JP7179419B2 - 塗膜形成方法 - Google Patents
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1.被塗物に、着色顔料を含むカラーベース塗料を塗装し、カラーベース塗料を塗装して得られた塗膜上に、リン酸基含有アクリル樹脂(A)、ポリイソシアネート化合物(B)及びセルロース樹脂(C)を含有するバインダ成分、並びに蒸着アルミニウム顔料(D)を含むメタリックベース塗料を塗装し、メタリックベース塗料を塗装して得られた塗膜上にさらにクリヤー塗料を塗装する塗膜形成方法であって、蒸着アルミニウム顔料(D)の平均粒子径が5~20μmの範囲内であり、厚さが0.01~0.2μmの範囲内であって且つアスペクト比が100~700の範囲内であることを特徴とする塗膜形成方法、
2.メタリックベース塗料が、リン酸基含有アクリル樹脂(A)、ポリイソシアネート化合物(B)及びセルロース樹脂(C)を含有するバインダ成分の固形分合計100質量部に対して、蒸着アルミニウム顔料(D)を50~100質量部含有する1項に記載の塗膜形成方法、
3.メタリックベース塗料におけるリン酸基含有アクリル樹脂(A)が、構成する全モノマーの合計量に対して、リン酸基含有重合性不飽和モノマー(a1)3~48質量%、水酸基含有重合性不飽和モノマー(a2)6~45質量%及びその他の重合性不飽和モノマー(a3)10~91質量%からなるモノマー混合物の共重合体樹脂である1項又は2項に記載の塗膜形成方法、
4.カラーベース塗料が、形成される硬化塗膜(膜厚25μm)のガラス転移温度Tgが60~100℃の範囲内、架橋点間分子量Mcが300~2000の範囲内である1~3項のいずれか1項に記載の塗膜形成方法、
5.塗装して得られる複層塗膜の60度鏡面光沢度が150~300の範囲内である1~4項のいずれか1項に記載の塗膜形成方法、
に関する。
ガラス転移温度の測定は、測定に供するカラーベース塗料を、PTFE板上に硬化膜厚が25μmになるように塗布し、80℃にて30分間の硬化条件によって硬化塗膜を形成した後、得られた硬化塗膜を長さ30mm、幅5mmの短冊状に裁断する。次に、該硬化塗膜をPTFE板から剥離し、得られた短冊状の硬化塗膜を試料として、DINAMIC VISCOELASTOMETER MODEL VIBRON(ダイナミックビスコエラストメータ モデルバイブロン)DDV-II EA型(東洋ボールドウィン社製、自動動的粘弾性測定機)を用いて周波数110Hz、昇温速度4℃/分の測定条件で、動的ガラス転移温度Tgを測定する。
架橋間の樹脂の分子量を架橋点間分子量といい、架橋密度が大きくなるほどこの値は小さくなる。本発明の硬化塗膜の架橋点間分子量は、上記硬化塗膜のガラス転移温度を測定する際に得られた最小弾性率の値を下記ゴム粘弾性理論式にあてはめて求めた理論計算値である。
ここで、
Mc:架橋点間分子量(g/mol)、
ρ :試料塗膜の密度(g/m3)、
R :気体定数(8.314J/K/mol)、
T :最小弾性率のときの絶対温度(K)、
Emin:温度Tのときの最小弾性率(Pa)。
リン酸基含有アクリル樹脂(A)は、リン酸基含有重合性不飽和モノマー(a1)、水酸基含有重合性不飽和モノマー(a2)及びその他の重合性不飽和モノマー(a3)からなるモノマー混合物の共重合体樹脂である。
リン酸基含有重合性不飽和モノマー(a1)は、1分子中に1個以上のリン酸基(例えば、-PO4H2基又は-HPO4-基)を含有する重合性不飽和モノマーである。リン酸基含有重合性不飽和モノマー(a1)を、以下「モノマー(a1)」と略称することがある。
Xは炭素数1~12のアルキレン基であり、好ましくは炭素数1~4程度である。アルキレン基としては、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン等が挙げられる。
水酸基含有重合性不飽和モノマー(a2)は、1分子中に1個以上の水酸基を含有する重合性不飽和モノマーである。水酸基含有重合性不飽和モノマー(a2)を、以下「モノマー(a2)」と略称することがある。
その他の重合性不飽和モノマー(a3)は、前記リン酸基含有重合性不飽和モノマー(a1)と前記水酸基含有重合性不飽和モノマー(a2)以外のモノマーである。その他の重合性不飽和モノマー(a3)を、以下「モノマー(a3)」と略称することがある。
