JP7215816B2 - 自動車補修用パテ組成物及びこれを用いた補修塗装方法 - Google Patents
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Description
本発明のパテ組成物は、不飽和ポリエステル樹脂(A)、重合性不飽和化合物(B)及び体質顔料(C)を含有し、かつ、スチレンを実質的に含まない自動車補修用パテ組成物であって、体質顔料(C)の成分の少なくとも1種に、中空粒子(c1)及び平均粒子径2~25μmかつモース硬度が1~3の体質顔料(c2)を含有し、かつ、体質顔料(C)の顔料容積濃度(PVC)が、5~70%の範囲内であることを特徴とする。
不飽和ポリエステル樹脂(A)としては、多塩基酸を含む酸成分(a1)とアルコール成分(a2)をエステル化反応することにより得られる従来公知のポリエステル樹脂が制限なく使用できる。
前記酸成分(a1)は、少なくとも1種の多塩基酸を含む。
また、表面乾燥性をより向上できる点から、不飽和多塩基酸として、環状脂肪族不飽和多塩基酸を含有することが望ましい。かかる環状脂肪族不飽和多塩基酸としては、テトラヒドロフタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸等が挙げられ、特にメチルテトラヒドロ無水フタル酸が好適である。さらに特に、前記メチルテトラヒドロ無水フタル酸が、3-メチル-△4-テトラヒドロ無水フタル酸(別名、前記△(デルタ)は二重結合を示す記号であり、右肩の数が該二重結合の位置番号を示す。)の4つの立体異性体の中の1つであるシス-3-メチル-4-シクロヘキセン-シス,シス-1,2-ジカルボン酸無水物(以下、β-PMAAと略記することがある)の純度が、3-メチル-△4-テトラヒドロ無水フタル酸の総量に対して、50%を超える、さらに80%を超え、特に85%を超えるものを用いることが好ましい。
前記アルコール成分としては、分子内に水酸基を1つ以上有する化合物であり、具体的には、分子内に水酸基を2個以上有する多価アルコール、アリルエーテル基を有するヒドロキシ化合物等があげられる。
重合性不飽和化合物(B)としては、前記不飽和ポリエステル樹脂(A)以外の重合性不飽和基を分子内に1つ以上有する化合物であり、単官能重合性不飽和化合物と多官能重合性不飽和化合物が挙げられる。
本発明のパテ組成物は、体質顔料(C)として中空粒子(c1)と平均粒子径2~25μmかつモース硬度が1~3の体質顔料(c2)を含有することを特徴とする。
本発明で使用される中空粒子(c1)は、パテ組成物の比重の低減、かつ、塗装作業性向上の観点から配合されるものである。中空粒子(バルーンと呼ばれることもある)としては特に限定されず、例えば、発泡ポリスチレン粒子、発泡ポリエチレン粒子、発泡ポリプロピレン粒子、発泡ポリウレタンなどの樹脂発泡体粒子;パーライト、火山れき、バーミキュライト焼成物などの無機発泡体粒子;アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリル-スチレン共重合樹脂、アクリル-アクリロニトリル共重合樹脂、アクリル-スチレン-アクリロニトリル共重合樹脂、アクリロニトリル-メタアクリロニトリル共重合樹脂、アクリル-アクリロニトリル-メタアクリロニトリル共重合樹脂、塩化ビニリデン-アクリロニトリル共重合樹脂等の樹脂系中空粒子;シリカバルーン、シラスバルーン等のガラスバルーン、アルミナシリカバルーン等のセラミックバルーン等の無機バルーン;前記樹脂系中空粒子の表面をシリカ、アルミナ、炭酸カルシウム等の無機材料で装飾した有機無機複合バルーン等が挙げられ、これらは単独でまたは2種以上組み合わせて使用することができる。
