JPH09505632A - 酸エッチング耐性を有する塗膜を提供する柔軟性アミノプラスト硬化性塗膜形成組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 柔軟性アミノプラスト硬化性塗膜形成組成物、および、着色または彩色ベースコートと透明またはクリアトップコートとでコートされた多層コート製品を調製するためのプロセスが開示される。着色または彩色ベースコートが最初に基体に塗布され、続いて、透明トップコートがベースコートに塗布される。透明トップコート組成物は柔軟性硬化性塗膜形成組成物であって、(1)構造式(I)の末端またはペンダントカルバメート基を複数有するポリエーテルポリマー；および(2)アミノプラスト架橋剤を含む。このトップコート組成物は、改善された酸エッチング耐性を有する柔軟性複合コーティングを提供し、複合コーティングをプラスチックの自動車部品のトップコートとして特に有用なものとする。

Description

【発明の詳細な説明】 酸エッチング耐性を有する塗膜を提供する 柔軟性アミノプラスト硬化性塗膜形成組成物 関連出願の相互参照 関連同時係属出願である米国特許出願第07/968,786号、同第07/968,795号およ び同第07/968,807号（これらはすべて1992年10月30日に出願されている）が参照 される。 発明の分野 本発明は、柔軟性の、アミノプラスト硬化性塗膜形成組成物、および着色また は彩色ベースコートと透明またはクリアトップコートとを有する多層コート製品 を調製するためのプロセスに関する。 発明の背景 自動車部品およびアクセサリーには、プラスチック基体が通常用いられる。装 飾および保護のために、これらの基体に有機コーティング組成物が塗布される場 合が非常に多い。これらのプラスチック基体は、種々の柔軟性熱硬化性および熱 可塑性材料（例えば、ポリエチレンおよびポリプロピレン、熱可塑性ウレタン、 ポリカーボネート、熱硬化性シートモールディングコンパウンド、反応射出成形 コンパウンド、アクリロニトリルベースの材料、ナイロンなど）からなる。これ らの基体に用いられるコーティング組成物もまた、基体が受け得る通常の応力お よびねじれ力の下で割れおよび接着不良を防止するように柔軟性でなければなら ない。 彩色または着色ベースコートを基体に塗布した後、透明またはクリアコートを ベースコートに塗布することを包含するカラー-プラス-クリアコーティングシス テムが、自動車のオリジナル仕上げ（original finish）として慣用されるよう になっている。カラー-プラス-クリアシステムは、優れた光沢およびイメージの 明瞭さを有し、クリアコートが、これらの特性について特に重要である。 アミノプラスト硬化コーティングシステムもまた周知であり、多くの非常に優 れたコーティング特性を提供する。これらは、安価で、耐久性を有し、そして魅 力的である。しかし、これらのコーティング、特にクリアコートについては、酸 によるエッチングに対する耐性が劣悪であることは広く知られている。多くの地 理上の領域が酸性雨に会うので、特に自動車コーティングについて、コーティン グの酸エッチング耐性がどんどん望ましい特性となってきている。従来技術のコ ーティングシステムは、酸性雨によるエッチングに対する保護を提供するにそれ ほど有効ではない。 酸エッチング耐性であることが知られている従来技術のコーティングシステム としては、米国特許第4,681,811号に記載のような酸−エポキシ硬化性組成物、 およびイソシアネートまたはポリイソシアネートと反応してポリウレタンを形成 するヒドロキシル官能性ポリマーを含む組成物が挙げられる。イソシアネートは 高価であり、イソシアネートの毒性はさらなる欠点である。 アミノプラスト硬化剤を用い、改善された酸エッチング耐性を有し、カラー- プラス-クリア複合コーティングシステムにおいて使用され得る、柔軟な自動車 基体に用いられる安価で柔軟性のコーティング組成物を提供することが望まれて いる。 発明の要旨 本発明によれば、(i)以下の構造の末端またはペンダントカルバメート基を複 数、好ましくは分子当たり平均して少なくとも２つ有するポリエーテルポリマー ： および(ii)メチロール基および／またはメチロールエーテル基を有するアミノプ ラスト架橋剤を含有する、柔軟性の、硬化性塗膜形成組成物が提供される。本発 明の好ましい実施態様においては、この塗膜形成組成物は、それぞれ上記と同様 の末端またはペンダントカルバメート基を複数有するポリエステルまたはポリウ レタンポリマーおよびアクリルポリマーをさらに含む。 複合コーティングを基体（好ましくは、プラスチック基体）に塗布するプロセ スもまた提供される。このプロセスは、塗膜形成組成物を基体に塗布してベース コートを形成する工程と、クリア塗膜形成組成物を該ベースコートに塗布して、 該ベースコート上に透明トップコートを形成する工程とを包含する。透明トップ コートまたはクリアコートは、(i)以下の構造の末端またはペンダントカルバメ ート基を複数有するポリエーテルポリマー： および(ii)メチロール基および／またはメチロールエーテル基を有するアミノプ ラスト架橋剤を含有する、柔軟性の、硬化性塗膜形成組成物から得られる。 詳細な説明 上記のポリエーテルポリマーは、ポリエーテルポリオールと尿素とを反応させ ることにより調製され得る。より代表的には、ポリエーテルポリマーは、以下に さらに詳細に説明するトランスカルバモイル化（transcarbamoylation）反応に より調製される。 