ポリイソシアネート化合物(B)は、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有する化合物であって、イソシアネート基がブロック剤でブロックされたブロック化ポリイソシアネート、イソシアネート基がブロック剤でブロックされていないポリイソシアネートのいずれでも使用できる。
セルロース樹脂(C)としては、例えば、ニトロセルロース、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネートなどが挙げられる。これらのうちセルロースアセテートブチレートが好適である。
蒸着アルミニウム顔料(D)は、蒸着アルミニウム膜を細断して鱗片状とした顔料である。このような蒸着アルミニウム顔料(D)の製造方法は、限定されるものではないが、例えば、配向ポリプロピレン、結晶性ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチックフィルムをベースフィルムとして用い、その上に剥離剤を塗布し、剥離剤の上にアルミニウムの蒸着を行う。次いで、アルミニウムの蒸着後、蒸着アルミニウムの酸化を防止するため、例えば、蒸着面の上にトップコート剤を塗布する。その後に、上記蒸着アルミニウム膜を上記ベースフィルムから剥離し、これを細断することにより鱗片状のアルミニウムとし、さらに分級することにより得ることができる。
る。
本発明で使用されるメタリックベース塗料は、必要に応じて、紫外線吸収剤(E)をさらに含有することができる。紫外線吸収剤(E)としては、従来から公知のものが使用でき、例えば、ベンゾトリアゾール系吸収剤、トリアジン系吸収剤、サリチル酸誘導体系吸収剤、ベンゾフェノン系吸収剤等を使用できる。
また、本発明で使用されるメタリックベース塗料には、必要に応じて、その他の顔料、触媒、その他の顔料分散剤、その他の樹脂(例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂)、染料、可塑剤、反応性希釈剤、沈降防止剤、光安定剤、酸化防止剤、表面調整剤、界面活性剤、NAD、レオロジーコントロール剤、増粘剤、消泡剤、滑剤、架橋性重合体粒子(ミクロゲル)、有機溶剤などを1種又は2種以上を組み合わせてさらに含有することができる。
撹拌機、温度計、還流冷却器等の備わった反応槽に、プラクセルFM-2D(*1)358部を入れ、反応液中に乾燥空気をバブリングさせながら、50~60℃で五酸化リン63.9部を少しずつ添加した。全量添加後、60℃で5時間熟成し、脱イオン水9.0部を加え、さらに80℃にて5時間熟成を行ってリン酸基含有モノマーaを得た。
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、ジプロピレングリコールジメチルエーテル120部を入れ、110℃に加熱し、同温度に保持しつつ、下記モノマー混合物を4時間かけて滴下し、滴下終了後1時間攪拌し熟成を行なった。
ライトエステルP-1M (*2) 3部
2-ヒドロキシエチルメタクリレート 10部
プラクセルFM-3X (*3) 25部
n-ブチルアクリレート 10部
ラウリルメタクリレート 10部
ジメチルアミノエチルメタクリレート 1部
スチレン 41部
2,2’-アゾビスイソブチロニトリル 5部。
(*3)プラクセルFM-3:ダイセル化学工業(株)製、商品名、2-ヒドロキシエチルメタクリレート1モルにε-カプロラクトン3モルを付加したモノマー
製造例2において、モノマー混合物を下記表1とする以外は製造例2と同様にして、リン酸基含有アクリル樹脂(A-2)~(A-9)を得た。なお、表中の配合内容における数値は、固形分としての質量部を表す。併せて、重量平均分子量、水酸基価及び酸価を示した。
製造例2において、モノマー混合物を下記表1とする以外は製造例2と同様にして、アクリル樹脂(A-10)を得た。なお、表中の配合内容における数値は、固形分としての質量部を表す。併せて、重量平均分子量、水酸基価及び酸価を示した。
下記の工程1及び工程2によって、メタリックベース塗料(M-1)を得た。
下記表2~4の配合内容とする以外は、実施例1と同様にしてメタリックベース塗料(M-2)~(M-34)を得た。
