JPS6339297B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、塗装仕上り外観の優れた仕上げ方法
に関するものである。 従来の溶剤を多量に含むいわゆる溶剤型塗料に
よる塗装方法にかわつて、公害防止の観点より溶
剤を含まない粉体塗料による塗装仕上げ方法が注
目され実用化されているがメタリツク顔料を添加
し、メタリツク外観を持たすメタリツク塗装の場
合、粉体塗料に金属粉、マイカ等のメタリツク顔
料を分散しても、塗膜中のメタリツク顔料の配向
不良などにより従来の溶剤型メタリツク塗料によ
るものと同等の仕上り外観を得るのが非常に困難
であり、まだ実用化されていない。 そこで、低公害の水稀釈性熱硬化型メタリツク
塗料を塗装し、ついで熱硬化型透明粉体塗料を塗
り重ねた後、焼付硬化させるという２回塗り１回
焼付（以下２コート１ベークと略称する）方式の
塗装仕上げ方法が検討されている。 たとえば特開昭54−4934等があるが、いづれも
光沢鮮映性や熱硬化性が不充分である。 そこで、光沢鮮映性と熱硬化性をバランスよく
達成する為の検討を行つた結果、本発明を完成し
た。 即ち本発明は、 被塗物に水稀釈性熱硬化型メタリツク塗料(A)を
塗装し焼付けることなく、その上に熱硬化型透明
粉体塗料(B)を塗装し両者を同時に焼付けるメタリ
ツク塗装の仕上げ方法において、水稀釈性熱硬化
型メタリツク塗料(A)の樹脂成分がアクリル樹脂を
含有し、そのアクリル樹脂は構成モノマーに由来
する官能基の含有量として全樹脂固形分1000gr当
り (ア) カルボキシル基：0.2〜2.5モル、好ましくは
0.7〜2.0モル (イ) ヒドロキシル基：0.2〜1.8モル、好ましくは
0.4〜1.5モル (ウ) Ｎ−アルコキシメチル基：0.2〜2.0モル、好
ましくは0.5〜1.7モル であると共に 〔(ア)カルボキシル基と(イ)ヒドロキシル基のモル数
の和〕／〔(ウ)Ｎ−アルコキシメチル基のモル数〕
の比〔〕が0.5〜4.0であることを特徴とするメ
タリツク塗装の仕上げ方法である。 本発明においてアクリル樹脂構成モノマーに由
来する(ア)カルボキシル基、(イ)ヒドロキシル基、(ウ)
Ｎ−アルコキシメチル基は塗膜硬化時の架橋要素
として必須であり、とくに(ア)カルボキシル基、(イ)
ヒドロキシル基両者と(ウ)Ｎ−アルコキシメサル基
の間の反応が重要である。 これらアクリル樹脂構成モノマーに由来する官
能基は、使用されるアクリル樹脂即ちアクリルエ
マルジヨン樹脂あるいは水溶性アクリル樹脂によ
り与えられ、これらのアクリル樹脂単独あるいは
２つ以上のアクリル樹脂の有する各種官能基間で
反応し、更に水稀釈性熱硬化型メタリツク塗料(A)
に他の反応性樹脂が併用される場合は、その他樹
脂の各種官能基とも反応し、全体として強固に硬
化し良好な塗膜を与える。 これらアクリル樹脂構成モノマーに由来する官
能基が上記範囲よりも少ないと充分な硬化が起ら
ず耐水性、密着性等の性能が悪くなるとともに、
例えばアルミ粉顔料を用いた際のアルミムラ等が
起りやすくなり、塗膜の外観も悪くなる。 逆に上記範囲より多いと (ア) カルボキシル基では硬化が進みすぎて、塗膜
の光沢鮮映性が悪化するとともに耐水性が悪く
なる。 (イ) ヒドロキシル基ではアルミムラ等が起りやす
くなるとともに耐水性が悪化する。 (ウ) Ｎ−アルコキシメチル基では耐水性が悪くな
るとともに光沢鮮映性が悪化する。 また、〔(ア)カルボキシル基と、(イ)ヒドロキシル
基のモル数の和〕／〔(ウ)Ｎ−アルコキシメチル基
のモル数〕の比〔〕が0.5〜4.0好ましくは0.8〜
3.7であることが良好な塗膜を得る為に必要な条
件でありこの比〔〕が0.5以下であると充分な
硬化が起りにくく密着性等の性能が悪くなるとと
もに、アルミムラ等が起こりやすくなりまたこの
比〔〕が4.0以上ではやはり充分な硬化が起り
にくなり耐水性等が悪くなるという問題が一般的
に生じ易い。 またこの比〔〕は、併用される他の樹脂成分
にカルボキシル基あるいはヒドロキシル基さらに
はアルコキシメチル基がある場合にはこれらの有
する(ア)′カルボキシル基のモル数あるいは(イ)′ヒド
ロキシル基のモル数さらには(ウ)′Ｎ−アルコキシ
メチル基のモル数を合算して考える方が好まし
