JPS6315863A

JPS6315863A - 被覆組成物

Info

Publication number: JPS6315863A
Application number: JP15837986A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Aoyama; 青山　博美
Original assignee: Aisin Chemical Co Ltd
Current assignee: Aisin Chemical Co Ltd
Priority date: 1986-07-04
Filing date: 1986-07-04
Publication date: 1988-01-22
Anticipated expiration: 2010-06-05
Also published as: JPH0751690B2

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２コート１ベイタ方式で塗装に供される被覆組
成物に関するものである。本発明の被覆組成物は、たと
えば金属累月もしくは下地塗膜を施した金属素材上に塗
装するのに利用される。

「従来の技術］従来自動車などの塗装には、メタリック塗料などのベー
ス塗料どクリア塗料とをウェット状態で重ね塗りし、一
度に焼付ける２コート１ベイタ方式の塗装が行われてい
る。この方式は焼付乾燥工程が１度で済むために、工数
が短縮でき、かつ省エネルギーどなるために近年多く利
用されている。

一方、特開昭４．８−７８２３３号、特開昭４９−９８
８３９号、特開昭５３−４１３２６Ｍなどの各公報にみ
られる如く、アクリル酸イソブチルおよびメタクリル酸
イソブチルはアクリル樹脂の構成成分として、耐水性お
よび耐候性を改良するものとして使用されている。しか
しながらその用途は二１−として１コートて゛の塗装、
ま／こはエマルジョンの構成成分としてであり、メラミ
ン樹脂とブレンドされて塗装される２０−１へ１ベイク
塗装においては充分な検討がなされておらず今後の研究
が待たれていた。

Ｕ発明が解決しよ′）とする問題点１本発明者は上記知見に鑑み、後述の比較例１、−　３　
　＝２の如く、イソブチル系モノマーを配合したアクリル樹
脂とメラミン樹脂からなる焼付塗料によりベース塗料と
クリア塗料を調整し、２コート１ベイタ方式で塗装し焼
付乾燥したところ、促進耐候性試験によりクリア塗膜に
クラックが生じることがわかった。これはクリア塗膜の
柔軟性がベース塗膜の柔軟性よりも低くなったため、素
材の熱膨張、収縮などの応力に追従できずクラックした
ものと推察される。

そこで本発明はイソブチル系モノマーを用いたアクリル
樹脂を使用してもクラックのない被覆組成物を提供する
ものである。

［問題点を解決するための手段］本発明の被覆組成物は、下塗り用ベース塗料と上塗り用
クリア塗料とからなり２コート１ベイク方式で塗装に供
される被覆組成物において、該ベース塗料はスチレンお
よびメタクリル酸メチルの少なくとも一方からなるハー
ドモノマーと、アクリル酸インブチルおよびメタクリル
酸イソブチルの少なくとも一方からなるイソブチル系モ
ノ＝　　４　　− マーと、残部がアクリルモノマーおよびメタクリルモノ
マーの少なくとも一方からなる第１モノマーの成分を共
重合して得られる第１アクリル樹脂１００重量部と、メ
ラミン樹脂２０〜５０重量部とを樹脂成分どし、該クリア塗料はスチレンおよびメタクリル酸メチルの少
なくとも一方からなるハードモノマーと、アクリル酸イ
ソブチルおよびメタクリル酸イソブチルの少なくとも一
方からなるイソブチル系モノマーと、残部がアクリルモ
ノマーおよびメタクリルモノマーの少なくとも一方から
なる第２モノマー成分を共重合して得られる第２アクリ
ル樹脂１００重量部と、メラミン樹脂２０〜５０＠吊部
とを樹脂成分とし、該第２モノマー成分を構成するハードモノマーの組成割
合が、該第１モノマー成分を構成するハードモノマーの
組成割合の０．４〜０．８倍であることを特徴とする。

本発明の被覆組成物は下塗り用ベース塗料と上塗り用ク
リア塗料とから構成される。

ベース塗料はアルミニウム粉末および＠色顔料が配合さ
れたメタリック塗料が一般的であるが、その他、着色顔
料のみでアルミニウム粉末を含まないソリッドカラーと
することもできる。

