JPH06145565A - 水性塗料組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リコート密着性に優れ、かつ、コスト上昇、
貯蔵安定性、耐水性等の低下を伴わない水性塗料組成物
を提供する。 【構成】 水性樹脂、架橋剤、メタリック顔料および着
色顔料からなる水性メタリック塗料であって、硫酸バリ
ウム、ケイ酸アルミニウムの少なくとも一方よりなる体
質顔料を添加して、塗料固形分中のメタリック顔料、着
色顔料および体質顔料の総量を２０〜３０重量部に調製
することを特徴とする水性塗料組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、リコート密着性に優
れた水性メタリック塗料組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等のメタリック塗装は、 電着塗装によりプライマー等の下塗りを塗装し、焼
付硬化する、 中塗りを塗装し、焼付硬化する、 熱硬化型メタリック塗料（以下、メタリック塗料と
いう）を塗装する、 メタリック塗料を焼き付けずに、いわゆるウェット
・オン・ウェットで熱硬化型クリヤー塗料（以下、クリ
ヤー塗料という）を塗装する、 メタリック塗膜層とクリヤー塗膜層を同時に焼付硬
化する、という方法で行われている。この〜の工程
を特にツーコートワンベーク方式という。

【０００３】この従来方法に使用されるメタリック塗料
は、有機溶剤を希釈剤として用いる溶剤型の塗料が主で
あった。しかしながら、溶剤型のメタリック塗料の使用
は、有機溶剤による公害の防止、労働環境および省資源
の面から制限される傾向にある。このため、希釈剤とし
て水を用いる水性塗料組成物が注目されるようになっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】自動車等の塗装工程に
おいて、塗装終了後、ブツ等の塗膜異常が発生したとき
は、必要に応じてサンディングを行ってから、メタリッ
ク塗料→クリヤー塗料の再塗装が実施される場合があ
る。ところが、水性メタリック塗料に使用される水性樹
脂は一般に高極性であり、クリヤー塗膜上に再塗装した
場合のヌレ性が悪く、水性メタリック塗料は従来の溶剤
型メタリック塗料に比べて、再塗装した時にクリヤー塗
膜との間でハガレやすい（以下、リコート密着性とい
う）という問題点があった。

【０００５】そこで、この発明は、リコート密着性に優
れた水性塗料組成物を提供することを課題とする。さら
に、コスト上昇、貯蔵安定性、耐水性等の低下を伴わな
い水性塗料組成物を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明の水性塗料組成物は、水性樹脂、架橋剤、
メタリック顔料および着色顔料を含む水性メタリック塗
料において、硫酸バリウムおよびケイ酸アルミニウムの
うちの少なくとも一方からなる体質顔料をさらに含み、
塗料固形分１００重量部中のメタリック顔料、着色顔料
および体質顔料の総量が２０〜３０重量部に調製されて
いることを特徴とする。以下に各構成成分について述べ
る。 (I) 水性樹脂 この発明で使用される水性樹脂は次のような被膜形成性
重合体である。すなわち、共重合しうるエチレン性モノ
マーのうち、酸性基含有エチレン性モノマーが３〜１５
重量％、水酸基含有エチレン性モノマーが１０〜４０重
量％および他のエチレン性モノマーを残部とするモノマ
ー混合物を共重合させて得られる数平均分子量が６００
０〜５００００の共重合体の少なくとも一部を塩基性物
質で中和して得られる被膜形成性重合体である。

【０００７】酸性基含有エチレン性モノマーは水性塗料
組成物に水溶性を付与するものであり、酸性基として
は、カルボキシル基、スルホン酸基等が挙げられる。カ
ルボキシル基を有するエチレン性モノマーとしては、ア
クリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、エタアクリル
酸、プロピルアクリル酸、イソプロピルアクリル酸等が
挙げられる。スルホン酸基を有するエチレン性モノマー
としては、ｔ−ブチルアクリルアミドスルホン酸等が挙
げられる。なお、酸性基含有エチレン性モノマーの酸性
基の一部はスルホン酸基であることが好ましい。スルホ
ン酸基は硬化促進効果があるからである。

