JP7024146B1 - 複層塗膜形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[項1]
下記の工程(1)~(6):
(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せしめる工程、
(2)工程(1)で得られる硬化電着塗膜上に第1着色塗料(P1)を塗装して、第1着色塗膜を形成せしめる工程、
(3)工程(2)で得られる第1着色塗膜上に第2水性塗料(P2)を塗装して、硬化膜厚(TP2)が5~20μmの範囲内である第2塗膜を形成せしめる工程、
(4)工程(3)で得られる第2塗膜上に第3水性着色塗料(P3)を塗装して、硬化膜厚(TP3)が0.5~7μmの範囲内である第3着色塗膜を形成せしめる工程であって、前記第3水性着色塗料(P3)は、バインダー成分(AP3)及び光輝性顔料(BP3)を含有し、かつ塗料固形分濃度(NVP3)が2~17質量%の範囲内である、工程、
(5)工程(4)で得られる第3着色塗膜上に、クリヤーコート塗料(P4)を塗装してクリヤーコート塗膜を形成せしめる工程、並びに
(6)工程(2)~(5)で形成される第1着色塗膜、第2塗膜、第3着色塗膜、及びクリヤーコート塗膜を含む複層塗膜を加熱することによって、前記複層塗膜を同時に硬化させる工程、
を含む、複層塗膜形成方法であって、
前記第2水性塗料(P2)の塗着1分後の粘度(V2P2)が、せん断速度0.1sec-1及び温度23℃の条件下で測定して、3~500Pa・secの範囲内であり、かつ前記塗着1分後の粘度(V2P2)の、前記第2水性塗料(P2)のせん断速度0.1sec-1及び温度23℃の条件下で測定した粘度(V1P2)に対する比(V2P2)/(V1P2)が、1.1/1~5/1の範囲内である、複層塗膜形成方法。
[項2]
前記第1着色塗料(P1)が水性塗料である、項1に記載の複層塗膜形成方法。
[項3]
前記第1着色塗膜の硬化膜厚(TP1)が15~40μmの範囲内である、項1又は2に記載の複層塗膜形成方法。
[項4]
前記第2水性塗料(P2)のせん断速度0.1sec-1及び温度23℃の条件下で測定した粘度(V1P2)が20~300Pa・secの範囲内である、項1~3のいずれか1項に記載の複層塗膜形成方法。
[項5]
前記第3水性着色塗料(P3)において、前記バインダー成分(AP3)及び前記光輝性顔料(BP3)の含有割合が、前記バインダー成分(AP3)の固形分100質量部を基準として、前記光輝性顔料(BP3)が3~500質量部の範囲内である、項1~4のいずれか1項に記載の複層塗膜形成方法。
[項6]
前記第3水性着色塗料(P3)中の光輝性顔料(BP3)の含有割合が、前記第3水性着色塗料(P3)中の塗料固形分を基準として、3~80質量%の範囲内である、項1~5のいずれか1項に記載の複層塗膜形成方法。
本発明では、まず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(1))。本明細書において、電着塗料は、被塗装物である鋼板の表面に塗装されることにより、鋼板の錆、腐食を防止するとともに、複層塗膜が形成された物品の表面の耐衝撃性を強化するために使用される塗料である。
工程(1)で得られる硬化電着塗膜上に第1着色塗料(P1)を塗装して、第1着色塗膜が形成される(工程(2))。第1着色塗料(P1)は、バインダー成分及び着色顔料を含有する塗料であり、第1着色塗料(P1)を用いて第1着色塗膜を形成することにより、第2水性塗料(P2)により形成される第2塗膜、第3水性着色塗料(P3)により形成される第3着色塗膜とあいまって、平滑性及び光輝感に優れた複層塗膜を形成することができる。
工程(3)では、工程(2)で得られる第1着色塗膜上に、水性塗料である第2水性塗料(P2)を塗装して、硬化膜厚(TP2)が5~20μmの範囲内である第2塗膜を形成させる。ここで第2水性塗料(P2)は、バインダー成分を含有する水性塗料であって、特定の粘度特性を有するものである。
水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A)は、通常、水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)、及び該水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)と共重合可能な他の重合性不飽和モノマー(b)を、例えば水性媒体中でのエマルション重合法等の、それ自体既知の方法によって共重合させることにより製造することができる。
(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。
(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、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:例えば、(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。
