JP7397026B2 - 塗料組成物セット - Google Patents
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Description
[1]
着色塗膜(A)を形成する着色塗料組成物(a)と、前記着色塗膜(A)上に塗布されて光輝性塗膜(B)を形成する光輝性塗料組成物(b)と、前記光輝性塗膜(B)上に塗布されてクリヤー塗膜(C)を形成するクリヤー塗料組成物(c)と、を含む、塗料組成物セットであって、
前記着色塗料組成物(a)は、水酸基含有樹脂(a1)、第1硬化剤(a2)および着色顔料(a3)を含み、
前記水酸基含有樹脂(a1)は、3,000以下の数平均分子量を有する第1水酸基含有樹脂(a11)、および、10万以上の数平均分子量を有する第2水酸基含有樹脂(a12)を含み、
前記光輝性塗料組成物(b)は、鱗片状顔料(b1)、セルロースエステル誘導体(b2)、セルロースナノファイバー(b3)、リン酸基含有化合物(b4)および水性溶媒(b5)を含み、
前記光輝性塗料組成物(b)の固形分含有率は、0.1質量%以上12質量%以下であり、
前記クリヤー塗料組成物(c)は、第3水酸基含有樹脂(c1)および第2硬化剤(c2)を含む2液型である、塗料組成物セット。
前記第2水酸基含有樹脂(a12)のpH8の水溶液中における粒子径は、150nm以上である、上記[1]に記載の塗料組成物セット。
前記第1水酸基含有樹脂(a11)の含有量は、前記着色塗料組成物(a)の全樹脂固形分の8質量%以上60質量%以下である、上記[1]または[2]に記載の塗料組成物セット。
前記リン酸基含有化合物(b4)は、炭素数4~30のアルキル基を有するアルキルリン酸エステル(b41)、および、リン酸基価が5mgKOH/g以上300mgKOH/g以下のリン酸基含有ポリマー(b42)の少なくとも一方を含む、上記[1]~[3]のいずれかに記載の塗料組成物セット。
前記セルロースエステル誘導体(b2)の酸価は、20mgKOH/g以上である、上記[1]~[4]のいずれかに記載の塗料組成物セット。
前記鱗片状顔料(b1)の含有量は、前記光輝性塗料組成物(b)の全固形分の3質量%以上50質量%以下である、上記[1]~[5]のいずれかに記載の塗料組成物セット。
前記リン酸基含有化合物(b4)の含有量は、前記光輝性塗料組成物(b)の全固形分の0.1質量%以上15質量%以下である、上記[1]~[6]のいずれかに記載の塗料組成物セット。
前記光輝性塗料組成物(b)は、さらに、表面調整剤(b6)を含む、上記[1]~[7]のいずれかに記載の塗料組成物セット。
前記着色塗料組成物(a)は、さらに、リン酸基含有化合物(a4)を含む、上記[1]~[8]のいずれかに記載の塗料組成物セット。
前記光輝性塗料組成物(b)は、未硬化の着色塗膜(A)上に塗布される、上記[1]~[9]のいずれかに記載の塗料組成物セット。
前記クリヤー塗料組成物(c)は、未硬化の光輝性塗膜(B)上に塗布される、上記[1]~[10]のいずれかに記載の塗料組成物セット。
本実施形態に係る塗料組成物セットは、着色塗膜(A)を形成する着色塗料組成物(a)と、着色塗膜(A)上に塗布されて光輝性塗膜(B)を形成する光輝性塗料組成物(b)と、光輝性塗膜(B)上に塗布されてクリヤー塗膜(C)を形成するクリヤー塗料組成物(c)と、を備える。すなわち、本実施形態に係る塗料組成物セットは、着色塗膜(A)と、着色塗膜(A)上に形成される光輝性塗膜(B)と、光輝性塗膜(B)上に形成されるクリヤー塗膜(C)と、を備える複層塗膜の形成に用いられる。
着色塗料(a)は、水酸基含有樹脂(a1)、第1硬化剤(a2)および着色顔料(a3)を含む。着色塗料(a)は、必要に応じて、リン酸基含有化合物(a4)および各種添加剤等を含む。着色塗料(a)は、水酸基含有樹脂(a1)、第1硬化剤(a2)および着色顔料(a3)、さらにはリン酸基含有化合物(a4)(以下、第1リン酸基含有化合物(a4)と称する。)および各種添加剤等の混合物を、第1溶媒(a5)で希釈することにより調製される。着色塗料(a)は、1液型塗料であってよく、2液型塗料等の多液型塗料であってよい。
水酸基含有樹脂(a1)は、塗膜形成樹脂であって、第1硬化剤(a2)によって架橋されて塗膜を形成する。