ポリエーテルポリオールの例としては、以下の構造式を有するものを包含する ポリアルキレンエーテルポリオールが挙げられる： ここで、置換基Ｒは、水素または１〜５個の炭素原子を有する低級アルキル（混 合置換基を含む）であり、ｎは、代表的には２〜６であり、およびｍは、８〜10 0以上である。ポリ（オキシテトラメチレン）グリコール、ポリ（オキシテトラ エチレン）グリコール、ポリ（オキシ-1,2-プロピレン）グリコール、およびポ リ（オキシ-1,2-ブチレン）グリコールが挙げられる。 種々のポリオール、例えば、グリコール（例えば、エチレングリコール、1,6- ヘキサンジオール、およびビスフェノールＡ）、あるいは他のより高官能性のポ リオール（例えば、トリメチロールプロパンおよびペンタエリスリトール）のオ キシアルキル化により得られるポリエーテルポリオールもまた有用である。例示 されたような使用され得る高官能性のポリオールは、例えば、スクロースまたは ソルビトールのような化合物のオキシアルキル化により得られ得る。一般的に使 用されるオキシアルキル化の方法の１つは、酸性または塩基性触媒の存在下にお けるポリオールとアルキレンオキサイド（例えば、プロピレンオキサイドまたは エチレンオキサイド）との反応である。 好ましいポリエーテルとしては、E．I．Du Pont de Nemours and Company，In c.から商品名TERATHANEおよびTERACOLで販売されているものが挙げられる。 好ましくは、ペンダントカルバメート官能基は、「トランスカルバモイル化」 反応により、ポリエーテルに導入され得る。この反応においては、アルコールま たはグリコールエーテル由来の低分子量カルバメート官能性物質が、ポリエーテ ルポリオールのヒドロキシル基と反応し、カルバメート官能性ポリエーテルと元 のアルコールまたはグリコールエーテルとが得られる。最初に、アルコールまた はグリコールエーテル由来の低分子量カルバメート官能性物質が、触媒存在下で アルコールまたはグリコールエーテルと尿素とを反応させることにより調製され る。適切なアルコールとしては、低分子量脂肪族、環状脂肪族、および芳香族ア ルコール、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、シク ロヘキサノール、２−エチルヘキサノールおよび３−メチルブタノールが挙げら れる。適切なグリコールエーテルとしては、エチレングリコールメチルエーテル およびプロピレングリコールメチルエーテルが挙げられる。プロピレングリコー ルメチルエーテルが好ましい。 ポリエーテルポリマーは、好ましくは約500〜5000、より好ましくは約1100〜3 200の数平均分子量（ポリスチレン標準を用いるゲルパーミエーションクロマト グラフィーにより測定される）、および反応性ペンダントまたは末端カルバメー ト基の当量を基準にして、140〜2500の範囲、好ましくは約500の当量重量を有す る。この当量重量は、ポリエーテルポリマーを調製する際に用いられる種々の成 分の相対量に基づく計算値であり、ポリエーテルポリマーの固形分に基づく。好 ましくは、ペンダントまたは末端カルバメート基は、上記の構造のみを有する。 ポリエーテルポリマーは、塗膜形成組成物の樹脂固形分重量を基準にして、代 表的には10〜50重量％の量、好ましくは10〜20重量％の量で塗膜形成組成物中に 存在する。 好ましくは、塗膜形成組成物は、ポリエステルポリマー、ポリウレタンポリマ ー、アクリルポリマー、およびそれらの混合物からなる群から選択されるポリマ ーであって、これらのポリマーの各々はさらに、以下の構造の末端またはペンダ ントカルバメート基を複数有する： このポリマーまたはポリマー混合物（ポリエーテルポリマーは含まない）は、用 いられる具体的なポリマーまたはポリマー混合物に依存して、塗膜形成組成物の 樹脂固形分を基準にして、60重量％までの量、好ましくは５〜50重量％の量で使 用される。 アクリルポリマーは、アクリル酸またはメタクリル酸の１つ以上のアルキルエ ステルと、必要に応じて１つ以上の他の重合性エチレン性不飽和モノマーとのコ ポリマーである。適切なアクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステルとし ては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、 エチルアクリレート、ブチルアクリレート、および２−エチルヘキシルアクリレ ートが挙げられる。適切な他の重合性エチレン性不飽和モノマーとしては、スチ レンおよびビニルトルエンのようなビニル芳香族化合物；アクリロニトリルおよ びメタクリロニトリルのようなニトリル；塩化ビニルおよびフッ化ビニリデンの ようなハロゲン化ビニルおよびビニリデン；ならびに、酢酸ビニルのようなビニ ルエステルが挙げられる。アクリルポリマーは、他のアクリルモノマーと共重合 し得るヒドロキシル官能性モノマー（例えば、ヒドロキシエチルアクリレート、 ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、およびヒ ドロキシプロピルメタクリレート）を用いることによりアクリルポリマーに導入 され得るヒドロキシル官能基（functionality）を有し得る。 アクリルポリマーは、有機パーオキサイドまたはアゾ化合物（例えば、ベンゾ イルパーオキサイドまたはN,N-アゾビス（イソブチロニトリル））のような適切 な開始剤の存在下での溶液重合技術により調製され得る。重合は、モノマーが溶 解性である有機溶液中で、当該分野における慣用的技術により行われ得る。 