(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:例えば、アリル(メタ)アクリレート、エチレングリコ-ルジ(メタ)アクリレ-ト、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(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)分子末端にアルコキシ基を有す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:例えば、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、アンモニウム塩等。
(xvii)紫外線吸収性官能基を有する重合性不飽和モノマー: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。
(xviii)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。
(xix)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。
水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A)は、また、形成される複層塗膜の耐水性等の観点から、一般に1~200mgKOH/g、特に2~150mgKOH/g、さらに特に5~80mgKOH/gの範囲内の酸価を有することが好ましい。
また、水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A’)は、貯蔵安定性や形成される複層塗膜の平滑性、耐水性等の観点から、一般に5~90mgKOH/g、特に10~70mgKOH/g、さらに特に15~50mgKOH/gの範囲内の酸価を有することが好適である。
また、モノマー混合物(II)はそのまま滴下することもできるが、モノマー混合物(II)を水性媒体に分散し、モノマー乳化物として滴下することが望ましい。この場合におけるモノマー乳化物の粒子径は特に制限されるものではない。
モノマー混合物(II)の重合は、例えば、乳化されていてもよいモノマー混合物(II)を一括で又は滴下で上記エマルションに添加し、撹拌しながら適当な温度に加熱することにより行うことができる。
第2水性塗料(P2)は、形成される複層塗膜の平滑性及び光輝感等の観点から、さらに水酸基含有ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。
工程(4)では、工程(3)で得られる未硬化の第2塗膜上に、水性塗料である第3水性着色塗料(P3)を塗装して、硬化膜厚(TP3)が0.5~7μmの範囲内である第3着色塗膜を形成させる。ここで、第3水性着色塗料(P3)は、バインダー成分(AP3)及び光輝性顔料(BP3)を含有する水性着色塗料であって、特定の塗料固形分濃度(NVP3)を有するものである。
本発明においては、工程(4)において形成された未硬化の第3着色塗膜上に、クリヤーコート塗料(P4)を塗装して、クリヤーコート塗膜を形成する(工程(5))。
工程(6)においては、工程(2)~(5)で形成される第1着色塗膜、第2塗膜、第3着色塗膜、及びクリヤーコート塗膜を含む複層塗膜を加熱することによって、これら4つの塗膜を含む複層塗膜を一度に硬化させる。加熱手段は、例えば、熱風加熱、赤外線加熱、高周波加熱等により行うことができる。加熱温度は、60~160℃が好ましく、80~150℃がより好ましく、100~140℃が特に好ましい。また加熱時間は、10~60分間が好ましく、15~40分間がより好ましい。
以上の工程によって形成された複層塗膜は、硬化電着塗膜の上に形成された第1着色塗膜、第2塗膜、第3着色塗膜、及びクリヤーコート塗膜の4層を備えた積層構造を有する。本発明の方法は、第1着色塗膜、第2塗膜、第3着色塗膜、及びクリヤーコート塗膜の4層を同時に硬化する方式を採用するものであるが、特定の組成・性質を有する第2水性塗料(P2)及び第3着色水性塗料(P3)を用いて、特定の特性、膜厚等を備えた第2塗膜、第3着色塗膜を形成することにより、光輝感及び平滑性に優れた複層塗膜を形成することができる。
製造例1 水酸基含有ポリエステル樹脂の製造
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174部、ネオペンチルグリコール327部、アジピン酸352部、イソフタル酸109部及び1,2-シクロヘキサンジカルボン酸無水物101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℃で保持し、酸価が3mgKOH/g以下となるまで反応させた。この反応生成物に、無水トリメリット酸59部を添加し、170℃で30分間付加反応を行った後、50℃以下に冷却し、2-(ジメチルアミノ)エタノールを酸基に対して当量添加し中和してから、脱イオン水を徐々に添加することにより、固形分濃度45%、pH7.2の水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(PE-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35mgKOH/g、水酸基価が128mgKOH/g、重量平均分子量が13000であった。
