JPH04170483A - アクリル系ベース塗料組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車用等の如き美粧性及び長期の耐候性が
要求される塗料組成物に関し、更に詳しくはメタリック
粉末や着色顔料を配合したベース塗料及びクリヤー塗料
を２コート１ベーク方式により積層塗装する際のベース
塗料として使用するのに好適なアクリル系ベース塗料組
成物に関する。

（従来の技術） アクリル系塗料組成物は、その塗膜物性、特に光沢性、
耐候性、耐薬品性、耐汚染性等に優れているため、自動
車、家電製品等の塗装に重用されている。しかしながら
、従来のアクリル系塗料組成物には以下の問題点があり
、業界においてその改善が望まれていた。

すなわち、塗膜の光沢性、耐候性、耐薬品性等の性能を
向上させるために、ベース塗料及びクリヤー塗料を２コ
ート１ベーク方式により積層する方法が適用されている
が、ベース塗料とクリヤー塗料をウェットオンウェット
で塗り重ねするため、クリヤー塗料中の溶剤や樹脂が未
硬化のベース塗膜中のアルミの配列や顔料の均一な分散
を乱すため、所謂、戻り現象や界面で馴染が生ずるため
に起るクリヤー塗膜の肌荒れ現象が問題となっている。

かかる問題点を解決すべく、例えば特公昭４９−３８０
０５号公報にも開示されている如く、従来よりベース塗
料中に繊維素系樹脂（例えばセルロースアセテートブチ
レート）を添加することにより、塗料に揺変性を付与す
る方法が一般的に採られていた。

これによると、クリヤー塗料を塗装してもベース塗料の
塗膜の再溶解が起り難く、そのため従来に比べてメタリ
ックムラの発生が少なくなり、均一なメタリック感及び
鮮映性に優れたメタリック塗膜を得ることができる。し
かしながら、上記セルロースアセテートブチレートを含
有せしめたベース塗料を使用すると、ベースコート塗膜
とクリヤー塗膜の層間付着性が劣り、そのため両塗膜の
剥離が生じやすくなり、またベース塗料の塗装面上への
クリヤー塗料の濡れが悪くクリヤー塗膜面の平滑性り低
下したり、ハジキが発生するという欠点を有していた。

（発明が解決しようとする課題） 従って、本発明が解決しようとする課題は、前述の如〈
従来のアクリル系塗料組成物は２コート１ベーク方式で
積層塗装した場合に、前記したような問題点が発生する
ことを解決する点にある。

即ち、本発明の目的はアクリル系塗料組成物本来の光沢
性、耐候性、塗膜性能、またメタリック粉末を有する場
合のメタリック感を損なうことなくベース塗膜とクリヤ
ー塗膜との層間付着性を改良したアクリル系ベース塗料
を提供することにある。

（課題を解決するための手段） かかる目的を達成すべく鋭意検討の結果、本発明に従え
ば、メタリック粉末や着色顔料を配合したベース塗料を
塗装後、次いでクリヤー塗料を２コート１ベーク方式に
より積層する塗装系に用いるベース塗料において、該塗
料が （ＩＨａｌ　　［Ｉ　］式でで示される繰返し単位を有
するアクリルアミドメチルセルロースエステル１〜２０
重量％ （ｂｌ　　水酸基含有ビニルモノマー　５〜４０重量％
（ｃ）　　炭素数１〜４の炭化水素置換基を持つ（メタ
）アクリル酸エステル　　５０〜９０重量％（ｄｉ　　
α、β−モノエチレン性不飽和カルボン酸又は酸無水物
　　　　　　０．２〜１０重量％ｔｅｌ　　共重合可能
な他の単量体　　０〜５０重量％を共重合して得られる
水酸基価３０〜８０ｍｇＫＯＨ／ｇ。

酸価０．５〜３０ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量が３
０００〜２００、０００であるアクリル系共重合体５０
〜９５重量％と、 （２）硬化剤　　　　　　　　　　　５〜５０重量％を
バインダー成分として含むベース塗料組成物を、その構
成としている。

（以下余白） 但し、上記各重量％は不揮発分基準の重量％を示す。

本発明に従ったベース塗料組成物に使用されるアクリル
系共重合体は前記した特定の構造のモノ？　−（ａ）（
ｂｌ　（ｃ１（ｄｉ　（ｅ）　（但しくｅｌの使用は任
意的）を前記特定の比率で共重合した。水酸基価が３０
〜８０ｍｇＫＯＨ／ｇ及び酸価が０．５〜３０■ＫＯＭ
ｇ、ガラス転移温度が一３０℃〜６０℃、重量平均分子
量が３０００〜２００゜０００のものを使用しなければ
ならない。