い。しかし本発明の樹脂成分の主体はメタリツク
仕上り外観、耐久性、耐候性のすぐれたアクリル
樹脂であり、他の樹脂成分たとえば水溶性ポリエ
ステル、アミノ樹脂等の併用はこれらの特性や本
発明の効果を阻害しない範囲で行うことが好し
い。 本発明に用いるアクリル樹脂は公知の方法によ
つてアクリルエマルジヨン樹脂あるいは水溶性ア
クリル樹脂として製造出来る。 (ア) カルボキシル基を導入する代表的モノマーと
しては、１個又は２個以上のカルボキシル基を
分子中に持つビニルモノマーであり、たとえば
（メタ）アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、
フマール酸、２−ヒドロキシエチル（メタ）ア
クリレートのフタル酸エステル等があげられ
る。 (イ) ヒドロキシル基を導入する代表的モノマーと
しては、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、たとえば
２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、
２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレー
ト、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレー
ト、ジ（２−ヒドロキシエチル）フマレート等
があげられる。 (ウ) Ｎ−アルコキシメチル基を導入するには、こ
のような官能基を持つビニルモノマー、たとえ
ば代表的にはＮ−メトキシメチル（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、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アク
リルアミド等を共重合する方法が簡便である。 更にこれらのモノマーと共重合可能なビニルモ
ノマーも共重合することができ、たとえば代表的
には（メタ）アクリル酸のエステル類たとえば、
メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）ア
クリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブ
チル（メタ）アクリレート、２エチルヘキシル
（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリ
レート、ステアリル（メタ）アクリレート、ベン
ジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メ
タ）アクリレート等や、（メタ）アクリルアミド、
（メタ）アクリロニトリル、スチレン、ビニルト
ルエン、アクロレイン、ブタジエン、酢酸ビニ
ル、ジメチルアミノメチル（メタ）アクリレー
ト、リン酸２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリ
レート等のモノマーが挙げられる。これらのモノ
マーを公知のエマルジヨン重合法、溶液重合法そ
の他により共重合することにより本発明の水稀釈
性熱硬化型メタリツク塗料(A)の樹脂成分が得られ
る。本発明においては必ずしも１つのアクリル樹
脂に(ア)カルボキシル基、(イ)ヒドロキシル基、(ウ)Ｎ
−アルコキシメチル基を導入しなくても、２種以
上の樹脂を混合し、結果的に本発明で規定する所
の官能基の含有量になれば良く、たとえば水溶性
アクリル樹脂には水溶化に必要な(ア)カルボキシル
基と(イ)ヒドロキシル基のみを導入し、アクリルエ
マルジヨン樹脂に(ア)カルボキシル基、(イ)ヒドロキ
シル基、(ウ)Ｎ−アルコキシメチル基を導入し、両
者を混合したもの等が本発明の樹脂成分として使
用出来、樹脂の設計、製造に対する自由度が大き
くとれる。 本発明においては水稀釈性塗料溶剤型塗料も含
めて通常熱硬化型塗料に硬化剤として使用するア
ミノ樹脂は必ずしも使用しなくても良いが、前述
のように他の樹脂成分として本発明の効果を阻害
しない範囲で加えても良い。この意味でアミノ樹
脂は、水稀釈性熱硬化型塗料(A)の全樹脂固形分中
一般的に10重量％以下、好ましくは５重量％以
下、更に好しくは２重量％以下とするのが好し
い。 本発明においては、水稀釈性熱硬化型メタリツ