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部及びプロピレングリコールモノプロピルエーテル13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。
撹拌混合容器に、製造例1で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(PE-1)56部(樹脂固形分25部)、「JR-806」(テイカ社製、商品名、ルチル型二酸化チタン)90部及び脱イオン水5部を入れ、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、ペイントシェーカーにて30分間分散して、二酸化チタン顔料分散液(X-1)を得た。
製造例2で得た水酸基含有アクリル樹脂溶液(AC-1)18部(樹脂固形分10部)、「カーボンMA-100」(商品名、三菱化学社製、カーボンブラック顔料)10部、及び脱イオン水60部を混合し、2-(ジメチルアミノ)エタノールでpH8.2に調整した後、ペイントシェーカーで30分間分散して黒色顔料分散液(X-2)を得た。
製造例2で得た水酸基含有アクリル樹脂溶液(AC-1)18部(樹脂固形分10部)、「バリファインBF-20」(商品名、堺化学工業社製、硫酸バリウム顔料)25部、「サーフィノール104A」(商品名、EVONIK社製、消泡剤、固形分50%)0.6部(固形分0.3部)、及び脱イオン水36部を混合し、ペイントシェーカーで1時間分散して体質顔料分散液(X-3)を得た。
製造例1で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(PE-1)35.3部(樹脂固形分24.7部)、製造例2で得た水酸基含有アクリル樹脂溶液(AC-1)2.5部(樹脂固形分1.4部)、「ユーコートUX-8100」(商品名、三洋化成工業社製、ウレタンエマルション、固形分35%)42.9部(樹脂固形分15部)、「サイメル325」(商品名、オルネクス社製、メラミン樹脂、固形分80%)37.5部(樹脂固形分30部)、「バイヒジュールVPLS2310」(商品名、住化コベストロウレタン社製、ブロック化ポリイソシアネート化合物、固形分38%)26.3部(樹脂固形分10部)、製造例3で得た二酸化チタン顔料分散液(X-1)16.7部(二酸化チタン顔料10部、水酸基含有ポリエステル樹脂(PE-1)固形分2.8部)、製造例4で得た黒色顔料分散液(X-2)15部(カーボンブラック顔料1.7部、水酸基含有アクリル樹脂(AC-1)固形分1.7部)及び製造例5で得た体質顔料分散液(X-3)115部(硫酸バリウム顔料36部、水酸基含有アクリル樹脂(AC-1)固形分14.4部)を均一に混合した。 次いで、得られた混合物に、「プライマル ASE-60」(商品名、ダウケミカル社製、増粘剤)、2-(ジメチルアミノ)エタノール及び脱イオン水を添加し、pH8.0、塗料固形分濃度(NVP1)が48%であり、温度20℃、回転数が6回転/分(6rpm)の測定条件でBROOKFIELD粘度計(B型粘度計)によって測定される粘度が1300mPa・secの、水性第1着色塗料(P1-1)を得た。上記BROOKFIELD粘度計(B型粘度計)としては、「LVDV-I」(商品名、BROOKFIELD社製)を使用した。
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脱イオン水128部、「アデカリアソープSR-1025」(商品名、ADEKA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。
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、ADEKA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。
温度計、サーモスタット、撹拌器、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メトキシプロパノール27.5部、イソブタノール27.5部の混合溶剤を入れ、110℃に加熱し、スチレン25部、n-ブチルメタクリレート27.5部、「イソステアリルアクリレート」(商品名、大阪有機化学工業社製、分岐高級アルキルアクリレート)20部、4-ヒドロキシブチルアクリレート7.5部、下記リン酸基含有重合性モノマー15部、2-メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート12.5部、イソブタノール10部、tert-ブチルパーオキシオクタノエート4部からなる混合物121.5部を4時間かけて上記混合溶剤に加え、さらにtert-ブチルパーオキシオクタノエート0.5部とイソプロパノール20部からなる混合物を1時間滴下した。その後、1時間攪拌熟成して固形分濃度50%の水酸基及びリン酸基を有するアクリル樹脂(AC-4)溶液を得た。本樹脂のリン酸基による酸価は83mgKOH/g、水酸基価は29mgKOH/g、重量平均分子量は10,000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-ヘキサノールで希釈し、固形分70%の水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(PE-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46mol%であった。