ここで特に、上記アクリル系重合体のモノマー（ａ）は
ベース塗膜のアルミの配列や着色顔料の均一分散性を向
上させるのに著しい効果を発揮する成分である。

上記アクリル系共重合体（１）は、水酸基価が３０■Ｋ
ＯＢ／ｇ未満であると、硬化剤との架橋が不十分である
ため、耐溶剤性、耐水性等が低下し、更に８０ｉ＋ｇＫ
ＯＨ／ｇを越えると塗膜の光沢性、メタリック感、耐水
性等が低下しいずれも好ましくない。また、酸価が０．
５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であると、硬化剤との架橋が不十
分であるため、塗膜の耐溶剤性、耐水性が低下し、３０
ｍｇＫＯＨ／ｇを越えると逆に塗膜の光沢性、メタリッ
ク感、耐水性等が低下し、いずれも好ましくない。また
、ガラス転移温度が一３０℃未満では、メタリック感や
耐溶剤性が低下し、逆に６０°Ｃを越えると、塗膜の光
沢感、平滑性、可撓性が低下し好ましくない。また、重
量平均分子量が３０００未満ではメタリック感、耐溶剤
性、耐候性が低下し、２００．０００を越えると塗膜の
光沢感が低下する他、塗装時の不揮発分が低下し実用上
問題となる。

本発明（ａ）項で示される特定の構造を有するアクリル
アミドメチルセルロースはアクリルアミドとセルロース
との反応で得られ、具体的には米国ステーレイ社の５Ｔ
ＡＬ　Ｉ　ＮＫ　”１００．１０１．１０２．１０３．
１０４．１０５．１０６等の製品があり、これらの使用
量は１〜２０重量％の範囲が好適であり、１重量％以下
では乾燥性が不十分であり、２０重量％以上ではスプレ
ー作業性が低下するため好ましくない。

（ｂｌ項で示される水酸基含有ビニルモノマーとしては
、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、２−ヒドロキシブ
チル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシブチル（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、ヒドロキシブチルビニルエーテル、ｐ−ヒド
ロキシスチレン等が挙げられ、５〜４０重量％の範囲で
使用される。５重量％未満では、硬化塗膜の架橋密度が
低く、耐溶剤性、硬度が低位となり、４０重量％を越え
ると、溶液粘度が高くなり美粧性が低下すると共に、耐
水性が低下するので好ましくない。より好ましい範囲は
１０〜３０重量％である。

前記（ｃ１項で示される単量体の具体例としては、（メ
タ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（
メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブ
チル、（メタ）アクリル酸１−ブチル、（メタ）アクリ
ル酸５ｅＣ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチルが
挙げられ、５０〜９０重量％の範囲で用いられる。５０
重量％未満では、美粧性や耐候性が低位となり、９０重
量％を越えると硬化塗膜の架橋密度が低くなり、耐溶剤
性、耐水性が低下し好ましくない。

！ｄｉ項で示される単量体は硬化剤との架橋反応を促進
する必須成分であるが、その使用量が０．２重量％未満
では、架橋反応が十分進行せず、硬化塗膜の耐溶剤性、
硬度が低位となり、１０重量％を越えると、耐水性や硬
化剤を含んだ塗料の可使時間が短くなり好ましくない。

（ｄ）項で示される成分の具体例としては、（メタ）ア
クリル酸、イタコン酸、フマール酸、マレイン酸、イタ
コン酸モノメチルエステル、イタコン酸モノブチルエス
テル、イタコン酸モノオクチルエステル、マレイン酸モ
ノメチルエステル、マレイン酸、モノブチルエステル、
マレイン酸モノオクチルエステル、フマール酸モノブチ
ルエステル、フマール酸モノオクチルエステル、無水マ
レイン酸、無水イタコン酸等が挙げられる。

前記ｆｅ１項で示される共重合可能な他の単量体はアク
リル樹脂としての良好な性能である耐候性、耐薬品性、
耐溶剤性等をそこなわない範囲で前記（ａ）〜ｆｄ１項
で示される単量体と共重合して０〜５０重量％の範囲で
用いられ、その使用量が５０重量％を越えると耐候性、
美粧性が低下し好ましくない。

