JPWO2019168041A1 - 塗装方法及び塗料組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
PS/(PS+PC)≧0.3
(1)ポリシロキサン含有成分(I)が水酸基含有樹脂(YA−1)を含み、触媒含有成分(II)が硬化剤(YA−2)を含む塗料組成物。
(2)ポリシロキサン含有成分(I)が硬化剤(YA−2)を含み、触媒含有成分(II)が水酸基含有樹脂(YA−1)を含む塗料組成物。
PS/(PS+PC)≧0.3
(1)〔塗膜表面の水接触角〕≧90°
(2)〔塗膜表面の水接触角〕>〔塗膜裏面の水接触角〕+10°
(3)〔塗膜表面のパラフィン接触角〕≧40°
(4)〔塗膜表面のパラフィン接触角〕>〔塗膜裏面のパラフィン接触角〕+10°
<塗膜の作成方法>
ポリプロピレン板上に項11〜16のいずれか1項に記載の塗料組成物を塗装し、140℃で30分加熱硬化した後、ポリプロピレン板から剥がして塗膜を作成した。尚、大気側を表面、ポリプロピレン板側を裏面とする。
<トルエン抽出率>
予め脱脂したブリキ板上に、硬化膜厚が35μmとなるように塗料組成物を塗装し、室温で7分間放置してから、140℃で30分間加熱して乾燥塗膜を得る。得られた乾燥塗膜の5cm×5cmの表面をカミソリ刃で約0.05g削り取って10ccのマヨ瓶に入れ、2.5mlのトルエンを加えて2時間静置する。その上澄み液を1ml量り取り、全量をろ紙に染み込ませて蛍光X線分析を行い、あらかじめ測定した検量線からSi量を定量する。
トルエン抽出率[%]=(P1×Q)/(P2×R×S)×100
P1:塗膜からSi成分を抽出する際に用いたトルエンの容量[ml]
Q:蛍光X線分析により定量されたSi量[g]
P2:蛍光X線分析で用いたトルエンの容量[ml]
R:バインダー(YA)の樹脂固形分を基準とした際のアルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン(YB)の固形分含有量[質量%]
S:削り取った塗膜の質量[g]
なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も含むものとして理解されるべきである。
本発明の第一態様によれば、被塗物に塗料(X)及び塗料(Y)を順次塗装し、塗装された塗料(X)からなる塗膜の層と塗装された塗料(Y)からなる塗膜の層という未硬化な2層を同時に加熱硬化する塗装方法であって、該塗料(X)が、バインダー(XA)を含有し、塗料(Y)が、バインダー(YA)及びアルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン(YB)を含有し、アルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン(YB)の固形分含有量が、バインダー(YA)の樹脂固形分を基準として0.01〜20質量%であり、かつ塗料(X)及び塗料(Y)の少なくとも一方がアルコキシシリル基の加水分解縮合を促進する触媒(C)を含有する塗装方法が提供される。
PS/(PS+PC)≧0.3
さらに上記式〔PC/(PS+PC)〕の値が、0.4以上となることがより好ましく、0.5以上となることが特に好ましい。
本発明の塗装方法に用いることができる塗料(X)は、バインダー(XA)を含有する。
上記バインダー(XA)は、水酸基含有樹脂(XA−1)及び/又は硬化剤(XA−2)を含有することが好ましい。硬化剤(XA−2)は必要に応じて含有させることができ、塗料(X)が硬化剤(XA−2)を含有していない場合は、上層に塗装される塗料(Y)中に含有される硬化剤が未硬化の塗膜(X*)に染み込むことにより、塗膜(X*)は硬化することができる。
上記水酸基含有樹脂(XA−1)の種類としては、例えば、水酸基を有するアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテル樹脂、アルキド樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素系樹脂、及びこれらの複合樹脂などが挙げられ、なかでも水酸基含有アクリル樹脂(XA−1−1)及び/又は水酸基含有ポリエステル樹脂(XA−1−2)が好ましい。
上記水酸基含有アクリル樹脂(XA−1−1)は、水酸基含有重合性不飽和モノマーと、それ以外の重合性不飽和モノマーを共重合することで製造することができる。
上記水酸基含有ポリエステル樹脂(XA−1−2)は、通常、酸成分とアルコール成分とのエステル化反応又はエステル交換反応によって製造することができる。
上記硬化剤(XA−2)としては、水酸基含有樹脂(XA−1)中の水酸基若しくはカルボキシル基やエポキシ基等の官能基と反応して、塗料(X)を硬化し得る化合物である。該硬化剤としては、例えば、アミノ樹脂、ポリイソシアネート化合物、ブロック化ポリイソシアネート化合物、エポキシ基含有化合物、カルボキシル基含有化合物、カルボジイミド基含有化合物等が挙げられる。これらのうち、水酸基と反応し得るメラミン樹脂、ポリイソシアネート化合物、ブロック化ポリイソシアネート化合物から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。硬化剤は、1種を単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