ペンダントカルバメート官能基は、アクリルモノマーとカルバメート官能性ビ ニルモノマー（例えば、メタクリル酸のカルバメート官能性アルキルエステル） とを共重合することにより、アクリルポリマーに導入され得る。これらのカルバ メート官能性アルキルエステルは、例えば、ヒドロキシアルキルカルバメート（ 例えば、アンモニアとエチレンカーボネートまたはプロピレンカーボネートとの 反応生成物）とメタクリル酸無水物とを反応させることにより調製される。他の カルバメート官能性ビニルモノマーは、例えば、ヒドロキシエチルメタクリレー ト、イソホロンジイソシアネートおよびヒドロキシプロピルカルバメートの反応 生成物である。さらに他のカルバメート官能性ビニルモノマー、例えば、イソシ アン酸（HNCO）とヒドロキシル官能性アクリルまたはメタクリルモノマー（例え ば、ヒドロキシエチルアクリレート）との反応生成物、および米国特許第3,479, 328号に記載のものが使用され得る。ペンダントカルバメート基はまた、ヒドロ キシル官能性アクリルポリマーと低分子量カルバメート官能性物質とを、ポリエ ーテルへのカルバメート基の導入に関して上述したのと同様のトランスカルバモ イル化プロセスにより反応させることによっても、アクリルポリマーに導入され 得る。 アクリルポリマーは、代表的には約900〜13,000、好ましくは約1000〜5000の 数平均分子量（ポリスチレン標準を用いるゲルパーミエーションクロマトグラフ ィーにより測定される）、および反応性ペンダントまたは末端カルバメート基の 当量を基準にして、5000未満、好ましくは140〜2500の範囲のカルバメート当量 重量を有する。この当量重量は、アクリル物質を調製する際に用いられる種々の 成分の相対量に基づく計算値であり、アクリルポリマーの固形分に基づく。 アクリルポリマーは、塗膜形成組成物中に存在する場合には、塗膜形成組成物 の樹脂固形分重量を基準にして50重量％までの量、好ましくは５〜15重量％の量 で用いられる。 ポリエステルもまた塗膜形成組成物の処方に用いられ得、ポリカルボン酸また はその無水物とポリオールおよび／またはエポキシドとのポリエステル化により 調製され得る。通常、ポリカルボン酸およびポリオールは、脂肪族または芳香族 二塩基酸およびジオールである。 ポリエステルを調製する際に通常用いられるポリオールとしては、アルキレン グリコール（例えば、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール）、ならび に他のグリコール（例えば、水素化ビスフェノールＡ）シクロヘキサンジオール 、シクロヘキサンジメタノール、カプロラクトンジオール（例えば、ε−カプロ ラクトンとエチレングリコールとの反応生成物）、ヒドロキシアルキル化ビスフ ェノール、およびポリエーテルグリコール（例えば、ポリ（オキシテトラメチレ ン）グリコール））が挙げられる。高官能性のポリオールもまた使用され得る。 例としては、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンおよびペンタエリ スリトールが挙げられる。 ポリエステルの酸成分は、主に、分子当たり２〜18個の炭素原子を有するモノ マー性カルボン酸またはその無水物からなる。有用な酸としては、フタル酸、イ ソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、ア ジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、グルタル酸、デカン二酸、 ドデカン二酸、および他の種々のタイプのジカルボン酸が挙げられる。ポリエス テルは、少量の一塩基酸（例えば、安息香酸、ステアリン酸、酢酸、およびオレ イン酸）を含み得る。より高官能性のカルボン酸（例えば、トリメリト酸、トリ カルバリル酸）もまた用いられ得る。上に示した酸に関して、存在するその酸無 水物が、酸の代わりに使用され得ることが理解される。これらの酸の低級アルキ ルエステル（例えば、ジメチルグルタレート、ジメチルテレフタレート）もまた 使用され得る。 ペンダントカルバメート官能基は、ポリエステルを形成する際に用いられるポ リ酸およびポリオールと反応し得るヒドロキシアルキルカルバメートを最初に形 成することにより、ポリエステルに導入され得る。ヒドロキシアルキルカルバメ ートの例としては、アンモニアとエチレンカーボネートまたはプロピレンカーボ ネートとの反応生成物が挙げられる。ヒドロキシアルキルカルバメートは、ポリ エステルの酸官能基と縮合して、ペンダントカルバメート官能基が得られる。ペ ンダントカルバメート官能基はまた、ヒドロキシル官能性ポリエステルと低分子 量カルバメート官能性物質とをポリエーテルへのカルバメート基の導入に関して 上述したのと同様のトランスカルバモイル化プロセスにより反応させることによ り、あるいはイソシアン酸とヒドロキシル官能性ポリエステルとを反応させるこ とにより、ポリエステルに導入され得る。 ポリエステルは、代表的には約600〜2000、好ましくは約800〜1500の数平均分 子量（ポリスチレン標準を用いるゲルパーミエーションクロマトグラフィーによ り測定される）を有し、反応性ペンダントまたは末端カルバメート基の当量を基 準にして、200〜1500の範囲、好ましくは約300〜400の範囲のカルバメート当量 重量を有する。この当量重量は、ポリエステルを調製する際に用いられる種々の 成分の相対量に基づく計算値であり、ポリエステルの固形分に基づく。 ポリエステルポリマーは、塗膜形成組成物中に存在する場合には、塗膜形成組 成物の樹脂固形分重量を基準にして60重量％までの量、好ましくは20〜50重量％ の量で用いられる。 