本願発明のパテ組成物は、平均粒子径2~25μmかつモース硬度が1~3の体質顔料(c2)を含有する。前記体質顔料(c2)としては、平均粒子径が2~25μ、かつ、モース硬度が1~3の範囲内であれば良く、鉱物(天然無機質材料)又は化合物(沈降性金属化合物等の合成無機質材料)であっても良い。モース硬度とは、標準物質に対しての傷の付き方を元に硬度を数値化するものである。モース硬度は、柔らかいものから順に1から10までの標準物質が指定されており、具体的な標準物質としては、モース硬度1がタルク、2が石こう、3が方解石、4が蛍石、5が燐灰石、6が正長石、7が石英、8がトパーズ、9がコランダム、および10がダイヤモンドである。モース硬度はモース硬度計を用いて常法により測定できる。
本発明のパテ組成物には、さらに必要に応じて、例えば、硬化促進剤(4-ジメチルアミノ安息香酸、3-ジメチルアミノ安息香等のジメチルアミノ基含有安息香酸等などの芳香族アミン化合物や、オクチル酸コバルトなどの金属ドライヤー、脂肪族アミン、3級アミン類、4級アンモニウム塩などのアミン化合物など)や重合禁止剤、着色顔料(有機顔料やチタン白、酸化鉄等の無機顔料、好ましくは無機顔料)、防錆顔料(リン酸化合物、モリブデン化合物などの無機系防錆顔料や、ケトカルボン酸系などの有機防錆剤)、有機溶剤、紫外線安定剤、紫外線吸収剤、低収縮剤、酸化防止剤、皮張り防止剤、可塑剤、骨材、難燃剤、安定剤、強化材、減粘剤等の粘度調節剤、顔料分散剤、改質用樹脂、チキソ剤、チキソ助剤、消泡剤、レベリング剤、シランカップリング剤、パラフィン等の空気遮断剤、アルデヒド捕捉剤、脱水剤(オルソ蟻酸トリメチル、イソシアネート化合物などの有機系脱水剤やモレキュラーシーブなどの無機系脱水剤)等を配合することが可能である。
本発明のパテ組成物が適用される基材面としては、特に制限なく、鉄、亜鉛、アルミニウム、真鍮、銅、ブリキ、ステンレス鋼、亜鉛メッキ鋼、亜鉛合金(Zn-Al、Zn-Ni、Zn-Fe等)メッキ鋼等の金属素材やその化学処理面、各種プラスチック素材など、またこれらに塗装された塗装体などが挙げられる。
(製造例1)
攪拌機、窒素ガス導入管、水分離器、温度計及び還流冷却器を備えた2リットルの四つ口フラスコに、ジエチレングリコール(分子量106.12)4.74mol、トリメチロールプロパンジアリルエーテル(分子量214.31)0.63mol、フマル酸(分子量116.07)3.15mol、シス-3-メチル-4-シクロヘキセン-シス,シス-1,2-ジカルボン酸無水物(β-PMAA;分子量116.17)1.93molを仕込み、窒素ガスを吹き込みながら加熱を開始した。内温190℃にて脱水縮合反応を行い、酸価が26mgKOH/gになったところでメチルハイドロキノン0.33gを添加し、不飽和ポリエステル樹脂No.1を得た。得られた不飽和ポリエステル樹脂No.1のβ-PMAA含有率は30モル%、重量平均分子量は7,000であった。
攪拌機、窒素ガス導入管、水分離器、温度計及び還流冷却器を備えた2リットルの四つ口フラスコに、無水フタル酸(分子量148.10) 1.35mol、フマル酸(分子量116.07) 3.15mol、ジエチレングリコール 4.75mol及びトリメチロールプロパンジアリルエーテル 0.63molを仕込み、窒素ガスを吹き込みながら加熱を開始した。内温190℃にて脱水縮合反応を行い、酸価が20mgKOH/gになったところで、ハーフエステル化用の無水フタル酸(環状酸無水物、飽和多塩基酸) 0.25mol(全酸成分中5モル%)を追加投入し、内温130℃にて無水物のハーフエステル化反応を行い、メチルハイドロキノン0.33gを添加し、酸価30mgKOH/gの不飽和ポリエステル樹脂No.2を得た。得られた不飽和ポリエステル樹脂No.2の環状酸無水物の割合は、全酸成分の合計モル数に対して34モル%、重量平均分子量は7,000であった。
