JPS6123225B2

JPS6123225B2 -

Info

Publication number: JPS6123225B2
Application number: JP52141281A
Authority: JP
Inventors: Shinji Sugiura; Tadashi Watanabe; Satoru Ito
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 1977-11-25
Filing date: 1977-11-25
Publication date: 1986-06-04
Also published as: DE2851003A1; DE2851003C3; JPS5473835A; FR2410028B1; FR2410028A1; US4226901A; DE2851003B2

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、２コート１ベーク方式による耐候性
のすぐれたメタリツク仕上げ方法に関するもので
あつて、さらに詳しくはそのトツプコートとし
て、スチレンおよびスチレン系単量体を含まない
特定の組成ならびに性状を有するアクリル樹脂と
アミノアルデヒド樹脂とを主成分とする熱硬化性
樹脂クリヤー塗料を用いることを特徴とするメタ
リツク仕上げ方法に関するものである。近年、主に自動車用上塗メタリツク塗装におい
て、メタリツク粉末を配合した熱硬化性塗料を塗
装しそのまま焼付けを行なう、いわゆる１コート
１ベーク方式によるメタリツク仕上げに代つて、
メタリツク粉末を配合した熱硬化性塗料（ベース
コート）を塗装し、ついで着色顔料を含まない熱
硬化性クリヤー塗料（トツプコート）を塗装し、
しかるのちにベースコートとトツプコートを同時
に焼付ける、いわゆる２コート１ベーク方式によ
るメタリツク仕上げ方法が多く採用されている。
それは、後者の方式によれば仕上り外観がすぐれ
ていることと、前者の方式ではメタリツク粉末が
酸などに侵されてシミが発生しやすかつたが後者
ではシミの発生は殆どないことなどによる。しかし、２コート１ベーク方式では、塗料の塗
装性とメタリツクムラ防止のため、ベースコート
とトツプコートとは互いに異なる樹脂が用いられ
ているので、両層間に性質の差（弾性率、膨張係
数など）が生じ、１コート１ベーク方式では見ら
れなかつたトツプコート塗膜のワレ、ハガレなど
が発生することが多くあり、しかも耐水性、機械
的性能も不十分であり、これらの改良が強く要望
されている。そこで本発明者等は、現在２コート１ベーク方
式のトツプコートに用いられている熱硬化性アク
リル樹脂塗料について鋭意研究を行なつた結果、
上記の欠陥はアクリル樹脂の組成に起因している
ことがわかり、そのトツプコートとして、スチレ
ンならびにスチレン性単量体およびメタクリル酸
の低級アルキルエステルを含まない特定の組成な
らびに性状を有するアクリル樹脂とアミノアルデ
ヒド樹脂とを主成分とする熱硬化性クリヤー塗料
を使用することによつて上記要望を十分満足する
ことができ、しかも、耐薬品性、機械的性質など
のすぐれた２コート１ベーク方式によるメタリツ
ク仕上げ方法を完成したのである。すなわち、本発明は、メタリツク粉末および必
要に応じて着色顔料を配合した熱硬化性樹脂を主
成分とする塗料（ベースコート）を塗装し、つい
で該塗装面に熱硬化性樹脂を主成分としたクリヤ
ー塗料（トツプコート）を塗装し、しかるのちに
加熱硬化せしめるメタリツク仕上げ方法におい
て、該トツプコートにおける熱硬化性樹脂の成分
が、Ａ (a) メタクリル酸の炭素数４以上の非官能性
アルキルエステル 42〜90重量％ (b) 水酸基含有重合性単量体 10〜50重量％ (c) α，β−エチレン性不飽和カルボン酸０〜８重量％からなる数平均分子量5000〜15000で、かつガ
ラス転移点５〜35℃のスチレンおよびスチレン
性単量体を含まないアクリル樹脂およびＢアミノアルデヒド樹脂からなり、上記Ａ：Ｂの重量比が80：20〜65：