上記ポリイソシアネート及びその誘導体は、それぞれ単独で用いてもよく又は2種以上併用してもよい。
塗料(X)は、アルコキシシリル基の加水分解縮合を促進する触媒(C)を任意選択で含有することができる。アルコキシシリル基の加水分解縮合を促進する触媒(C)は、塗膜(X*)の上層に塗装する塗料(Y)に含まれるアルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン(YB)及び必要に応じて含有することができるシリル基含有アクリル樹脂(YA−1−3)に含まれる加水分解性アルコキシシリル基の加水分解縮合を促進する硬化触媒である。
塗料(X)のその他の成分としては、顔料、添加剤、溶媒などが挙げられ、必要に応じて含有することができる。
本発明の塗装方法に用いることができる塗料(Y)は、バインダー(YA)、及びアルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン(YB)を含有する。
上記バインダー(YA)は水酸基含有樹脂(YA−1)及び硬化剤(YA−2)を含有することが好ましい。上記水酸基含有樹脂(YA−1)としては、前述の水酸基含有樹脂(XA−1)で挙げた樹脂を好適に用いることができる。上記硬化剤(YA−2)としては、前述の硬化剤(XA−2)で挙げた硬化剤を好適に用いることができる。
上記水酸基含有樹脂(YA−1)としては、少なくとも1種のシリル基含有アクリル樹脂(YA−1−3)を含有することが複層塗膜の長期における耐汚染性付与の観点から好ましい。
で示される化合物が挙げられる。
上記硬化剤(YA−2)としては、水酸基含有樹脂(YA−1)中の水酸基若しくはカルボキシル基やエポキシ基等の官能基と反応して、塗料(Y)を硬化し得る化合物である。該硬化剤としては、例えば、アミノ樹脂、ポリイソシアネート化合物、ブロック化ポリイソシアネート化合物、エポキシ基含有化合物、カルボキシル基含有化合物、カルボジイミド基含有化合物等が挙げられる。これらのうち、水酸基と反応し得るメラミン樹脂、ポリイソシアネート化合物、ブロック化ポリイソシアネート化合物から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。硬化剤は、1種を単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
上記アルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン(YB)は、分子の末端又は側鎖に加水分解性アルコキシシリル基を有するオルガノポリシロキサンを包含し、分子中の加水分解性アルコキシシリル基が、空気中の湿気や水分等に接触して加水分解され、シラノール基を形成し、該シラノール基同士又はシラノール基とバインダー(YA)中の他の官能基との間で反応が進行し、高分子量化することにより、本発明の塗装方法から形成される複層塗膜に耐汚染性と持続性を付与することができる。
塗料(Y)は、アルコキシシリル基の加水分解縮合を促進する上記触媒(C)を任意選択で含有することができる。塗料(Y)は、塗料(X)がアルコキシシリル基の加水分解縮合を促進する触媒(C)を含有する場合、貯蔵性の観点から上記触媒(C)を含有しないことが好ましい。一方で、触媒(C)を含有することで、アルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン(YB)の硬化性を向上させることができるため、塗料(Y)は貯蔵性を悪化させない範囲内で触媒(C)を含有しても良い。塗料(Y)への触媒(C)の具体的な配合量としては、バインダー(YA)の固形分を基準として、0.01〜10質量%、好ましくは0.1〜7質量%含有することができる。
塗料(Y)のその他の成分としては、顔料、添加剤、溶媒などが挙げられ、必要に応じて含有することができる。
PS/(PS+PC)≧0.3
さらに、上記式〔PS/(PS+PC)〕の値が、0.4以上となることがより好ましく、0.5以上となることが特に好ましい。
本発明の第二態様によれば、ポリシロキサン含有成分(I)及び触媒含有成分(II)を含む多液型の塗料組成物であって、ポリシロキサン含有成分(I)及び触媒含有成分(II)のいずれか一方若しくは両方がバインダー(YA)を含有し、ポリシロキサン含有成分(I)がアルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン(YB)を含み、触媒含有成分(II)がアルコキシシリル基の加水分解縮合を促進する触媒(YC)を含むものであって、アルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン(YB)の固形分含有量が、バインダー(YA)の樹脂固形分を基準として0.01〜20質量%である塗料組成物が提供される。
アルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン(YB)は第一態様の塗装方法におけるアルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン(YB)に関して説明した通りである。
アルコキシシリル基の加水分解縮合を促進する触媒(YC)は第一態様の塗装方法におけるアルコキシシリル基の加水分解縮合を促進する触媒(C)に関して説明した通りである。
上記バインダー(YA)は、水酸基含有樹脂(YA−1)及び硬化剤(YA−2)を含有することが好ましい。
上記水酸基含有樹脂(YA−1)の種類としては、例えば、水酸基を有するアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテル樹脂、アルキド樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素系樹脂、及びこれらの複合樹脂などが挙げられ、なかでも水酸基含有アクリル樹脂(YA−1−1)及び/又は水酸基含有ポリエステル樹脂(YA−1−2)が好ましい。
上記水酸基含有アクリル樹脂(YA−1−1)は、水酸基含有重合性不飽和モノマーとそれ以外の重合性不飽和モノマーを共重合することで製造することができる。
で示される化合物が挙げられる。
上記水酸基含有ポリエステル樹脂(YA−1−2)は、通常、酸成分とアルコール成分とのエステル化反応又はエステル交換反応によって製造することができる。
上記硬化剤(YA−2)としては、水酸基含有樹脂中の水酸基若しくはカルボキシル基やエポキシ基等の官能基と反応して、本発明の塗料組成物を硬化し得る化合物である。該硬化剤としては、例えば、アミノ樹脂、ポリイソシアネート化合物、ブロック化ポリイソシアネート化合物、エポキシ基含有化合物、カルボキシル基含有化合物、カルボジイミド基含有化合物等が挙げられる。これらのうち、水酸基と反応し得るメラミン樹脂、ポリイソシアネート化合物、ブロック化ポリイソシアネート化合物から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、ポリイソシアネート化合物であることがより好ましい。硬化剤は、1種を単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
本発明の塗料組成物に含まれるその他の成分としては、顔料、添加剤、溶媒などが挙げられ、必要に応じて含有することができる。
(1)ポリシロキサン含有成分(I)が水酸基含有樹脂(YA−1)を含み、触媒含有成分(II)が硬化剤(YA−2)を含む塗料組成物。
(2)ポリシロキサン含有成分(I)が硬化剤(YA−2)を含み、触媒含有成分(II)が水酸基含有樹脂(YA−1)を含む塗料組成物。
このようにして得られた本発明の第二態様の塗料組成物を被塗物上に塗装することができる。
PS/(PS+PC)≧0.3
さらに、上記式〔PS/(PS+PC)〕の値が、0.4以上となることがより好ましく、0.5以上となることが特に好ましい。
(1)〔塗膜表面の水接触角〕≧90°
(2)〔塗膜表面の水接触角〕>〔塗膜裏面の水接触角〕+10°
(3)〔塗膜表面のパラフィン接触角〕≧40°
(4)〔塗膜表面のパラフィン接触角〕>〔塗膜裏面のパラフィン接触角〕+10°
本発明の塗料組成物をポリプロピレン板上に単独で塗装し、140℃で30分加熱硬化した後、ポリプロピレン板から剥がして塗膜を作成した。尚、大気側を表面、ポリプロピレン板側を裏面とする。
なお、本件発明において、高周波放電式グロー放電発光分光分析(GDS)は、HORIBA社製GD−Profiler2を用いて測定を行った。
予め脱脂したブリキ板上に、硬化膜厚が35μmとなるように塗料(Y)を塗装し、室温で7分間放置してから、140℃で30分間加熱して乾燥塗膜を得る。
P1:塗膜からSi成分を抽出する際に用いたトルエンの容量[ml]
Q:蛍光X線分析により定量されたSi量[g]
P2:蛍光X線分析で用いたトルエンの容量[ml]
R:バインダー(YA)の樹脂固形分を基準とした際のアルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン(YB)の固形分含有量[質量%]
S:削り取った塗膜の質量[g]
製造例1 水酸基含有アクリル樹脂No.1の製造
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素導入管及び滴下装置を備えた反応容器に、スワゾール1000(注1)200部及びn−ブタノール150部を仕込み、窒素置換後、120℃(プラスマイナス10℃以内)に保った。この中に、以下に示すモノマー混合物を3時間かけて滴下した。
スチレン 200部
n−ブチルアクリレート 200部
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 300部
KBM−503(注2) 300部
t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート 40部
(注1)スワゾール1000:商品名、コスモ石油株式会社製、芳香族炭化水素系溶媒。
(注2)KBM−503:商品名、信越化学工業株式会社製、3−メタクリロオキシプロピルトリメトキシシラン。