(*4)デュラネートMF-K60X:旭化成ケミカルズ社製、活性メチレンブロックされたヘキサメチレンジイソシアネートの樹脂溶液、固形分60%
(*5)デスモジュールBL-3175:住化バイエルウレタン社製、メチルエチルケトオキシムでブロックされたヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型ポリイソシアネート化合物溶液、固形分約75%
(*6)サイメル303:ダイセル・オルネクス社製、商品名、メチルエーテル化メラミン樹脂
(*7)CAB-381-20:セルロースアセテートブチレート、イ-ストマンケミカルプロダクト社製、商品名、アセチル基含有量=13.5%、ブチリル基含有量=37%、数平均分子量は70,000。
(*8)CAP-482-20:セルロースアセテートプロピオネート、イ-ストマンケミカルプロダクト社製、商品名、アセチル基含有量=2.5%、プロピオニル基含有量=46%、数平均分子量は75,000
(*9)CAB-551-0.2:セルロースアセテートブチレート、イ-ストマンケミカルプロダクト社製、商品名、アセチル基含有量=2.0%、ブチリル基含有量=52%、数平均分子量は30,000。
(*10)ニトロセルロースDHX30-50:ノーベル社製、商品名、ニトロセルロース、窒素含有量約12%、数平均分子量は76,000。
(*11)HOSTAVIN 3206HP LIQ:デュポン社製、商品名、紫外線吸収剤
(*12)TINUVIN 292:BASF社製、商品名、紫外線吸収剤
(*13)TINUVIN 123:BASF社製、商品名、光安定剤
(*14)Metasheen71-0010:BASF社製、商品名、蒸着アルミニウム顔料、平均粒子径12μm、厚み20nm、固形分10%
(*15)Metalure L55700:Eckart社製、商品名、蒸着アルミニウム顔料、平均粒子径11μm、厚み35nm
(*16)Starbrite 2100-EAC:Silberline Manufacturing社製、商品名、蒸着アルミニウム顔料、平均粒子径10μm、厚み30nm
(*17)6360NS:東洋アルミ社製、商品名、アルミニウム顔料、平均粒子径10μm、厚み250nm
(*18)MS650 Moonlight-Silver:東洋アルミ社製、商品名、アルミニウム顔料、平均粒子径13μm、厚み60nm
カラーベース塗料(BC-1):水酸基含有アクリル樹脂/ポリイソシアネート化合物/着色顔料(カーボンブラック、酸化チタン、フタロシアニンブルー)含有。形成される硬化塗膜(膜厚25μm)のガラス転移温度Tgが98℃、架橋点間分子量Mcが657。
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、酢酸ブチル45部を仕込み、窒素ガスを吹き込みながら115℃で攪拌し、この中にスチレン30部、イソボルニルアクリレート30部、2-エチルヘキシルアクリレート3部、t-ブチルメタクリレート9部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート28部、酢酸ブチル10部及び2,2´-アゾビスイソブチロニトリル2部からなるモノマー混合物を4時間かけて均一速度で滴下し、さらに同温度で1時間熟成した。その後さらに酢酸ブチル15部及び2,2´-アゾビスイソブチロニトリル1.0部の混合物を3時間かけて反応容器に滴下し、滴下終了後1時間熟成させたのち、酢酸ブチルで希釈し、固形分50%の水酸基含有アクリル樹脂(W-1)溶液を得た。
表5に示す配合組成となるように水酸基含有アクリル樹脂(W-1)溶液及び顔料を混合・攪拌して固形分約40%の各主剤を作成した。この主剤に硬化剤(「TLA-100」、旭化成社製、ポリイソシアネート)を加え、均一に混合した。次いで、得られた混合物に希釈溶剤を添加し、20℃におけるフォードカップNo.4による粘度が25秒である各クリヤー塗料(CC-1)~(CC-8)を得た。
ABS基板上にカラーベース塗料(BC-1)を硬化膜厚で25μmとなるようにエアスプレー塗装し、室温で3分間放置した後、その上にメタリックベース塗料(M-1)を硬化膜厚で0.5μm以下となるようにエアスプレー塗装し、室温で3分間放置した後、クリヤー塗料(CC-1)を乾燥膜厚35μmとなるようエアスプレー塗装し、80℃で20分加熱して硬化させて、複層塗膜を有する試験塗板を得た。
