JPS6135884A

JPS6135884A - メタリツク塗装方法

Info

Publication number: JPS6135884A
Application number: JP15591084A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Fujii; 聡藤井; Haruhiko Okazaki; 晴彦岡崎
Original assignee: Dai Nippon Toryo Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Toryo Co Ltd
Priority date: 1984-07-26
Filing date: 1984-07-26
Publication date: 1986-02-20
Also published as: JPH03108B2

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、メタリック外観に優れ、かつ耐候性、耐食性
、耐薬品性等の優れた塗膜を形成するメタリンク塗装方
法に関するものである。

〔従来技術〕

近年、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ
系樹脂等を樹脂成分とした鱗片状金属粉末含有塗料（以
下メタリック塗料という）が、優れた塗膜外観、および
防食性を与える塗料として注目され、自動車、建材ある
いはタンク、橋梁等の陸上鋼構造物などに広く利用され
る傾向にある。

また塗装系に関しても、塗装工程の短縮という観点から
メタリックベース塗料を塗装し、次いで　　　　　゛ト
ップクリヤー塗料を塗り重ね、しかるのち両塗膜を同時
に焼付硬化させる、いわゆる２コート・１ベ一ク方式が
汎用されるようになってきている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

近年、塗装塗り替え間隔を延ばすため、塗膜の高寿命化
が要求されるようになってきている。しかしながら前記
従来のメタリック塗料は、長期間に亙る耐候性、耐食性
、耐薬品性等に優れた塗膜を得ることができず、そのた
め２前記要求を満゛足しないものであった。

例えばアクリル樹脂系メタリック塗料は長期の屋外耐久
性能が十分でなく、通常３〜４年で光沢の減退や、クラ
ンク、剥離などの塗膜欠陥を引き起こすことが、しばし
ば認められた・。

そこで前述のような市場に於ける要望に対応するため、
たとえば長期耐候性に優れたポリフッ化ビニリデン樹脂
粉末をアクリル樹脂等の溶液型樹脂に分散させた、分散
型フッ素樹脂塗料が注目されてきている。しかしながら
このような分散型フッ素樹脂塗料は、透明性が低く、ま
た鱗片状金属粉末の配向が不均一であり、そのためメタ
リック塗料の特徴である光輝性に乏しく、メタリック感
が得られないという欠点があった。しかもその焼付温度
も２００℃以上と極めて高く、したがって使用上かなり
の制約があった。

このような各種欠点があるため、分散型フッ素樹脂塗料
は塗膜外観や美観を重視するような応用分野に於いては
、商品価値が未だ充分なものではないとされ、それ故優
れた耐候性等に着目しながら、何等かの抜本的改良が要
望されていたのである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は以上の如き現状に鑑み、公知塗料の前記各
種欠点を改善又は解消すべく鋭意検討の結果、長期耐候
性等に優れ、しかもメタリック外観に優れた塗装方法を
見出し、本発明に到達したものである。

すなわち、本発明は、共重合成分としてメチルメタクリ
レート、及びスチレンの少なくとも一種の単量体を１０
〜６０重量％含む、水酸基含有のアクリル共重合体を樹
脂成分とした鱗片状金属粉末含有ベース塗料（メタリッ
クベース塗料）を被塗物上に塗装し、次いで水酸基含有
の含フッ素共重合体を樹脂成分としたトップクリヤー塗
料を塗り重ね（ｗｅｔ　ｏｎ　ｗｅｔ）　％　Ｌ／かる
のち両塗膜を同時に硬化させることを特徴とするメタリ
ック塗装方法に関する。

以下本発明の詳細な説明する。

まず本発明において使用するメタリックベ−ス塗料は樹
脂成分として、メチルメタクリレート及び／又はスチレ
ンと水酸基を有するα、β−エチレン性不飽和単量体か
ら得られるアクリル共重合体を含有するものである。該
アクリル共重合体の共重合成分であるメチルメタクリレ
ート、スチレンもしくはこれらの混合単量体はメタリッ
ク外観の優れた塗膜を得るための必須成分であり、その
含量は１０〜６０重量％、特に好ましくは２０〜５０重
量％である。前記含量範囲に於いて、その下限たる１０
重量％より低すぎると、後述すふトップクリヤー塗料と
の相溶性が良（なり、その結果、メタリックベース塗料
中の鱗片状金属粉末がトップクリヤ一層へ移行しやすく
なり、いわゆるメタリックムラやツヤピケが起き易くな
る。また、特に屋外で長期間暴露された塗膜が受ける冷
−熱サイクルによる伸縮の応力に対し、著しく抵抗性を
減じる傾向があり好ましくない。逆に前記含量がその上
限たる６０重量％より高すぎると、塗膜の可撓性が低下
しクラックや白化が起き易くなり、またトップクリヤ一
層との層゛間密着性も低下するので好ましくない。