35の範囲にあることを特徴とするメタリツク仕
上げ方法に関するものである。本発明における、トツプコートに用いるアクリ
ル樹脂の組成は、具体的には、Ａ(a)成分として
は、たとえばｎ−ブチルメタクリレート、ｉ−ブ
チルメタクリレート、ｔ−ブチルメタクリレー
ト、２−エチルヘキシルメタクリレート、ラウリ
ルメタクリレート、トリデシルメタクリレート、
ステアリルメタクリレート、シクロヘキシルメタ
クリレートなどがあり、これらのアルキル基が３
以下になるとクリヤー塗膜の物理性、耐酸性、耐
候性などが低下し、また、アクリル酸エステルで
は耐酸性、耐候性などが低下するので好ましくな
い。また、Ａ(b)成分としては、たとえば２−ヒド
ロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシ
プロピル（メタ）アクリレートなどがある。ま
た、カージユラE10（シエル化学(株)製品）、AOE
−X24（ダイセル(株)製品）、ブチレンオキサイド
などのモノエポキシ化合物とα，β−エチレン性
不飽和カルボン酸およびグリシジル（メタ）アク
リレートとモノカルボン酸との付加物もＡ(b)成分
として使用し得る。また、Ａ(c)成分としては、た
とえば（メタ）アクリル酸、イタコン酸、マレイ
ン酸などがある。これらの各成分の重合は通常の方法によつて行
なうことができ、アクリル樹脂中の各成分の割合
は、Ａ(a)成分を42〜90重量％、Ａ(b)成分を10〜50
（好ましくは12〜25）重量％、Ａ(c)成分を０〜８
（好ましくは１〜４）重量％の範囲内にすること
が必須条件であり、この範囲外のものを２コート
１ベークのトツプコートとして用いると種々の弊
害が生じ好ましくない。なぜならば、Ａ(a)成分が
42重量％より少なくなると耐薬品性（特に耐酸
性）が低下し、耐候性と機械的性質（主に可とう
性）を両立させることが困難になり、Ａ(a)成分が
90重量％より多くなるとＡ(b)成分の量が少なくな
り、硬化性、耐溶剤性、耐候性等が劣化し、また
Ａ(b)成分が10重量％より少なくなると塗膜の架橋
密度が十分でなく、耐候性、耐溶剤性などが低下
し、Ａ(b)成分が50重量％より多くなると耐水性、
耐湿性、耐候性が劣り、さらにＡ(c)成分が８重量
％より多くなると塗料の貯蔵安定性、塗膜の耐水
性が低下するので、いずれも好ましくない。さらに、本発明における上記アクリル樹脂は、
数平均分子量（蒸気圧浸透法によつて測定）が
5000〜15000、ガラス転移点（デイラトメーター
により測定）が５〜35℃の範囲内にする必要があ
り、数平均分子量が5000より小さくなると耐候性
が不十分となり、15000より大きくなると塗装時
の仕上がり外観が低下し、またガラス転移点が５
℃より低くなると塗膜硬度が不足し、かつバクロ
中の光沢低下が起きやすく、35℃より高くなると
塗膜の弾性率が高くなつて温度変化のはげしい条
件下での耐候性が低下するので、いずれも好まし
くない。これらの条件を満足するアクリル樹脂をトツプ
コートに用いると本発明の目的は十分達成できる
が、特にアクリル樹脂として、上記組成および性
状の範囲内であつて、かつＡ(a)成分としてｎ−ブ
チルメタクリレート40重量％以上、メタクリル酸
の炭素数８〜13の非官能性アルキルエステル35重
量％以下、Ａ(b)成分を12〜25重量％、Ａ(c)成分を
１〜４重量％からなるものを用いると、耐候性そ
の他の性能がさらに向上することも判明した。また、本発明のトツプコートに用いるアミノア
ルデヒド樹脂（Ｂ成分）は、一般の塗料用のすべ
てのアミノアルデヒド樹脂が使用可能であるが、
耐候性の点からメラミン−ホルムアルデヒド樹脂
が最も好ましい。本発明における２コート１ベーク方式によるト
ツプコート中のアクリル樹脂（Ａ成分）とアミノ
アルデヒド樹脂（Ｂ成分）との重量比は、Ａ成
分：Ｂ成分で80：20〜65：35の範囲にする必要が
あり、この範囲よりＢ成分が少ないと塗膜の架橋
不足により、耐候性、耐溶剤性が劣り、またこの