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、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。
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11で得たマクロモノマー溶液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%のアクリル会合型増粘剤希釈液(RC-1)を得た。
製造例2で得た水酸基含有アクリル樹脂溶液(AC-1)18部(樹脂固形分10部)、「Raven 5000 ULTRA III POWDER」(商品名、BIRLA CARBON社製、カーボンブラック顔料)10部、及び脱イオン水60部を混合し、2-(ジメチルアミノ)エタノールでpH8.2に調整した後、ペイントシェーカーで30分間分散して黒色顔料分散液(X-4)を得た。
製造例2で得た水酸基含有アクリル樹脂溶液(AC-1)18部(樹脂固形分10部)、「DAIPYROXIDE TM Yellow 8170」(商品名、大日精化工業社製、黄色酸化鉄顔料)10部、及び脱イオン水60部を混合し、2-(ジメチルアミノ)エタノールでpH8.2に調整した後、ペイントシェーカーで30分間分散して黄色顔料分散液(X-5)を得た。
撹拌混合容器内において、「Xirallic T60-10 SW Crystal Silver」(商品名、メルク社製、金属酸化物被覆アルミナフレーク顔料)5.8部、2-エチル-1-ヘキサノール35部並びに製造例9で得た水酸基及びリン酸基を有するアクリル樹脂(AC-4)溶液3.48部(固形分1.74部)を均一に混合して、光輝性顔料分散液(X-6)を得た。
撹拌混合容器内において、「アルミペースト GX-3108」(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77%)5.5部(固形分4.2部)、「アルミペースト GX-3100」(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%)2.4部(固形分1.8部)、2-エチル-1-ヘキサノール35部並びに製造例9で得た水酸基及びリン酸基を有するアクリル樹脂(AC-4)溶液3.6部(固形分1.8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、光輝性顔料分散液(X-7)を得た。
撹拌混合容器に、製造例7で得た水分散性水酸基含有アクリル樹脂水分散液(AC-2)100部(固形分30部)、製造例2で得た水酸基含有アクリル樹脂溶液(AC-1)2.8部(固形分1.6部)、製造例10で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(PE-2)35.7部(固形分25部)、製造例15で得た光輝性顔料分散液(X-6)44.3部及び「サイメル325」(商品名、オルネクス社製、メラミン樹脂、固形分80%)37.5部(固形分30部)、製造例13で得た黒色顔料分散液(X-4)32.6部(カーボンブラック顔料3.7部、水酸基含有アクリル樹脂(AC-1)固形分3.7部)及び製造例5で得た体質顔料分散液(X-3)63.8部(硫酸バリウム顔料20部、水酸基含有アクリル樹脂(AC-1)固形分8部)を入れ、均一に混合し、更に、製造例12で得たアクリル会合型増粘剤希釈液(RC-1)8.5部(固形分1.7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、塗料固形分濃度(NVP2)が23%の第2水性塗料(P2-1)を得た。
製造例17において、配合組成及び塗料固形分濃度(NVP2)を下記表2に示す通りとする以外は、製造例17と同様にして、pH8.0の第2水性塗料(P2-2)~(P2-22)を得た。得られた第2水性塗料の粘度(V1P2)、塗着1分後の粘度(V2P2)、該塗着1分後の粘度(V2P2)の粘度(V1P2)に対する比(V2P2)/(V1P2)を下記表2に合わせて示す。
(注2)「プライマル ASE-60」:商品名、ダウケミカル社製、ポリアクリル酸系増粘剤、固形分28%。
撹拌混合容器内において、「Xirallic T60-10 SW Crystal Silver」(商品名、メルク社製、金属酸化物被覆アルミナフレーク顔料)4.5部、2-エチル-1-ヘキサノール35部並びに製造例9で得た水酸基及びリン酸基を有するアクリル樹脂(AC-4)溶液2.7部(固形分1.35部)を均一に混合して、光輝性顔料分散液(X-8)を得た。