第1水酸基含有樹脂(a11)は、3,000以下の数平均分子量を有する。このように小さな分子量を有する第1水酸基含有樹脂(a11)は、硬化される前に、光輝性塗料(b)の内部へと移行することができる。第1水酸基含有樹脂(a11)が、クリヤー塗料(c)から光輝性塗料(b)の内部へと移行してきた第2硬化剤(c2)と反応すると、光輝性塗膜の構成要素の一部になる。その結果、光輝性塗膜(B)の密着性が向上する。第1水酸基含有樹脂(a11)の数平均分子量は、2,000以下であってよい。第1水酸基含有樹脂(a11)の少なくとも一部が、光輝性塗料(b)の内部へと移行する。
第2水酸基含有樹脂(a12)は、10万以上の数平均分子量を有する。このように大きな分子量を有する第2水酸基含有樹脂(a12)は、例えば、塗装および/または硬化工程の際、鱗片状顔料が着色塗膜(A)側に落ち込むことを抑制する。その結果、鱗片状顔料の配向性が向上する。第2水酸基含有樹脂(a12)の数平均分子量は、20万以上であってよく、30万以上であってよい。
第1硬化剤(a2)は特に限定されず、水酸基含有樹脂(a1)に応じて適宜選択すればよい。第1硬化剤(a2)としては、例えば、アミノ樹脂、尿素樹脂、ポリイソシアネート化合物、エポキシ基含有化合物、カルボキシ基含有化合物、カルボジイミド基含有化合物、ヒドラジド基含有化合物およびセミカルバジド基含有化合物が挙げられる。ポリイソシアネート化合物は、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化合物を包含する。これらは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。なかでも、得られる塗膜の諸性能およびコストの点で、アミノ樹脂およびポリイソシアネート化合物が好ましい。
着色顔料(a3)は特に限定されない。着色顔料(a3)としては、例えば、アゾキレート系顔料、不溶性アゾ系顔料、縮合アゾ系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、フタロシアニン系顔料、インジゴ顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、ジオキサン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料および金属錯体顔料等の有機系着色顔料:黄鉛、黄色酸化鉄、ベンガラ、カーボンブラックおよび二酸化チタン等の無機系着色顔料が挙げられる。これらは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。
着色塗料(a)は、さらに、第1リン酸基含有化合物(a4)を含むことが好ましい。この場合、水酸基含有樹脂(a1)(主として、第2水酸基含有樹脂(a12))と第1硬化剤(a2)との硬化反応が促進されて、着色塗膜(A)の密着性が向上し易くなる。
アルキルリン酸エステル(a41)は、炭素数4~30のアルキル基を有する。アルキルリン酸エステル(a41)としては、モノアルキルリン酸エステル、ジアルキルリン酸エステル、およびこれらの混合物が挙げられる。ジアルキルリン酸エステルにおいて、2つのアルキル基は同じであってよく、異なっていてよい。ジアルキルリン酸エステルは、好ましくは、同じ2つのアルキル基を有する。
リン酸基含有ポリマー(a42)は、5mgKOH/g以上300mgKOH/g以下のリン酸基価を有する。リン酸基価がこの範囲であると、密着性とともに耐水性が向上し易い。リン酸基含有ポリマー(a42)のリン酸基価は、10mgKOH/g以上が好ましく、50mgKOH/g以上がより好ましい。リン酸基含有ポリマー(a42)のリン酸基価は、250mgKOH/g以下が好ましい。一態様において、リン酸基含有ポリマー(a42)は、50mgKOH/g以上300mgKOH/g以下のリン酸基価を有する。
第1溶媒は特に限定されない。第1溶媒は水(脱イオン水)であってよく、有機溶媒であってよく、これらの組み合わせであってよい。なかでも、低VOC(Volatile Organic Compounds)の観点から、水が好ましい。第1溶媒に占める水の割合は、50質量%以上が好ましく、80質量%以上が好ましい。