ベース塗料およびクリア塗料はアクリル樹脂とメラミン
樹脂とから構成される。そしてその比率はどちらもアク
リル樹脂１００重量部に対してメラミン樹脂が２０〜５
０重量部となるように配合される。

本発明の最大の特徴はベース塗料およびクリア塗料に用
いられているアクリル樹脂の組成にある。

ベース塗料に用いられる第１アクリル樹脂およびクリア
塗料に用いられる第２アクリル樹脂は、それぞれハード
モノマーとイソブチル系モノマーと残部がアクリルモノ
マーおよびメタクリルモノマーの少なくとも一方から構
成される。ここでハードモノマーとはスチレンおよびメ
タクリル酸メチル（ＭＭＡ）をいい、ハードモノマーが
多く含有されたモノマー成分から合成されたアクリル樹
脂を用いて得られた塗膜は、ガラス転移点が高く硬質で
ある。イソブチル系モノマーはアクリル酸イソブチル（
ｉｓｏ−Ｂ△）およびメタクリル酸イソブチル（ｉｓｏ
−ＢＭＡ）の少なくとも一方を用いることができる。又
、アクリル樹脂を構成する他のモノマーとして従来用い
られているものを用いることもできる。例えばアクリル
酸エチル（ＥＡ）、アクリル酸ｎ−ブチル（ｎ−Ｂ△）
、アクリル酸２エチルエキシル（ＥＨＡ）　、メタクリ
ル酸エチル（ＥＭＡ）、メタクリル酸ｎ−ブチル（ＢＭ
Ａ）、メタクリル酸２エチルヘキシル（ＥＨＭΔ）、メ
タクリル酸ステアリル（Ｓ　ｌ−ＭＡ）などのソフトモ
ノマー、メタクリル酸ヒドロキシエチル（トＩＥＭＡ）
、アクリル酸ヒドロキシエチル（ＨＥＡ）などの水酸基
を有するモノマー、アクリル酸（△Ａ）、メタクリル１
４１（ＭＡ）などの酸モノマーなどを用いることができ
る。

本発明の最大の特徴は第２モノマー成分を構成するハー
ドモノマーの組成割合が第１モノマー成分を構成するハ
ードモノマーの組成割合の０．４〜０．８倍となってい
るところにある。即ち、第一　　７　− ２モノマ一成分から得られる第２アクリル樹脂は第１モ
ノマー成分から得られる第１アクリル樹脂よりも軟質と
なる。これにより素材の膨張、収縮による応力がベース
塗膜層に作用しても、クリア塗膜は十分な柔軟性を有す
るためにその歪を吸収し、クラックが生じない。

ここで第２モノマー成分を構成するハードモノマーの組
成割合が第１モノマー成分を構成するハードモノマーの
組成割合の０．４倍よりも小さい場合には、第２アクリ
ル樹脂から形成されるクリア塗膜が軟質化し、所望の性
能が得られなくなり、０．８倍を越える場合にはクリア
塗膜のクラックが生じやすくなり好ましくない。

なお、第２モノマー成分を構成するイソブチル系モノマ
ーの組成割合を第１モノマー成分を構成づ−るイソブチ
ル系モノマーの組成割合の０．２〜０．８倍となるよう
にすることが好ましい。イソブチル系モノマーはハード
モノマーに準する硬質上ツマ−であり、多く配合すると
塗膜が硬（硬質となるからである。第２モノマー成分を
構成するイソブチル系モノマーの組成割合が第１モノマ
ー成分を構成するイソブチル系モノマーの組成割合の０
．２倍よりも小さい場合には、クリア塗膜の耐候性、耐
水性に劣るようになり、０．８倍を越えるとクラックが
発生しやすくなる。

なお、アクリル樹脂の分子量は重量平均分子量で１万〜
８万、ガラス転移点は５〜５０℃など、従来と同様に設
定することができる。

メラミン樹脂は従来用いられているものと同様のものを
用いることができる。例えばブチル化メラミン樹脂、メ
チル化メラミン樹脂などを上げることができる。またメ
ラミンにベンゾグアナミンあるいは尿素など他のアミン
化合物を共縮合さｌたものを用いてもよい。

