、ロームアンドハース社製、ポリアクリル酸系増粘剤)、2−(ジメチルアミノ)エタノール及び脱イオン水を加えてpH8.0、固形分濃度45%、20℃におけるフォードカップNo.4による粘度40秒の水性着色塗料(X−1)を得た。
上記製造例8において、水酸基含有ポリエステル樹脂(A1−1)に替えてそれぞれ(A1−2)または(A1−3)とする以外は、製造例8と同様にして、水性着色塗料(X−2)、(X−3)を得た。
製造例11
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素ガス導入管及び滴下装置を備えた反応容器に脱イオン水128部、「アデカリアソープSR−1025」(商品名、CDEKC製、乳化剤、有効成分25%)3部を仕込み、窒素気流中で撹拌混合し、80℃に昇温させた。
下記表1に示す配合とする以外、製造例11と同様にして合成し、水分散性水酸基含有アクリル樹脂水分散液(C1−2)〜(C1−14)を得た。
製造例25
温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器、窒素ガス導入管及び水分離器を備えた反応容器に、トリメチロールプロパン109部、1,6−ヘキサンジオール141部、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物126部及びアジピン酸120部を仕込み、160℃から230℃まで3時間かけて昇温させた後、230℃で4時間縮合反応させた。次いで、得られた縮合反応生成物に、カルボキシル基を導入するために、無水トリメリット酸38.3部を加えて、170℃で30分間反応させた後、2−エチル−1−ヘキサノール(20℃において100gの水に溶解する質量:0.1g)で希釈し、固形分70%の水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(C2−1)を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂は、酸価が46mgKOH/g、水酸基価が150mgKOH/g、数平均分子量が1,400であった。原料組成において、酸成分中の脂環族多塩基酸の合計含有量は、該酸成分の合計量を基準として46モル%であった。
温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器、窒素ガス導入管及び水分離器を備えた反応容器に、トリメチロールプロパン113部、ネオペンチルグリコール131部、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物80部、イソフタル酸93部及びアジピン酸91部を仕込み、160℃から230℃まで3時間かけて昇温させた後、230℃で4時間縮合反応させた。次いで、得られた縮合反応生成物にカルボキシル基を導入するために、さらに無水トリメリット酸33.5部を加え、170℃で30分間反応させた後、2−エチル−1−ヘキサノールで希釈し、固形分70%の水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(C2−2)を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂は,酸価が40mgKOH/g、水酸基価が161mgKOH/g、数平均分子量が1,300であった。原料組成において、酸成分中の脂環族多塩基酸の合計含有量は、該酸成分の合計量を基準として28モル%であった。
希釈溶剤の2−エチル−1−ヘキサノールを、エチレングリコールモノn−ブチルエーテル(20℃において100gの水に溶解する質量:無限)とする以外は、製造例25と同様にして、水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(C2−3)を得た。
製造例28
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素ガス導入管及び滴下装置を備えた反応容器に、エチレングリコールモノブチルエーテル16部及び2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン(以下、「MSD」と略称することがある)3.5部を仕込み、気相に窒素ガスを通気し、攪拌しながら160℃に昇温した。160℃に達したら、n−ブチルメタクリレート30部、2−エチルヘキシルメタクリレート40部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート30部及びジ−tert−アミルパーオキサイド7部からなる混合液を3時間かけて滴下し、同温度で2時間攪拌した。次いで、30℃まで冷却し、エチレングリコールモノブチルエーテルで希釈して固形分65%のマクロモノマー溶液(d1−1)を得た。得られたマクロモノマーの水酸基価は125mgKOH/g、数平均分子量は2,300であった。また、プロトンNMRでの解析によるとMSD由来のエチレン性不飽和基のうち97%以上がポリマー鎖末端に存在し、2%は消失していた。
