WO2019203100A1 - 複層塗膜形成方法及び複層塗膜 - Google Patents

複層塗膜形成方法及び複層塗膜 Download PDF

Info

Publication number
WO2019203100A1
WO2019203100A1 PCT/JP2019/015685 JP2019015685W WO2019203100A1 WO 2019203100 A1 WO2019203100 A1 WO 2019203100A1 JP 2019015685 W JP2019015685 W JP 2019015685W WO 2019203100 A1 WO2019203100 A1 WO 2019203100A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
acid
coating film
meth
group
paint
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/015685
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
佑也 森脇
耕資 浅田
克 呑海
直巳 竹中
Original Assignee
共栄社化学株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 共栄社化学株式会社 filed Critical 共栄社化学株式会社
Priority to KR1020207016510A priority Critical patent/KR20200143667A/ko
Priority to EP19788727.6A priority patent/EP3747553A4/en
Priority to CN201980005518.5A priority patent/CN111315497A/zh
Priority to JP2019562670A priority patent/JP6733894B2/ja
Publication of WO2019203100A1 publication Critical patent/WO2019203100A1/ja
Priority to US16/891,351 priority patent/US11618816B2/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • B05D1/04Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying involving the use of an electrostatic field
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/14Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50Multilayers
    • B05D7/52Two layers
    • B05D7/53Base coat plus clear coat type
    • B05D7/532Base coat plus clear coat type the two layers being cured or baked together, i.e. wet on wet
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50Multilayers
    • B05D7/52Two layers
    • B05D7/53Base coat plus clear coat type
    • B05D7/536Base coat plus clear coat type each layer being cured, at least partially, separately
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/42Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising condensation resins of aldehydes, e.g. with phenols, ureas or melamines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F220/18Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • C08F220/1804C4-(meth)acrylate, e.g. butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate or tert-butyl (meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/20Esters of polyhydric alcohols or phenols, e.g. 2-hydroxyethyl (meth)acrylate or glycerol mono-(meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C08L33/08Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C09D133/062Copolymers with monomers not covered by C09D133/06
    • C09D133/066Copolymers with monomers not covered by C09D133/06 containing -OH groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D161/00Coating compositions based on condensation polymers of aldehydes or ketones; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D161/20Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen
    • C09D161/26Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with heterocyclic compounds
    • C09D161/28Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with heterocyclic compounds with melamine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D201/00Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds
    • C09D201/02Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds characterised by the presence of specified groups, e.g. terminal or pendant functional groups
    • C09D201/06Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds characterised by the presence of specified groups, e.g. terminal or pendant functional groups containing oxygen atoms
    • C09D201/08Carboxyl groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/02Emulsion paints including aerosols
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2401/00Form of the coating product, e.g. solution, water dispersion, powders or the like
    • B05D2401/20Aqueous dispersion or solution
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2502/00Acrylic polymers
    • B05D2502/005Acrylic polymers modified
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50Multilayers
    • B05D7/56Three layers or more
    • B05D7/57Three layers or more the last layer being a clear coat
    • B05D7/572Three layers or more the last layer being a clear coat all layers being cured or baked together
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/04Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters
    • C08J2333/06Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters of esters containing only carbon, hydrogen, and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C08J2333/08Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2479/00Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2461/00 - C08J2477/00
    • C08J2479/02Polyamines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00Applications
    • C08L2203/16Applications used for films

Definitions

  • the present invention relates to a method for forming a multilayer coating film and a multilayer coating film.
  • the clear coating in such a multilayer coating film forming method includes a composition containing a hydroxyl group-containing resin and a melamine resin, an isocyanate group-containing resin and a hydroxyl group-containing composition, an epoxy group-containing resin and a carboxylic acid-containing resin composition. Is commonly used.
  • Patent Document 1 describes a powder coating material having a transesterification reaction as a curing reaction.
  • Patent Document 1 only describes use in powder coatings, and does not disclose use in general solvent-based or water-based compositions.
  • Patent Document 2 describes a paint having a transesterification reaction as a curing reaction.
