JPS5898167A - メタリツク塗装仕上げ方法 - 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】 本発明は、金属的光沢感の優れた塗膜外観を与える塗装
仕」ユげ方法に関する。

塗装方法の一つとして、公害防止の理由から無溶剤の粉
本塗お１による塗装仕上げが最近急速に発展しつつある
，、しかしながら、金属粉とか着色顔料などを混入した
粉体塗料だけによる仕上げの場合には、塗膜中の金属粉
の配向不良などにより、従来の溶剤型メタリック系別と
同等の光沢鮮映性（目視した時の光沢窓、金属的光沢感
などの外観性能を言う。）、塗膜のＶ−滑性を得るのが
非常に困難であり丑だ実用化されていない。

そこで、従来の溶剤型メタリック塗料を塗装し、ついで
熱硬化性透明粉体塗料を塗り重ねた後、焼付は硬化させ
ると言う所謂２コ一ト１ベーク方式の塗装仕」二げ方法
が検討されている。（特開昭５　４　−　／ｌ　９　３
　４、特開昭５４．−２５９４３）Ｌかしな等の欠陥を
言う。）などが起り実用上問題があった。特開昭５６　
　２６５６７の方法ではこれらが改善されている。とこ
ろが更に最近車輌の走行１月で小石、砂利あるいは凍結
した雪塊等が車輌下部に飛散衝突して塗膜を摩耗あるい
１は破壊し、基拐の金属面が露出されるので腐蝕が起り
、その結果、著しく車輌の而・］用年数全低下せしめる
ととが問題と々っている。このような塗膜の破壊現象を
チッピングと称し、−に記従来方法では解決することが
できないのでこのチッピングに強い塗膜がＷすれていた
。

本発明の目的は、前述のような２コート１べ一り方式に
おける光沢鮮映性、平滑性の低下全改良するとともに、
耐チッピング性の良い塗膜を提供することにある。

すなわち本発明は、 （イ）Ｎ−アルコキシメチル（メタ）アクリルアミド３
〜３０重量％ （ロ）ヒドロキシル基金持ったビニルモノマー３〜２０
重量％ ←→　カルボキ／ル基全持ったビニルモノマー０．５〜
５重騎％ （に）　これらと共重合可１１１な他のビニルモノマー
４　５〜９３　、５　重　ら十　％ と全共重合させて得られる数平均分子量５．ＯｏＯ〜３
，０．０００の熱硬化性ビニル共重合体（ａ）と金属的
塗膜外観を力える額別（Ｃ）及び有機酸（ｂ）とを含有
する液状塗料（Ａ）（以下ベースコート塗料と略称する
）を被塗装物に下塗りし、次いで熱硬化性透明粉体塗′
＄−１（Ｂ）　（以下トップコ−１・塗料と略称する）
を上塗りした後焼伺けることを特徴とするメタリック塗
装仕上げ方法である。

本発明における（イ）Ｎ−アルコキシメチル（メタ）ア
クリルアミドば、炭素数１〜８個の直鎖状もしくは分岐
状アルキル基を有するアルコキシ基を有するものであり
、例としてＮ−メトギシメチル（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、Ｎ−プ
ロポキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エトキシ
メチル（メタ）アクリルアミド等が挙げられる。なお、
本明祁ト書中［（メタ）アクリル、（メタ）アクリロ等
の表現は夫々Ｆアクリル及び／又はメタン１ノル、アク
リロ及び／又はメタクリヮ等！ヲ意味する。

Ｎ−アルコキシメチル（メタ）アクリルアミドは原料組
成として共重合体（ａ）中３〜３０重６Ｈ，％、好まし
くは１０〜３０　Ｎ量％、更に好−ましくけ１５〜２５
重量％必要であり、３重量％未渦の用台にＵへ焼伺けし
た塗膜の架橋密度が十分でなく、所期の性能（［制水性
、酬１店品１ｇｌ：　）光沢鮮映１４１ｙ、及０・耐チ
ッピング性が悪く、丑たＮ−アルコキシメチル（メタ）
アクリルアミドが原料、明成として３０重量％より多い
用台には、焼利は塗膜の光沢１（Ｑ工映性が悪い。