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素導入管及び滴下装置を備えた反応容器に、スワゾール1000(注1)200部及びn−ブタノール150部を仕込み、窒素置換後、120℃(プラスマイナス10℃以内)に保った。この中に、以下に示すモノマー混合物を3時間かけて滴下した。
スチレン 200部
n−ブチルアクリレート 500部
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 300部
t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート 40部
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素導入管及び滴下装置を備えた反応容器に、メトキシプロパノール275部、イソブタノール275部を仕込み、窒素置換後、110℃(プラスマイナス10℃以内)に保った。この中に、以下に示すモノマー混合物を3時間かけて滴下した。
スチレン 250部
n−ブチルメタクリレート 275部
イソステアリルアクリレート(注3) 200部
4−ヒドロキシブチルアクリレート 75部
リン酸基含有重合性モノマー(注4) 150部
2−メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート 125部
イソブタノール 100部
t−ブチルパーオキシオクタノエート 40部
(注3)イソステアリルアクリレート:商品名、大阪有機化学工業社製、分岐高級アルキルアクリレート。
(注4)リン酸基含有重合性モノマー:温度計、サーモスタット、撹拌器、還流冷却器及び滴下装置を備えた反応容器にモノブチルリン酸575部、イソブタノール410部を入れ、90℃に昇温後、グリシジルメタクリレート425部を2時間かけて滴下した後、さらに1時間攪拌熟成した。その後、イソプロパノ−ル590部を加えて、固形分50%のリン酸基含有重合性モノマー溶液を得た。得られたモノマーのリン酸基による酸価は285mgKOH/gであった。
温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器及び水分離器を備えた反応容器に、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物69部、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸86部、1,6−ヘキサンジオール59部、エチレングリコール25部及びトリメチロールプロパン13部を仕込み、160℃から230℃まで3時間かけて昇温させた後、縮合水を水分離器により留去させながら230℃で保持し、酸価が6mgKOH/gとなるまで反応させた。次いで、キシレン/スワゾール1000(注1)=50/50(質量比)の混合溶剤で固形分70%となるように希釈し、水酸基含有ポリエステル樹脂No.1溶液を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂No.1は、酸価6mgKOH/g、水酸基価56mgKOH/g、数平均分子量3000であった。
撹拌装置、温度計、冷却管及び窒素ガス導入口を備えた四ツ口フラスコにヘプタン93部及び下記55%高分子分散安定剤溶液(注5)98部を仕込み加熱還流させ、スチレン15部、メチルメタクリレート40部、アクリロニトリル30部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート15部及びt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート1.5部の混合物を3時間かけて滴下し、更に2時間熟成することにより、非水ディスパージョン型アクリル樹脂を得た。得られた非水ディスパージョン型アクリル樹脂は、質量固形分濃度53%、ガードナー粘度B、平均粒子径(電子顕微鏡による測定)0.2〜0.3μmの乳白色の安定な低粘度重合体の分散液であった。
撹拌装置、温度計、冷却管、窒素ガス導入口を備えた四ツ口フラスコに酢酸イソブチル40部及びトルエン40部を仕込み、加熱還流させ、スチレン10部、イソブチルメタクリレート49部、2−エチルヘキシルメタクリレート30部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート11部及びアゾビスイソブチロニトリル2部の混合物を3時間かけて滴下し、滴下後2時間熟成を行なうことにより高分子分散安定剤溶液を得た。得られた高分子分散安定剤溶液は、質量固形分濃度55%、ガードナー粘度G、重量平均分子量16000であった。
製造例6 塗料(X−1)の製造
製造例3で得た水酸基含有アクリル樹脂No.3溶液18部(樹脂固形分9部)、製造例4で得た水酸基含有ポリエステル樹脂No.1溶液12.9部(樹脂固形分9部)、バリファインBF−20(商品名、堺化学工業社製、微粒子硫酸バリウム)10部及びキシレン20部を広口ガラスビン中に入れ、ガラスビーズを加えて密封し、ペイントシェーカーで60分間分散した後、ガラスビーズを除去して、顔料分散ペーストを得た。