ポリウレタンもまた、本発明の塗膜形成組成物に用いられ得る。使用され得る ポリウレタンとしては、OH/NCO当量比を1:1よりも大きくして、遊離ヒドロキシ ル基が生成物中に存在するように、上記のようなポリエステルポリオールまたは アクリルポリオールとポリイソシアネートとを反応させることにより調製される ポリマー性ポリオールが挙げられる。 ポリウレタンポリオールを調製するために使用される有機ポリイソシアネート は、脂肪族または芳香族ポリイソシアネートあるいはこれら２つの混合物であり 得る。より高官能性のポリイソシアネートがジイソシアネートの代わりに、ある いはジイソシアネートと組み合わせて使用され得るが、ジイソシアネートが好ま しい。 適切な芳香族ジイソシアネートの例としては、4,4'-ジフェニルメタンジイソ シアネートおよびトルエンジイソシアネートが挙げられる。適切な脂肪族ジイソ シアネートの例としては、1,6-ヘキサメチレンンジイソシアネートのような直鎖 状脂肪族ジイソシアネートが挙げられる。環状脂肪族ジイソシアネートもまた用 いられ得る。例としては、イソホロンジイソシアネートおよび4,4'-メチレン-ビ ス-（シクロヘキシルイソシアネート）が挙げられる。適切な高官能性ポリイソ シアネートの例としては、1,2,4-ベンゼントリイソシアネートおよびポリメチレ ンポリフェニルイソシアネートが挙げられる。 ペンダントカルバメート官能基は、ポリイソシアネートとペンダントカルバメ ート基を有するポリエステルポリオールとを反応させることにより、ポリウレタ ンに導入され得る。あるいは、ペンダントカルバメート官能基は、ポリイソシア ネートと、別々の反応成分としてポリエステルポリオールおよびヒドロキシアル キルカルバメートまたはイソシアン酸とを反応させることにより、ポリウレタン に導入され得る。ペンダントカルバメート官能基はまた、ヒドロキシル官能性ポ リウレタンと低分子量カルバメート官能性物質とを、ポリエーテルへのカルバメ ート基の導入に関して上述したのと同様のトランスカルバモイル化プロセスによ り反応させることにより、ポリウレタンに導入され得る。 ポリウレタンは、代表的には約300〜3000、好ましくは約300〜600の数平均分 子量（ポリスチレン標準を用いるゲルパーミエーションクロマトグラフィーによ り測定される）を有し、反応性ペンダントまたは末端カルバメート基の当量を基 準にして、140〜2600の範囲のカルバメート当量重量を有する。この当量重量は 、ポリウレタンを調製する際に用いられる種々の成分の相対量に基づく計算値で あり、ポリウレタンの固形分に基づく。 ポリウレタンポリマーは、塗膜形成組成物中に存在する場合には、塗膜形成組 成物の樹脂固形分重量を基準にして50重量％までの量、好ましくは20重量％まで の量で用いられる。 コーティング組成物はまた、メチロール基および／またはメチロールエーテル 基を有するアミノプラスト架橋剤を含む。アミノプラストは、ホルムアルデヒド とアミンまたはアミドとの反応により得られる。最も一般的なアミンまたはアミ ドは、メラミン、尿素、またはベンゾグアナミンであり、これらが好ましい。し かし、他のアミンまたはアミドとの縮合物も使用され得る；例えば、グリコール ウリルのアルデヒド縮合物は高融点の結晶性生成物を提供し、これはパウダーコ ーティングに有用である。アルデヒドとしては、ホルムアルデヒドが最も多く用 いられるが、他のアルデヒド（例えば、アセトアルデヒド、クロトンアルデヒド 、およびベンズアルデヒド）が使用され得る。 アミノプラストはメチロール基を有し、好ましくは、これらの基の少なくとも 一部は、硬化応答性を改変するためにアルコールによりエーテル化されている。 メタノール、エタノール、ブタノール、およびヘキサノールを含むあらゆる一価 アルコールが、この目的のために採用され得る。 好ましくは、用いられるアミノプラストは、１〜４個の炭素原子を有するアル コールでエーテル化されたメラミン−、尿素−、またはベンゾグアナミン−ホル ムアルデヒド縮合物である。アミノプラストは、塗膜形成組成物の樹脂固形分重 量を基準にして約20〜50重量％の量、好ましくは20〜35重量％の量で存在する。 本発明のコーティング組成物においては、好ましくは、アミノプラスト中のメ チロール基またはメチロールエーテル基に対するポリマー中のペンダントまたは 末端カルバメート基の当量比は0.5〜2:1であり、架橋塗膜を形成するに十分であ る。 好ましくは、架橋前に、ペンダントまたは末端カルバメート基を有する１種以 上のポリマーとアミノプラストとを含む塗膜形成組成物は、塗膜形成組成物の固 形分重量を基準にして、50未満、好ましくは25未満、さらに好ましくは０の理論 ヒドロキシル価を有する（アミノプラスト中に存在するようなN-メチロール基に 関するあらゆるヒドロキシル官能基を除く）。 理論ヒドロキシル価とは、塗膜形成組成物自体について通常の分析技術により 測定される実際のヒドロキシル価よりも、むしろ塗膜形成組成物を調製する際に 用いられる種々の成分の相対量に基づく計算値を意味する。得られる架橋コーテ ィングは、末端またはペンダントカルバメート基とアミノプラストとの反応によ り得られる実質的に多数のウレタン架橋を有し、それにより、高レベルの酸エッ チング耐性を提供する。 本発明の塗膜形成組成物は、好ましくは、「カラー-プラス-クリア」コーティ ングシステムのクリアコート層として使用される。カラー-プラス-クリアシステ ムのベースコート層の塗膜形成組成物は、コーティング用途、特に自動車用途に 有用な任意の組成物であり得る。