ク塗料(A)を用いることにより、溶剤型メタリツク
塗料を用いた場合に比して塗膜の黄変が少なくな
るという効果もある。 本発明でいう水稀釈性熱硬化型メタリツク塗料
(A)にメタリツク外観を与える為には、メタリツク
顔料として通常使用されるアルミニウム粉（ノン
リーフイングタイプ、リーフイングタイプ）、ブ
ロンズ粉、ニツケル粉等の金属粉、マイカ等の無
機粉を使用し、着色の為必要に応じて無機顔料、
有機顔料等が用いられる。塗料の製造は、たとえ
ば着色顔料を必要に応じ適当なアミンで中和した
水溶性アクリル樹脂で通常顔料分散に用いる分散
機（たとえばボールミル、サンドグラインドミル
等）で分散し、メタリツク顔料と必要に応じ適当
なアミンで中和したアクリルエマルジヨンとを
徐々に混合して得られる。 更に必要に応じて通常塗料、インキ等に用いら
れる顔料分散助剤、レベリング剤、消泡剤、タレ
防止剤、酸化防止剤、等の各種添加剤を加えても
差しつかえない。 本発明に用いられる熱硬化型透明粉体塗料(B)は
熱硬化性樹脂粉末（通常架橋剤、硬化剤を含有す
るもの）を主成分とし、これに添加剤等を配合し
た実質的に透明塗膜が得られる粉体塗料であり、
透明性を阻害しない範囲で着色剤等を含んでいて
も良い。本発明においては熱硬化性樹脂粉末の組
成は限定されず、例えば公知の熱硬化性アクリル
樹脂粉末、熱硬化性ポリエステル樹脂粉末等が使
用出来る。しかし耐候性等から熱硬化性アクリル
透明粉体塗料が好しい。熱硬化性アクリル樹脂を
用いた例を例示すれば、官能基モノマー例えばグ
リシジル（メタ）アクリレート、非官能性モノマ
ーとしてアルキル（メタ）アクリル酸エステル、
スチレン等を用いて、公知の共重合法によつて製
造しこれに硬化剤成分として多価カルボン酸等を
配合し更にレベリング剤、ハジキ防止剤等を加え
て製造される。 次に本発明の代表的塗装仕上げ方法を説明す
る。まず本発明の水稀釈性熱硬化型メタリツク塗
料(A)を水あるいは水と適当なカツプラーソルベン
ト（例えばエタノール、イソプロパノール等のア
ルコール類、エチレングリコール等のグリコール
類、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセ
ロソルブ類などがある。）で粘度を塗装機の適性
領域に稀釈する。たとえばエアースプレー塗装機
の場合、Ford cupNo.４で10〜40秒／20℃に調整
し、被塗物に乾燥膜厚が10〜50μになるように塗
装し、次いで常温下あるいは必要に応じて例えば
40℃〜100℃で１〜30分程度放置し、熱硬化型透
明粉体塗料(B)に焼付け後の膜厚が30〜150μにな
るように、スプレーあるいは静電塗装等により塗
装し、これを１〜30分常温あるいは例えば40℃〜
100℃でセツテイングした後、水稀釈性熱硬化型
メタリツク塗料(A)と熱硬化型透明粉体塗料(B)を同
時に通常150℃〜220℃で10分〜45分間焼付けて硬
化させ、光沢鮮映性のすぐれたメタリツク仕上げ
塗膜を得る。 本発明によれば、従来技術では達成されなかつ
た水稀釈性塗料と粉体塗料の組合せによる２コー
ト１ベーク方式の塗装外観の向上、塗装欠陥の防
止が出来る。 この本発明の方式による塗装方法であれば、従
来公害源として問題視されている塗装ラインから
の排出溶剤量を大巾に減少させることが出来る。
このように本発明は公害防止に非常に有効な水稀
釈性塗料と粉体塗料の組合せの塗装を実現すると
いう、実用上の価値が高いものである。 次に実施例、比較例をあげて本発明を具体的に
説明するが、本発明は実施例に限定されるもので
はない。例中の％及び部は重量％、重量部を示
す。つぎに実施例中で用いた各種商品の内容につ
いて一括して説明する。 使用商品 内 容 ＶベノールKZ；界面活性剤、花王アトラス社商
品 アルペースト ；ノンリーフイングタイプのアル
ミ粉末ペースト 東洋アルミ(株)商品 レジミツクスＰ；塗面調整剤、三井東圧化学(株)商
品 サイメル350；メチル化メラミンホルムアルデヒ
ド樹脂、三井サイアナミド(株)
商品、（C350と略す） また、実施例によつて得られた塗装板の塗膜の
評価結果を表−３に一括して示すが、評価の方法
は次の通りであ。 () 塗装外観：すべて熟練者の目視によつて判
断した。 平滑性…塗膜のなめらかさを判断した。「平」