なお、上記プロトンNMRでの解析は、溶媒として重クロロホルムを使用し、重合反応前後の、MSDの不飽和基のプロトンに基づくピーク(4.8ppm、5.1ppm)、マクロモノマー鎖末端のエチレン性不飽和基のプロトンに基づくピーク(5.0ppm、5.2ppm)及びMSDに由来する芳香族プロトン(7.2ppm)のピークを測定した後、上記MSDに由来する芳香族プロトン(7.2ppm)は重合反応前後で変化しないと仮定し、これを基準として、各不飽和基(未反応、マクロモノマー鎖末端、消失)を定量化することによって行なった。
下記表2に示す配合とする以外は、製造例29と同様にして合成し、固形分65%のマクロモノマー溶液(d1−1)〜(d1−17)を得た。
製造例45
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素ガス導入管及び2つの滴下装置を備えた反応容器に、製造例28で得たマクロモノマー溶液(d1−1)15.4部(固形分10部)、エチレングリコールモノブチルエーテル20部及びジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート30部を仕込み、液中に窒素ガスを吹き込みながら85℃に昇温した。次いで、同温度に保持した反応容器内に、N,N−ジメチルアクリルアミド31.5部、N−イソプロピルアクリルアミド31.5部、2−ヒドロキシエチルアクリレート27部、エチレングリコールモノブチルエーテル10部及びジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート40部からなる混合液と、「パーブチル O」(商品名、日本油脂社製、重合開始剤、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート)0.15部及びエチレングリコールモノブチルエーテル20部からなる混合液とをそれぞれ4時間かけて、同時に反応容器内に滴下し、滴下終了後、同温度で2時間攪拌して熟成を行なった。次いで、同温度に保持した反応容器内に、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.3部及びエチレングリコールモノブチルエーテル15部からなる混合液を1時間かけて滴下し、滴下終了後、同温度で1時間攪拌して熟成を行なった。次いで、エチレングリコールモノブチルエーテルを添加しながら、30℃まで冷却し、固形分35%の共重合体溶液を得た。得られた共重合体の重量平均分子量は31万であった。得られた共重合体溶液に脱イオン水215部を添加し、固形分20%の共重合体希釈液(D−1)を得た。
下記表3に示す配合とする以外は、製造例45と同様にして合成し、固形分20%の共重合体希釈液(D−2)〜(D−46)を得た。
(注3)「PLEX 6954−0」:商品名、Degussa社製、アルキル基及びポリオキシアルキレン鎖を有する重合性不飽和モノマー(前記一般式(1)におけるR1がメチル基、R2が炭素数16〜18のアルキル基、R3がエチレン基、mが25、分子量が約1422)60%、メタクリル酸20%、脱イオン水20%からなる混合物。
製造例91
攪拌混合容器内において、「GX−180C」(商品名、旭化成メタルズ社製、アルミニウム顔料ペースト、アルミニウム含有量74%)19部(固形分14部)、2−エチル−1−ヘキサノール35部、下記リン酸基含有樹脂溶液8部(固形分4部)及び2−(ジメチルアミノ)エタノール0.2部を均一に混合して、アルミニウム顔料分散液(P−1)を得た。
2−エチル−1−ヘキサノール35部を、エチレングリコールモノn−ブチルエーテル35部に変更する以外は、製造例91と同様にして、アルミニウム顔料分散液(P−2)を得た。
製造例93
撹拌混合容器に、製造例13で得た水分散性水酸基含有アクリル樹脂水分散液(C1−3)100部(固形分30部)、製造例5で得た水酸基含有アクリル樹脂溶液(AC−1)18部(固形分10部)、製造例25で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(C2−1)43部(固形分30部)、製造例91で得たアルミニウム顔料分散液(P−1)62部及びメラミン樹脂(F−1)(メチル−ブチル混合エーテル化メラミン樹脂、固形分60%、重量平均分子量2,000)50部(固形分30部)を入れ、均一に混合し、更に、製造例45で得た共重合体希釈液(D−1)6部(固形分1.2部)、2−(ジメチルアミノ)エタノール及び脱イオン水を加えてpH8.0、固形分25%の水性第2着色塗料(Y−1)を得た。
また、得られた水性第2着色塗料(Y−1)について、測定温度20℃において、せん断速度を0.0001sec−1から10,000sec−1まで変化させたときの、1,000sec−1における粘度V1と0.1sec−1における粘度V2とを、粘弾性測定装置「HCCKE RheoStress RS150」(商品名、HCCKE社製)を用いて測定した。