ベースコートの塗膜形成組成物は、樹脂バイン ダーと、着色剤として機能する顔料とを含む。特に有用な樹脂バインダーは、ア クリルポリマー、ポリエステル（アルキドを含む）、およびポリウレタンである 。 ベースコート組成物は、溶媒性または水性であり得る。カラー-プラス-クリア 組成物における水ベースのベースコートは、米国特許4,403,003号に開示されて おり、これらのベースコートを調製する際に用いられる樹脂組成物は、本発明の 実施の際に使用され得る。米国特許第4,147,679号に従って調製されるような水 ベースのポリウレタンもまた、ベースコートの樹脂バインダーとして使用され得 る。さらに、米国特許第5,071,904号に記載されているような水ベースのコーテ ィングが、ベースコートとして使用され得る。 ベースコートはまた、色を付与する顔料を含む。メタリックフレーク顔料を含 有する組成物は、主に自動車車体表面のいわゆる「魅力的なメタリック（glamou r metallic）」仕上げを作製するのに有用である。適切なメタリック顔料として は、特に、アルミニウムフレーク、青銅フレークおよび金属酸化物被覆マイカが 挙げられる。 メタリック顔料に加えて、本発明のベースコーティング組成物は、表面コーテ ィングに慣用的に使用される非メタリック彩色顔料を含み得る。この非メタリッ ク顔料としては、無機顔料（例えば、二酸化チタン、酸化鉄、酸化クロム、クロ ム酸鉛およびカーボンブラック）、および有機顔料（例えば、フタロシアニンブ ルー、フタロシアニングリーン）が挙げられる。一般に、顔料は、コーティング 固形分の重量を基準にして約１〜80重量％の量で、コーティング組成物に導入さ れる。メタリック顔料は、コーティング固形分の重量を基準にして約0.5〜25重 量％の量で用いられる。 所望であれば、ベースコート組成物は、自動車（formulated）表面コーティン グの分野で周知の材料をさらに含み得る。このような材料としては、界面活性剤 、流れ制御剤、チキソトロピー剤、充填剤、抗ガス剤、有機共溶媒、触媒および 他 の通常の助剤が挙げられる。これらの材料は、コーティング組成物の総重量の40 重量％までを構成し得る。 ベースコーティング組成物は、それらが接着する種々の基体に塗布され得る。 組成物は、通常の手段（はけ塗り、浸し塗り、流し塗り、スプレーなどを含む） により塗布され得るが、スプレー塗布される場合が最も多い。空気スプレーおよ び静電スプレーの通常のスプレー技術および装置、ならびに手動または自動のい ずれかの方法が使用され得る。 本発明のコーティングは、種々の基体（木材、金属、ガラスを含む）に塗布さ れ得るが、自動車に見られるプラスチック基体への塗布に特に有効である。「プ ラスチック」とは、あらゆる一般的な熱可塑性または熱硬化性合成非導電性材料 を意味し、熱可塑性オレフィン（例えば、ポリエチレンおよびポリプロピレン） 、熱可塑性ウレタン、ポリカーボネート、熱硬化性シートモールディングコンパ ウンド、反応射出成形コンパウンド、アクリロニトリルベースの材料、およびナ イロンが挙げられる。 ベースコート組成物を基体に塗布する際に、ベースコート塗膜が基体上に形成 される。代表的には、ベースコートの厚みは、約0.01〜５ミル（.25〜127ミクロ ン「μ」）、好ましくは厚み0.1〜２ミル（2.5〜51μ）である。 ベースコートを基体に塗布した後、加熱によりまたは単に一定期間空気乾燥す ることによりベースコート塗膜から溶媒（すなわち、有機溶媒または水）を除去 することによって、塗膜が基体表面に形成される。好ましくは、加熱は、クリア コートがベースコート組成物に溶解することなくベースコートに塗布され得るの を保証するに十分であればよく、短期間である。適切な乾燥条件は、具体的なベ ースコートの組成に依存し、ある種の水ベースの組成物では周囲の湿度に依存す るが、一般に、約80°F〜250°F（20℃〜121℃）の温度で約１〜５分の乾燥時間 であれば、２つのコートの混合を最小限にするに十分である。同時に、ベースコ ート塗膜はクリアコート組成物により十分に湿潤され、その結果、良好なコート 間接着が得られる。さらに、１つを超えるベースコートと多数のクリアコートが 塗布されて、最適な外観を提供し得る。通常、コート間には、先に塗布されたコ ートがフラッシングされて（flashed）、すなわち、約１〜20分間周囲条件に曝 される。 上記のように、クリア塗膜形成組成物は、カルバメート官能性ポリエーテルポ リマーと、および好ましくは、ポリエステルポリマー、ポリウレタンポリマー、 アクリルポリマー、およびそれらの混合物からなる群から選択されるカルバメー ト官能性ポリマーとアミノプラスト架橋剤とを含む。好ましくは、通常、クリア 塗膜形成組成物はまた、アミノプラストとペンダントカルバメート基との硬化を 促進する触媒を含む。適切な触媒の例としては酸性物質が挙げられ、これらとし ては、スルホン酸または置換スルホン酸（例えば、パラトルエンスルホン酸）が 挙げられる。触媒は、樹脂固形分の総重量を基準にして、通常約0.5〜5.0重量％ の量、好ましくは約１〜２重量％の量で存在する。任意の成分（例えば、可塑剤 、流れ制御剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、および当該分野で慣用的な同様の添 加剤）が、組成物に含まれ得る。代表的には、これらの成分は、樹脂固形分の総 量を基準にして25重量％までの量で存在する。 クリアトップコート組成物は、任意の慣用的コーティング技術（例えば、はけ 塗り、スプレー、浸し塗り、または流し塗り）によりベースコート基体に塗布さ れ得るが、スプレー塗りが好ましい。