プロピ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メチルエーテル、エチレングリコールイソプロピルエーテル、エチレングリコール-t-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、エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、プロピレングリコールモノブチルエーテルなどのエーテル系溶媒;メタノール、エタノール、エトキシプロパノール、ブタノール、メトキシブタノール、メチルメトキシブタノール、プロピルアルコール、2-エチルヘキサノールなどのアルコール系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒;スワゾール、シェルゾール、ミネラルスピリットなどの脂肪族炭化水素系溶剤;キシレン、トルエン、ソルベッソ-100(S-100)、ソルベッソ-150(S-150)などの芳香族系溶剤が挙げられる。これらは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。
着色塗料(a)は、その他、必要に応じて種々の添加剤を含み得る。添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、消泡剤、表面調整剤、分散剤、ピンホール防止剤が挙げられる。
光輝性塗料(b)は、鱗片状顔料(b1)、セルロースエステル誘導体(b2)、セルロースナノファイバー(b3)、リン酸基含有化合物(b4)および水性溶媒(b5)を含む。光輝性塗料(b)は、必要に応じて、表面調整剤(b6)および各種添加剤等を含む。光輝性塗料(b)は、鱗片状顔料(b1)、セルロースエステル誘導体(b2)、セルロースナノファイバー(b3)およびリン酸基含有化合物(b4)(以下、第2リン酸基含有化合物と称する。)、さらには表面調整剤(b6)および各種添加剤等の混合物を、水性溶媒(b5)で希釈することにより調製される。
鱗片状顔料は、光を反射する限り特に限定されない。金属調の質感が向上し易い点で、鱗片状顔料のアスペクト比は、2以上が好ましい。アスペクト比は、鱗片状顔料の一方の主面の長径と、鱗片状顔料の2つの主面の間の距離(厚さ)との比:長径/厚さである。鱗片状顔料のアスペクト比は、10以上1000以下であってよい。
セルロースエステル誘導体は、鱗片状顔料の配列性をさらに向上させる。
セルロースナノファイバー(CNF)は、光輝性塗料中で網目状に分散し、塗料の粘度を上昇させる。CNFは、さらに、鱗片状顔料の沈降を抑制する。
カルボキシル基の量[mmol/gTEMPO酸化型CNF]=a[mL]×0.05/TEMPO酸化型CNFの質量[g]
光輝性塗料(b)は、第2リン酸基含有化合物(b4)を含む。これにより、鱗片状顔料(b1)の分散性が向上して、さらに配列性が高まる。加えて、光輝性塗膜(B)中における、第1水酸基含有樹脂(a11)と第2硬化剤(c2)との硬化反応が促進されて、光輝性塗膜(B)の密着性がより向上し易くなる。
水性溶媒としては、純水、イオン交換水、蒸留水、水道水、工業水などの各種水が挙げられる。光輝性塗料(b)は、水性溶媒とともに、上記の有機溶媒を含んでもよい。水性溶媒(b5)の量は特に限定されず、光輝性塗料(b)の固形分含有率が0.1質量%以上10質量%以下になるように、設定される。
光輝性塗料(b)は、表面調整剤(b6)を含むことが好ましい。これにより、光輝性塗料(b)の表面張力が制御されて、鱗片状顔料(b1)は、さらに光輝性塗膜(B)と平行に配列し易くなる。加えて、光輝性塗料(b)の未硬化の着色塗膜(A)に対する濡れ性が向上し易くなって、層間の密着性が向上する。
光輝性塗料(b)は、その他、必要に応じて種々の添加剤を含み得る。添加剤としては、例えば、界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、消泡剤、分散剤、ピンホール防止剤、セルロースエステル誘導体(b2)およびセルロースナノファイバー(b3)以外の粘度調整剤、鱗片状顔料(b1)以外の顔料が挙げられる。