具体的には、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルト
ルエン等のスチレン誘導体；アクリロニトリル、メタク
リロニトリルなどの重合性不飽和ニトリル類；酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル類；Ｎ−
メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシ
メチル（メタ）アクリルアミドなどのＮ−アルコキシ置
換アミド類；グリシジル（メタ）アクリレート、　（メ
タ）アリルグリシジルエーテル、メタグリシジル（メタ
）アクリル酸エステル等のエポキシ基含有モノマーニジ
メチルアミノエチル（メタ）アクリル酸、ジエチルアミ
ノエチル、（メタ）アクリル酸などの塩基性単量体：２
−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシ
ル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタンアク１
ル−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、セチル（メタ）アクリレート、ス
テアリル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アク
リレート、フェニル（メタ）アクリレート、イソボロニ
ル（メタ）アクリレート等の炭素数５以上の炭化水素置
換基を持つ（メタ）アクリル酸エステル類が挙げられる
。また、ライトエステルＰＭなどのリン酸基含有モノマ
ー、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン
酸等のスルホン酸基含有モノマーが挙げられる。また、
前記したアクリル系共重合体のガラス転移温度は公知の
ホモポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）により、下記式
で計算できる。

本発明のアクリル系ベース塗料組成物はｆａ）〜ｆｅ）
の単量体を共重合して得られるアクリル系共重合体を５
０〜９５重量％の範囲で含むが、５０重量％未満である
と塗膜が脆くなり耐水性も低下する。また、９５重量％
を越えると、塗膜の架橋密度が低く、耐溶剤性や硬度が
低下し、好ましくない。

硬化剤の具体例としては、アミノ樹脂、例えば、アミノ
トリアジン、尿素、ジシアンジアミド、又はＮ、Ｎ−エ
チレン尿素をメチロール化し、シクロヘキサノール又は
炭素数１〜６のアルカノールによってアルキルエーテル
化して得られ、特にアミノトリアジンから得られる。メ
チルエーテル化メラミン樹脂、ブチルエーテル化メラミ
ン樹脂、メチルブチル混合メラミン尿素樹脂やベンゾグ
アナミン樹脂が好適である。　また、ポリイソシアネー
ト化合物を使うこともでき、例えばテトラメチレンジイ
ソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリ
メチルヘキサンジイソシアネート等の脂肪族、ジイソシ
アネート類；イソホロンジイソシアネート類、４．４′
−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）等の
脂環族ジイソシアネート類：その他ポリイソシアネート
へのエチレングリコール、プロピレングリコール、トリ
メチロールプロパン等の多価アルコール付加物やイソシ
アネートと反応する官能基を有する低分子量のポリエス
テル樹脂又は水等の付加物又はビユレット体、ジイソシ
アネート同志の重合体、更にこれらの低級１価アルコー
ルやメチルエチルケトンオキシム等の公知のブロック剤
でイソシアネート基をブロックしたものが挙げられる。

また、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェ
ート）チタネート、テトライソプロピルビス（ジオタチ
ルホスファイト）チタネート、アルキルアセトアセテー
トアルミニウムジイソプロピレート等の遷移金属キレー
ト硬化剤を使用することも可能である。また、硬化剤使
用量はアクリル系共重合体と硬化剤の合計が１００重量
％となるよう５〜５０重量％の範囲で用いられる。

硬化剤が５重量％未満では硬化塗膜の架橋密度が低（、
耐水性、耐湿性が低下し好ましくない。

また５０重量％を越えると塗膜が脆くなり、可撓性や耐
水性が低下する。

また、前記ベース塗料に含まれるアクリル系共重合体の
重合方法としては溶液重合法、塊状重合法、乳化重合法
等の公知のいずれの方法によっても得ることができるが
、特に溶液重合による重合体であることが望ましい。溶
液重合法による場合有機溶剤及び重合開始剤の存在で前
記モノマー混合物を共重合させる。使用する有機溶剤は
、イソプロパツール、ｎ−ブタノール、トルエン、キシ
レン等の通常用いられる有機溶剤でよく、重合開始剤も
アゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル、クメ
ンヒドロペルオキシド等の通常用いられる重合開始剤で
よい。また、必要に応じて２−メルカプトエタノール、
ｎ−オクチルメルカプタン等の連鎖移動剤を使用するこ
とができる。