撹拌混合容器内において、「アルミペースト GX-3108」(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77%)26.0部(固形分20.0部)、「アルペースト 6360NS」(商品名、東洋アルミニウム社製、アルミニウム顔料ペースト、アルミニウム含有量70%)11.4部(固形分8.0部)、2-エチル-1-ヘキサノール35部並びに製造例9で得た水酸基及びリン酸基を有するアクリル樹脂(AC-4)溶液16.8部(固形分8.4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、光輝性顔料分散液(X-9)を得た。
撹拌混合容器に、製造例7で得た水分散性水酸基含有アクリル樹脂水分散液(AC-2)100部(固形分30部)、製造例2で得た水酸基含有アクリル樹脂溶液(AC-1)25.9部(固形分14.3部)、製造例10で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(PE-2)28.6部(固形分20部)、製造例39で得た光輝性顔料分散液(X-8)42.2部、「サイメル325」(商品名、オルネクス社製、メラミン樹脂、固形分80%)37.5部(固形分30部)及び製造例13で得た黒色顔料分散液(X-4)38.8部(カーボンブラック顔料4.4部、水酸基含有アクリル樹脂(AC-1)固形分4.4部)を入れ、均一に混合し、更に、「アデカノール UH-756VF」(商品名、ADEKA社製、ウレタン会合型増粘剤、固形分32%)1.6部(固形分0.5部)、「プライマル ASE-60」(商品名、ダウケミカル社製、ポリアクリル酸系増粘剤、固形分28%)1.8部(固形分0.5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、塗料固形分濃度(NVP3)が12%の第3水性着色塗料(P3-1)を得た。
製造例41において、配合組成及び塗料固形分濃度(NVP3)を下記表3に示す通りとする以外は、製造例41と同様にして、pH8.0の第3水性着色塗料(P3-2)~(P3-3)を得た。
製造例6で得た第1着色塗料(P1-1)、製造例17~38で得た第2水性塗料(P2-1)~(P2-22)、製造例41~43で得た第3水性着色塗料(P3-1)~(P3-3)及び下記クリヤーコート塗料を用いて、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6で得た水性第1着色塗料(P1-1)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1着色塗膜上に、製造例17で得た第2水性塗料(P2-1)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、1分間放置した。次いで、該未硬化の第2塗膜上に、製造例41で得た第3水性着色塗料(P3-1)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4μm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3着色塗膜上に「マジクロンKINO-1210TW」(商品名、関西ペイント社製、カルボキシル基含有樹脂とエポキシ基含有樹脂を含むアクリル樹脂系有機溶剤型クリヤーコート塗料、以下「クリヤーコート塗料(P4-1)」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塗膜、第3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、第1水性着色塗料、第2水性塗料、第3水性着色塗料及びクリヤーコート塗料の種類と硬化膜厚を下記表4に示す通りとする以外は、実施例1と同様にして試験板を作製した。
上記実施例1~19及び比較例1~6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4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、平滑性を下記基準にて評価した。LW値が小さいほど塗面の平滑性が高いことを示す。
A:LW値が15未満
B:LW値が15以上18未満
C:LW値が18以上20未満
D:LW値が20以上25未満
E:LW値が25以上。
撹拌混合容器内において、「アルミペースト GX-3108」(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77%)34.3部(固形分26.4部)、「アルペースト 6360NS」(商品名、東洋アルミニウム社製、アルミニウム顔料ペースト、アルミニウム含有量70%)15.1部(固形分10.6部)、2-エチル-1-ヘキサノール35部並びに製造例9で得た水酸基及びリン酸基を有するアクリル樹脂(AC-4)溶液22.2部(固形分11.1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、光輝性顔料分散液(X-11)を得た。