製造例93において、配合組成を下記表4に示す通りとする以外は、製造例93と同様にして、pH8.0、固形分25%の水性第2着色塗料(Y−2)〜(Y−63)を得た。
(注5)「バイヒジュールVPLS2310」:商品名、住化バイエルウレタン社製、ブロック化ポリイソシアネート化合物、固形分38%。
(注6)「ACRYSOL RM−825」:商品名、ロームアンドハース社製、ウレタン会合型粘性調整剤、固形分25%。
製造例8〜10で得た水性第1着色塗料(X−1)〜(X−3)、及び製造例93〜155で得た水性第2着色塗料(Y−1)〜(Y−63)を用いて、以下のようにしてそれぞれ試験板を作製し、評価試験を行なった。
リン酸亜鉛化成処理を施した冷延鋼板に、カチオン電着塗料(商品名「エレクロンGT−10」関西ペイント株式会社製)を硬化膜厚20μmとなるように電着塗装し、170℃で30分間加熱して硬化させて試験用被塗物とした。
上記試験用被塗物に、前記製造例8で得た水性第1着色塗料(X−1)を、回転霧化型の静電塗装機を用いて、硬化した時の膜厚が20μmとなるように静電塗装し、3分間放置した。次いで、該未硬化の第1着色塗膜上に製造例93で得た水性第2着色塗料(Y−1)を、回転霧化型の静電塗装機を用いて、硬化した時の膜厚が12μmとなるように静電塗装し、2分間放置後、80℃で3分間プレヒートを行なった。次いで、該未硬化の第2着色塗膜上にアクリル樹脂系溶剤型上塗りクリヤーコート塗料(商品名「マジクロンKINO−1210」関西ペイント株式会社製、以下「クリヤーコート塗料(Z−1)」ということがある)を硬化した時の膜厚が35μmとなるように静電塗装し、7分間放置した後、140℃で30分間加熱して、該第1着色塗膜、第2着色塗膜及びクリヤーコート塗膜を同時に硬化させることにより試験板を作製した。
実施例1において、製造例8で得た水性第1着色塗料(X−1)を下記表5に示す水性第1着色塗料(X−1)〜(X−3)のいずれかに変更し、製造例93で得た水性第2着色塗料(Y−1)を下記表5に示す水性第2着色塗料(Y−1)〜(Y−60)、(Y−62)、(Y−63)のいずれかに変更する以外は、実施例1と同様にして試験板を作製した。
実施例1において、製造例8で得た水性第1着色塗料(X−1)を塗装し3分間放置後、80℃で3分間プレヒートを行い、その後製造例93で得た水性第2着色塗料(Y−1)を塗装したこと以外は実施例1と同様にして試験板を作成した。
比較例9
比較例5において、製造例8で得た水性第1着色塗料(X−1)を塗装し3分間放置後、80℃で3分間プレヒートを行い、その後製造例153で得た水性第2着色塗料(Y−61)を塗装したこと以外は比較例1と同様にして試験板を作成した。
上記実施例1〜58及び比較例1〜9で得られた各試験板について、下記の試験方法により評価を行なった。評価結果を下記表5に示す。
平滑性:各試験板について、「Wave Scan」(商品名、BYK Gardner社製)によって測定されるLong Wave(LW)値に基づいて、平滑性を評価した。LW値が小さいほど塗面の平滑性が高いことを示す。
S:目視の角度による明度の変化が顕著である(極めて優れたフリップフロップ性を有する)。
A:目視の角度による明度の変化が大きい(フリップフロップ性に優れる)。
B:目視の角度による明度の変化がやや小さい(フリップフロップ性がやや劣る)。
C:目視の角度による明度の変化が小さい(フリップフロップ性が劣る)。
S:メタリックムラがほとんど認められず、極めて優れた塗膜外観を有する。
A:メタリックムラがわずかに認められるが、優れた塗膜外観を有する。
B:メタリックムラが認められ、塗膜外観がやや劣る。
C:メタリックムラが多く認められ、塗膜外観が劣る。
S:ゴバン目塗膜が100個残存し、且つフチカケが生じていない、
A:ゴバン目塗膜が100個残存しているが、フチカケが生じている、
B:ゴバン目塗膜が90〜99個残存している、
C:ゴバン目塗膜の残存数が89個以下である。
本発明の属する自動車車体等の塗装分野においては、得られる塗膜の平滑性、鮮映性、フリップフロップ性及び耐水性の全てが優れており、かつメタリックムラが抑制されていることが重要である。従って、以下の基準にて総合評価を行った:
S:上記平滑性におけるLW値が10以下であり、上記鮮映性におけるSW値が15以下であり、かつフリップフロップ性、メタリックムラ及び耐水性が全てSである、
A:LW値が10以下であり、SW値が15以下であり、フリップフロップ性、メタリックムラ及び耐水性が全てS又はAであり、かつ少なくとも1つがAである、
B:LW値が10以下であり、SW値が15以下であり、フリップフロップ性、メタリックムラ及び耐水性が全てS、A又はBであり、かつ少なくとも1つがBである、
C:LW値が10より大きいか、SW値が15より大きいか、又はフリップフロップ性、メタリックムラ及び耐水性の少なくとも1つがCである。
Claims (9)
- 下記の工程(1)〜(4):
(1)被塗物上に、(A)被膜形成性樹脂及び(B)顔料を含有する水性第1着色塗料(X)を塗装して、未硬化の第1着色塗膜を形成する工程であって、