  • the detailed composition of the resin used is not limited, and a composition suitable for a cured composition by transesterification is not clarified.
  • Patent Document 3 it is described that a clear coating having a transesterification reaction as a curing reaction is used in a method for forming a multilayer coating film.
  • the paint described in Patent Document 3 has insufficient curing performance, it is difficult to obtain the same performance as a known clear paint.
  • the present invention uses a coating composition that is completely different from the conventional clear coating, and thereby uses a coating that is cheaper and superior in storage stability than the conventional non-melamine curable clear coating, And it aims at providing the method of forming the multilayer coating film which has the performance excellent in acid resistance etc.
  • the present invention is a multilayer coating film forming method comprising a step (1) of applying a base coating and a step (2) of applying a clear coating on the coating formed by the above step (1),
  • the clear coating material is a method for forming a multilayer coating film, wherein a curing reaction is caused by a transesterification reaction between a hydroxyl group and an alkyl ester group.
  • the step (1) and the step (2) are performed wet-on-wet, and after performing the step (2), the step (3) of simultaneously curing the base coating layer and the clear coating layer is performed. It is preferable that
  • the step (1) may include a step (1-1) of applying the first base paint and a step (1-2) of applying the second base paint wet-on-wet.
  • the base paint may be a solvent-based base paint or a water-based base paint.
  • the aqueous base paint is obtained by neutralizing a resin with a base, using a primary amine and / or a secondary amine as a basic neutralizing agent, and further containing a melamine resin. It is preferable.
  • the aqueous base paint preferably contains a melamine resin in an amount of 5% by weight or more based on the solid content of the paint.
  • the present invention is also a multilayer coating film characterized by being formed by the above-described multilayer coating film forming method.
  • the multi-layer coating film forming method of the present invention employs a curing system that does not generate formaldehyde in the clear coating film, and therefore is inexpensive and highly safe, and has excellent physical properties such as acid resistance and curing performance. Furthermore, it is also preferable in that a multilayer coating film is formed from a material that is less expensive than the conventional one, and it is possible to aim for a lower baking temperature.
  • the present invention relates to a method for forming a multilayer coating film having a base coating film and a clear coating film, and in the formation of the clear coating film, a coating composition that causes a curing reaction by transesterification reaction between a hydroxyl group and an alkyl ester group
  • a coating composition that causes a curing reaction by transesterification reaction between a hydroxyl group and an alkyl ester group
  • the present invention can be used as a base coat, and an existing clear coat can be used as the clear coat.
  • a hydroxyl group and an alkyl ester group are present in the coating film-forming component in the coating composition, and are cured by forming intermolecular crosslinks by these transesterification reactions.
  • This transesterification reaction is shown in the following chemical formulas 1 to 3.
  • ester compound acts as a crosslinking agent with a relatively low molecular weight.
  • the coating material which makes such a transesterification reaction a curing reaction can also be used as a base coating material.
  • a paint having a transesterification reaction as a curing reaction is used for the base coat, and an isocyanate type, melamine type, acid / epoxy type, silane type, or the like can be freely combined for the clear coat. Either solvent-based or water-based may be used.
  • (meth) acrylate means acrylate and / or methacrylate.
  • (Meth) acrylic acid means acrylic acid and / or methacrylic acid.
  • (Meth) acryloyl means acryloyl and / or methacryloyl.
  • (Meth) acrylamide means acrylamide and / or methacrylamide.
  • the coating material used for forming the clear coating film contains a coating film forming component having an alkyl ester group and a hydroxyl group in the coating film forming component.
  • a film-forming component may be a component having both a hydroxyl group and an alkyl ester group in a single component, or may be a mixture of a hydroxyl group-containing component and an alkyl ester group-containing component.
  • a component having both a hydroxyl group and an alkyl ester group in a single compound may be further mixed with a hydroxyl group-containing component and / or an alkyl ester group-containing component.
  • the alkyl ester group is not limited. However, in general, a transesterification reaction is likely to occur compared to a secondary alkyl ester group or a primary alkyl ester group, and a reaction at a low temperature can be promptly generated. It is more preferable to include it as a part or all of the above.