本発明に於いて水酸基を有するα、β−エチレン性不飽
和単量体の含量は、得られるアクリル共重合体の水酸基
価が１０〜１５０、特に好ましくは２０〜１２０になる
ような量が適当である。なお、水酸基価が前記範囲より
低いと塗膜の硬化性が悪くなり、耐水性や耐候性が低下
する傾向がある。逆に、水酸基価が前記範囲より高いと
、塗膜の可撓性が低下しクラックなどが起き易くなる傾
向がある。

本発明に於いて「水酸基を有するα、β−エチレン性不
飽和単量体」としては、例えばアクリル酸ヒドロキシエ
チル、メタ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、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、ジ
（２−ヒドロキシ）エチルマレート、ジ（４−ヒドロキ
シブチル）マレート、等が代表的なものとして挙げられ
る。

本発明に於いては、また、前記単量体の他に必要に応じ
マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイ
ン酸モノブチル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエ
チル等のα、β−エチレン性不飽和ジカルボン酸モノエ
ステル類、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フ
マル酸、無水マレイン酸等のα、βモノエチレン性不飽
和カルボン酸類、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチ
ル、アクリル酸２エチルヘキシル、メタクリル酸シクロ
ヘキシル、メタクリル酸ラウリル等のアクリル酸及び／
又はメタクリル酸エステル類、その他スチレン、α−メ
チルスチレン、ビニルトルエン、ビニルピリジン、アク
リロニトリル等の一種もしくは二種以上を共重合させて
もよい。

なお、アクリル共重合体の酸価は１〜２０が適当であり
、また数平均分子量は約ｓ、ｏｏｏ〜１５０．０００が
適当である。

前記アクリル共重合体は、所定割合の単量体混合物にキ
シレン、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル等の重合溶
液共存下に重合開始剤を作用せしめて常法により共重合
反応を行わしめることによって製造できる。

このような水酸基含有のアクリル共重合体を樹脂成分と
したメタリックベース塗料の調製は、公知の方法に従っ
て行うことが出来る。すなわち、水酸基含有のアクリル
共重合体の有機溶剤溶液中に、硬化剤、鱗片状金属粉末
、さらに必要に応じて塗料用に通常使用されている各種
着色顔料、添加剤、改質剤等を分散せしめることにによ
り鱗片状金属粉末含有塗料が得られる。

前記有機溶剤としては、例えばキシレン、トルエンの如
き芳香族炭化水素類、ｎ−ブタノールの如きアルコール
類、酢酸ブチルの如きエステル類、メチルイソブチルケ
トンの如きケトン類、エチルセロソルブの如きグリコー
ルエーテル類等に加え　　　　゛て、市販の各種シンナ
ーも使用可能である。

また、前記硬化剤としては、常温硬化型（強制乾燥を含
む）の場合は、１分子中に２個以上のイソシアネート基
を有する多価イソシアネートが好適である。

該多価イソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソ
シアネート、テトラメチレンジイソシアネート、イソホ
ロンジイソシアネート、水添ジフェニレンジイソシアネ
ート、水添キシリレンジイソシアネート等の脂肪族また
は脂環族ジイソシアネートあるいはこれらのビューレッ
ト体、二量体、三量体あるいはこれらイソシアネート化
合物の過剰とエチレングリコール、グリセリン、トリメ
チロールプロパン、ペンタエリスリトール等の低分子ポ
リオールとの反応生成物などが代表的なものとして挙げ
られる。なお、常温硬化型の場合は言うまでもなく、硬
化剤は、塗装置前に主剤である水酸基含有のアクリル共
重合体溶液と混合する二液型塗料となる。

また前記多価イソシアネート化合物をフェノール類、ア
ルコール類、オキシム類、ラクタム類、アミン類、アミ
ド類等のマスク剤でマスクしたブロックイソシアネート
化合物も使用出来、この場合は前記ポリオール成分に所
定割合で混合することにより焼付硬化可能な一液型塗料
となる。