上記被膜形成性樹脂(A)が、(A1)酸価が30mgKOH/g以下である水酸基含有ポリエステル樹脂を含有する、工程、
(2)工程(1)で得られた未硬化の着色塗膜上に、(C)被膜形成性樹脂及び(D)共重合体を含有する水性第2着色塗料(Y)を塗装して、未硬化の第2着色塗膜を形成する工程であって、
上記共重合体(D)が、(d1)マクロモノマー及び(d2)親水基を有する重合性不飽和モノマーを含有する(d)モノマー成分を共重合することによって得られる共重合体であり、
上記マクロモノマー(d1)が、炭素数4〜24のアルキル基を有する重合性不飽和モノマー(m1)を5〜100質量%含有するモノマー成分(m)を重合することにより得られ、1,000〜10,000の範囲内の数平均分子量を有する重合体鎖からなる基本骨格を有し、かつ重合性不飽和基を有するマクロモノマーである、工程、
(3)工程(2)で得られた未硬化の第2着色塗膜上に、クリヤーコート塗料(Z)を塗装して未硬化のクリヤーコート塗膜を形成する工程、ならびに
(4)工程(1)〜(3)で形成された未硬化の第1着色塗膜、未硬化の第2着色塗膜及び未硬化のクリヤーコート塗膜を加熱することによって、これら3つの塗膜を同時に硬化させる工程、
を順次行うことを特徴とする複層塗膜形成方法。 - 水性第1着色塗料(X)が被膜形成性樹脂(A)として酸価30mgKOH/g以下の水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A2)を含有する請求項1に記載の複層塗膜形成方法。
- 水性第1着色塗料(X)が被膜形成性樹脂(A)としてさらに水酸基含有ポリウレタン樹脂(A3)を含有する請求項1又は2に記載の複層塗膜形成方法。
- 前記被膜形成性樹脂(C)が(c1−1)疎水性重合性不飽和モノマー5〜70質量%、(c1−2)水酸基含有重合性不飽和モノマー0.1〜25質量%、(c1−3)カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー0.1〜20質量%及び(c1−4)上記重合性不飽和モノマー(c1−1)〜(c1−3)以外の重合性不飽和モノマー0〜94.8質量%からなるモノマー成分(c1)を共重合することにより得られる酸価1〜100mgKOH/g、水酸基価1〜100mgKOH/gの水分散性水酸基含有アクリル樹脂(C1)である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の複層塗膜形成方法。
- 水分散性水酸基含有アクリル樹脂(C1)が、コア・シェル型構造を有し、かつコア部が、コア部を構成するモノマー成分の合計質量を基準として、重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマー0.1〜30質量%及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー70〜99.9質量%をモノマー成分とする共重合体(C1’−I)であり、かつコア部とシェル部を構成するモノマー成分の合計量における各モノマーの含有割合が、コア部とシェル部とを構成するモノマー成分の合計質量を基準として疎水性重合性不飽和モノマー(c1−1)5〜70質量%、水酸基含有重合性不飽和モノマー(c1−2)0.1〜25質量%、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(c1−3)0.1〜20質量%及び上記重合性不飽和モノマー(c1−1)〜(c1−3)以外の重合性不飽和モノマー(c1−4)0〜94.8質量%のコア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(C1’)である請求項1〜4のいずれか一項に記載の複層塗膜形成方法。
- モノマー成分(m)が、少なくともその一部として、水酸基含有重合性不飽和モノマー(m2)を、モノマー成分(m)の合計質量を基準として、5〜60質量%含有する請求項1〜5のいずれか一項に記載の複層塗膜形成方法。
- (d2)成分が、N−置換(メタ)アクリルアミド、ポリオキシアルキレン鎖を有する重合性不飽和モノマー、N−ビニル−2−ピロリドン、2−ヒドロキシエチルアクリレート、アクリル酸及びメタクリル酸からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合性不飽和モノマーである請求項1〜6のいずれか一項に記載の複層塗膜形成方法。
- モノマー成分(d)が、モノマー成分(d)の合計質量を基準にして、(d1)成分を1〜40質量%、(d2)成分を5〜99質量%含有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の複層塗膜形成方法。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の複層塗膜形成方法により塗膜を形成する工程を含む、塗装物品の製造方法。
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