本発明における（口）ヒドロキシル基金持ったビニルモ
ノマーどば、１個又は２個以上のヒドロキシル基を分子
中に持つビニルモノマーであり、代表的ＩＣ例、！ｔば
２−とトロキシエチル（メタ）アクリレート、３−ヒド
ロキンプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシ
ブチル（メタ）アクリレ−）、’；（２−ｔＦロキ／エ
チル）フマレート等３〜２０重間％、好ましくは５〜２
０重−計％、更に好寸しくば７〜１５重量％必要で、１
３重計％未５− 満の場合には、焼料は塗膜の光沢鮮映・注が悪く、又２
０重量％より多い時も焼付は塗膜の光沢鮮映性が悪く、
かつ又所期の性能（耐水性）も悪い。

本発明における（・９カルボキシル基ヲ持っビ＝　ルモ
ノマーとは、１個又は２個以上のカルボキシル基を持っ
たビニルモノマーであり、例えば（メタ）アクリル酸、
イタコン酸、マレイン酸等が挙げられる１、カルホキノ
ル基を持った１種又／′ｉ２種以上のビニルモノマーは
、（ａ）の原料組成として。。５〜５Ｍ量％、好寸しく
ば１〜４重量％、更に好捷しくけ１〜３重量％を要し、
０．５重量％未滴の場合は所期の性能（耐水性、劇薬品
性）が悪い。

又５Ｍ畦％」＝り多い時に１は、焼付は塗膜の光沢鮮映
性が悪い。

本発明におけるに）共重合可能な他のビニルモノマ一ノ
極めて代表的なものとしては、アルキル基として炭素数
１〜１３の直鎖状又は分岐状の炭化水素基、具体的ｆｒ
（はメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、２−
エチルヘキシル基、イソデシ）Ｌ−基、シクロヘキシル
基、ラウｒ）ル基などを持０− つ（メタ）アクリル酸アルギルエステルが多用され、寸
だ、スチレン及びその誘嗜体、（メタ）アクリロニトリ
ル、グリシジル又はβ−メチルグリシジル（メタ）アク
リレート等が挙げられる。

本発明で言う熱硬化性ビニル共重合体（ａ）を得るに１
は、」二記の（イ）Ｎ−アルコキシメチル（メタ）アマ
−及びに）これらと共重合可ｎＬなビニルモノマーを、
通常の方法により、連鎖移動剤、重合開始剤等を必要に
応じ添加して、通常嬬：溶液重合法にて、数平均分子量
が５，０００〜３０．０（団の熱硬化性ビニル共重合体
を得るよう加熱し重合させる。、この際の重合兜度は、
６０℃〜１５０’Ｃ程度が望寸しく、ヰ量体、重合溶剤
、重合開始剤その他の条件に応じた温度で重合を行うの
が代表的である。

しかしながら本発明において、熱硬化性ビニル共重合体
（ａ）の重合方法、モノマーの混合１１１ｉ（序、重合
順序等は、何ら限定されるものでない。

本発明における熱１便化性ビニル共重合体（ａ）は、そ
の数平均分子量が５，０００　よシ小さい時は、焼料は
塗膜の光沢鮮映性（特に金属的光沢感）が悪い。又数平
均分子量が３０，０００より大きい時（は、吹伺塗装時
の塗装作業性（微粒化不良、スプレーむら等）が悪く、
本発明にｔｄ使用出来ない。

本発明における共重合体（ａ）　ｋ得る為に溶液重合を
行う際の重合溶剤として、例えば酢酸エチル、酢酸ブチ
ル等の酢酸エステル類、ドルオール、キジロール等の芳
香族類、エタノール、グロパノール、ブタノール等のア
ルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン
類、メチルセロソルブ、メチルセロソルブ等のセロソル
ブ類等の溶剤を単独又は混合して用いる。連鎖移動剤と
しては、例えば、ｎ−ドデシルメルカプタン、ターシャ
リ−ドデシルメルカプタン、２−メルカプトエタノール
等のメルカプタン類が必要に応じて用いられる。重合開
始剤として、通常のラジカル触媒、例えば、アゾビスイ
ソブチルニトリル等のジアゾ化合物、ペンゾイルパーオ
キザイド、クメンハイドロパーオキザイト等のパーオキ
サイド類が挙ケラれる。