【０００８】水酸基含有エチレン性モノマーは、水性塗
料組成物を硬化させるための硬化反応点であり、たとえ
ば、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキ
シプロピル、アクリル酸ヒドロキシブチル、メタクリル
酸ヒドロキシメチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピ
ル、メタクリル酸ヒドロキシブチル、アリルアルコール
等が挙げられる。

【０００９】上記モノマーと共重合しうる他のエチレン
性モノマー（以下、「他のエチレン性モノマー」とい
う。）としては、たとえば、アクリル酸メチル、アクリ
ル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−
プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｔ−ブチ
ル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ｎ−オ
クチル、アクリル酸ラウリル等のアクリル酸アルキルエ
ステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メ
タクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−プロピル、
メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メ
タクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ｎ−オク
チル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリ
ル、メタクリル酸トリデシル等のメタクリル酸アルキル
エステル、イタコン酸ジメチル等のイタコン酸エステ
ル、マレイン酸ジメチル等のマレイン酸エステル、フマ
ル酸ジメチル等のフマル酸エステル、スチレン、α−メ
チルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレ
ン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレ
ン、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸ベンジル、アク
リルニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル等が挙
げられる。

【００１０】被膜形成性重合体を得るために用いる共重
合体を調製するためのモノマー混合物は、少なくとも上
記の３種のエチレン性モノマーを含有するものである。
その組成は次のような割合にする。酸性基含有エチレン
性モノマーは３〜１５重量％である。３重量％より少な
いとこの発明の水性塗料組成物の水への分散溶解が不良
で安定性が低下し、１５重量％より多いと塗膜の耐水性
が低下するので好ましくない。水酸基含有エチレン性モ
ノマーは１０〜４０重量％である。１０重量％より少な
いと塗膜の硬化が不十分で、付着性、耐水性等の膜物性
が低下し、４０重量％より多いと塗膜の耐水性が低下す
るので好ましくない。他のエチレン性モノマーは残りの
重量％の範囲内で加えることができる。

【００１１】この発明の被膜形成性重合体を得るために
用いる共重合体は、数平均分子量が６０００〜５０００
０、好ましくは８０００〜３００００のものであり、上
記のモノマー混合物を通常の方法で重合することにより
得られる。たとえば、上記のモノマー混合物を公知の重
合開始剤と混合し、重合可能な温度に加熱した溶剤を含
む反応容器中へ滴下して熟成することによりこの共重合
体を得ることができる。重合開始剤としては、たとえ
ば、過酸化ベンゾイル、ｔ−フリルパーオキシド、クメ
ンハイドロパーオキシド等の有機過酸化物、アゾビスリ
アノ吉草酸、アゾビスイソブチロニトリル等の有機アゾ
化合物等が挙げられる。溶剤としては、特に限定はされ
ないが、たとえば、ベンゼン、キシレン、トルエン等の
芳香族炭化水素、メチルセロソルブアセテート、セロソ
ルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、酢酸エ
チル等のエステル類、メチルセロソルブ、セロソルブ、
ブチルセロソルブ、ブチルカビトール等のエーテル類、
アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン等のケトン類、ｔ−ブタノール、イソブタノール、ｎ
−ブタノール、イソプロパノール、ｎ−プロパノール、
エタノール等のアルコール等が挙げられる。