撹拌混合容器に、製造例7で得た水分散性水酸基含有アクリル樹脂水分散液(AC-2)100部(固形分30部)、製造例2で得た水酸基含有アクリル樹脂溶液(AC-1)10.2部(固形分5.6部)、製造例10で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(PE-2)28.6部(固形分20部)、製造例44で得た光輝性顔料分散液(X-11)106.8部、「サイメル325」(商品名、オルネクス社製、メラミン樹脂、固形分80%)37.5部(固形分30部)及び製造例14で得た黄色顔料分散液(X-5)28.9部(黄色酸化鉄顔料3.3部、水酸基含有アクリル樹脂(AC-1)固形分3.3部)を入れ、均一に混合し、更に、「アデカノール UH-756VF」(商品名、ADEKA社製、ウレタン会合型増粘剤、固形分32%)3.1部(固形分1.0部)、「プライマル ASE-60」(商品名、ダウケミカル社製、ポリアクリル酸系増粘剤、固形分28%)3.6部(固形分1.0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、塗料固形分濃度(NVP3)が14%の第3水性着色塗料(P3-4)を得た。
製造例45において、配合組成及び塗料固形分濃度(NVP3)を下記表5に示す通りとする以外は、製造例45と同様にして、pH8.0の第3水性着色塗料(P3-5)を得た。
製造例6で得た第1着色塗料(P1-1)、製造例24~38で得た第2水性塗料(P2-8)~(P2-22)、製造例45~46で得た第3水性着色塗料(P3-4)~(P3-5)及び前記クリヤーコート塗料を用いて、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。
実施例1において、第1水性着色塗料、第2水性塗料、第3水性着色塗料及びクリヤーコート塗料の種類と硬化膜厚を下記表6に示す通りとする以外は、実施例1と同様にして試験板を作製し、前記の試験方法により平滑性の評価を行なった。評価結果を下記表6に示す。
製造例2で得た水酸基含有アクリル樹脂溶液(AC-1)25部(樹脂固形分14部)、「Raven 5000 ULTRA III BEADS」(商品名、BIRLA CARBON社製、カーボンブラック顔料)7部、及び脱イオン水68部を混合し、2-(ジメチルアミノ)エタノールでpH7.5に調整した後、ペイントシェーカーで30分間分散して黒色顔料分散液(X-10)を得た。
撹拌混合容器に、製造例7で得た水分散性水酸基含有アクリル樹脂水分散液(AC-2)100部(固形分30部)、製造例2で得た水酸基含有アクリル樹脂溶液(AC-1)18.7部(固形分10.3部)、製造例10で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(PE-2)21.4部(固形分15部)、「ユーコートUX-8100」(商品名、三洋化成工業社製、ポリウレタン樹脂エマルション、固形分35%)28.6部(固形分10部)及び「サイメル325」(商品名、オルネクス社製、メラミン樹脂、固形分80%)40.6部(固形分32.5部)、2-エチル-1-ヘキサノール35.0部、製造例5で得た体質顔料分散液(X-3)16.0部(硫酸バリウム顔料5部、水酸基含有アクリル樹脂(AC-1)固形分2部)及び製造例47で得た黒色顔料分散液(X-10)1.44部(カーボンブラック顔料0.1部、水酸基含有アクリル樹脂(AC-1)固形分0.2部)を入れ、均一に混合し、更に、製造例12で得たアクリル会合型増粘剤希釈液(RC-1)10.0部(固形分2.0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23%の第2水性塗料(P2-23)を得た。
製造例48において、配合組成及び塗料固形分を下記表7に示す通りとする以外は、製造例48と同様にして、pH8.0の第2水性塗料(P2-24)~(P2-30)を得た。得られた第2水性塗料の粘度(V1P2)、塗着1分後の粘度(V2P2)、該塗着1分後の粘度(V2P2)の粘度(V1P2)に対する比(V2P2)/(V1P2)を下記表7に合わせて示す。
撹拌混合容器内において、「アルペースト 6360NS」(商品名、東洋アルミニウム社製、アルミニウム顔料ペースト、アルミニウム含有量70%)20.0部(固形分14.0部)、「アルミペースト GX-180A」(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%)18.9部(固形分14.0部)、2-エチル-1-ヘキサノール35部並びに製造例9で得た水酸基及びリン酸基を有するアクリル樹脂(AC-4)溶液16.8部(固形分8.4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、光輝性顔料分散液(X-12)を得た。
撹拌混合容器に、製造例7で得た水分散性水酸基含有アクリル樹脂水分散液(AC-2)91.7部(固形分27.5部)、製造例2で得た水酸基含有アクリル樹脂溶液(AC-1)9.3部(固形分5.1部)、製造例10で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(PE-2)21.4部(固形分15部)、製造例56で得た光輝性顔料分散液(X-12)90.9部、「サイメル325」(商品名、オルネクス社製、メラミン樹脂、固形分80%)43.8部(固形分35部)及び製造例47で得た黒色顔料分散液(X-10)64.6部(カーボンブラック顔料4.5部、水酸基含有アクリル樹脂(AC-1)固形分9.0部)を入れ、均一に混合し、更に、「アデカノール UH-756VF」(商品名、ADEKA社製、ウレタン会合型増粘剤、固形分32%)6.3部(固形分2.0部)、「プライマル ASE-60」(商品名、ダウケミカル社製、ポリアクリル酸系増粘剤、固形分28%)7.1部(固形分2.0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、塗料固形分濃度(NVP3)が14%の第3水性着色塗料(P3-6)を得た。