本発明における有機酸（１〕〕とは、炭素原子が分子［
ブ旧で結合した炭酸を除く酸を言う。例えば極めて代表
的なものとして酢酸、乳酸、コ々り酸、蓚マ 酸、亨レイン酸、デカンジカルボン酸、（メタ）アクリ
ル酸等のノノルボン酸力゛１、パラトルエンスルホン酸
、ドデシルベンゼンスルホンｌ”ＩＬ　’７ノニルナフ
タレンジスルホン酸等のスルホン酸類、ジメチルリン酸
、ジブチルリン酸、ジメチルピロリン酸、ジブチルピロ
リン酸等の有・機アルギルリン酸エステル化合物が挙げ
られる。これらの有機酸のうち硬化性、耐蝕性、１ｆｉ
ｒｌチッピング件の点からスルホン酸類、なかでも炭素
数６以上、とりわけ１０以上のものが特に望ましい。ど
れらの有機酸（１〕）の配合割合は熱硬化性ビニル共重
合体（ａ）、］、　Ｏ０重量部に対してＯｏ（用重量部
以−に、５重量部以下、更に１〜４部、寸だｔ１＃に１
〜；３部が好ましい。

有機酸（１））が（１、０１重量部より少ない時ｄ：、
硬化塗膜の酬チッピング性が悪い。又５重−１ｉ部より
多い時は、硬化塗膜の耐水性等が悪い。

９一 本発明における金属的塗膜外観を力える顔料（ｃ）とは
、通常この分野で用いられるものをいい、例工ば、アル
ミニューム粉（ノンリーフインク型、リーフィング型）
、ブロンズ粉、銅粉、マイカ粉等を挙げることが出来る
。使用に当り、微細な鱗片状、箔片状の形で一般に塗料
固形分中２〜１５重量％使用される。

本発明に言うベースコ−１・塗別人け、前記（ａ）、領
事・１１有機顔ネ・Ｉ、油溶性染料などの着色剤、添加
剤（例えば、分散助剤、塗面調整剤）などを（ａ）、（
１））　、（Ｃ）と共に配合して使用することも出来る
１、本発明で言う熱硬化性ビニル共重合体（ａ）は、通
常硬化剤を配合しないで使用することができるが、必要
に応じて、例えば、メチル化メラミンホルムアルデヒド
樹脂、ブチル化メラミンホルムアルデヒド樹脂その他公
知のアミノプラスト樹脂全塗膜の光沢鮮映性が損なわれ
ない範囲で配合使用する事も可能である。

１０− 本発明に用いられるトッグコ−１・塗ＩＩ　（Ｂ）は、
熱硬化１１ミ樹脂粉末（必要に応じ架橋剤や硬化剤を含
有するもの）を主成分とし、これに各種添加剤、また一
部着色剤等を配合した粉体塗料である。

硬化後透明な塗膜を与える熱硬化性粉体塗装・１であれ
ばよいが、具体的には例えば、塗膜物性、剛候件の点か
ら公知の熱硬化性アクリル樹脂、熱硬化性ポリエステル
樹脂を主成分とする塗料が好捷しい。これらの樹脂のう
ち、例えば熱硬化性アクリル樹脂を用いたトップコート
塗料（Ｂ）について具体的に説明すれば、官能基モノマ
ー、例えば（メタ）アクリル酸グリシジル又はβ−メチ
ルグリシジル、及び／又はアリルグリシジル（又はβ−
メチルグリシジル）エーテル、非官能性モノマーとして
、（メタ）アクリル酸アルキル又はヒドロキシアルキル
エステル、スチレン等」＝＜知られる一般的ビニルモノ
マーを用いて、公知の共重合法によって、ガラス転移温
度が５０℃〜８０℃のビニル共重合体全製造し、これに
硬化剤成分として、多価カルボン酸等を配合し、更に塗
面調整剤、ハジギ防止剤等を加えて、公知の粉体塗料製
造方法によって製造される。