尚、前記アクリ・ル共重合体であるポリオール成分と多
価イソシアネート化合物硬化剤成分の混合割合は、イソ
シアネート化合物のイソシアネート基対ポリオール成分
の水酸基の当量比（ＮＧＯｌｏＨ）が（０，１５〜１．
５／１）特に好ましくはく０．２〜１．２　／　１　”
）となるような範囲であり、この範囲で本来の樹脂特性
を発揮することが可能となる。

また、硬化剤としてアミノプラスト化合物も使用出来る
。アミノブラスト化合物は、メラミン、尿素、ベンゾグ
アナミン、アセトグアナミン等のアミノ化合物とアルデ
ヒド化合物との縮合生成物あるいは該縮合生成物をさら
にブタノールの初成アルコールでエーテル化した化合物
である。尚、アミノプラスト化合物を使用した場合には
、前記ポリオール成分に所定割合で混合することにより
焼付硬化可能な一液塗料となる。

アクリル共重合体であるポリオール成分とアミノブラス
ト化合物硬化剤成分の混合比（重量基準）は、（９５：
５〜６０：４０）、特に好ましくは（９０：１０〜７０
：３０）であり、この範囲で本来の樹脂特性を発揮する
ことが可能となる。

また、前記メタリックベース塗料に使用する「鱗片状金
属粉末」としては、通常鱗片状金属粉末含有塗料に使用
されているものが利用出来る。

例えば鱗片状のアルミニウム粉末、ステンレス粉末、銅
粉末、ブロンズ粉末、酸化鉄粉末、酸化チタンなどで処
理した雲母粉末等が挙げられる。このような鱗片状金属
粉末の粒径としては、一般に平均粒径３〜３０μのもの
が適している。

−また本発明に使用するメタリックベース塗料には、さ
らに必要に応じ酸化チタン、カーボンブラック、フタロ
シアニン等の各種無機もしくは有機着色顔料あるいは防
食顔料；紫外線吸収剤、表面調整剤、硬化促進剤等の各
種添加剤；セルロースアセテートブチレート等の改質剤
を適宜添加することが出来る。

なお、これらメタリックベース塗料を構成する成分配合
割合は、塗装条件等に応じて広範囲に変えうるが、通常
メタリックベース塗料中水酸基含有のアクリル共重合体
と硬化剤の合計量が約２０〜４０重量％、鱗片状金属粉
末約１〜２０重量％が適当である。

次に本発明に於いて使用するトップクリヤーについて説
明する。

本発明に於いて使用するトップクリヤー塗料は樹脂成分
として水酸基含有の含フッ素共重合体を含有するもので
ある。該フッ素共重合体として番す、好適には特開昭５
７−３４１０７号公報に記載される含フッ素共重合体が
挙げられる。すなわち含フッ素共重合体はフルオロオレ
フィン、シクロヘキシルビニルエーテル、アルキルビニ
ルエーテル及びヒドロキシアルキルビニルエーテルを必
須成分とし、夫々３０〜７０重量％、５〜６０重量％及
び３〜２０重量％の割合で含有するものであり、重量平
均分子量　約２万〜約ｌＯ万の含フッ素共重合体が好適
である。

前記に於いてフルオロオレフィン含量の低すぎるものは
耐候性が低下し、逆に高すぎるものは製造面で難がある
。またシクロヘキシルビニルエーテル含量の低すぎるも
のは塗膜としたときの硬度が低下し、またアルキルビニ
ルエーテル含量の低すぎるものは可撓性が低下する。

さらにヒドロキシアルキルビニルエーテルを前記範囲の
割合で含有することが、塗料としての種々の有用な特性
を損なうことなく硬化性を改善するという面から特に重
要である。すなわちヒドロキシアルキルビニルエーテル
含量の高すぎるものは、共重合体の有機溶媒に対する溶
解性が低下するだけでなく、塗膜の可撓性も低下し、逆
に低すぎるものは塗膜の耐久性や、密着性が低下するの
で共に好ましくない。

また、含フッ素共重合体において、フルオロオレフィン
としては、パーハロオレフィン、特にクロロトリフルオ
ロエチレンあるいはテトラフルオロエチレンが好ましい
。

また、アルキルビニルエーテルとしては、炭素数２〜８
の直鎖状または分岐状のアルキル基を含有するもの特に
アルキル基の炭素数が２〜４であるものが好適である。

本発明に於いては前記含フッ素共重合体は４０重量％を
越えない範囲で前記の必須構成成分以外の他の共単量体
を含有することが出来る。かかる共単量体としては、エ
チレン、プロピレン、イソブチレン、塩化ビニル、塩化
ビニリデン、メタクリル酸メチル、酢酸ブチル等がその
代表的なものとして挙げられる。