製造例57において、配合組成及び塗料固形分濃度(NVP3)を下記表8に示す通りとする以外は、製造例57と同様にして、pH8.0の第3水性着色塗料(P3-7)~(P3-10)を得た。
実施例32~45、比較例8~9
実施例1において、第1着色塗料、第2水性塗料、第3水性着色塗料及びクリヤーコート塗料の種類と硬化膜厚を下記表9に示す通りとする以外は、実施例1と同様にして試験板を作製した。
上記実施例32~45及び比較例8~9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9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、平滑性を下記基準にて評価した。LW値が小さいほど塗面の平滑性が高いことを示し、A、B及びCを合格とした。
A:LW値が15未満
B:LW値が15以上18未満
C:LW値が18以上20未満
D:LW値が20以上25未満
E:LW値が25以上。
フリップフロップ値=明度L*(15°)値/明度L*(110°)値
ここで、上記明度L*(15°)値は、多角度分光光度計「MA-68II」(商品名、x-rite社製)を用いて、測定対象面に垂直な軸に対し45°の角度から測定光を照射し、正反射角から測定光の方向に15°の角度で受光した光について測定した、L*a*b*表色系における明度L*を表す。
また、上記明度L*(110°)値は、多角度分光光度計「MA-68II」(商品名、x-rite社製)を用いて、測定対象面に垂直な軸に対し45°の角度から測定光を照射し、正反射角から測定光の方向に110°の角度で受光した光について測定した、L*a*b*表色系における明度L*を表す。
A:フリップフロップ値が14以上
B:フリップフロップ値が13以上14未満
C:フリップフロップ値が12以上13未満
D:フリップフロップ値が11以上12未満
E:フリップフロップ値が11未満。
A: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、
B: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、
C:メタリックムラが認められ、塗膜外観がやや劣る、
D:メタリックムラが多く認められ、塗膜外観が劣る。
撹拌混合容器内において、「Hydroshine WS-3001」(商品名、水性用蒸着アルミニウムフレーク顔料、Eckart社製、固形分:10%、内部溶剤:イソプロパノール、平均粒子径D50:13μm、厚さ:0.05μm、表面がシリカ処理されている)12部(固形分1.2部)、「アルペースト EMR-B6360」(商品名、東洋アルミ社製、固形分:47%、ノンリーフィングアルミニウムフレーク、平均粒子径D50:10.3μm、厚さ:0.19μm、表面がシリカ処理されている)を0.79部(固形分0.37部)、イソプロパノール8.3部及び脱イオン水8.3部を攪拌混合し、光輝性顔料分散液を得た。
攪拌混合容器に、脱イオン水40.0部、「アウロ・ヴィスコ」(商品名、増粘剤、王子製紙社製、リン酸エステル化セルロースナノファイバー、固形分2%)25.0部(固形分0.5部)、「Dynol604」(商品名、アセチレンジオール系湿潤剤、エボニックインダストリーズ社製、固形分100%)0.25部、製造例62で得た光輝性顔料分散液29.39部、製造例47で得た黒色顔料分散液(X-10)0.48部(カーボンブラック顔料0.033部、水酸基含有アクリル樹脂(AC-1)固形分0.067部)、「TINUVIN 479-DW」(商品名、紫外線吸収剤、BASF社製、ヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤、HPT系紫外線吸収剤TINUVIN479をアクリルポリマー中に包含、固形分40%)0.35部(固形分0.14部)、「TINUVIN 123-DW」(商品名、光安定剤、BASF社製、デカン二酸ビス(2,2,6,6-テトラメチル-1-(オクチルオキシ)-4-ピペリジニル)エステル、アミノエーテル基を持つHALS TINUVIN 123をアクリルポリマー中に包含、固形分50%)0.22部(固形分0.11部)、製造例7で得た水分散性水酸基含有アクリル樹脂水分散液(AC-2)2.22部(固形分0.67部)、2-エチル-1-ヘキサノール0.50部及び脱イオン水5.0部を攪拌混合し、塗料固形分濃度(NVP3)が3.2%の第3水性着色塗料(P3-11)を調整した。
製造例63において、配合組成及び塗料固形分濃度(NVP3)を下記表10に示す通りとする以外は、製造例63と同様にして、第3水性着色塗料(P3-12)~(P3-15)を得た。
実施例46