なぜなら優れた光沢が得られるからである 。あらゆる公知のスプレー技術（例えば、圧縮空気スプレー、静電スプレー、な らびに手動方法または自動方法のいずれか）が使用され得る。 ベースコートにクリアコート組成物を塗布した後、コートされた基体は加熱さ れ、コーティング層が硬化する。硬化操作においては、溶媒が除去され、ならび に、クリアコートおよびベースコートの塗膜形成物質が互いに架橋する。加熱ま たは硬化操作は、通常、160〜350°F（71〜177℃）の範囲の温度で行なわれるが 、必要に応じて、架橋メカニズムを活発化させるために、より低温または高温が 使用され得る。クリアコートの厚みは、通常約0.5〜５ミル（12.7〜127μ）、好 ましくは1.2〜３ミル（30.5〜76μ）である。 以下の実施例を参照して本発明をさらに説明する。他の表示がない場合には、 部はすべて重量部である。 実施例Ａ カルバメート官能性ポリエーテルを、以下の成分から調製した： 減圧蒸留の装備を備えた適切な反応器に上記成分を仕込み、N₂ブランケット下 で100℃まで加熱した。この温度で、反応混合物をN₂で20分間スパージした。ス パージ完了後、反応混合物の温度を140℃まで上昇させた。DOWANOL PMが反応混 合物から蒸留しはじめるまで系を減圧した。反応が進行するにつれて系の減圧を １mmの最大減圧まで徐々に大きくし、DOWANOL PMの安定した蒸留を維持した。得 られた反応混合物は、柔らかい、白色の、ワックス状の不透明な物質であり、OH 価は12.9、Ｎの総含有量は3.67％、ポリスチレン標準を用いるゲルパーミエーシ ョンクロマトグラフィーにより測定された数平均分子量は1192であった。計算さ れたカルバメート当量重量は386であった。 実施例Ｂ カルバメート官能性ポリエーテルを、以下の成分から調製した： 減圧蒸留の装備を備えた適切な反応器に上記成分を仕込み、100℃まで加熱し た。この温度で、反応混合物をN₂で20分間スパージした。スパージ完了後、反応 混合物の温度を140℃まで上昇させた。DOWANOL PMが反応混合物から蒸留しはじ めるまで系を減圧した。反応が進行するにつれて系の減圧を１mmの最大減圧まで は、柔らかい、白色の、ワックス状の不透明な物質であり、OH価は15.4、Ｎの総 含有量は3.67％、ポリスチレン標準を用いるゲルパーミエーションクロマトグラ フィーにより測定された数平均分子量は1748であった。計算されたカルバメート 当量重量は571であった。 実施例Ｃ カルバメート官能性ポリエーテルを、以下の成分から調製した： 減圧蒸留の装備を備えた適切な反応器に上記成分を仕込み、100℃まで加熱し た。この温度で、反応混合物をN₂で20分間スパージした。スパージ完了後、反応 じめるまで系を減圧した。反応が進行するにつれて系の減圧を１mmの最大減圧ま 物は、柔らかい、わずかに黄色の、ワックス状の不透明な物質であり、OH価は5. 4、Ｎの総含有量は1.3％、ポリスチレン標準を用いるゲルパーミエーションクロ マトグラフィーにより測定された数平均分子量は3127であった。計算されたカル バメート当量重量は1095であった。 実施例Ｄ カルバメート官能性直鎖状ポリエステルウレタンを、以下の成分から調製した ： 減圧蒸留の装備を備えた適切な反応器に最初の２つの成分を仕込み、N₂ブラン 圧下で容器から除去した。反応物を80℃まで冷却し、そして残りの成分を反応器 に加えた。反応混合物を100℃まで加熱し、この温度で、反応混合物を窒素で20 分間スパージした。スパージ完了後、反応混合物の温度を140℃まで上昇させた 。 で希釈し、84.0％の測定固形分およびZ5の粘度（Gardner-Holtスケールによる） とした。希釈した反応生成物は、樹脂固形分を基準にして18.5のOH価、873の数 平均分子量、および1292の重量平均分子量を有していた。計算されたカルバメー ト当量重量は479であった。 実施例Ｅ 分枝ポリエステルを以下の成分から調製した： N₂スパージ、グリコール回収カラムおよび蒸留ヘッドの装備を備えた適切な反 応器に上記成分を仕込み、80℃に加熱し、反応器を減圧してからN₂を充填する（ backfilling）ことによりガス抜きを３回行った。次いで、反応混合物を200℃と 210℃との間の温度に加熱し、水を除去した。水を反応物から除去すると、酸価 は2.8に低下した。最終生成物は透明な物質であり、＞Z6の粘度（Gardner-Holt 粘度スケールによる）、96.3％の測定固形分、樹脂固形分を基準にして125.4のO H価、1254の数平均分子量および2794の重量平均分子量を有していた。 実施例Ｆ カルバメート官能性分枝ポリエステルを以下の成分から調製した： 減圧蒸留の装備を備えた反応器に上記成分を仕込み、95℃に加熱した。反応混 合物をこの温度で、毎回反応器を排気してからN₂を充填することによりガス抜き を３回行った。ガス抜き完了後、反応混合物の温度を140℃まで上昇させた。DOW ANOL PMが反応混合物から蒸留しはじめるまで系を減圧した。反応が進行するに つれて１mmの最大減圧まで徐々に系を減圧し、DOWANOL PMの安定した蒸留を維持 した。得られた反応混合物は粘性の樹脂性物質であり、8.8のOH価および98.7の 測定固形分を有していた。1000gのｎ−プロパノールで希釈した後の反応混合物 の測定固形分は76.4％、粘度はZ1⁺（Gardner-Holtスケールによる）であった。 カルバメート官能性分枝ポリエステルは、1349の数平均分子量、3131の重量平均 分子量、および2.51％のＮ総含有量を有していた。計算されたカルバメート当量 重量は386であった。 