【００１２】この発明の被膜形成性重合体は、上記共重
合体の酸性基を一部もしくは全部中和することにより得
られる。中和化は常法に従って、カルボキシル基等の酸
性基を、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチ
ルアミン、モノエチルアミン、トリエチルアミン、モノ
イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジエチレ
ントリアミン、トリエチレンテトラミン、モノエタノー
ルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミ
ン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノール
アミン、ジメチルエタノールアミン、モルホリン、メチ
ルモルホリン、ピペラジン、アンモニア、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等の塩基性物質
で中和することによって行われる。中和化に使用される
塩基性物質の量は、共重合体の酸性基に対して０．３〜
１．２当量である。 (II)架橋成分 この発明に用いる架橋成分は、前述の被膜形成性重合体
を加熱硬化させるものであり、アミノ化合物、イソシア
ネート化合物およびエポキシ化合物のうちの少なくとも
１種である。このような架橋成分としては、たとえば、
メトキシメチロールメラミン、イソブトキシ化メチロー
ルメラミン、ｎ−ブトキシ化メチロールメラミン等のア
ルコキシ化メラミンホルムアルデヒド縮合物（メラミン
ホルムアルデヒドまたはパラホルムアルデヒドの縮合物
のアルコキシ化物）、エピコート８２８、エピコート１
００１、エピコート１００４（シェルケミカル社製）、
エポライト４０Ｅ、エポライト４００Ｅ、エポライト♯
１６００、エポライト♯７２１（共栄油脂社製）等の２
つ以上のエポキシ基を含有するエポキシ化物およびブロ
ック化ポリイソシアネート等が挙げられる。 (III) 着色顔料、メタリック顔料 着色顔料は、溶剤型塗料で一般に使用されているものを
必要に応じて使用する。メタリック顔料中、アルミニウ
ム顔料は、ガスの発生を抑制するために水性用処理をし
たものを使用する。 (IV)体質顔料 硫酸バリウム体質顔料、ケイ酸アルミニウム体質顔料を
使用することができる。塗膜の光沢や外観に影響を与え
ないものを選ぶ必要がある。なお、メタリック顔料、着
色顔料を増量すると、貯蔵安定性が低下し、コストも上
昇する。そこで、顔料濃度は体質顔料により調製する。

【００１３】この発明の水性塗料組成物は、必要に応じ
てウレタンエマルジョン、消泡剤、レベリング剤、紫外
線吸収剤、酸化防止剤等の塗料添加剤を使用してもよ
い。以上の各構成成分は下記の組成比で使用する。 (I) ／(II)＝９０／１０〜５０／５０ ・９０／１０以上のときは耐水性等の塗膜性能が劣る。

【００１４】・５０／５０以下のときは貯蔵安定性が低
下する。 〔｛(III) ＋(IV)｝／｛(I) ＋(II)＋(III) ＋(IV)｝〕×１００ ＝２０〜３０（％） ・・・・・ＰＷＣ（顔料重量濃度）（％） ・２０％以下のときはリコート密着性が不良である。 ・３０％以上のときは光沢等の塗膜外観、耐侯性が低下
する。 ここで、 (I) 水性樹脂 (II) 架橋成分 (III) 着色顔料、メタリック顔料 (IV) 体質顔料 である。

【００１５】

【作用】この発明の水性塗料組成物は、従来の溶剤型塗
料比べて樹脂分に対する顔料濃度を高くしているため、
密着性阻害因子であるひずみの発生を緩和させて、リコ
ート密着性を高めることができる。

【００１６】

【実施例】以下に、この発明の具体的な実施例および比
較例を示すが、この発明は下記実施例に限定されない。 １．水性樹脂の合成 攪拌機、温度調整機、冷却管を備えた１リットルの反応
容器に、ジブチルジグリコール３５重量部を仕込み、攪
拌下で１２０℃に昇温した。その後、スチレン１０重量
部、メチルメタアクリレート４０．６重量部、エチルヘ
キシルアクリレート２１．６重量部、２−ヒドロキシエ
チルメタクリレート１８．６重量部、メタクリル酸９．
２重量部、カヤエステルＯ（化薬アクゾ社製 有機過酸
化物）２．５重量部を３時間で滴下重合させた。この樹
脂ワニス１３５重量部とジメチルエタノールアミン９．
０重量部を混合し、５０℃で脱イオン水２１３重量部を
添加して、水溶性樹脂を合成した。 ２．顔料分散ペーストの合成 １リットルのステンレス製容器に、顔料、水性樹脂、純
水を表１に示す配合で仕込んだ。ディスパーで１０分間
攪拌した後、ガラスビーズ（東芝社製 ５０３Ｂ）を７
００ｇ入れ、レッドデビルで３０分間分散して顔料分散
ペーストを得た。