範囲よりＢ成分が多くなると機械的性質および耐
薬品性（特に耐酸性）が低下するので好ましくな
い。本発明のトツプコートには着色顔料は配合を特
に必要としないが、表面調整剤、硬化促進用触
媒、ハジキ防止剤、体質顔料などを必要に応じて
添加して用いることができる。本発明に用いるベースコートとしては加熱によ
り硬化架橋する樹脂を主成分とする塗料ならばい
ずれでもよいが、アクリル系熱硬化性樹脂が塗装
のし易すさと、耐候性の点から最も好ましい。ま
たベースコートの塗料のタイプとしては有機溶剤
を媒体とした溶液型塗料、非水デイスパージヨン
型塗料のいずれでも用いることができる。ベース
コートに配合するメタリツク粉末、及び必要に応
じて配合する着色顔料は従来の塗料に使用されて
いるものでもよく、たとえばメタリツク粉末とし
ては最も一般的なアルミニウム粉末の他に、銅粉
末、雲母粉末、酸化チタンをコーテイングした雲
母状粉末などがあり、着色顔料としては通常の塗
料用顔料が使用できる。本発明における２コート１ベーク方式によるメ
タリツク仕上げは、まずベースコートを希釈用溶
剤で10〜30秒（フオードカツプ＃４／20℃）に粘
度調整し、これを素材（鋼板、またはアルミニウ
ム板など）に直接または、プライマー塗膜を形成
せしめた後、乾燥塗膜が10〜30μになるように塗
装する。塗装方法はスプレー塗装または静電塗装
などで行なう。次に数分間常温下で放置後、希釈
用溶剤で20〜40秒（フオードカツプ＃４／20℃）
に粘度調整したトツプコートをスプレー塗装、静
電塗装などにより乾燥塗膜20〜50μになるよう塗
装する。次に数分間常温で放置した後、120〜160
℃で10〜30分間加熱してベースコートとトツプコ
ートを同時に硬化せしめて本発明の目的とするメ
タリツク仕上げが得られる。以下実施例によつて本発明をさらに詳しく説明
する。実施例中の部及び％はすべて重量部および
重量％を示す。１トツプコート用アクリル樹脂溶液の製造例 (1) アクリル樹脂溶液Ａの製造撹拌機、温度計、還流冷却機、滴下槽などを備
えた通常のアクリル樹脂製造装置にスワゾール
＃1000（丸善石油化学(株)商品、芳香族系溶剤）67
部を仕込み加熱撹拌し、132℃に達してから下記
の単量体混合物を３時間かかつて滴下した。ｎ−ブチルメタクリレート 60部２−エチルヘキシルメタクリレート 19部２−ヒドロキシエチルメタクリレート 18部メタクリル酸３部 α，α′−アゾビスイソブチロニトリル（AIBN） 1.9部上記単量体混合物を添加後１時間、反応容器の
温度を132℃に保つたまま撹拌を続け、その後ス
ワゾール＃1000 10部、２，2′−アゾビス−2.4−
ジメチルバレロニトリル 0.8部よりなる混合物
を２時間かかつて添加した。その後、２時間温度
を132℃に保つて反応させ後、スワゾール＃1000
３部、ｎ−ブタノール15部を加えてアクリル樹脂
溶液Ａを製造した。アクリル樹脂溶液Ａの樹脂分
の数平均分子量（蒸気圧浸透法で測定）は10200
であり、ガラス転移点（デイライトメーターで測
定）は20℃であり、溶液の固形分濃度は50.0％、
ワニス粘度（ガードナー気泡粘度25℃）はＫであ
つた。 (2) アクリル樹脂溶液Ｂ〜Ｋの製造表１に示した各成分をアクリル樹脂溶液Ａと同
様にして反応せしめてアクリル樹脂溶液Ｂ〜Ｋを
得た。なお、数平均分子量の調整は反応温度、
AIBNの添加量で行なつた。各アクリル樹脂溶液
の樹脂分の数平均分子量、ガラス転移点、溶液の
固形分濃度、ガードナー気泡粘度（25℃）も表１
に示した。２ベースコート用アクリル樹脂溶液Ｌの製造スチレン15部、メチルメタクリレート20部、エ
チルアクリレート30部、ｎ−ブチルメタクリレー
ト21部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート12
部、アクリル酸２部を重合開始剤α，α′−アゾ
ビスイソブチロニトリルを用いてキシレン中で重
合させ、樹脂分50％、ワニス粘度Z₁のアクリル樹
脂溶液Ｌを得た。