クリヤー塗料(c)は、第3水酸基含有樹脂(c1)および第2硬化剤(c2)を含む2液型である。2液型のクリヤー塗料を用いることにより、より高い塗膜性能が得られ易い。第2硬化剤(c2)は、第3水酸基含有樹脂(c1)と反応してクリヤー塗膜(C)を形成するとともに、光輝性塗料(b)内に移動して、第1水酸基含有樹脂(a11)と反応し、光輝性塗膜(B)を形成する。第1水酸基含有樹脂(a11)は、着色塗料(a)から供給される。
第3水酸基含有樹脂(c1)は、1以上の水酸基を有しており、第1水酸基含有樹脂(a11)および/または第2水酸基含有樹脂(a12)として例示されたのと同様の樹脂が挙げられる。ただし、その数平均分子量は限定されない。具体的には、水酸基含有アクリル樹脂、水酸基含有ポリエステル樹脂、水酸基含有ポリエーテル樹脂、水酸基含有ポリウレタン樹脂が挙げられる。これらは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。なかでも、水酸基含有アクリル樹脂が好ましい。
第2硬化剤(c2)は特に限定されず、第3水酸基含有樹脂(c1)に応じて適宜選択すればよい。第2硬化剤(c2)としては、第1硬化剤(a2)として例示されたのと同様の硬化剤が挙げられる。なかでも、得られる塗膜の諸性能およびコストの点で、ポリイソシアネート化合物が好ましい。
クリヤー塗料(c)は、必要に応じて、第2溶媒(c3)を含む。
第2溶媒(c3)は、有機溶媒であってよい。第2溶媒(c3)に用いられる有機溶媒としては、第1溶媒(a5)として例示されたのと同様の有機溶媒が挙げられる。
クリヤー塗料(c)は、透明性を損なわない範囲で、顔料を含み得る。顔料は特に限定されず、従来公知の顔料を1種あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。顔料の添加量は特に限定されない。クリヤー塗料(c)は、必要に応じて種々の添加剤を含み得る。添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、消泡剤、表面調整剤、ピンホール防止剤が挙げられる。
塗装板は、被塗物および複層塗膜を備える。複層塗膜は、着色塗膜(A)と、着色塗膜(A)上に形成される光輝性塗膜(B)と、光輝性塗膜(B)上に形成されるクリヤー塗膜(C)と、を備える。着色塗膜(A)は、上記の着色塗料(a)により形成される。光輝性塗膜(B)は、上記の光輝性塗料(b)により形成される。クリヤー塗膜(C)は、上記の2液型のクリヤー塗料(c)により形成される。これら着色塗料(a)、光輝性塗料(b)およびクリヤー塗料(c)をこの順に塗装されて形成される複層塗膜は、優れた金属調の意匠と高い塗膜性能とを有する。
被塗物は、特に限定されない。被塗物は、例えば、乗用車、トラック、バスなどの車体の少なくとも一部であってよく、これらの外装であってよい。外装とは、塗装される部分のうち、外部から視認できる部材である。被塗物の材質としては、例えば、鉄、銅、アルミニウム、スズ、亜鉛またはこれらの合金を含む金属材が挙げられる。被塗物の形状も特に限定されない。被塗物は、板状であってもよいし、立体形状を有していてもよい。
複層塗膜は、被塗物上に形成される着色塗膜(A)と、着色塗膜(A)上に形成される光輝性塗膜(B)と、光輝性塗膜(B)上に形成されるクリヤー塗膜(C)と、を備える。複層塗膜において、着色塗膜(A)、光輝性塗膜(B)およびクリヤー塗膜(C)は硬化している。
着色塗膜(A)は、着色塗料(a)により形成される。着色塗膜(A)は、被塗物の質感および色彩を隠蔽し、自動車車体に所望の色調を与える。
光輝性塗膜(B)は、光輝性塗料(b)により形成される。光輝性塗膜(B)は、自動車車体に金属調の質感を与える。
クリヤー塗膜(C)は、2液型のクリヤー塗料(c)により形成される。クリヤー塗膜(C)は、着色塗膜(A)および光輝性塗膜(B)を保護する。
塗装板は、着色塗料(a)を塗装して未硬化の着色塗膜(A)を形成する工程と、未硬化の着色塗膜(A)上に、光輝性塗料(b)を塗装して未硬化の光輝性塗膜(B)を形成する工程と、未硬化の光輝性塗膜(B)上に、クリヤー塗料(c)を塗装して未硬化のクリヤー塗膜(C)を形成する工程と、未硬化の着色塗膜(A)、未硬化の光輝性塗膜(B)および未硬化のクリヤー塗膜(C)を硬化させて複層塗膜を得る工程と、を備える方法により製造される。未硬化の状態で各塗膜を積層することにより、着色塗料(a)から第2水酸基含有樹脂(a12)が、クリヤー塗料(c)から第2硬化剤(c2)が、光輝性塗料(b)へとそれぞれ供給されて、金属調の意匠と塗膜性能とが両立された塗装板が得られる。