本発明におけるベース塗料には、塗料化に際して通常用
いることができる公知のアルミニウムペースト、マイカ
、リン片状酸化鉄等の光輝剤、酸化チタン、カーボンブ
ラック、キナクリドン、シアニンブルー等の顔料；ポリ
エステル樹脂、エポキシ樹脂、繊維素樹脂（例えば、セ
ルロースアセテートブチレート）等のアクリル以外の樹
脂；及び表面調整剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、顔料
沈降防止剤等の補助的添加剤を必要に応じて選択し一般
的な配合方法で加えることができる。

本発明に従ったベース塗料組成物は、公知慣用の有機溶
剤で、フォードカップＮα４による２０℃における粘度
が１０〜２０秒の範囲内となるように調整して、これを
基材に対して乾燥膜厚が１０〜４０μｍとなるように直
接塗装せしめるか、あるいは予め基材上にプライマー塗
膜を形成させた所に乾燥膜厚が１０〜３０μｍとなるよ
うに塗装せしめる。

次いで常温下に数分間放置した後、例えば、アクリル系
樹脂／アミノ樹脂系あるいはアクリル系樹脂／ポリイソ
シアネート化合物をビヒクルとし、必要に応じて紫外線
吸収剤、光安定剤、垂れ防止剤等の補助的添加剤等を配
合したクリヤー塗料を公知慣用の希釈溶剤でフォードカ
ップＮα４による２０℃の粘度が１３〜４０秒の範囲内
となるように調整して、これを前記したベース塗料から
なるベース塗膜上に、乾燥膜厚が２０〜５０μｍとなる
よう重ね塗りし、しかるのち、常温下に数分間放置した
後、硬化剤としてアミノ樹脂を用いた場合６０℃〜１８
０℃となる温度範囲で、またポリイソシアネート化合物
を用いた場合には常温〜１４０℃なる温度範囲で１０〜
４０分間硬化させるものであり、このようにして、美粧
性が良好な２コート１ベーク方式の硬化塗膜が形成され
る。

（実施例） 本発明を実施例により比較例と比較しつつ具体的に説明
するが、以下において部及び％は特に断りのない限り、
全て重量基準であるものとする。

くベース塗料用アクリル系共重合体Ｂ−１〜Ｂ−８の合
成〉 第１表に示すとおり、まず溶剤を１００℃に加熱した後
、モノマー及び重合開始剤の混合物を４時間で滴下し、
更に３時間同温度で熟成し樹脂への転化率を高め、ベー
ス塗料用アクリル系共重合体Ｂ−１〜Ｂ−５を合成した
。

くクリヤー塗料用アクリル系共重合体Ｃ〜１及びＣ−２
の合成〉 第２表に示すとおり、溶剤を１３０℃に加熱した後、モ
ノマー及び重合開始剤の混合物を４時間で滴下し、更に
２時間同温度で熟成し樹脂への転化率を高め、Ｃ１、Ｃ
−２を合成した。

（実施例１及び比較例１） ソリ・・ドカラー　ベース゛　の； 以下の配合のソリッドカラー用ベース塗料ＢＰ−１、Ｂ
Ｐ−２を調製した。

注）来１）三井東圧化学■製のブチル化メラミン樹脂（
固型分６０％） 来２）東ソー■製の赤色顔料 １−　　の： 以下の配合のクリヤー塗料ＣＰ−１を調製した。

（以下余白） 注）　１１）　　エッソ社製　芳香族石油誘導体＊２）
　　チバガイギー社製　紫外線吸収剤来３）三共■製　
光安定化剤 辛４）　　センサンド社製　レベリング剤土装拭験 ０、８　ｍｍ　Ｘ　１００ｍｍ　Ｘ　３００ｍｍのリン
酸亜鉛の化成処理したダル鋼板に更に、カチオン電着、
中塗塗膜を施し、サンディングしたテストピース上にト
ルエン：酢酸エチル：ツルペッツ１５０を４：３：３（
重量比）の割合で混合した溶剤にてＮα４フオードカツ
プで１４秒になるよう粘度調整したソリッドカラー用ベ
ース塗料を２ステージで乾燥膜厚が２０μｍになるよう
に塗装した。

３分間室温で放置した後、ツルペッツ＃１００゜ツルペ
ッツ＃１５０を２：１（重量比）の割合で混合した溶剤
を用い、Ｎα４フオードカツプで２８秒となるよう粘度
調整したクリヤー塗料を乾燥膜厚が３５μｍになるよう
に塗装し、１０分間室温で放置した後、１４０°Ｃで３
０分間熱風乾燥炉で焼付けた。