アクリル樹脂とメラミン樹脂との比はアクリル樹脂１０
０型組部に対しメラミン樹脂が２０〜５０重量部とされ
る。配合比がこの範囲にあれば良好な塗膜が得られる。

なお、エポキシ樹脂など他の樹脂を混合して用いること
も差支えない。

ベース塗料には上記樹脂組成中にアルミニウム粉末、有
機顔料、無機顔料、体質顔料などの各種顔料、有機溶剤
、水などの溶媒、あるいはレベリング剤、分散剤などの
各種添加剤などを用途に応じ種々選択して用いることか
できる。またクリア塗膜にもレベリング剤、分散剤、紫
外線吸収剤、酸化防止剤などの各種添加剤、場合によっ
ては透明着色顔料などを従来と同様に配合することがで
きる。

なお、本発明の被覆組成物の供給形態は、有機溶剤可溶
型、水可溶型、水分散型、ＮＡＤなど種々の形態とする
ことができる。

本発明の被覆組成物は２コート１ベイタ方式で塗装乾燥
される。まず素材あるいは下地塗膜が施された素材にベ
ース塗料を塗布し、適当なフラッシュタイムをおいた後
、クリア塗料が塗布される。

そして従来と同様に１１０〜１５０℃の湿度で２０〜３
０分焼伺けられ硬化して塗膜が形成される。

第１モノマー成分の好ましい組成としては、ハードモノ
マーが３０〜６０重量％、水酸基含有上ツマ−が５〜２
０重量％、アクリル酸またはメタクリル酸などの酸モノ
マーが０．５〜５重量％、イソブチル系モノマーが１０
〜６０重量％とすることができる。この範囲で配合すれ
ば各種性能を良好に発揮することができる。

また第２モノマー成分はハードモノマーが２０〜４０重
量％、水酸基含有上ツマ−が５〜２０重邑％、アクリル
酸またはメタクリル酸の酸モノマーが０．５〜５重量％
、イソブチル系モノマーが５〜２０重量％となるような
組成とすることができる。このようにすればクリア塗膜
として良好な性能を発揮する。そして第１モノマー成分
と第２モノマー成分とがこのような範囲にあれば、得ら
れた第１アクリル樹脂および第２アクリル樹脂を用いて
２コート１ベイクで塗装された塗膜は耐候性および耐水
性に優れ、かつクラックなどが生じない。

［発明の作用及び効果］本発明の被覆組成物では、第２モノマー成分を構成する
ハードモノマーの組成割合が第１モノマー成分を構成す
るハードモノマーの組成割合のＯｌ４〜０．８倍である
。従ってこのモノマー成分により共縮合された第１アク
リル樹脂を用いてベース塗料を製造し、かつ第２モノマ
ー成分を共縮合して得られた第２アクリル樹脂を用いて
クリア塗料を製造し、ベース塗料およびクリア塗料の順
に２コート１ベイタ方式で塗装された塗膜ではベース塗
膜よりクリア塗膜の方が柔軟性に優れている。

従って熱による素材の膨張、収縮の応力が作用した場合
にもクリア塗膜がその応力を十分吸収し、塗膜中に歪が
生じない。

従って本発明の被覆組成物により形成された塗膜は、長
期間の使用においてもクラックが生じず、かつイソブチ
ル系モノマーの効果により耐候性および耐水性に特に優
れている。

［実施例１以下具体的実施例により更に詳細に説明する。

なお、以下にいう部はすべて重量部を意味する。

（実施例）。

（１〉ベース塗料用アクリル樹脂の合成第１表にも示す
ように、アクリルモノマーとしてＭＭＡ５０部、ｉｓｏ
−ＢＭ△１０部、ｉｓ。

−ＢＡ２８部、１」［Ｍ△１０部、△Ａ２部を配合し、
アゾビスイソブチロニトリル１部を開始剤として加え、
トルエン８０部、ｎ−ブタノール２０部の入ったフラス
コ中に、窒素ガス雰囲気中９０〜１００℃に保らながら
上記配合モノマーの全量を４時間かかって滴下し、その
後その湿度で４時間反応してベース！ｌ＃利用アクリル
樹脂Ｂ−１を合成した。