被塗物上に着色塗料(a)を塗装して、未硬化の着色塗膜(A)を形成する。
未硬化の着色塗膜(A)上に光輝性塗料(b)を塗装して、未硬化の光輝性塗膜(B)を形成する。
未硬化の光輝性塗膜(B)上にクリヤー塗料(c)を塗装して、未硬化のクリヤー塗膜(C)を形成する。
未硬化の着色塗膜(A)、未硬化の光輝性塗膜(B)および未硬化のクリヤー塗膜(C)を一度に硬化させる。各塗膜は加熱により硬化し得る。
反応器にイソフタル酸25.6部、無水フタル酸22.8部、アジピン酸5.6部、トリメチロールプロパン19.3部、ネオペンチルグリコール26.7部、ε-カプロラクトン17.5部およびジブチルスズオキサイド0.1部を加え、これらを混合撹拌しながら170℃まで昇温した。その後3時間かけて反応物を220℃まで昇温しつつ、酸価8となるまで縮合反応により生成する水を除去した。次いで、反応器に無水トリメリット酸7.9部を加え、150℃で1時間反応させ、酸価が40のポリエステル樹脂を得た。さらに、ポリエステル樹脂を100℃まで冷却した後、ブチルセロソルブ11.2部を加え均一になるまで撹拌した。続いて、ポリエステル樹脂を60℃まで冷却し、その後、イオン交換水98.8部およびジメチルエタノールアミン5.9部を加えた。これにより、固形分50質量%の第1水酸基含有樹脂(a11-1、水酸基含有ポリエステル樹脂)を得た。第1水酸基含有樹脂(a11-1)の、固形分酸価は40mgKOH/g、固形分水酸基価は110mgKOH/g、数平均分子量は2,000であった。
モノマーの比率を変更したこと以外は製造例A-1と同様にして、第1水酸基含有樹脂(a11-2、水酸基含有ポリエステル樹脂)を得た。第1水酸基含有樹脂(a11-2)の、固形分酸価は30mgKOH/g、固形分水酸基価は70mgKOH/g、数平均分子量は3,000であった。
モノマーの比率を変更したこと以外は製造例A-1と同様にして、第1水酸基含有樹脂(a11-3、水酸基含有ポリエステル樹脂)を得た。第1水酸基含有樹脂(a11-3)の、固形分酸価は15mgKOH/g、固形分水酸基価は50mgKOH/g、数平均分子量は5,000であった。
反応器に水445部およびニューコール293(日本乳化剤社製)5部を仕込み、これらを攪拌しながら75℃に昇温した。メタクリル酸メチル145部、スチレン50部、アクリル酸エチル220部、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル70部およびメタクリル酸15部を含むモノマー混合物、水240部およびニューコール293(日本乳化剤社製)30部の混合物を、ホモジナイザーを用いて乳化して、モノマープレ乳化液を得た。上記反応容器内を攪拌しながら、モノマープレ乳化液を3時間にわたって滴下した。モノマープレ乳化液の滴下と併行して、重合開始剤としてAPS(過硫酸アンモニウム)1部を水50部に溶解した水溶液を、上記反応容器中に上記モノマープレ乳化液の滴下終了時まで均等に滴下した。モノマープレ乳化液の滴下終了後、さらに80℃で1時間、反応を継続した。反応物を冷却した後、上記反応容器にジメチルアミノエタノール2部を水20部に溶解した水溶液を投入した。次いで、200メッシュフィルターで濾過し、固形分40.6%の第2水酸基含有樹脂(a12-1、アクリル樹脂エマルション)を得た。第2水酸基含有樹脂(a12-1)の、数平均分子量は10万超、pH8の水溶液中における粒子径(D50)は200nm、固形分酸価は15mgKOH/g、固形分水酸基価は50mgKOH/gであった。
乳化剤の量を変更したこと以外は、製造例B-1と同様にして、第2水酸基含有樹脂(a12-2、アクリル樹脂エマルション)を得た。第2水酸基含有樹脂(a12-2)の、数平均分子量は10万超、pH8の水溶液中における粒子径(D50)は100nm、固形分酸価は15mgKOH/g、固形分水酸基価は50mgKOH/gであった。