下記表1に示す以外は全て製造例6と同様の組成及び方法により、塗料(X−2)〜(X−9)を得た。
(注6)ポリリン酸:オルトリン酸が脱水縮合して得られる直鎖縮合リン酸、数平均分子量1500、
(注7)D−25:商品名、有機チタン化合物、信越化学工業株式会社製、
(注8)DX−9740:商品名、有機アルミニウム化合物、信越化学工業株式会社製、
(注9)KP−390:商品名、第3級アミン化合物、信越化学工業株式会社製。
製造例1で得られた水酸基含有アクリル樹脂No.1 40部(樹脂固形分20部)、製造例2で得られた水酸基含有アクリル樹脂No.2 80部(樹脂固形分40部)、製造例5で得られた非水ディスパージョン型アクリル樹脂9.4部(樹脂固形分5部)、スミジュールN3300(商品名、住化バイエルウレタン社製、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート、固形分100%、NCO含有率21.8%)35部、X−40−9250(商品名、アルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン、信越化学工業株式会社製)0.5部、ネオスタンU−100(商品名、ジブチル錫ジラウレート、日東化成社製、固形分100%)1部、BYK−300(商品名、ビックケミー社製、表面調整剤、有効成分52%)0.2部(固形分0.1部)、TINUVIN900(商品名、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、BASF社製、有効成分100%)2.0部、TINUVIN292(商品名、ヒンダードアミン系光安定剤、BASF社製、有効成分100%)1部、及びオルソ酢酸メチル5部を均一に混合し、さらに、スワゾール1000(注1)を加えてディスパーで十分に撹拌し、20℃におけるフォードカップNo.4による粘度が25秒となるように調整して塗料(Y−1)を得た。
下記表2及び3に示す以外は全て製造例15と同様の組成及び方法により、塗料(Y−2)〜(Y−19)を得た。
(注10)XR31−B1410:商品名、モメンティブ社製、アルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン、数平均分子量800、
(注11)KR−500:商品名、アルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン、信越化学工業株式会社製、数平均分子量900、
(注12)KR−510:商品名、アルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン、信越化学工業株式会社製、数平均分子量950、
(注13)KR−251:商品名、アルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン、信越化学工業株式会社製、数平均分子量3000以上、
(注14)DOWSIL SH200−350CS:商品名、オルガノポリシロキサン、ダウ・東レ株式会社製、数平均分子量3000以上、
(注15)DOWSIL SH200−1CS:商品名、オクタメチルトリシロキサン、ダウ・東レ株式会社製、数平均分子量250、
(注16)BYK−SILCLEAN 3700:商品名、水酸基含有シリコン変性アクリルポリマー、ビックケミー社製、有効成分25%、数平均分子量3000以上、
(注17)サイメル370:商品名、メラミン樹脂、日本サイテックインダストリーズ社製、固形分88%。
リン酸亜鉛化成処理を施した厚さ0.8mmのダル鋼板上に、エレクロンGT−10(関西ペイント社製、商品名、熱硬化性エポキシ樹脂系カチオン電着塗料)を硬化膜厚が20μmになるように電着塗装し、170℃で30分間加熱し硬化させ、その上にアミラックTP−67−P(関西ペイント社製、商品名、ポリエステル・メラミン樹脂系自動車中塗り塗料、ダークグレー塗色)を膜厚35μmとなるようにエアスプレー塗装し、140℃で30分間加熱硬化させることにより被塗物を得た。
下記表4、5、及び6に示す以外は全て実施例1と同様の方法により、複層塗膜(Z−2)〜(Z−29)を得た。
(注19)GDS測定:GD−Profiler2(商品名、HORIBA社製、高周波放電式グロー放電発光分光分析)で塗膜の深さ方向の元素濃度分析を測定したときに、空気に接している表面から1μm以内に見られる珪素のスペクトルピークの極大値(PS)と炭素のスペクトルピークの極大値(PC)を「PS/(PS+PC)」の式で算出し、得られた値について、0.3未満を「C」、0.3以上かつ0.4未満を「B」、0.4以上かつ0.5未満を「A」、0.5以上を「S」と記載する。
製造例34 ポリシロキサン含有成分(I−1)の製造