前記含フッ素共重合体は所定割合の単量体混合。

物に重合媒体共存下に重合開始剤を作用せしめて共重合
反応を行わしめることによって製造可能である。このよ
うな含フッ素共重合体として例えば、ルミフロンＬＦ１
００．ルミフロンＬＦ２００、ルミフロンＬＦ２１０、
ルミフロンＬＦ３００゜ルミフロンＬＦ４００　（いず
れも旭硝子社製商品名）等が市販されている。

本発明に於いて使用するトップクリヤー塗料は、この含
フッ素共重合体と前記メタリックベース塗料において使
用したものと同様な有Ｉｌ溶剤、硬化剤、添加剤等から
なる。また必要により、透明性を損なわない範囲で体質
顔料を配合したり、さらに少量の着色顔料あるいは着色
染料を配合してカラークリヤーとすることも出来る。な
お、含フッ素共重合体と硬化剤の混合比は前記アクリル
共重合体と硬化剤と同様の割合で使用され、しかもその
本来の樹脂特性を発揮することが可能となる。

次に、本発明に於いて、その塗膜形成方法は、通常の方
法、で行う。例えば表面処理あるいは必要に応じ予めブ
ライマー、サーフエーサー等を施した、被塗物表面にメ
タリックベース塗料を、必要に応じ希釈用有機溶剤で粘
度１０〜３０秒（フォードカップ＃４／２０℃）に調整
し、被塗物表面に乾燥膜要約５〜３５μになるよう塗装
する。

次いで、トップクリヤー塗料を必要に応じ希釈用有機溶
剤で粘度１５〜４０　（フォードカップ＃４／２０℃）
に調整し、乾燥膜要約１０〜５０μになるよう塗装する
。

塗装方法としてはメタリックベース塗料、トップクリヤ
ー塗料とも通常のスプレー塗装、静電塗装などが採用さ
れる。しかしその他の塗装法についても同等に使用可能
であり、特に制限はない。

なお、本発明においてトップクリヤー塗料は、メタリッ
クベース塗料塗膜が未乾燥状態または乾燥状態のいずれ
の時でも、これに塗り重ねることが可能であるが塗装工
程短縮上、前者が好適である。トップクリヤー塗料をメ
タリックベース塗料塗膜が未乾燥状態の時塗り重ねる場
合は、３０秒〜１０分間程度のセツティング時間をおい
て塗り重ねるとよい。

トップクリヤー塗料の塗装を行った後は５〜４０分間程
分間上ツティング時間をとり、塗膜を十分平滑にし、内
部の溶剤を揮散せしめた後、両塗膜の乾燥を行う。

常温にて乾燥せしめる場合には、１〜５日間程度常温で
放置し、乾燥硬化させる。また焼付乾燥せしめる場合に
は、通常の熱°風乾燥炉、遠赤外炉等により６０〜２４
０℃で所定時間乾燥硬化させる。

なお焼付条件は硬化剤の種類等により最適の条件を適宜
選択すべきである。通常、アミノプラスト化合物を使用
した場合約１３０〜１７０℃で、約１０〜５０分間が適
当である。また、ブロックイソシアネート化合物を使用
した場合、マスク剤の解離温度に合せ焼付温度を設定す
るが通常約１４０〜１８０℃、約１０〜５０分間が適当
である。また高温短時間の焼付条件を必要とする場合、
約２００〜２４０℃で約３０〜３００秒で乾燥硬化させ
ることも可能である。

〔発明の効果〕

本発明の塗装方法により、得られた塗膜はトップクリヤ
ー塗料に含フッ素共重合体を樹脂成分として使用してい
るため樹脂の分子間結合が極めて安定している。従って
長期問屋外に暴露されることにより塗膜が受ける種々お
ダメージ、例えば紫外線、熱線、水分、酸性物質、酸化
物、砂塵、汚染物等に対しても極めて優れた耐久性を有
している。それ故、耐候性、耐食性、耐薬品性等の優れ
た塗膜が得られるということができる。またメタリック
ベース塗料とトップクリヤー塗料とをウェットオンウェ
ット方式で塗り重ねても、特定のアクリル共重合体を樹
脂成分として使用しているため、メタリックベース塗料
中の鱗片状金属粉末がトップクリヤ一層へあまり移行し
ない。それ故、メタリックムラのない、良好なメタリッ
ク感が得られ、光沢、サエなどの塗膜外観の優れたもの
が得られる。