と略す。 メタリツク感…メタリツク顔料が良好に配列し
てきらきらした美麗な外観の有無を判断し
た。「メ」と略す。 鮮映性…白色棒状螢光灯（40W）を点灯し、塗
面に映る反射像を見て、鮮映さの度合を判断
した。「鮮」と略す。 () 60゜グロス：60゜鏡面反射率でJIS−5400の測
定法で測定。「Ｇ」と略す。 () 耐湿性：塗装板を80℃の温水に24時間dip
した後、外観の変化を判定し、更にゴバン目状
にナイフで塗面をカツトし、テープハクリテス
トを行つた。「湿」と略す。 上記評価はつぎのように示した。Ａ；非常に良
い、Ｂ；良い、Ｃ；悪い、Ｄ；非常に悪い。 実施例 １ (1) 水稀釈性熱硬化型メタリツク塗料（Ａ−１）
の製造 (1.1) アクリルエマジヨン（ａ−１）の製造 スチレン10％、メチルメタクリレート25
％、ブチルアクリレート10％、２−エチルヘ
キシルアクリレート25％、Ｎ−ブトキシメチ
ルアクリルアミド10％、２−ヒドロキシエチ
ルメタクリレート10％、メタクリル酸10％、
ターシヤリ−ドデシルメルカプタン0.4％の
混合溶液100部を、過硫酸アンモニウム0.23
部とレベノールKZの0.25％水溶液40部、脱
イオン水83部とを混合し撹拌しつつ70℃に保
つた中へ３時間かけて滴下し、更に３時間70
℃に保ち、固形分45％、PH2.3、粘度30cps
（Ｂ型粘度計で測定）なるアクリルエマルジ
ヨン（ａ−１）を得た。 (1.2) 水溶性アクリル樹脂（ｂ−１）の製造 スチレン10％、メチルメタクリレート25
％、ブチルアクリレート20％、２−エチルヘ
キシルアクリレート15％、Ｎ−ブトキシメチ
ルアクリルアミド10％、２−ヒドロキシエチ
ルメタアクリレート10％、メタアクリル酸10
％のモノマーに対してアゾビスイソブチロニ
トリル２％を加え、100℃に保つたブチルセ
ロソルブに３時間かけて滴下し、更に３時間
100℃に保ち、加熱残分50％、溶液粘度Z₁（ガ
ードナー気泡粘度計）樹脂酸価32の水溶性ア
クリル樹脂（ｂ−１）を得た。 (1.3) 水稀釈性熱硬化型メタリツク塗料（Ａ−
１）の配合と製造 アクリルエマルジヨン（ａ−１）にジメチ
ルエタノールアミンを加え、PH7.5に中和調
整したもの100部に、水溶性アクリル樹脂
（ｂ−１）50部を2.7部のジメチルエタノール
アミンで中和したものと、アルペースト６
部、脱イオン水10部、ブチルセルソルブ10部
を混合したものを加え、よく混合した。これ
を脱イオン水を用いてFord cup＃４で20
秒／20℃に稀釈して、水稀釈性熱硬化型メタ
リツク塗料（Ａ−１）とした。 この塗料（Ａ−１）の全樹脂固形分は70部
であり、全樹脂固形分1000ｇｒ当りのアクリ
ル樹脂構成モノマーに由来する官能基は (ア) カルボキシル基 1.16モル (イ) ヒドロキシル基 0.77モル (ウ) Ｎ−アルコキシメチル基 0.64モル であり〔〕＝〔(ア)＋(イ)〕／(ウ)＝3.02である。 (2) 熱硬化型透明粉体塗料(B)の製造 スチレン15部、メチルメタアクリレート48
部、ｎ−ブチルアクリレート18部とグリシジル
メタアクリレート19部をアゾビスイソブチロニ
トリル1.5部とともにトルエン100部中で共重合
し、その後140℃、200mmHg程度の減圧条件で
脱溶剤を行い、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 16部 レジミツクスｐ １部 を配合し、配合物を加熱ロールによつて約100
℃で10分間溶融混練し、冷却後20〜100μの粒
度に微粉砕して、本発明に使用する熱硬化型透
明粉体塗料(B)を製造した。 (3) 塗装仕上げ 自動車に使用される化成処理、カチオン電着
プライマーを施した鋼板上に、水稀釈性熱硬化
型メタリツク塗料（Ａ−１）をエアスプレーガ
ンを使用して、乾燥膜厚が15μ〜20μになるよ
うに塗装した。 これを常温で３分間放置後、熱硬化型透明粉
体塗料(B)を静電吹付け塗装機を用いて、焼付後
の膜厚が、60〜100μになるように静電塗装し
た。５分間セツテイング後、熱風乾燥炉で70℃
で10分加熱し、引きつづいて170℃で20分間焼
付けを行い、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肉眼