反応容器にエトキシプロパノール40質量部を仕込み、これに、スチレン4質量部、n-ブチルアクリレート35.96質量部、エチルヘキシルメタクリレート18.45質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート13.92質量部、メタクリル酸7.67質量部、アシッドホスホオキシヘキサ(オキシプロピレン)モノメタクリレート(ユニケミカル社製「ホスマーPP」)20質量部、エトキシプロパノール20質量部、およびアゾビスイソブチロニトリル1.7質量部からなるモノマー溶液(121.7質量部)を120℃で3時間かけて滴下した後、同温度で1時間攪拌を継続して、リン酸基含有ポリマー(リン酸基含有アクリル樹脂)を含む液を得た(不揮発分:63質量%)。得られたリン酸基含有ポリマーの、数平均分子量は6,000、固形分リン酸基価は100mgKOH/g、水酸基価は60mgKOH/gであった。
以下のようにして製造された水溶性アクリル樹脂/ポリウレタンエマルション/ポリエーテルポリオールを、固形分質量で1/1/1の割合で混合して、その他の塗膜形成樹脂(a13)を調製した。
反応容器にトリプロピレングリコールメチルエーテル23.89質量部およびプロピレングリコールメチルエーテル16.11質量部を加え、窒素気流中で混合撹拌しながら105℃に昇温した。次いで、メタクリル酸メチル13.1質量部、アクリル酸エチル68.4質量部、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル11.6質量部およびメタクリル酸6.9質量部を含むモノマー混合物を作成し、そのモノマー混合物100質量部、トリプロピレングリコールメチルエーテル10.0質量部およびターシャルブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート1質量部からなる開始剤溶液を3時間にわたり並行して反応容器に滴下した。滴下終了後、0.5時間同温度で熟成を行った。
以下のようにして製造された水酸基含有アクリル樹脂エマルション/メラミン樹脂(サイメル327)を、固形分質量で7/3の割合で混合して、塗膜形成樹脂(b7)を調製した。
反応容器に脱イオン水330gを加え、窒素気流中で混合攪拌しながら80℃に昇温した。ついで、アクリル酸11.25部、アクリル酸n-ブチル139部、メタクリル酸メチル75部、メタクリル酸n-ブチル187部、メタクリル酸2-エチルヘキシル75部、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル150部、スチレン112部、チオカルコール20(n-ドデシルメルカプタン、花王社製、有効成分100%)11.2部、およびラテムルPD-104(乳化剤、花王社製、有効成分20%)74.3部、および脱イオン水300部からなるモノマー乳化物のうち3%分と、過硫酸アンモニウム2.63部、および脱イオン水90部からなる開始剤溶液の30%分とを、15分間にわたり並行して反応容器に滴下した。滴下終了後、同温度で15分間熟成を行った。さらに、残りのモノマー乳化物と開始剤溶液とを180分間にわたり並行して反応容器に滴下した。滴下終了後、1時間同温度で熟成を行った。次いで、40℃まで冷却し、200メッシュフィルターで濾過し、平均粒子径200nm、不揮発分49%、固形分酸価15mgKOH/g、水酸基価85mgKOH/gの水酸基含有アクリル樹脂エマルションを得た。
分散剤としてDisperbyk 190(ビックケミー社製、ノニオン・アニオン系分散剤)4.5部、消泡剤としてBYK-011(ビックケミー社製)0.5部、イオン交換水22.9部、二酸化チタン(着色顔料a3)72.1部を予備混合した後、ペイントコンディショナー中でガラスビーズ媒体を加え、二酸化チタンの二次粒子径が5μm以下となるまで室温で混合し、顔料分散ペーストを得た。
(I)被塗物の準備
被塗物として、硬化電着塗膜を備えるリン酸亜鉛処理鋼板を準備した。硬化電着塗膜は、日本ペイント社製のカチオン電着塗料組成物である「パワーニクス」を、乾燥膜厚が20μmとなるようにリン酸亜鉛処理鋼板に電着塗装した後、160℃で30分間加熱することにより形成した。
(II-1)着色塗料の調製
表1に示す成分および配合割合に従って、第1水酸基含有樹脂、第2水酸基含有樹脂および白色顔料分散ペースト等を混合し、着色塗料(a)を調製した。着色塗料(a)の塗料温度20℃、60rpmの条件でB型粘度計(東機産業社製、形式TVB10、単一円筒型回転式粘度計)で測定した粘度は、4,000mPa・s、固形分含有率は50質量%であった。硬化剤としては、サイメル327(allnex社製、メラミン樹脂)を用いた。表1に示す配合割合は、固形分質量を基準にしている。