【表】

【表】３ベースコート用非水デイスパージヨン型熱硬
化性樹脂分散液Ｍの製造分散安定剤として、ポリ−12−ヒドロキシステ
アリン酸とグリシジルメタクリレート付加物30
％、スチレン10％、メチルメタクリレート20％、
２−エチルヘキシルメタクリレート17％、２−ヒ
ドロキシエチルメタクリレート20％、アクリル酸
３％よりなる共重合体30部を用い、ビニル単量体
（スチレン30％、メチルメタクリレート30％、２
−エチルヘキシルアクリレート23％、２−ヒドロ
キシエチルアクリレート15％、アクリル酸２％か
らなる混合物）70部をｎ−ヘプタン中で通常の方
法でデイスパージヨン重合させ、樹脂分54％の非
水デイスパージヨン型熱硬化性樹脂分散液Ｍを製
造した。４ベースコートの作成 (1) ベースコートB₁の作成アクリル樹脂溶液Ｌを用いて下記配合で溶液型
ベースコートを作成した。 50％アクリル樹脂溶液Ｌ 160部 60％ユーバン20SE（注１） 33部アルミペーストＡ（注２） 12部有機系黄色顔料（注３） 0.01部カーボンブラツク（注４） 0.005部（注１）三井東圧化学(株)製ブチル化変性メラ
ミン樹脂（注２）東洋アルミニウム(株)製品アルミペ
ースト＃1109MA （注３）チバガイギー(株)製品イルガジンイ
エロー3RLTN （注４）コロンビアカーボン(株)製品 NeO
Spectra Beads AG ついで、このベースコートとトルエン40部、ス
ワゾール＃1000（丸善石油(株)製品）30部、酢酸ブ
チル20部、ｎ−ブタノール10部からなる混合溶剤
で粘度14秒（フオードカツプ＃４／20℃）に調製
した。 (2) ベースコートB₂の作成非水デイスパージヨン型熱硬化性樹脂分散液Ｍ
を用いて下記の配合でベースコートＢを作成し
た。 54％非水デイスパージヨン型熱硬化性樹脂分散液Ｍ 148部 60％メラン＃28（注５） 33.3部アルミペースト（注２） 12部有機系黄色顔料（注３） 0.01部カーボンブラツク（注４） 0.005部（注５）日立化成(株)製メラミン樹脂ついで、このベースコートを炭化水素系溶剤ナ
フテゾール＃150（日石化学(株)製品）30部、セロ
ソルブアセテート60部、カルビトールアセテート
10部よりなる混合溶剤を用いて粘度14秒（フオー
ドカツプ＃４／20℃）に調製しベースコートB₂
を作成した。５トツプコートの作成 (1) ベースコートT₁の作成アクリル樹脂溶液Ａを用いて下記配合で、デイ
スパー分散によりトツプコートT₁を作成した。アクリル樹脂溶液Ａ 140部 60％ユーバン20SE（注１） 50部１％レイボーNo.３（注６） 0.1部（注６）レイボーケミカル(株)製シリコン添加
剤ついで、上記トツプコートをスワゾール＃1000
溶剤で粘度32秒（フオードカツプ＃４／20℃）に
粘度調製し、スプレー塗装可能なトツプコート
T₁を得た。 (2) トツプコートT₂〜T₁₄の作成トツプコートT₁と同様にしてトツプコートT₂
〜T₁₄を作成した。各トツプコートの配合を表２
に示す。