製造例1で得られた水酸基含有アクリル樹脂No.1 40部(樹脂固形分20部)、製造例2で得られた水酸基含有アクリル樹脂No.2 80部(樹脂固形分40部)、製造例5で得られた非水ディスパージョン型アクリル樹脂9.4部(樹脂固形分5部)、X−40−9250(商品名、アルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン、信越化学工業株式会社製、数平均分子量900)0.5部、ネオスタンU−100(商品名、ジブチル錫ジラウレート、日東化成社製、固形分100%)1部、BYK−300(商品名、ビックケミー社製、表面調整剤、有効成分52%)0.2部(固形分0.1部)、TINUVIN900(商品名、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、BASF社製、有効成分100%)2.0部、TINUVIN292(商品名、ヒンダードアミン系光安定剤、BASF社製、有効成分100%)1部、及びオルソ酢酸メチル5部を均一に混合し、さらに、スワゾール1000(商品名、コスモ石油社製、炭化水素系溶剤)を加えてディスパーで十分に撹拌し、20℃におけるフォードカップNo.4による粘度が25秒となるように調整してポリシロキサン含有成分(I−1)を得た。
下記表7及び8に示す以外は全て製造例34と同様の組成及び方法により、成分(I−2)〜(I−20)を得た。
スミジュールN3300(商品名、住化バイエルウレタン社製、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート、固形分100%、NCO含有率21.8%)35部及びトリス(2−エチルヘキシル)リン酸エステル0.5部を均一に混合し、さらに、スワゾール1000(商品名、コスモ石油社製、炭化水素系溶剤)を加えてディスパーで十分に撹拌し、20℃におけるフォードカップNo.4による粘度が25秒となるように調整して触媒含有成分(II−1)を得た。
下記表9に示す以外は全て製造例54と同様の組成及び方法により、成分(II−2)〜(II−9)を得た。
下記表10、11、及び12に示す成分(I)と成分(II)とをディスパーで均一に混合し、塗料(Y−20)〜(Y−45)を得た。
(注20)GDS測定:後述の評価試験用塗板について、GD−Profiler2(商品名、HORIBA社製、高周波放電式グロー放電発光分光分析)で塗膜の深さ方向の元素濃度分析を測定したときに、空気に接している表面から1μm以内に見られる珪素のスペクトルピークの極大値(PS)と炭素のスペクトルピークの極大値(PC)を「PS/(PS+PC)」の式で算出し、得られた値について、0.3未満を「C」、0.3以上かつ0.4未満を「B」、0.4以上かつ0.5未満を「A」、0.5以上を「S」と記載する。
尚、水性ベースコートをプレヒート(非硬化)した場合と加熱硬化した場合の2枚の評価用塗板で測定を行ったが、差はなかった。
(注21)接触角:下記方法によって作成した塗膜の水及びパラフィン接触角(表面、裏面)。
実施例及び比較例で得られた塗料をポリプロピレン板上に単独で塗装し、140℃で30分加熱硬化した後、ポリプロピレン板から剥がして塗膜を作成した。尚、大気側を表面、ポリプロピレン板側を裏面とする。
(注22)トルエン抽出率:硬化塗膜をトルエンに浸漬した際に溶出するSi成分の割合。下記方法によって測定、算出される。
予め脱脂したブリキ板上に、硬化膜厚が35μmとなるように実施例及び比較例で得られた塗料を塗装し、室温で7分間放置してから、140℃で30分間加熱して乾燥塗膜を得る。得られた乾燥塗膜の5cm×5cmの表面をカミソリ刃で約0.05g削り取って10ccのマヨ瓶に入れ、2.5mlのトルエンを加えて2時間静置する。その上澄み液を1ml量り取り、全量をろ紙に染み込ませて蛍光X線分析を行い、あらかじめ測定した検量線からSi量を定量する。
P1:塗膜からSi成分を抽出する際に用いたトルエンの容量[ml]
Q:蛍光X線分析により定量されたSi量[g]
P2:蛍光X線分析で用いたトルエンの容量[ml]
R:バインダー(YA)の樹脂固形分を基準とした際のアルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン(YB)の固形分含有量[質量%]
S:削り取った塗膜の質量[g]
リン酸亜鉛化成処理を施した厚さ0.8mmのダル鋼板上に、エレクロンGT−10(関西ペイント社製、商品名、熱硬化性エポキシ樹脂系カチオン電着塗料)を硬化膜厚が20μmになるように電着塗装し、170℃で30分間加熱し硬化させ、その上にアミラックTP−67−P(関西ペイント社製、商品名、ポリエステル・メラミン樹脂系自動車中塗り塗料、ダークグレー塗色)を膜厚35μmとなるようにエアスプレー塗装し、140℃で30分間加熱硬化させた。続いて、上記中塗り塗板を2枚用意し、中塗り塗膜上に水性ベースコート「WBC713T」(商品名、関西ペイント社製、アクリル・メラミン樹脂系水性メタリック色ベースコート塗料)を硬化膜厚15μmとなるように塗装し、1枚は80℃で5分間プレヒートを行ない、1枚は140℃で30分加熱硬化させた。2枚の塗板上に実施例及び比較例で得られた塗料を硬化膜厚35μmとなるように塗装し、室温で7分間放置してから、140℃で30分間加熱硬化させた。
<塗料(Y)の貯蔵安定性>
塗料(Y−1)〜(Y−19)から硬化剤(スミジュールN3300又はサイメル370)を除いた塗料を準備し、20℃におけるフォードカップNo.4による粘度を測定した。続いて、温度20℃及び湿度60%の環境で72時間貯蔵し、以下の基準で塗料の粘度及び状態を評価した。