実施例Ｇ カルバメート官能性アクリルポリマーを以下の成分から調製した： 減圧蒸留の装備を備えた反応器に上記成分を仕込み、100℃に加熱した。この 温度で、反応混合物をN₂で20分間スパージした。スパージ完了後、反応混合物の 温度を140℃まで上昇させた。DOWANOL PMが反応混合物から蒸留しはじめるまで 系を減圧した。反応が進行するにつれて１mmの最大減圧まで徐々に系を減圧し、 能である）との1:1ブレンドで希釈し、70％の理論固形分および＞Z6の最終粘度 （Gardner-Holtスケールによる）とした。カルバメート官能性アクリルポリマー は、2.93％のＮ総含有量、4063の数平均分子量、および18,884の重量平均分子量 を有していた。計算されたカルバメート当量重量は386であった。 以下の実施例（１〜７）は、カルバメートおよび／またはヒドロキシル官能性 物質とアミノプラスト硬化剤とにより調製される種々のクリア塗膜形成柔軟性組 成物の調製を示す。コーティング組成物を、カラー-プラス-クリア用途において 評価した。 実施例１ 以下の成分を一緒に混合することにより、クリア塗膜形成組成物を調製した： 実施例２（コントロール） 以下の成分を一緒に混合することにより、クリア塗膜形成組成物を調製した： 実施例３ 以下の成分を一緒に混合することにより、クリア塗膜形成組成物を調製した： 実施例４（コントロール） 以下の成分を一緒に混合することにより、クリア塗膜形成組成物を調製した： 実施例５ 以下の成分を一緒に混合することにより、クリア塗膜形成組成物を調製した： 実施例６ 以下の成分を一緒に混合することにより、クリア塗膜形成組成物を調製した： 実施例７（コントロール） 以下の成分を一緒に混合することにより、クリア塗膜形成組成物を調製した： 最初に、熱可塑性ポリオレフィン試験基体（ETA-3183としてHimont Advanced Materialsより入手可能）に、溶媒性接着促進剤（MPP4110としてPPG Industries ，Inc.,より入手可能）を周囲環境条件で厚み0.25ミル（6.3μ）でスプレー塗布 することにより、コーティングおよび酸エッチング試験のための調製を行った。 得られた塗膜を周囲環境条件で２分間乾燥した。次いで、直ちに、0.1ミル（25 μ）の溶媒性エラストマー性着色ベースコート組成物（CBC-7517CとしてPPG Ind ustries，Inc.,より市販されている）により促進剤をコートした。次いで、実施 例１〜７のクリア塗膜形成組成物を、ウェット−オン−ウェットで厚み1.6ミル （40.6μ）で、７つのベースコートされた基体に別々に塗布した。 得られた複合コーティングを250°F（121.1℃）で30分間硬化し、ベースコー トおよびクリアコートを共に硬化させた。パネルを水平な位置でベークした。複 合コーティングの特性を以下の表１に報告する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｃ０９Ｄ 175/00 ＰＨＸ 8620−4Ｊ Ｃ０９Ｄ 175/00 ＰＨＸ 179/00 ＰＬＴ 9285−4Ｊ 179/00 ＰＬＴ (72)発明者 ベラルディ， クリストファー エイ. アメリカ合衆国 ペンシルバニア 15237, ピッツバーグ，プアー リチャーズ レ ーン 2156 (72)発明者 ハンプリー，ウイリアム エイ. アメリカ合衆国 ペンシルバニア 15235, ピッツバーグ，ベター ドライブ 193

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．以下を含有する、柔軟性の、硬化性塗膜形成組成物： (i)以下の構造の末端またはペンダントカルバメート基を複数有し： 該塗膜形成組成物の樹脂固形分重量を基準にして10〜50重量％の量で該塗膜形成 組成物中に存在する、ポリエーテルポリマー； (ii)ポリエステルポリマー、ポリウレタンポリマー、アクリルポリマー、およ びそれらの混合物からなる群から選択されるポリマーであって、該ポリマーの各 々が、以下の構造の末端またはペンダントカルバメート基を複数有する、ポリマ ー： および(iii)メチロール基および／またはメチロールエーテル基を有するアミ ノプラスト架橋剤。 ２．前記ポリエーテルポリマーが、分子当たり平均して少なくとも２つの前記 末端またはペンダントカルバメート基を有する、請求項１に記載の塗膜形成組成 物。 ３．前記ポリエーテルポリマーが、前記末端またはペンダントカルバメート基 の当量を基準にして約140〜2500の当量重量を有する、請求項１に記載の塗膜形 成組成物。 ４．前記アミノプラストが、メラミンとホルムアルデヒドとの縮合物であり、 １〜４個の炭素原子を有するアルコールで必要に応じてエーテル化されている、 請求項１に記載の塗膜形成組成物。 ５．前記ペンダントまたは末端基の前記メチロール基またはメチロールエーテ ル基に対する当量比が0.5〜2:1であり、架橋塗膜を形成するに十分である、請求 項１に記載の塗膜形成組成物。 ６．前記アミノプラストが、前記塗膜形成組成物の樹脂固形分重量を基準にし て20〜50％の量で該塗膜形成組成物中に存在する、請求項１に記載の塗膜形成組 成物。 ７．各々のポリマーが、分子当たり平均して少なくとも２つの前記末端または ペンダントカルバメート基を有する、請求項１に記載の塗膜形成組成物。 ８．各々のポリマーが、前記末端またはペンダントカルバメート基の当量を基 準にして約140〜2500の当量重量を有する、請求項１に記載の塗膜形成組成物。 ９．前記アミノプラストが、メラミンとホルムアルデヒドと必要に応じて１〜 ４個の炭素原子を有するアルコールとの縮合物である、請求項１に記載の塗膜形 成組成物。 １０．前記ペンダントまたは末端基の前記メチロール基またはメチロールエー テル基に対する当量比が0.5〜2:1であり、架橋塗膜を形成するに十分である、請 求項１に記載の塗膜形成組成物。 １１．前記ポリマーまたはポリマー混合物が、前記塗膜形成組成物の樹脂固形 分重量を基準にして５〜50重量％の量で該塗膜形成組成物中に存在する、請求項 １に記載の塗膜形成組成物。 １２．前記ポリエステルポリマーが、前記塗膜形成組成物の樹脂固形分重量を 基準にして60重量％までの量で該塗膜形成組成物中に存在する、請求項１に記載 の塗膜形成組成物。 １３．前記ポリウレタンポリマーが、前記塗膜形成組成物の樹脂固形分重量を 基準にして50重量％までの量で該塗膜形成組成物中に存在する、請求項１に記載 の塗膜形成組成物。 １４．前記アクリルポリマーが、前記塗膜形成組成物の樹脂固形分重量を基準 にして50重量％までの量で該塗膜形成組成物中に存在する、請求項１に記載の塗 膜形成組成物。 １５．前記アミノプラストが、前記塗膜形成組成物の樹脂固形分重量を基準に して20〜50％の量で該塗膜形成組成物中に存在する、請求項１に記載の塗膜形成 組成物。 １６．複合コーティングを基体に塗布する方法であって、 彩色塗膜形成組成物を基体に塗布してベースコートを形成する工程と、 クリア塗膜形成組成物を該ベースコートに塗布して、該ベースコート上に透明 トップコートを形成する工程とを包含し、 該クリア塗膜形成組成物が以下を含有する、柔軟性の、硬化性塗膜形成組成物 を含む、方法： (i)以下の構造の末端またはペンダントカルバメート基を複数有し： 該塗膜形成組成物の樹脂固形分重量を基準にして10〜50重量％の量で該塗膜形成 組成物中に存在する、ポリエーテルポリマー； (ii)ポリエステルポリマー、ポリウレタンポリマー、アクリルポリマー、およ びそれらの混合物からなる群から選択されるポリマーであって、該ポリマーの各 々が、以下の構造の末端またはペンダントカルバメート基を複数有する、ポリマ ー： および(iii)メチロール基および／またはメチロールエーテル基を有するアミ ノプラスト架橋剤。 １７．前記ポリエーテルポリマーが、分子当たり平均して少なくとも２つの前 記末端またはペンダントカルバメート基を有する、請求項１６に記載の方法。 １８．前記ポリエーテルポリマーが、前記末端またはペダントカルバメート基 の当量を基準にして約140〜2500の当量重量を有する、請求項１６に記載の方法 。 １９．前記アミノプラストが、メラミンとホルムアルデヒドと必要に応じて１ 〜４個の炭素原子を有するアルコールとの縮合物である、請求項１６に記載の方 法。 ２０．前記ペンダントまたは末端基の前記メチロール基またはメチロールエー テル基に対する当量比が0.5〜2:1であり、架橋塗膜を形成するに十分である、請 求項１６に記載の方法。 ２１．前記アミノプラストが、前記クリア塗膜形成組成物の樹脂固形分重量を 基準にして20〜50％の量で該クリア塗膜形成組成物中に存在する、請求項１６に 記載の方法。 ２２．前記基体が、柔軟性熱硬化性または熱可塑性材料を含むプラスチック基 体である、請求項１６に記載の方法。 ２３．前記基体が、ポリエチレン、ポリプロピレン、熱可塑性ウレタン、ポリ カーボネート、熱硬化性シートモールディングコンパウンド、反応射出成形コン パウンド、アクリロニトリルベースの材料、およびナイロンからなる群から選択 される、請求項２２に記載の方法。 ２４．各々のポリマーが、分子当たり平均して少なくとも２つの前記末端また はペンダントカルバメート基を有する、請求項１６に記載の方法。 ２５．各々のポリマーが、前記末端またはペンダントカルバメート基の当量を 基準にして約140〜2500の当量重量を有する、請求項１６に記載の方法。 ２６．前記アミノプラストが、メラミンとホルムアルデヒドと必要に応じて１ 〜４個の炭素原子を有するアルコールとの縮合物である、請求項１６に記載の方 法。 ２７．前記ペンダントまたは末端基の前記メチロール基またはメチロールエー テル基に対する当量比が0.5〜2:1であり、架橋塗膜を形成するに十分である、請 求項１６に記載の方法。 ２８．前記ポリマーまたはポリマー混合物が、前記クリア塗膜形成組成物の樹 脂固形分重量を基準にして５〜50重量％の量で該クリア塗膜形成組成物中に存在 する、請求項１６に記載の方法。 ２９．前記ポリエステルポリマーが、前記塗膜形成組成物の樹脂固形分重量を 基準にして60重量％までの量で該塗膜形成組成物中に存在する、請求項１６に記 載の方法。 ３０．前記ポリウレタンポリマーが、前記塗膜形成組成物の樹脂固形分重量を 基準にして50重量％までの量で該塗膜形成組成物中に存在する、請求項１６に記 載の方法。 ３１．前記アクリルポリマーが、前記塗膜形成組成物の樹脂固形分重量を基準 にして50重量％までの量で該塗膜形成組成物中に存在する、請求項１６に記載の 方法。 ３２．前記アミノプラストが、前記クリア塗膜形成組成物の樹脂固形分重量を 基準にして20〜50％の量で該クリア塗膜形成組成物中に存在する、請求項１６に 記載の方法。 ３３．前記基体が、柔軟性熱硬化性または熱可塑性材料を含むプラスチック基 体である、請求項１６に記載の方法。 ３４．前記基体が、ポリエチレン、ポリプロピレン、熱可塑性ウレタン、ポリ カーボネート、熱硬化性シートモールディングコンパウンド、反応射出成形コン パウンド、アクリロニトリルベースの材料、およびナイロンからなる群から選択 される、請求項３３に記載の方法。 ３５．請求項１６に記載の方法によりコートされたプラスチック基体。