  • a t-butyl ester group is particularly preferred.
  • the reaction temperature can be as low as 120 ° C. or less. It is also particularly preferable in that it can be cured.
  • the alkyl ester group other than tertiary is not particularly limited, but is methyl ester group, ethyl ester group, benzyl ester group, n-propyl ester group, isopropyl ester group, n-butyl ester group, isobutyl ester group, sec- Those having a known ester group such as a butyl ester group can be used.
  • the alkyl group preferably has 50 or less carbon atoms. Since the alkyl group is preferably generated and vaporized as an alcohol during the transesterification reaction, the alkyl group preferably has 20 or less carbon atoms, and more preferably 10 or less. Moreover, it is preferable that the boiling point of the alcohol which volatilizes in a hardening reaction is 300 degrees C or less, and it is still more preferable that it is 200 degrees C or less.
  • the alkyl ester group is a tertiary alkyl ester group such as a t-butyl ester group, it is preferable from the viewpoint of particularly excellent reactivity and low temperature curability.
  • thermosetting resin composition in which a transesterification reaction of a primary or secondary alkyl ester, which has been said to be unable to obtain a sufficient curing reaction, is a curing reaction, it is preferable to use a compound having a specific structure. Curing performance can be realized. Therefore, from such a viewpoint, even when it is a primary alkyl ester or a secondary alkyl ester, a resin composition having excellent curing performance can be obtained.
  • the clear paint used in the present invention may have one or more of the above-mentioned primary to tertiary alkyl ester groups in the coating film forming component.
  • the clear coating composition preferably has an alkyl ester group / hydroxyl group molar ratio in the range of 50/1 to 1/50 in the coating film forming component.
  • the ratio is close to the equivalent of 0.1 / 1 to 1 / 0.5, or the hydroxyl group is slightly excessive.
  • the molar ratio of the hydroxyl group is increased in consideration of the adhesion and hydrophilicity of the clear coating film, and the molar ratio of the alkyl ester group is increased in consideration of the hardness and Tg of the thermosetting resin. it can.
  • transesterification catalyst is not particularly limited. Specifically, for example, various acidic compounds such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid, phosphoric acid or sulfonic acid; LiOH, KOH or NaOH, Various basic compounds such as amines; various metal compounds such as PbO, zinc acetate, lead acetate, antimony trioxide, tetraisopropyl titanate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin dioctate or monobutylstannic acid be able to.
  • fever can also be used.
  • compounds that have a sulfonic acid group dodecylbenzenesulfonic acid, phenolsulfonic acid, methanesulfonic acid, paratoluenesulfonic acid), or an alkali metal of sulfonic acid, can be used to fully demonstrate the effects of the present invention. It is desirable to use a compound having a group consisting of a salt, an amine salt and an ammonium salt.
  • the transesterification catalyst is preferably used in an amount of 0.01 to 50% by weight based on the total weight of the coating film forming components. By setting it as such a range, it is preferable at the point which can perform favorable hardening reaction at low temperature.
  • the upper limit is more preferably 10% by weight, and still more preferably 5% by weight.
  • the clear coating used in the present invention is not particularly limited in its form, but is preferably an organic solvent system. By these, it is preferable at the point which can respond to the coating by the conventional general coating line. Specific compositions of the coating film-forming components that can be used in the clear paint are described in detail below. In addition, a coating-film formation component is not limited to what was described below.
  • the clear coating used in the present invention may contain a component having both an alkyl ester group and a hydroxyl group. Although it does not specifically limit as such a thing, The acrylic resin which has these functional groups, a vinyl polymer, a polyester resin, ester of a hydroxycarboxylic acid compound, etc. can be mentioned.
  • the acrylic resin having both an alkyl ester group and a hydroxyl group is easy to control its composition, and since it is easy to introduce a necessary amount of functional groups or to control viscosity, Particularly preferred.