表1に示す成分および配合割合に従って、光輝性塗料(b)を調製した。光輝性塗料A1の、B型粘度計(東機産業社製、形式TVB10、単一円筒型回転式粘度計)で測定した粘度は、400mPa・s、固形分含有率は約4.1質量%であった。
クリヤー塗料(c)として、PUエクセルO-2100(日本ペイント社製、2液型クリヤー塗料)を準備した。クリヤー塗料(c)は、主剤として水酸基含有アクリル樹脂を含み、硬化剤としてポリイソシアネート化合物を含む。クリヤー塗料(c)の、No.4フォードカップを用いて20℃で測定した粘度は、25秒であった。
(鱗片状顔料)
アルミニウム粒子:商品名SB-10、旭化成社製、厚さ0.06μm、平均粒子径10μm
(セルロースナノファイバー)
TEMPO酸化型CNF:平均繊維幅2-4nm、カルボキシ基量1.4mmol/g
(セルロースエステル誘導体)
カルボキシメチルセルロースアセテートブチレート(CAB):商品名Solus3050、酸価50mgKOH/g、イーストマン ケミカル カンパニー社製
(表面調整剤)
ポリエーテル変性シロキサン系表面調整剤:商品名TEGOFLOW425、エボニック社製
(界面活性剤)
アセチレンジオール系界面活性剤:商品名サーフィノール104A、エボニック社製
被塗物上に、着色塗料(X-1)をメタベルを用いて塗装した。
未硬化の着色塗膜上に、光輝性塗料(b)をメタベルを用いて塗装した。
未硬化の光輝性塗膜上に、クリヤー塗料(c)をマイクロマイクロベルを用いて塗装した。
クリヤー塗膜の形成工程(V)の後、140℃で20分間加熱して、複層塗膜A1を備える被塗物を得た。複層塗膜A1において、着色塗膜の厚さは30μmであり、着色塗膜の白黒隠蔽膜厚は60μmであった。光輝性塗膜の単位面積当たりの質量は0.7×10-6g/mm2であった。クリヤー塗膜の厚さは30μmであった。
表1に示す成分および配合割合に従って、各塗料をそれぞれ調製したこと以外、実施例1と同様にして、複層塗膜を備える塗装板を作製し、評価した。結果を表1に示す。
(1)意匠性
多角度分光測色計MA-68(X-Rite社製)を用いて、複層塗膜に対して45度の角度から照射した光を、正反射光に対して受光角15度の分光反射率を測定した。次いで、分光反射率から計算されたL*a*b*表色系(CIE1976L*a*b*色空間)における明度L*(L値)を算出した。L値が大きいほど、金属調に優れている。算出されたL値を、以下の基準に従って評価した。硬化着色塗膜形成後、光輝性塗料塗装前の被塗物のL値は、90であった。
良:100以上
可:95以上100未満
不良:95未満
循環機能の付いた恒温水槽を40℃に設定し、脱イオン水で満たした。ここに、塗装板を浸漬した。240時間浸漬した後、塗装板を引き上げて室温(23℃)に置き、水滴を軽くふき取った。引き上げた後10分以内に、NTカッター(エヌティー株式会社製)により、被塗物に達する切れ目(縦11本、横11本、2mm間隔)を入れ、100個のマス目を作った。すべてのマス目を覆うように、粘着テープ(ニチバン株式会社製、セロハンテープ、24mm幅)を貼り付けて、上から爪等で強く密着させた。次いで、テープを、塗膜との成す角が約45°になるように引っ張りながら、剥離した。テープ剥離後の塗膜を、目視により評価した。評価基準は、以下の通りである。
可:切れ目の両側および切れ目同士の交点に塗膜のわずかな欠けが見られるが、いずれのマス目内にも剥がれはみられない。
不良:1以上のマス目内に剥がれがみられる
光輝性塗料をガラス製の容器に入れて密閉し、20℃で10日間静置した。その後の塗料の様子を目視により評価した。評価基準は、以下の通りである。
良:鱗片状顔料の沈降はみられない
可:塗料静置後、7日経過するまでに沈降がみられる
不良:塗料静置後、1日経過するまでに沈降がみられる
Claims (12)
- 着色塗料組成物(a)によって形成された未硬化の着色塗膜(A)上に光輝性塗料組成物(b)を塗布し、光輝性塗料組成物(b)によって形成された未硬化の光輝性塗膜(B)上にクリヤー塗料組成物(c)を塗布した後、未硬化の着色塗膜(A)、未硬化の光輝性塗膜(B)および未硬化のクリヤー塗膜(C)を硬化して得られる複層塗膜形成用の、塗料組成物セットであって、