次に本発明の塗装仕上げ方法を代表的な例により説明す
る。まず本発明のベースコ−１・塗料（イ）を所定の稀
釈溶剤で一般的には粘度１０〜１００ｃｐｓ／２５℃に
調整し、これを、予めカチオン電着塗料、アニオン電着
塗料等のプライマーを施した被塗物に、乾燥膜厚が１０
〜４０μになるようにエアースプレー又は静電塗装等に
よって下塗シする。

次に常温下で１〜３０分程度放置した後、トップコート
塗料（Ｂ）’を焼付は後の膜厚が（３）の分を除いて３
０〜１．５０μになるように静電塗装し、これを０〜３
０分程度常温ないし比較的低温にセツティングした後、
１５０℃〜２２０℃で１０分〜４５分間焼付けて、トッ
プコート塗料とベースコート塗装３１を同時に硬化させ
、光沢鮮映性のすぐれたメタリック仕−にげ塗膜を得る
。次に実施例、比較側音あげて本発明全具体的に説明す
る。な全例中の％及び部は特記なければ重量％、重量部
を示す。

実施例１ （１）　　ベースコ−１・塗料（Ａ）の製造；攪拌機、
Ｍ流冷却器、温度計を備えた四つ「１フラスコにキノロ
ール８０　部、フタ／−＃　２０部全装入し、これに本
発明の複数のに）の成分として、スチレン１０部、メタ
アクリル酸メチル３２部、アクリル酸ブチル１５部、ア
クリル酸２−エチルヘキシル１５部、（イ）成分として
、Ｎ−ブトギ／メチルアクリルアミド１５部、（Ｔ：Ｉ
ン成分として、２−ヒドロギシエチルメタアクリレート
１０部、ρ９成分として、メタアクリル酸３部の混合モ
ノマー及びペンゾイルパーオギサイド１．５部を加えて
攪拌しつつ８５℃〜９０℃に保持して４時間反応を進め
、その後２時間ごとにペンゾイルパーオギザイド’ｔ０
．２部づつ加えて合計８時間反応させた。得られた本発
明の共重合体（ａ）であるアクリル樹脂は、固型分５０
％数平均分子扇１５，０００であった。この樹脂を用い
て以下の配合でベースコート塗料（Ａ）を製造した。

ｌ　１−− 固型分５０％のアクリル樹脂（ａ）　　　２００部パラ
トルエンスルホンｅ　＊１　部 ノンリーフィング型アルミ粉末＊＊　　　　１０部＊＊
　（イングロパノールにて４０％に稀釈品）＊＊（東洋
アルミ■製ψ商品１１０９ＭＡ）を配合し、次いでこれ
にキンロール８０部、ブタノール２０部の割合からなる
混合溶剤を加えて、粘度を５０　ｃｐｓ／２５℃に調整
して本発明のベースコート塗料（３）とした。

（２）　　ｌ−ツブコート塗料（Ｂ）の製造；スチレン
１５部、メタアクリル酸メチル４８部、アクリル酸ｎ−
ブチル１８部、メタアクリル酸グリシジル１９部及びト
ルエン１００部を攪拌機と還流冷却芥全具えた四ツ目フ
ラスコに投入し、これにアゾビスイソブチルニトリル１
．５　部を加えて、攪拌しつつ内容物の温度が８５℃〜
９５℃に々るように加熱した。

この温度に４時間保った後、アゾビスイソブチルニｌ−
１）ルを１．５部更に加えて、４時間上記温度に保持し
共重合を完了せしめた。次に冷却凝１４− 縮した溶剤がフラスコ外に流出するように冷却Ｗを取り
つけて、外温１２　（１℃〜１４０℃で加熱しながら攪
拌をつづけ、その後フラスコ内を２００ｍｍＨｆ程度に
減圧し、外温’ｔ　１．　／Ｉ　Ｏ℃〜１７０’Ｃ４：
で上昇せしめて、残留するトルエンをほぼ完全に除去し
た。このようにして得られた共重合体を放冷固化させた
後、粉砕機により粉砕して、アクリル樹脂粉末を得る。