美粧性及び他の塗膜性能の評価結果は第３表の通りで、
実施例−１の場合、美粧性や他の塗膜性能が良好な２コ
ートｌベーク系塗膜を形成したのに対し、比較例−１の
場合、ベース塗膜とクリヤー塗膜の間で馴染みが生じ、
光沢が大幅に低下した。

〈実施例２及び比較例２．３．４〉 メ　１・・　ベース　　の； 以下の配合のメタリック用ベース塗料ＢＰ−３〜ＢＰ−
６を調製した。

注）未１）東洋アルミ■製のアルミニウムペースト クリヤー塗料は前記ＣＰ−１を使用した。

かくして得られたメタリック用ベース塗料及びクリヤー
塗料を前記のソリッドカラー用の場合と同様の工程によ
り、２コート１ベーク系メタリツク塗膜を形成した。評
価結果は第４表の通りで、実施例２の場合、美粧性、他
の塗膜性能ともに良好な２コート１ベーク系塗膜を形成
したのに対し、比較例２はアクリル系共重合体Ｂ−４の
モノマー組成の（ｂ）成分が特許請求の範囲を逸脱し、
また水酸基価の下方に外れているため、ベース塗膜の架
橋密度が低く、耐溶剤性、耐水性、耐候性共に第４表の
ように低位となった。また、比較例３はアクリル系共重
合体Ｂ−５の酸価が上方に外れており、耐水性が著しく
低下した。比較例４はアクリル系共重合体Ｂ−６のモノ
マー組成の（ａ）成分が欠落しており、ベース塗膜とク
リヤー塗膜の間で馴染みが生じ、白変やツヤ感などの美
粧性が著しく低下した。

〈実施例−３、比較例−５〉 以下の配合のメタリック用ベース塗料ＢＰ−７、ＢＰ−
８を調製した。

注）辛１）住人バイエル■製　ポリイソシアネート化合
物 かくして得られたメタリック用ベース塗料及びクリヤー
塗料を前記テストピース上に、トルエン／酢酸エチル／
ツルペッツ１５０＝６　：　３　：　ｌ（重量比）の割
合で混合した溶剤にてＮα４フオードカツプで１３秒に
粘度調整したメタリックベース塗料を２ステージで２０
μｍとなるようにスプレー塗装した。３分間室温で放置
した後、トルエン／キシレン／酢酸ｎ−ブチル−３：５
：２（重量比）の割合で混合した溶剤にて、Ｎα４フオ
一ドカツプ１５秒となるよう粘度調整した。クリヤー塗
料を３５μｍとなるよう塗装し、１０分間室温で放置し
た後、９０’Ｃで３０分間焼付を行った。

美粧性及び他の塗膜性能の評価結果は表−５の通りであ
り、実施例−３の場合、美粧性や他の塗膜性能が良好な
２コート１ベーク塗膜を形成したのに対し、比較例−４
の場合、ベース塗膜とクリヤー塗膜の間で馴染みが生じ
、光沢が大幅に低下するなど美粧性が低位となった。

（以下余白） （発明の効果） 以上の説明から明らかなごとく、本発明のアクリル系ベ
ース塗料組成物を用いて２コート１ベーク方式によりベ
ース／クリヤー塗膜を形成した場合には、優れた耐溶剤
性、耐候性等を保持しながら、平滑性、メタリック感、
光沢感、ツヤ感等に優れた塗膜が形成される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 メタリック粉末や着色顔料を配合したベース塗料を塗装
   した後、次いでクリヤー塗料を２コート１ベーク方式に
   より積層する塗装系に用いるベース塗料において、該塗
   料が （１）（ａ）〔 I 〕式で示される繰返し単位を有する
   アクリルアミドメチルセルロースエステル１〜２０重量
   ％ （ｂ）水酸基含有ビニルモノマー５〜４０重量％ （ｃ）炭素数１〜４の炭化水素置換基を持つ（メタ）ア
   クリル酸エステル５０〜９０重量％ （ｄ）α、β−モノエチレン性不飽和カルボン酸又は酸
   無水物０．２〜１０重量％ （ｅ）共重合可能な他の単量体０〜５０重量％を共重合
   して得られる水酸基価３０−８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、酸価
   ０．５〜３０ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量が３００
   ０〜２００，０００であるアクリル系共重合体５０〜９
   ５重量％ （２）硬化剤５〜５０重量％ をバインダー成分として含むアクリル系ベース塗料組成
   物。 ［ I ］ ▲数式、化学式、表等があります▼