上記試験用被塗物に、前記製造例6で得た水性第1着色塗料(P1-1)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1着色塗膜上に、製造例49で得た第2水性塗料(P2-24)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10μmとなるように静電塗装し、1分間放置した。次いで、該未硬化の第2塗膜上に、製造例63で得た第3水性着色塗料(P3-11)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2μm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3着色塗膜上に「KINO-6510T」(商品名、関西ペイント社製、水酸基含有アクリル樹脂とポリイソシアネート化合物を含むアクリル樹脂系有機溶剤型クリヤーコート塗料、以下「クリヤーコート塗料(P4-2)」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塗膜、第3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。
x=sc/sg/S*10000
x:膜厚[μm]
sc:塗着固形分[g]
sg:塗膜比重[g/cm3]
S:塗着固形分の評価面積[cm2]
実施例46において、第3水性着色塗料の種類と硬化膜厚を下記表11に示す通りとする以外は、実施例46と同様にして試験板を作製した。
このうち、比較例10においては、第3水性着色塗料(P3-15)を塗装した際にタレが発生したため、下記評価を行わなかった。
上記実施例46~49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11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、平滑性を下記基準にて評価した。LW値が小さいほど塗面の平滑性が高いことを示し、A、B及びCを合格とした。
A:LW値が15未満
B:LW値が15以上18未満
C:LW値が18以上20未満
D:LW値が20以上25未満
E:LW値が25以上。
A: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、
B: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、
C:メタリックムラが認められ、塗膜外観がやや劣る、
D:メタリックムラが多く認められ、塗膜外観が劣る。
Claims (6)
- 下記の工程(1)~(6):
(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せしめる工程、
(2)工程(1)で得られる硬化電着塗膜上に第1着色塗料(P1)を塗装して、第1着色塗膜を形成せしめる工程、
(3)工程(2)で得られる第1着色塗膜上に第2水性塗料(P2)を塗装して、硬化膜厚(TP2)が5~20μmの範囲内である第2塗膜を形成せしめる工程、
(4)工程(3)で得られる第2塗膜上に第3水性着色塗料(P3)を塗装して、硬化膜厚(TP3)が0.5~7μmの範囲内である第3着色塗膜を形成せしめる工程であって、前記第3水性着色塗料(P3)は、バインダー成分(AP3)及び光輝性顔料(BP3)を含有し、かつ塗料固形分濃度(NVP3)が2~17質量%の範囲内である、工程、
(5)工程(4)で得られる第3着色塗膜上に、クリヤーコート塗料(P4)を塗装してクリヤーコート塗膜を形成せしめる工程、並びに
(6)工程(2)~(5)で形成される第1着色塗膜、第2塗膜、第3着色塗膜、及びクリヤーコート塗膜を含む複層塗膜を加熱することによって、前記複層塗膜を同時に硬化させる工程、
を含む、複層塗膜形成方法であって、
前記第2水性塗料(P2)の塗着1分後の粘度(V2P2)が、せん断速度0.1sec-1及び温度23℃の条件下で測定して、3~500Pa・secの範囲内であり、かつ前記塗着1分後の粘度(V2P2)の、前記第2水性塗料(P2)のせん断速度0.1sec-1及び温度23℃の条件下で測定した粘度(V1P2)に対する比(V2P2)/(V1P2)が、1.1/1~5/1の範囲内である、複層塗膜形成方法。 - 前記第1着色塗料(P1)が水性塗料である、請求項1に記載の複層塗膜形成方法。
- 前記第1着色塗膜の硬化膜厚(TP1)が15~40μmの範囲内である、請求項1又は2に記載の複層塗膜形成方法。
- 前記第2水性塗料(P2)のせん断速度0.1sec-1及び温度23℃の条件下で測定した粘度(V1P2)が20~300Pa・secの範囲内である、請求項1~3のいずれか1項に記載の複層塗膜形成方法。
- 前記第3水性着色塗料(P3)において、前記バインダー成分(AP3)及び前記光輝性顔料(BP3)の含有割合が、前記バインダー成分(AP3)の固形分100質量部を基準として、前記光輝性顔料(BP3)が3~500質量部の範囲内である、請求項1~4のいずれか1項に記載の複層塗膜形成方法。
- 前記第3水性着色塗料(P3)中の光輝性顔料(BP3)の含有割合が、前記第3水性着色塗料(P3)中の塗料固形分を基準として、3~80質量%の範囲内である、請求項1~5のいずれか1項に記載の複層塗膜形成方法。
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