これを用いて、 アクリル樹脂粉末　　　　　　　　　１００部デカンジ
カルボン酸　　　　　　　　１６６部商調整剤　　　　
　　　　　　　　　１部（三井東圧化学■製７商品レジ
ミックスＰ）の配合により配合し、配合物を加熱ロール
に」：って約１００℃で１０分間溶融混練し、冷却陵２
０〜１００１１の粒度に微粉砕して、本発明に使用する
トップコート塗料（Ｂ）を製造した。

（３）塗装仕上げ； エボギシエステル樹脂系電着プライマーを施した表面処
理鋼板−Ｊ二に、前記ベースコ−１・塗料（Ａ）’ｔ、
エアースプレーガンを使用して、乾燥膜厚が１５〜１７
μになるように塗装した。これを常温で３分間放置後、
前記トップコート塗料（Ｂ）全静電吹付は塗装機を用い
て焼付後の膜厚が、６０〜７０μになるように静電塗装
した。１０分間セツティング後、熱風乾燥炉中で、１７
０℃で２０分間焼焼料を行い、両塗膜を焼付は硬化させ
試験片とした。

（４）試験片の評価； このようにして作成した試験片について、光沢鮮映性を
表わす目視光沢窓及び金属的光沢感を肉眼により判定し
た。又光沢計を使用して入射角６００における正反射率
を測定し、％表示したものヲ「６０°グロス」として光
沢窓、平滑性を表わす指標とした。耐チツピング試験は
、以下の方法で行った。

○試験機器；グラベロメーター（スガ試験機Ｑ勾製） ○吹伺けられる石：直径約１５〜２０ｍ／ｍの大理石） ○吹付けられる石の容量；約５００ｍｔ○吹付はエア圧
力；約４１（９７部ｃｍ”○試験時の温度；　２０　℃ 試験片全試験片保持台にとりつけ、約４．　Ｉｃ′Ｖ′
ｃｍ２の吹伺はエアー圧力で約５００　ｍｌの大理石粒
を試験片に発射する。衝撃により塗膜面に牛したキズの
深さ、大きさならびに塗膜の残存状態などを目視刷察し
、次のような基準で評価を行−・た。

○（良）　；塗膜の剥離を認めず、かうこの塗膜に衝撃
によるキズがないか あるいは一部に極く僅かのキズ を認める程度。

△（やや不良）；塗膜に衝撃によるキズがやや認められ
る程度。（品質として は、この程度までが許容範囲で ある。） ×（不良）；被衝撃部もしくはその周辺を含めた被衝撃
部の塗膜が剥離、。

なお耐湿試験は、背面及び周囲をシールした試１７− 鋏片を５０℃、■００％ＲＨ耐湿試験機に５００時間放
置し、ブリスターの有無等を観察する。

実施例２ 実施例１で製造したアクリル樹脂（ａ）を用いて、次の
通りの配合で実施例１と同様な方法でベースコート塗料
（イ）を調整した。

実施例１のアクリル樹脂（ａ）　　　　　　　１９０部
メチル化メラミン樹脂（三井東圧化学製、　　　　６部
商品名ザイメル３２５） ドデシルベンゼンスルホン酸　　　　　０．５部ノンリ
ーフィング型アルミ粉末　　　　　１０部（前記１１０
９ＭＡ） ２０６．５部 この配合塗料を実施例１と同様な方法で稀釈しベースコ
ート塗料（５）とした。この塗料（イ）と実施例１で製
造したトップコート塗料（Ｂ）とを使用して、実施例１
と同様にして試験片全作成しその評価を行った。評価結
果全表−３に示す。

実施例３〜５ 実施例１と同様な方法で表−１の組成で固形分１８− ５０％の共重合体（、ｔ）　ｋ製造し、次いで共重合体
（ａ）２００部に対して各種有機酸を表−１に示した量
配合し、実施例１と同様にして塗料（Ａ）を調整し試験
片を作製してｎ・ｒ価した。なお評価結果は表−３に示
す。