(実施例1)
上記製造例1で得られた不飽和ポリエステル樹脂No.1樹脂固形分55部に、重合性不飽和化合物として2-ヒドロキシエチルメタクリレート30部及びNKエステルBPE-80N(商品名、新中村化学工業社製、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート〔平均エトキシ化モル数2.3モル〕の化合物)5部、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート10部を加え、さらにモレキュラーシーブ5部、3-ジメチルアミノ安息香酸0.2部、オクチル酸コバルト1部、ハイドロキノン0.1部、酸化チタン5部、体質顔料として、中空粒子No.1を3部、タルクNo.1を35部、タルクNo.2を35部、炭酸カルシウムを20部及び無水炭酸マグネシウムを10部(体質顔料の合計質量103部)配合攪拌し、高速混練機で20分間混合分散して、主剤成分を得た。主剤成分に対し、シクロヘキサノンパーオキサイド30部及びエステル系有機溶剤70部含む硬化剤成分を2質量%添加し手攪拌で均一に混合しパテ組成物(P-1)を得た。
実施例1と同様に、表1に示す配合組成となるように各成分を夫々配合攪拌し、高速混練機で20分間混合分散して、各主剤成分を得た。各主剤成分に対して、シクロヘキサノンパーオキサイド30部及びエステル系有機溶剤70部含む硬化剤成分を2質量%、各々添加し手攪拌で均一に混合しパテ組成物(P-2)~(P-27)を得た。各パテ組成物のポットライフは従来と同等レベルで特に問題なく使用できるレベルであった。
*2)タルクNo.1:平均粒子径5μm、モース硬度1、真比重2.80g/cm3、
*3)タルクNo.2、平均粒子径14μm、モース硬度1、真比重2.77g/cm3、
*4)タルクNo.3、平均粒子径20μm、モース硬度1、真比重2.80g/cm3、
*5)炭酸カルシウム:平均粒子径13μm、モース硬度3、真比重2.70g/cm3。
*7)酸化マグネシウム:導電性フィラー、熱伝導率55W/m・K、平均粒子径3.5μm、モース硬度6、真比重3.65g/cm3。
*9)タルクNo.4:平均粒子径55μm、モース硬度1、真比重2.70g/cm3、
*10)タルクNo.5:平均粒子径1μm、モース硬度1、真比重2.70g/cm3。
(実施例20~38、比較例9~16)
上記で得られた各パテ組成物(P-1)~(P-27)を、基材1面上にヘラで塗布し、ならして2mm厚に塗布した試験塗板を作製し、各種試験に供して評価を行った。キワ(薄膜)部の想定は0-500ミクロン厚で傾斜塗装し試験塗板とし、パテ塗装部・未塗装部の間の薄膜部をキワ部と想定し、下記評価試験に供した。結果を表2に示す。基材としては、下記のものを使用した。
試験項目1.ヘラ付け性(塗装作業性)
各主剤パテベースと硬化剤を混合し、ヘラを用いて試験片にヘラ付けをする時の伸ばしやすさを調べた。その時のノビ、ヘラ切れ、ヘラサバキを調べた。
〇:ヘラ切れ、ヘラサバキが極めて良好、ノビはやや劣るが実用レベル
△:ノビ、ヘラ切れ、ヘラサバキのすべてがやや劣る
×:ノビ、ヘラ切れ、ヘラサバキのすべてが劣り、キワ部(薄膜部)をヘラ形成することが困難である。
上記で得られた各パテ組成物を基材1面上にヘラで塗布し、ならして2mm厚に塗布した試験塗板を作成し、仕上がり性を目視と表面粗度の測定により評価した。キワ(薄膜)部の想定は0-500ミクロン厚で傾斜塗装し試験塗板とし、パテ塗装部・未塗装部の間の薄膜部をキワ部と想定し、下記基準にて評価を行った。