により塗膜の仕上り外観を判定した。また光沢
計を使用して60゜グロスを測定した。これはす
ぐれた塗膜外観を示し塗膜の欠陥もなかつた。 評価結果を表−３に示す。 実施例 ２ 実施例１と同様な方法で表−１に示すアクリル
エマルジヨン（ａ−２）を製造し、これを150部
取りジメチルエタノールアミンでPH7.5に中和し、
アルペースト６部、脱イオン水10部、ブチルセロ
ソルブ10部を混合したものを加えよく混合した。
これを脱イオン水を用いてFord cup＃４で20
秒／20℃に稀釈し水稀釈性熱硬化型メタリツク塗
料（Ａ−２）を製造した。これを用い、実施例１
と同様な方法で試験片を製造した。評価結果をま
とめて表−３に示す。 実施例 ３ 実施例１と同様な方法で表−２に示す水溶性ア
クリル樹脂（ｂ−２）を製造し、これを140部取
り、ジメチルエタノールアミンで中和し、アルペ
ースト６部、脱イオン水10部、ブチルセロソルブ
10部を混合し加え、均一に分散した。これを脱イ
オン水ブチルセロソルブ８対２の割合のシンナー
で稀釈してFord cup＃４で20秒／20℃に稀釈し、
水稀釈性熱硬化型塗料（Ａ−３）を製造した。こ
れを用い、実施例１と同様な方法で試験片を製造
した。評価結果を表−３にまとめて示す。 実施例 ４、５ 実施例１と同様な方法で表−１、表−２に示す
アクリルエマルジヨン（ａ−３）（ａ−４）、水溶
性アクリル樹脂（ｂ−３）（ｂ−４）を製造し、
実施例１と同様な方法で塗料化し、それぞれ水稀
釈性熱硬化型メタリツク塗料（Ａ−４）（Ａ−５）
を製造し、実施例１と同様な方法で試験した。 結果をまとめて表−３に示す。 実施例 ６ 実施例５と同様な方法により、アクリルエマル
ジヨン（ａ−４）、水溶性アクリル樹脂（ｂ−４）
を製造しそれぞれジメチルエタノールアミンで中
和した。アクリルエマルジヨン100部に水溶性ア
クリル樹脂50部及びサイメル350 ２部を加えたも
のをメタリツク顔料とともに加え実施例１と同様
な方法により水稀釈性熱硬化型メタリツク塗料Ａ
−６を製造し試験を行つた。結果をまとめて表−
３に示す。 比較例 １、２ 実施例１と同様な方法で表−１、表−２に示
す、アクリルエマルジヨン（ｄ−１）、（ｄ−２）、
水溶性アクリル樹脂（ｅ−１）（ｅ−２）を製造
し、実施例１と同様な方法で塗料化し評価した。
結果をまとめて表−３に示す。 比較例 ３ 実施例１と同様な方法により表−１、表−２に
示すアクリルエマルジヨン（ｄ−３）、水溶性ア
クリル樹脂（ｅ−３）を製造し、ジメチルエタノ
ールアミンで中和し、アクリルエマルジヨン100
部、水溶性アクリル樹脂50部、サイメル350 30部
を実施例６と同様な方法でアルペーストのみ９部
にふやして塗料を製造し試験を行つた。結果を表
−３にまとめて示す。 なお表１〜２中では次の略号を用いた。 ST スチレン MMA メチルメタクリレート BA ブチルアクリレート BMA ブチルメタクリレート EA エチルアクリレート 2EHA ２−エチルヘキシルアクリレート DBF ジブチルフマレート MAc メタクリル酸 AAc アクリル酸 2HEMA ２−ヒドロキシエチルメタクリレート 2HEA ２−ヒドロキシエチルアクリレート BuA ブトキシメチルアクリルアミド MeA メトキシメチルアクリルアミド AIBN アゾビスイソブチロニトリル

【表】

【表】

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被塗物に水稀釈性熱硬化型メタリツク塗料(A)
   を塗装し焼付けることなく、その上に熱硬化型透
   明粉体塗料(B)を塗装し両者を同時に焼付けるメタ
   リツク塗装の仕上げ方法において、水稀釈性熱硬
   化型メタリツク塗料(A)の樹脂成分がアクリル樹脂
   を含有し、そのアクリル樹脂は構成モノマーに由
   来する官能基の含有量として全樹脂固形分1000gr
   当り (ア) カルボキシル基 0.2モル〜2.5モル (イ) ヒドロキシル基 0.2モル〜1.8モル (ウ) Ｎ−アルコキシメチル基0.2モル〜2.0モル であると共に 〔(ア)カルボキシル基と、(イ)ヒドロキシル基のモル
   数の和〕／〔(ウ)Ｎ−アルコキシメチル基のモル
   数〕の比が0.5〜4.0であることを特徴とするメタ
   リツク塗装の仕上げ方法。