また、各種モノマー成分の配合比を第１表に示すように
変化させて同様の条件でＢ−２、Ｂ−３、Ｂ−４のアク
リル樹脂を合成した。なＪ３、比較として第１表に示す
配合比で同様にベース塗料用アクリル樹脂Ｂ−５〜Ｂ−
８を合成した。１＠られたＢ−１〜Ｂ−８のアクリル樹
脂の重量平均分子量（ＭＷ）は３万５千〜５万であった
。またそれぞれの樹脂のガラス転移温度（Ｔｑ、計算値
）を第１表に示す。

（２）クリア塗料用アクリル樹脂の合成第２表にも示す
ように、アクリルモノマーとしテスチレン３０部、ｉｓ
ｏ−ＢＭＡ１０部、１ｓＯ−ＢＡＩＯ部、ｎ−Ｂ　Ｍ　
Ａ　１０部、１」［ＭΔ１５部、ＡＡ２部、ＥＨＭ△２
３部を配合し、アゾビスイソブヂロニトリルを２．５部
を開始剤として加え、キシレン８０部、ｎ−ブタノール
２０部の入ったフラスコ中に、窒素ガス雰囲気中１１５
〜１２５℃に保持しながら、上記配合モノマーの全量を
４時間かかって滴下し、その後その温度で４時間反応し
てクリア塗料用アクリル樹脂Ｃ−１を合成した。

また第２表に示すようにモノマーの種類および配合量を
種々変化させ、同様の条件で合成してＣ−２、Ｃ−３、
Ｃ−４のアクリル樹脂を合成した。

なお、比較として第２表に示す配合比で同様にクリア塗
料用アクリル樹脂Ｃ−５〜ｃ−ｉｏを合成した。得られ
たＣ−１〜（、−１０の樹脂の重量平均分子３１　（Ｍ
Ｗ）は１万８千〜２万の範囲にあった。それぞれの樹脂
のガラス転移温度（ＴＣｌ、計算値）を第２表に示す。

（３）塗料の調整 −１４＝〈ベース塗料の調整〉上記により得られたＢ−１〜Ｂ−８の樹脂を用い、それ
ぞれのアクリル樹脂を固形分で１５．７５部、メラミン
樹脂〈ニーパン２０ＳＦ、三井東圧社製）を固形分で６
．７５部、酢酸エチル、１〜ルエン、ｎ−ブタノールか
らなるシンナー７５部、およびアルミニウム粉末（アル
ミベース１〜７１３ＯＮ、東洋アルミ社製）を２．５部
混合してそれぞれのアクリル樹脂からメタリック塗料で
あるベース塗料をそれぞれ調整した。

くクリア塗料の調整〉上記により得られたＣ〜１〜Ｃ−１０の樹脂を用い、そ
れぞれのアクリル樹脂を固形分で２８部、メラミン樹脂
（ニーパン２０８Ｅ、三井東圧社製）を固形分で１２部
、キシレン、ｎ−ブタノール、ツルペッツ１００からな
るシンナル５９部を配合し、更に紫外線吸収剤（チヌビ
ン３２８、ヂバガイギー社製）０．４部、酸化防什剤（
ＭａｒｋＬ　Ａ　−６２、アデカアーガス社製）０．４
部、レベリング剤（モダフロー、モン→Ｊ−ント礼ａ＞
　Ｏ。

２部を配合してそれぞれのアクリル樹脂からそれぞれク
リア塗料を調整した。

（４）塗装上記により得られた各ベース塗料および各クリア塗料を
第３表に示す組合わせで用い、カヂオン電着塗膜上に中
塗り塗装が施され水研された鋼板にまずベース塗料を乾
燥膜圧１５〜２０μとなるようにエアスプレーにて塗装
し、フラッシュタイムを５分おいた後、クリア塗料を乾
燥膜圧２５〜３０μとなるようにエアスプレーにて塗装
し、５分間セツティングタイムをおいた後１４０℃にて
３０分焼付乾燥を行った。