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

なお、実施例中「部」、「％」は重量基準でるる。

また実施例及び比較例に使用した含フッ素共重合体及び
アクリル共重合体としては、以下のものを使用した。

〈含フッ素共重合体溶液〉（１１含フッ素共重合体溶液（Ａ）クロロトリフルオロエチレン５５．２％、シクロヘキシ
ルビニルエーテル２０．０％、エチルビニルエーテル１
５．０％及びヒドロキシブチルビニルエーテル９．８％
からなる単量体を特開昭５７−３４１０７号公報に記載
の方法に従って、含フッ素共重合体（水酸基価２８．３
．７ｇ４５℃）の６０％キジロール溶液を調製した。（
これを含フッ素共重合体溶液（Ａ）という）（２）含フッ素共重合体溶液（Ｂ）テトラフルオロエチレン４７％、シクロヘキシルビニル
エーテル３０％、エチルビニルエーテル８％及びヒドロ
キシブチルビニルエーテル１５％からなる単量体を同様
にして重合し、含フッ素共重合体（水酸基価４３．４．
７ｇ３５℃）の６０％キジロール溶液を調製した。（こ
れを含フッ素共重合体溶液（Ｂ）という）くアクリル共重合体溶液〉温度計、攪拌機、冷却管及び滴下ロートを装備した反応
器にキジロール７０部、酢酸ブチル３０部を仕込み、８
０℃に昇温後、表−１に示す単量体混合物１００部にア
ゾビスイソブチロニトリル１．５部混合したものを約２
時間かけて滴下し、攪拌反応させた。さらにアゾビスイ
ソブチロニトリルを０．５部加え、８５℃に昇温し、約
４時間攪拌反応させ、不揮発分５０％の数平均分子量１
．２〜２．５万のアクリル共重合体溶液を調製した。

くメタリックベース塗料〉表−２に示す構成成分を混合し、メタリックベース塗料
を調製した。

なおメタリックベース塗料Ｎｏ（１１）は塗装置前に多
価イソシアネート溶液を混合した。

くトップクリヤー塗料〉表−３に示す構成成分を混合し、メタリックベース塗料
を調製した。

なおトップクリヤー塗料Ｎ　ｏ　（４１は塗装置前に多
価・イソシアネート溶液を混合した実施例１〜７及び比較例１〜４軟鋼板にカチオン電着塗膜、ポリエステル−メラミン樹
脂系中塗塗膜を施した被塗物上に、表−４に示すメタリ
ックベース塗料を酢酸ブチル／酢酸エチレングリコール
モノエチルエーテル／キシレン（３０／２０１５０）の
混合溶剤にて粘度１２秒（フォードカップ＃４．２０℃
）に調整後、エアスプレーにて乾燥膜厚２５μになるよ
う塗装した。３分間セツティング後、表−４に示すトッ
プクリヤー塗料を前記混合溶剤にて粘度３０秒に調整後
、エアスプレーにて乾燥膜厚３０μになるよう塗り重ね
た。しかる後１０分間セツティング後、１５０℃、２０
分間焼付乾燥させた。得られた塗膜の各種性能試験結果
は表−４下段の通りであった。

実施例８表−４に示すメタリックベース塗料及びトップクリヤー
塗料を実施例１と同様にして粘度調整後塗り重ねた。し
かる後、常温にて２日間放置して乾燥させた。得られた
塗膜の各種性能試験結果は表−４下段の通りであった。

表−４より明らかの通り、本発明の方法により得られた
塗膜は、メタリック感があり、また光沢、鮮映性があり
優れた塗膜外観を有しており、さらに耐候性、耐酸性も
優れていた。

一方アクリル共重合体としてスチレン、メチルメタクリ
レートの含量が高すぎる比較例１、比較例３は、可撓性
が劣り耐衝撃性が悪いという結果が出た。また逆にアク
リル共重合体としてスチレン、メチルメタクリレートの
含量が低すぎる・比較例２は、メタリック感が非常に悪
いという結果が出た。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被塗物上に、共重合成分としてメチルメタクリレ
ート、スチレンまたはこれらの混合単量体を１０〜６０
重量％含む、水酸基価が１０〜１５０のアクリル共重合
体を樹脂成分とする鱗片状金属粉末含有ベース塗料を塗
装し、次いで水酸基含有の含フッ素共重合体を樹脂成分
とするトップクリヤー塗料を塗り重ね、しかるのち両塗
膜を同時に硬化させることを特徴とするメタリック塗装
方法。