S:貯蔵試験後、20℃におけるフォードカップNo.4の粘度は、初期粘度のプラス20秒未満であり、大きな変化は見られない。
A:貯蔵試験後、20℃におけるフォードカップNo.4の粘度は、初期粘度のプラス30秒未満である。
B:貯蔵試験後、20℃におけるフォードカップNo.4の粘度は、初期粘度のプラス30秒以上であるが、ゲル化はしていない。
C:貯蔵試験後、塗料がゲル化しており、粘度の測定が不可能である。
塗料(Y−20)〜(Y−45)及び(Y−13)を温度20℃及び湿度60%の環境で72時間貯蔵し、以下の基準で塗料の状態を評価した。尚、塗料(Y−20)〜(Y−45)は成分(I)及び(II)を混合することなくそれぞれの成分を観察した。
S:貯蔵試験後、20℃におけるフォードカップNo.4の粘度は、初期粘度のプラス20秒未満であり、大きな変化は見られない。
A:貯蔵試験後、20℃におけるフォードカップNo.4の粘度は、初期粘度のプラス30秒未満である。
B:貯蔵試験後、20℃におけるフォードカップNo.4の粘度は、初期粘度のプラス30秒以上であるが、ゲル化はしていない。
C:貯蔵試験後、塗料がゲル化しており、粘度の測定が不可能である。
塗膜(焼付硬化後2時間以内)の上に油性黒マジックでスポットし、着色により汚染した。続いて乾いたキムワイプ(商品名)を用いて、汚染部分をふき取り、上記部分を観察し、以下の基準で評価した。
尚、実施例22〜39及び比較例9〜17の塗料組成物については、水性ベースコートをプレヒート(非硬化)した場合と加熱硬化した場合の2枚の塗板で試験を行ったが、差はなかった。
S:汚染及び汚染された痕跡無し。
A:汚染(色)はないが、汚染された痕跡 (スジ、シミ、スポットの縁など)がわずかに見られる。
B:汚染(色)がわずかに残っている。
C:汚染が著しく残っている。
塗膜(焼付硬化後、室内で2ヵ月間放置)の上に油性黒マジックでスポットし、着色により汚染した。続いて乾いたキムワイプ(商品名)を用いて、汚染部分をふき取り、上記部分を観察し、以下の基準で評価した。
尚、実施例22〜39及び比較例9〜17の塗料組成物については、水性ベースコートをプレヒート(非硬化)した場合と加熱硬化した場合の2枚の塗板で試験を行ったが、差はなかった。
S:汚染及び汚染された痕跡無し。
A:汚染(色)はないが、汚染された痕跡(スジ、シミ、スポットの縁など)がわずかに見られる。
B:汚染(色)がわずかに残っている。
C:汚染が著しく残っている。
焼付硬化後の塗板を20℃で24時間放置した後、塗膜表面に親指を押し当ててツイストし、下記基準にて塗膜表面のタック性を評価した。尚、実施例22〜39及び比較例9〜17の塗料組成物については、水性ベースコートをプレヒート(非硬化)した場合と加熱硬化した場合の2枚の塗板で試験を行ったが、差はなかった。
S:全くタック感が認められない。
A:僅かにタック感が認められる。
B:指紋跡が残るタック感がある。
C:塗膜の粘着性が著しい。
焼付硬化後の塗膜の表面を目視観察し、下記基準にて塗膜表面のはじき有無の評価を行った。尚、実施例22〜39及び比較例9〜17の塗料組成物については、水性ベースコートをプレヒート(非硬化)した場合と加熱硬化した場合の2枚の塗板で試験を行ったが、差はなかった。
S:全くはじき・凹みが存在しない。
A:はじきはないが、僅かに凹みが見られる。
B:僅かにはじきが見られる。
C:多数のはじきが見られる。
Claims (19)
- 被塗物に塗料(X)及び塗料(Y)を順次塗装し、2層を同時に加熱硬化する塗装方法であって、
該塗料(X)が、バインダー(XA)を含有し、
該塗料(Y)が、バインダー(YA)及びアルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン(YB)を含有し、アルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン(YB)の固形分含有量が、バインダー(YA)の樹脂固形分を基準として0.01〜20質量%であり、かつ
塗料(X)及び塗料(Y)の少なくとも一方がアルコキシシリル基の加水分解縮合を促進する触媒(C)を含有する塗装方法。 - 前記塗料(X)がアルコキシシリル基の加水分解縮合を促進する触媒(C)を含有する請求項1に記載の塗装方法。
- 前記塗料(Y)がアルコキシシリル基の加水分解縮合を促進する触媒(C)を含有する請求項1に記載の塗装方法。
- バインダー(XA)が、水酸基含有樹脂(XA−1)及び/又は硬化剤(XA−2)を含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の塗装方法。
- バインダー(YA)が、水酸基含有樹脂(YA−1)及び硬化剤(YA−2)を含有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の塗装方法。
- 触媒(C)が、少なくとも1種のリン酸エステル化合物を含み、該リン酸エステル化合物の数平均分子量が2000以下である請求項2〜5のいずれか1項に記載の塗装方法。
- アルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン(YB)の数平均分子量が、500〜2000の範囲内である請求項1〜6のいずれか1項に記載の塗装方法。