（５）試験上記により形成された試験片を１昼夜放置した後、外観
、鉛筆硬度、付着性、耐薬品性、耐水性、高温耐水性、
耐候性、をそれぞれ試験した。なお、外観は目視にて塗
面の状態を判定し、鉛筆硬度は三菱ユニ鉛筆を用い４５
度の角度で塗膜をひっかいて硬度を測定した。付着性は
ナイフにて塗膜に２ｍｍ間隔の基盤目を１００個刻み、
セロファンチ一プを貼り付けてひきはがした後の塗膜の
残存するます目を数えた。耐薬品性は１１５Ｎ−ＮａＯ
Ｈ液に試験片を浸漬し２０℃で２４時間放置した後、拭
き取って塗膜の状態を目視で判定した。耐水性は４０℃
の温水に３０日間試験片を浸漬し、表面を観察した。高
調耐水性は８０℃の熱水中に４時間試験片を浸漬し塗膜
の外貌を目視で判定した。耐候性はサンシャインウエザ
オメータにて３千時間促進耐候性試験を行い塗膜の外観
を目視で判定した。

（６）評価第３表に示す試験結果より明らかに、クリア塗料用アク
リル樹脂（Ｃ）の第２モノマー成分中のハードモノマー
の組成割合がベース塗料用アクリル樹脂（Ｂ）の第１モ
ノマー成分中のハードモノマーの組成割合より少ない組
合わせ（実施例１〜実施例７）においては各種性能を良
好に発揮している。一方、第２モノマー成分中のハード
モノマーの組成割合が第１モノマー成分中のハードモノ
マーの組成割合より多い組合わせ（比較例１〜比−１７
＝ −１８＝較例２）では、イソブチルモノマーを有するので耐水性
、高温耐水性は優れているが、耐候性試験においてクラ
ックが発生している。またイソブチル系モノマーを使用
していない組合わせ（比較例３〜比較例５）では、耐水
性、高温耐水性、および耐候性に不具合が生じている。

なお、ハードモノマーの組成割合は良好な範囲にあるが
、第２モノマー成分中のイソブチル系モノマーの組成割
合が第１モノマー成分中のイソブチルモノマー系の組成
割合の１．３９〜１．５倍の組合せ（比較例６〜比較例
７）でも耐候性試験においてクラックが発生している。

これはイソブチル系モノマーがハードモノマーに準する
硬質モノマーであるからであり、実施例の範囲（第２モ
ノマー成分を構成するイソブチル系モノマーの組成割合
が、第１モノマー成分を構成するイソブチル系モノマー
の組成割合の０．２〜０．８倍）にあればクラックは生
じない。

即ち、本発明の被覆組成物を用いて形成された塗膜では
、耐水性、高温耐水性、耐候性に著しく優れ、かつクラ
ックが生じない。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）下塗り用ベース塗料と上塗り用クリア塗料とから
なり２コート１ベイク方式で塗装に供される被覆組成物
において、該ベース塗料はスチレンおよびメタクリル酸メチルの少
なくとも一方からなるハードモノマーと、アクリル酸イ
ソブチルおよびメタクリル酸イソブチルの少なくとも一
方からなるイソブチル系モノマーと、残部がアクリルモ
ノマーおよびメタクリルモノマーの少なくとも一方から
なる第１モノマーの成分を共重合して得られる第１アク
リル樹脂１００重量部と、メラミン樹脂２０〜５０重量
部とを樹脂成分とし、該クリア塗料はスチレンおよびメタクリル酸メチルの少
なくとも一方からなるハードモノマーと、アクリル酸イ
ソブチルおよびメタクリル酸イソブチルの少なくとも一
方からなるイソブチル系モノマーと、残部がアクリルモ
ノマーおよびメタクリルモノマーの少なくとも一方から
なる第２モノマー成分を共重合して得られる第２アクリ
ル樹脂１００重量部と、メラミン樹脂２０〜５０重量部
とを樹脂成分とし、該第２モノマー成分を構成するハードモノマーの組成割
合が、該第１モノマー成分を構成するハードモノマーの
組成割合の０．４〜０．８倍であることを特徴とする被
覆組成物。
（２）第２モノマー成分を構成するイソブチル系モノマ
ーの組成割合が、第１モノマー成分を構成するイソブチ
ル系モノマーの組成割合の０．２〜０．８倍である特許
請求の範囲第１項記載の被覆組成物。