【００１７】

【表１】

【００１８】−実施例１− １リットルのステンレス製容器に、アルミニウムペース
ト（アルミニウム分７０％）３６．３ｇ、水性樹脂１６
５ｇ、純水７５ｇを仕込み、ディスパーで１０分間攪拌
した。次に、ディスパーで攪拌しながら、キナクリドン
レッドペースト１２．４ｇ、酸化鉄レッドペースト２．
５ｇ、シャニンブルーペースト１２．４ｇ、硫酸バリウ
ムペースト１３２．６ｇ、水性樹脂３６０．６ｇ、メラ
ミン樹脂（住友化学製 スミマールＭ５０Ｗ、固形分８
０％）９０ｇ、消泡剤（ＢＹＫ社製 ＢＹＫ０２２）
０．５ｇを添加した。この後２０分間ディスパーで攪拌
して、水性メタリック塗料を得た。

【００１９】−実施例２〜５および比較例１〜３− 顔料の配合比を表２に示すようにした以外は実施例１と
同様にして水性メタリック塗料を得た。得られた水性メ
タリック塗料について、リコート密着性、貯蔵安定性、
耐水性を以下のように評価した。 試験塗板の作成；リン酸亜鉛処理鋼板に日本ペイント株
式会社製電着塗料パワートップＵ８０および中塗塗料オ
ルガＰ−２グレーを塗装した工程試験板に、この発明の
水性メタリック塗料を塗装した。この後、プレヒートを
８０℃で６分実施して、日本ペイント株式会社製アクリ
ルメラミンクリヤー塗料スーパーラックＯ１５０クリヤ
ーを塗装し、試験に供した。 リコート密着性；試験塗板を１６０℃で２０分焼き付け
後、再度、この発明の水性メタリック塗料を塗装した。
次に、８０℃で６分プレヒートを実施した後、日本ペイ
ント株式会社製アクリルメラミンクリヤー塗料スーパー
ラックＯ１５０クリヤーを塗装し、１２０℃で２０分焼
き付けを行った。この試験板に、ＮＴカッタで２mm間隔
の碁盤目を１００個作成し、この部分で接着テープによ
る剥離試験を実施して、剥離の程度を評価した。

【００２０】○…全く剥離の無いもの △…剥離箇所が１〜１０個 ×…剥離箇所が１０〜１００個 貯蔵安定性；水性メタリック塗料を、イオン交換水で３
０秒±１秒／♯４ＦＣ／２０℃に希釈し、密閉容器中で
４０℃で１０日貯蔵して、貯蔵前後の粘度の変化を評価
した。

【００２１】○…粘度変化１０秒以下 △…粘度変化１０〜２０秒 ×…粘度変化２０秒以上 耐水性；試験塗板を１４０℃で２０分焼き付け後、４０
℃の温水に２４０時間浸漬し、水洗して塗面を観察し、
以下のように評価した。

【００２２】○…全く塗面の変化の無いもの △…塗面が僅かに艶引けするもの ×…塗面が白化したもの 以上の結果を表２に示した。なお、表２において（Ｉ）
は水性樹脂、（ＩＩ）は架橋成分を表す。

【００２３】

【表２】

【００２４】

【発明の効果】この発明の水性塗料組成物は、リコート
密着性に優れるので、塗装終了後に水性メタリック塗料
をクリヤー塗膜上に再塗装する場合に、サンディングを
行わなくても、ヌレ性がよく、クリヤー塗料との間でハ
ガレることもない。また、この水性塗料組成物は、コス
ト上昇、貯蔵安定性、耐水性等の低下を伴わない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小山 正明 大阪府寝屋川市池田中町19番17号 日本ペ イント株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水性樹脂、架橋剤、メタリック顔料およ
   び着色顔料を含む水性メタリック塗料において、硫酸バ
   リウムおよびケイ酸アルミニウムのうちの少なくとも一
   方からなる体質顔料を含み、塗料固形分１００重量部中
   のメタリック顔料、着色顔料および体質顔料の総量が２
   ０〜３０重量部に調製されていることを特徴とする水性
   塗料組成物。