- 水酸基含有樹脂(YA−1)が、少なくとも1種のシリル基含有アクリル樹脂(YA−1−3)を含有する請求項5〜7のいずれか1項に記載の塗装方法。
- バインダー(YA)が硬化剤(YA−2)を含有し、硬化剤(YA−2)が、メラミン樹脂、ポリイソシアネート化合物、ブロック化ポリイソシアネート化合物から選ばれる少なくとも1種である請求項5に記載の塗装方法。
- 塗装された前記塗料(Y)からなる塗膜(Y*)の硬化膜厚が10μm以上であって、高周波放電式グロー放電発光分光分析で塗膜(Y*)の深さ方向の元素濃度分析を測定したときに、空気に接している表面から1μm以内に見られる珪素のスペクトルピークの極大値(PS)と炭素のスペクトルピークの極大値(PC)が下記式の範囲内となる請求項1〜9のいずれか1項に記載の塗装方法。
PS/(PS+PC)≧0.3 - ポリシロキサン含有成分(I)及び触媒含有成分(II)を含む多液型の塗料組成物であって、
ポリシロキサン含有成分(I)及び触媒含有成分(II)のいずれか一方若しくは両方がバインダー(YA)を含有し、
ポリシロキサン含有成分(I)がアルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン(YB)を含み、
触媒含有成分(II)がアルコキシシリル基の加水分解縮合を促進する触媒(YC)を含むものであって、
アルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン(YB)の固形分含有量が、バインダー(YA)の樹脂固形分を基準として0.01〜20質量%である塗料組成物。 - バインダー(YA)が、水酸基含有樹脂(YA−1)及び硬化剤(YA−2)を含有し、下記(1)又は(2)の組み合わせのいずれかである請求項11に記載の塗料組成物。
(1)ポリシロキサン含有成分(I)が水酸基含有樹脂(YA−1)を含み、触媒含有成分(II)が硬化剤(YA−2)を含む塗料組成物。
(2)ポリシロキサン含有成分(I)が硬化剤(YA−2)を含み、触媒含有成分(II)が水酸基含有樹脂(YA−1)を含む塗料組成物。 - アルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン(YB)の数平均分子量が500〜2000である請求項11または12に記載の塗料組成物。
- 水酸基含有樹脂(YA−1)が、シリル基含有アクリル樹脂(YA−1−3)を含有する請求項11〜13のいずれか1項に記載の塗料組成物。
- 硬化剤(YA−2)が、ポリイソシアネート化合物である請求項12〜14のいずれか1項に記載の塗料組成物。
- 請求項11〜15のいずれか1項に記載の塗料組成物を塗装した乾燥塗膜の膜厚が10μm以上であって、高周波放電式グロー放電発光分光分析で該塗膜の深さ方向の元素濃度分析を測定したときに、空気に接している表面から1μm以内に見られる珪素のスペクトルピークの極大値(PS)と炭素のスペクトルピークの極大値(PC)が下記式の範囲内となることを特徴とする塗料組成物。
PS/(PS+PC)≧0.3 - 下記方法によって作成した塗膜の水及びパラフィン接触角(表面、裏面)が、下記(1)〜(4)の全てを満たすことを特徴とする塗料組成物。
(1)〔塗膜表面の水接触角〕≧90°
(2)〔塗膜表面の水接触角〕>〔塗膜裏面の水接触角〕+10°
(3)〔塗膜表面のパラフィン接触角〕≧40°
(4)〔塗膜表面のパラフィン接触角〕>〔塗膜裏面のパラフィン接触角〕+10°
<塗膜の作成方法>
ポリプロピレン板上に請求項11〜16のいずれか1項に記載の塗料組成物を塗装し、140℃で30分加熱硬化した後、ポリプロピレン板から剥がして塗膜を作成した。尚、大気側を表面、ポリプロピレン板側を裏面とする。 - 下記方法によって測定されるトルエン抽出率が50%以下である請求項11〜17のいずれか1項に記載の塗料組成物。
<トルエン抽出率>
予め脱脂したブリキ板上に、硬化膜厚が35μmとなるように塗料組成物を塗装し、室温で7分間放置してから、140℃で30分間加熱して乾燥塗膜を得る。得られた乾燥塗膜の5cm×5cmの表面をカミソリ刃で約0.05g削り取って10ccのマヨ瓶に入れ、2.5mlのトルエンを加えて2時間静置する。その上澄み液を1ml量り取り、全量をろ紙に染み込ませて蛍光X線分析を行い、あらかじめ測定した検量線からSi量を定量する。
トルエン抽出率[%]=(P1×Q)/(P2×R×S)×100
P1:塗膜からSi成分を抽出する際に用いたトルエンの容量[ml]
Q:蛍光X線分析により定量されたSi量[g]
P2:蛍光X線分析で用いたトルエンの容量[ml]
R:バインダー(YA)の樹脂固形分を基準とした際のアルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン(YB)の固形分含有量[質量%]
S:削り取った塗膜の質量[g] - ポリシロキサン成分(I)及び触媒成分(II)を混合した後に、請求項11〜18のいずれか1項に記載の塗料組成物を被塗物に塗装する塗装方法。
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