◎:キワ部(薄膜部)が非常になめらかである
〇:キワ部(薄膜部)がなめらかである
△:キワ部(薄膜部)の部分的に粗い
×:キワ部(薄膜部)が全体的に粗くキワ部が形成できていない。
キワ部(パテ塗装部・未塗装部の間の薄膜部)の表面粗度を、JIS B 0601(表面粗さの定義と表示、1982年)に基づいて、サーフコム301(株式会社 ミツトヨ社製、商品名、表面粗さ測定機)を用いて、パテ膜の表面粗度「中心線平均粗さ(Ra)」を測定した。キワ部は3回測定しその平均値を求め下記の基準で評価した。
〇:Ra値が3~4であり、研磨作業性にほとんど影響はなく、良好
△:Ra値が4~6であり、研磨作業にやや時間がかかり影響がある
×:Ra値が6以上であり、研磨作業に大幅な時間がかかり、磨きにくい。
垂直面にパテを所定の厚さまで厚く盛った際のタレやすさを評価した。
○:1mm以上5mm以下の膜厚までタレずにパテを盛れる
△:0.5mm以上1mm未満の膜厚でタレてしまい、1mm以上パテを厚く盛るのが難しい
×:0.5mm以下の膜厚でタレてしまい、パテを厚く盛るのが難しい。
上記各試験塗板の表面を#400耐水ペーパーにて研磨し研磨のし易さを評価した。
○:研磨しやすい
△:若干研磨しづらい
×:研磨しづらい。
各上塗り塗装板を40℃の水に10日間浸漬した後、水中より取り出し、取り出した塗膜表面のフクレ(ブリスター)の有無を観察し、下記の基準で評価した。
○:塗膜の一部に極僅かにフクレが認められるが、実用上問題ないレベル
△:塗膜の一部にフクレが認められる
×:塗膜全面に著しいフクレが認められる。
Claims (7)
- 不飽和ポリエステル樹脂(A)、重合性不飽和化合物(B)及び体質顔料(C)を含有し、かつ、スチレンを実質的に含まない自動車補修用パテ組成物であって、前記体質顔料(C)の成分の少なくとも1種に、中空粒子(c1)及び平均粒子径2~25μmかつモース硬度が1~3かつ熱伝導率が10W/m・K未満の体質顔料(c2)、及び熱伝導率が10W/m・K以上の熱伝導性フィラーを含有し、 前記体質顔料(C)の顔料容積濃度(PVC)が5~70%の範囲内であることを特徴とする自動車補修用パテ組成物。
- 前記体質顔料(c2)が、タルク(含水ケイ酸マグネシウム)、炭酸カルシウム、カオリンクレーから選ばれる少なくとも1種である請求項1に記載の自動車補修用パテ組成物。
- 前記体質顔料(C)のうち、中空粒子(c1)及び平均粒子径2~25μm以下かつモース硬度が1~3の体質顔料(c2)の併用比率が、顔料容積濃度比で成分(c1)/成分(c2)=20/80~80/20の範囲内である請求項1又は請求項2に記載の自動車補修用パテ組成物。
- 前記体質顔料(C)の全質量に対して、中空粒子(c1)及び平均粒子径2~25μm以下かつモース硬度が1~3の体質顔料(c2)合計質量が、70質量%以上である請求項1~3のいずれか1項に記載の自動車補修用パテ組成物。
- 前記成分(B)が、その成分の一部として、環状構造を有する重合性不飽和化合物(b1)を含有する請求項1~4のいずれか1項に記載の自動車補修用パテ組成物。
- 前記自動車補修用パテ組成物の比重が0.5~1.7の範囲内である請求項1~5のいずれか1項に記載の自動車補修用パテ組成物。
- 塗装体の損傷部に、請求項1~6のいずれか1項に記載の自動車補修用パテ組成物を充填する工程(1)、充填されたパテ組成物を乾燥する工程(2)、乾燥して形成したパテ層を研磨する工程(3)、研磨されたパテ層上に補修用塗料組成物を塗装する工程(4)、を順次行う補修塗装方法。
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