表−１ １９− なお表−１及び後記表＝４中の略号の意味ｄ口広の通り
Ｎ−ＢｕＡ、、Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミドＮ−
ＭｅＡＮ−メトキシメチルアクリルアミドＨＥＭＡ　　
　　２−ヒドロキシエチルメタアクリレートＨＰＭＡ　
　　２−ヒドロキシグロピルメタアクリレ−１・ＨＥＡ
　　　　２−ヒドロキシエチルアク！Ｊ　ｌ／−１・Ｍ
Ａｃ　　　　　メタアクリル酸 ＡＡ　　　　　アクリル酸 ＩＡ　　　　　イタコン酸 ＭＭＡ　　　　メタアクリル酸メチル ＥＡ　　　　　エチルアクリレート ＢＡ　　　　ｎ−ブチルアクリレート ２ＥＨＡ　　　２−エチルへキシルアクリレ−１・Ｎ−
ＢＭＡｎ−ブチルメタアクリレ−１・２ＥＨＭＡ　　　
２−エチルへキシルメタアクリレ−１・１−ＨＭＡ　　
　インブチルメタアクリレートＳｔ　　　　スチレン （］）　　　　　ジノニルナフタレンジスルホン酸（Ｉ
Ｉ）　　　　　パラトルエンスルホン酸の４０％インプ
ロパツール溶液 ０１１）　　　　　）”　テシルベンゼンスルホン酸２
１− ２０− 比較例１ 実施例１の共重合体（ａ）’！ｒ用いて、実施例１と同
様な方法でベースコート塗料全得た。

固型分５０％アクリル樹脂（ａ）　　　　　２００部ノ
ンリーフィングｆｉｌｌアルミ粉末　　’　　　１０部
（前記　１．１．０９ＭＡ） ２１０部 この塗料と実施例１で製造したトップコ−１・塗料ＣＢ
）と全使用して、実施例１と同様にして試験片を作成し
評価を行った。評価結果を表−３に示す。

比較例２ 実施例１と同様な方法で四ツロフラスコにキジロール７
０部、ブタノール３０部、（イ）成分であるＮ−ＢｕＡ
３５部、（ロ）成分であるＨＥＭＡ　１５部、（ハ）成
分であるＭＡｃ２部、に）成分であるＭＭＡ３０部、Ｅ
Ａ１８部、更にベンゾイルパーオキサイド１．５部を加
えて反応させ数平均分子量１．３，０００のアクリル樹
脂を得た。この樹脂を用いて、実施例１と同様な方法で
ベースコート塗ポ４を調整し、以下実施例１と同様にし
て試験片を作成した。

２２− 試験片の評価結果を表−３に示す。

比較例３〜５ 比較例１と同様な方法で、表−２の、組成で本発明の範
囲外の共重合体を製造した。

これらの樹脂を用いて実施例１と同様にしてべ一スコー
１・塗オ・１を調’＃’　Ｌ　、以下実施例１と同様に
して試験片を作成した。試験片の評価結果は表−：３に
示す。橙お比較例；３〜５は、架橋成分（Ｎ−アルコギ
シメチル（メタ）アクリルアミド）が巾計又は０のため
、硬化剤を以下の配合で混合配合して、ベースコ−１・
塗料を調整した。

比較例３〜５の固型分５０％アクリル　１６０部共重合
体 固型分５０％のブチル化メラミン樹脂　　４０部（三井
東圧化学（Ｉす製、商品名ニー パン２０５Ｅ） ノンリーフィング型アルミ粉末　　　　　１０部表−２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （イ）Ｎ−アルコキシメチル ド３〜３０重量％ （口）　ヒドロキシルｇｋＭったビニルモノマー３〜２
   ０重量％ （ハ）　カルボキシル基ヲ持ったビニルモノマー０　、
   　５〜５重量％ に）　これらと共重合可能な他のビニルモノマー４５〜
   ９３．５Ｍ量％ と全共重合させて得られる数平均分子量５，０００〜３
   ０，０００　の熱硬化性ビニル共重合体（ａ）と有機酸
   （ｂ）及び金属的塗膜外観全力える顔料（ｃ）とを含有
   する液状塗料（５）を被塗装物に下塗りし、次いで熱硬
   化性透明粉体塗料（Ｂ）を上塗りした後、焼付けること
   を特徴とするメタリック塗装仕上げ方法。