前記着色塗料組成物(a)は、水酸基含有樹脂(a1)、第1硬化剤(a2)および着色顔料(a3)を含み、
前記水酸基含有樹脂(a1)は、3,000以下の数平均分子量を有する第1水酸基含有樹脂(a11)、および、10万以上の数平均分子量を有する第2水酸基含有樹脂(a12)を含み、
前記光輝性塗料組成物(b)は、鱗片状顔料(b1)、セルロースエステル誘導体(b2)、セルロースナノファイバー(b3)、リン酸基含有化合物(b4)および水性溶媒(b5)を含み、
前記光輝性塗料組成物(b)の固形分含有率は、0.1質量%以上12質量%以下であり、
前記クリヤー塗料組成物(c)は、第3水酸基含有樹脂(c1)および第2硬化剤(c2)を含む2液型である、塗料組成物セット。 - 前記第2水酸基含有樹脂(a12)のpH8の水溶液中における粒子径は、150nm以上である、請求項1に記載の塗料組成物セット。
- 前記第1水酸基含有樹脂(a11)の含有量は、前記着色塗料組成物(a)の全樹脂固形分の8質量%以上60質量%以下である、請求項1または2に記載の塗料組成物セット。
- 前記リン酸基含有化合物(b4)は、炭素数4~30のアルキル基を有するアルキルリン酸エステル(b41)、および、リン酸基価が5mgKOH/g以上300mgKOH/g以下のリン酸基含有ポリマー(b42)の少なくとも一方を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の塗料組成物セット。
- 前記セルロースエステル誘導体(b2)の酸価は、20mgKOH/g以上である、請求項1~4のいずれか一項に記載の塗料組成物セット。
- 前記鱗片状顔料(b1)の含有量は、前記光輝性塗料組成物(b)の全固形分の3質量%以上50質量%以下である、請求項1~5のいずれか一項に記載の塗料組成物セット。
- 前記リン酸基含有化合物(b4)の含有量は、前記光輝性塗料組成物(b)の全固形分の0.1質量%以上15質量%以下である、請求項1~6のいずれか一項に記載の塗料組成物セット。
- 前記光輝性塗料組成物(b)は、さらに、表面調整剤(b6)を含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の塗料組成物セット。
- 前記着色塗料組成物(a)は、さらに、リン酸基含有化合物(a4)を含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の塗料組成物セット。
- 前記光輝性塗料組成物(b)は、未硬化の前記着色塗膜(A)上に塗布される、請求項1~9のいずれか一項に記載の塗料組成物セット。
- 前記クリヤー塗料組成物(c)は、未硬化の前記光輝性塗膜(B)上に塗布される、請求項1~10のいずれか一項に記載の塗料組成物セット。
- 被塗物上に、着色塗料組成物(a)を塗装して未硬化の着色塗膜(A)を形成する工程と、
未硬化の着色塗膜(A)上に、光輝性塗料組成物(b)を塗装して未硬化の光輝性塗膜(B)を形成する工程と、
未硬化の光輝性塗膜(B)上に、クリヤー塗料組成物(c)を塗装して未硬化のクリヤー塗膜(C)を形成する工程と、
未硬化の着色塗膜(A)、未硬化の光輝性塗膜(B)および未硬化のクリヤー塗膜(C)を硬化させて複層塗膜を得る工程と、を備え、
前記着色塗料組成物(a)は、水酸基含有樹脂(a1)、第1硬化剤(a2)および着色顔料(a3)を含み、
前記水酸基含有樹脂(a1)は、3,000以下の数平均分子量を有する第1水酸基含有樹脂(a11)、および、10万以上の数平均分子量を有する第2水酸基含有樹脂(a12)を含み、
前記光輝性塗料組成物(b)は、鱗片状顔料(b1)、セルロースエステル誘導体(b2)、セルロースナノファイバー(b3)、リン酸基含有化合物(b4)および水性溶媒(b5)を含み、
前記光輝性塗料組成物(b)の固形分含有率は、0.1質量%以上12質量%以下であり、
前記クリヤー塗料組成物(c)は、第3水酸基含有樹脂(c1)および第2硬化剤(c2)を含む2液型である、塗装板の製造方法。
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