実施例1において各塗料を表6及び表7のとおりとする以外は実施例1と同様にして各試験塗板を得た。
メタリックベース塗料(NV40%)を100mLのガラス容器に入れ、35℃にて35日間容器中に密閉して貯蔵した。その後の状態を以下の基準で判断した。
Aは、やや粘度上昇がみられるが、1分間以下の撹拌でもとの状態に戻る
Bは、粘度上昇がみられ、1分間を超えて10分間以下の撹拌でもとの状態に戻る
Cは、層分離がみられ塗料として使用できない
各試験板を目視にて観察し、メタリックムラの発生度合を下記基準で評価した。
Aは、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は、メタリックムラがかなり認められ、塗膜外観がやや劣る
Cは、メタリックムラが多く認められ、塗膜外観が劣る
各試験板について、40℃の温水に240時間浸漬した後、水洗いをして、JIS K 5600-5-6(1990)に準じて塗膜に2mm×2mmのゴバン目100個を作り、その面に粘着テープを貼着し急激に剥がした後に、塗面に残ったゴバン目塗膜の数を評価した。
Aは、残存個数/全体個数=100個/100個で縁欠けあり
Bは、残存個数/全体個数=99個~90個/100個
Cは、残存個数/全体個数=89個以下/100個
促進耐候性試験には、JIS B 7754に規定されたスーパーキセノンウェザオメーター(商品名、スガ試験機社製)を使用し、1時間42分間のキセノンアークランプの照射と18分間の降雨の条件による2時間を1サイクルとして、500サイクルの繰り返し試験終了後の塗板と、実験室内に保管しておいた控え塗板(初期)と比較して評価を行なった。
Aは、塗膜に僅かな黄変が認められるがワレの発生がなく、初期と試験後における試験板において、JIS Z 8730に準拠する色差△Eが1.0以上かつ2.0未満であり、製品とした場合に問題がないレベル
Bは、塗膜に黄変が認められるがワレの発生がなく、初期と試験後における試験板において、JIS Z 8730に準拠する色差△Eが2.0以上かつ3.0未満である
Cは、塗膜の黄変が認められ、初期と試験後における試験板において、JIS Z 8730に準拠する色差△Eが3.0以上であるか、又は塗膜にワレが生じている
60度鏡面光沢度を、JIS K5600-4-7に準拠して測定した。測定には日本
電飾株式会社製の光沢計(型番VG-2000)を用い、下記の基準で評価した。
Sは、鏡面光沢度が220以上で、かつ270未満
Aは、鏡面光沢度が200以上で、かつ220未満
Bは、鏡面光沢度が150以上で、かつ200未満
Cは、鏡面光沢度が150未満
Claims (3)
- 被塗物に、着色顔料を含むカラーベース塗料を塗装し、カラーベース塗料を塗装して得られた塗膜上に、リン酸基含有アクリル樹脂(A)、ポリイソシアネート化合物(B)及びセルロース樹脂(C)を含有するバインダ成分、並びに蒸着アルミニウム顔料(D)を含むメタリックベース塗料を塗装し、メタリックベース塗料を塗装して得られた塗膜上にさらにクリヤー塗料を塗装する塗膜形成方法であって、
蒸着アルミニウム顔料(D)の平均粒子径が5~20μmの範囲内であり、厚さが0.01~0.2μmの範囲内であって且つアスペクト比が100~700の範囲内であり、
メタリックベース塗料が、リン酸基含有アクリル樹脂(A)、ポリイソシアネート化合物(B)及びセルロース樹脂(C)の固形分合計100質量部に対して、蒸着アルミニウム顔料(D)を50~100質量部含有し、
カラーベース塗料が、形成される硬化塗膜(膜厚25μm)のガラス転移温度Tgが60~100℃の範囲内、架橋点間分子量Mcが300~2000の範囲内であることを特徴とする塗膜形成方法。 - メタリックベース塗料におけるリン酸基含有アクリル樹脂(A)が、構成する全モノマーの合計量に対して、リン酸基含有重合性不飽和モノマー(a1)3~48質量%、水酸基含有重合性不飽和モノマー(a2)6~45質量%及びその他の重合性不飽和モノマー(a3)10~91質量%からなるモノマー混合物の共重合体樹脂である請求項1に記載の塗膜形成方法。
- 塗装して得られる複層塗膜の60度鏡面光沢度が150~300の範囲内である請求項1又は2に記載の塗膜形成方法。
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