【表】

【表】実施例１リン酸亜鉛化成処理を施した厚さ0.8mmのダル
鋼板上にポリブタジエン系電着塗料を乾燥塗膜約
20μとなるよう電着塗装し170℃×20分間焼付け
た後＃400のサンドペーパーで研ぎ、石油ベンジ
ンで拭いて脱脂する。ついで自動車用中塗りサー
フエーサーを乾燥塗膜約25μとなるようエアース
プレー塗装し、140℃×30分間焼付けた後、＃400
のサンドペーパーで水研し、水蹟り乾燥する。つ
いで、石油ベンジンで脱脂し試験用の素材とす
る。その上に前述のベースコートB₁をエアスプ
レーガン（明治機械製作所製、商品名Ｆ−５）を
用いて塗装し、室温で３分間放置後、トツプコー
トT₁をエアスプレーガン（明治機械製作所製、
商品名Ｆ−５）を用いて塗装した後、10分間放置
する。その後、電気熱風乾燥機で150℃×20分間
加熱硬化せしめ、60゜鏡面反射率92の外観の良い
メタリツク仕上げが得られた。これを試験塗板No.１とし、塗膜性能試験結果を
表３に示した。実施例２〜４、比較例１〜10 実施例１の試験塗板No.１の作成と同様にして試
験塗板No.２〜No.14を作成した。試験塗板No.２〜４
は実施例２〜４に反応し、試験塗板No.５〜14は比
較例１〜10に反応する。各試験塗板No.の作成に用
いたベースコートとトツプコートの種類、仕上り
外観、60゜光沢値、耐酸性、サンシヤインウエザ
オメーターによる促進耐候性試験結果などの試験
結果を表３に示す。

【表】

【表】比較例１と２はベースコート用アクリル樹脂と
してスチレンを含むアクリル樹脂を用いた例であ
り、耐候性（サンシヤインウエザオメーター）が
劣る。比較例３はトツプコートに分子量の低いア
クリル樹脂を用いた例であり、耐候性が劣るほ
か、耐酸性、機械的性質（エリキセン、耐衝撃
性）も良くない。比較例４はトツプコートに分子
量の高すぎるアクリル樹脂を用いた例であり、塗
膜性能は良いが、仕上り外観において肉持ち感が
不足し見劣りする。比較例５はガラス転移点の高
すぎるアクリル樹脂をトツプコートに用いた例で
あり、耐候性が劣るとともに、塗膜の機械的性質
も低い。比較例６はガラス転移点の低すぎるアク
リル樹脂をトツプコートに用いた例であり、塗膜
の硬度が低く、促進耐候性試験での光沢低下が大
きい。比較例７はトツプコートにメチルメタクリ
レートを含むアクリル樹脂を用いた例であり、塗
膜の機械的性質が劣るとともに、耐酸性も劣る。
比較例８はトツプコート用アクリル樹脂としてｎ
−ブチルアクリレートを含むアクリル樹脂を用い
た例であり耐候性が劣るとともに耐酸性が劣る。
比較例９はトツプコート中のメラミン樹脂の少な
すぎる例であり、硬化不足のため、塗膜硬度が低
く、耐湿性、耐候性が劣つている。比較例10はト
ツプコート中のメラミン樹脂の多すぎる例であ
り、塗膜の機械的性質と耐酸性が劣る。比較例 11 実施例１で用いたベースコートを実施例１と同
様にして塗装し、140℃で30分間加熱乾燥後、さ
らに実施例１で用いたトツプコートを塗装し、
140℃で20分間加熱乾燥して得た試験板を前記と
同様に各種の試験を行なつた。その結果、サンシ
ヤインウエザオメーターで3000時間促進耐候試験
ではクラツクが発生し、しかもその光沢値は、53
であつた。この比較試験結果から、本発明におけ
るトツプコートは２コート１ベーク方式において
のみ特有の作用効果を示すことが明白である。

Claims

【特許請求の範囲】１メタリツク粉末および必要に応じて着色顔料
を配合した熱硬化性樹脂を主成分とする塗料（ベ
ースコート）を塗装し、ついで該塗装面に熱硬化
性樹脂を主成分としたクリヤー塗料（トツプコー
ト）を塗装し、しかるのちに加熱硬化せしめるメ
タリツク仕上げ方法において、該トツプコートに
おける熱硬化性樹脂の成分が、Ａ (a) メタクリル酸の炭素数４以上の非官能性
アルキルエステル 42〜90重量％ (b) 水酸基含有重合性単量体 10〜50重量％ (c) α，β−エチレン性不飽和カルボン酸０〜８重量％からなる数平均分子量5000〜15000で、かつガ
ラス転移点５〜35℃のスチレンおよびスチレン
性単量体を含まないアクリル樹脂およびＢアミノアルデヒド樹脂からなり、上記Ａ：Ｂの重量比が80：20〜65：
35の範囲にあることを特徴とするメタリツク仕
上げ方法。