  • An acrylic resin having both an alkyl ester group and a hydroxyl group is polymerized by mixing a monomer having an alkyl ester group and a monomer having a hydroxyl group at a predetermined ratio and copolymerizing them by a general method. Can be obtained at
  • R 1 , R 2 and R 3 represent hydrogen, an alkyl group, a carboxyl group, and an alkyl ester group, R 4 represents an alkyl group
  • Examples of the compound represented by the general formula (1) include ester derivatives of known unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid or fumaric acid.
  • the alkyl group represented by R 4 is most preferably a t-butyl group.
  • the most typical monomer having an alkyl ester group represented by the general formula (1) is an ester of (meth) acrylic acid and alcohol, and examples thereof include t-butyl (meth) acrylate. be able to.
  • tertiary alkyl esters such as t-butyl (meth) acrylate are most preferable from the viewpoint of crosslinking reactivity.
  • t-Butyl (meth) acrylate is particularly preferable in that it is a raw material that easily causes a transesterification reaction and is inexpensive and easily available.
  • the alkylester monomer which has a chemical structure represented by following General formula (2) may be used as a monomer which has an alkylester group.
  • the alkylester monomer which has a chemical structure represented by following General formula (2) may be used.
  • an alkyl ester monomer having a structure represented by the following general formula (2) is used, even if one using a primary or secondary alkyl ester is used, a good transesterification reaction occurs. Is preferable.
  • R 4 has 50 or less main chain atoms, and may have one or more functional groups selected from the group consisting of ester groups, ether groups, amide groups, and urethanes in the main chain.
  • An aliphatic, alicyclic or aromatic alkylene group which may have a side chain.
  • R 5 is an alkyl group having 50 or less carbon atoms
  • the monomer represented by the general formula (2) preferably has a chemical structure represented by the following general formula (3).
  • R 6 is H or a methyl group.
  • R 7 is an alkylene group having 48 or less atoms in the main chain, and may have an ester group, an ether group and / or an amide group in the main chain, and may have a side chain.
  • R 8 is an alkyl group having 50 or less carbon atoms.
  • Such a compound is a derivative of (meth) acrylic acid, and can be obtained by a known synthesis method using (meth) acrylic acid or a derivative thereof as a raw material.
  • the number of atoms in the main chain of R 7 is more preferably 40 or less, further preferably 30 or less, and further preferably 20 or less.
  • the atoms that may be contained in the main chain of R 7 are not particularly limited, and may include oxygen atoms, nitrogen atoms, sulfur atoms, silicon atoms, etc. in addition to carbon atoms. More specifically, the main chain of R 7 has an ether group, an ester group, an amino group, an amide group, a thioether group, a sulfonic acid ester group, a thioester group, a siloxane group, etc. in addition to the alkyl group. There may be.
  • examples of the structure represented by the general formula (3) include compounds represented by the following general formula (4).
  • R 9 is an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms.
  • R 10 is an alkylene group having 44 or less atoms in the main chain, and may have an ester group, an ether group and / or an amide group in the main chain, and may have a side chain.
  • R 11 is H or a methyl group.
  • R 12 is an alkyl group having 50 or less carbon atoms.
  • R 13 is H or a methyl group.
  • n 3 is 0 or 1.
  • n 4 is 1 or 2.
  • the compound represented by the general formula (3) is synthesized by reacting a compound that generates an active anion such as a malonic acid ester or acetoacetic acid ester having an unsaturated bond in the molecule with an unsaturated compound having an alkyl ester group.
  • malonic acid ester and acetoacetic acid ester have a methylene group sandwiched between carboxy carbons, and this methylene group is easily anionized and is widely known to easily generate an anionic reaction.
  • Such a compound having an unsaturated bond in the alkyl group of malonic acid ester or acetoacetic acid ester for example, malonic acid or acetoacetic acid and an unsaturated single molecule having a hydroxyl group described in detail as “hydroxyl vinyl monomer” below).
  • hydroxyl vinyl monomer By reacting an ester compound with a monomer with an alkyl ester compound having an unsaturated group, a compound having both an unsaturated group and an alkyl ester group can be synthesized.
  • the compound having such a structure can easily change only the alkyl ester group by using widely used raw materials, and as a result, the curing reactivity can be easily adjusted. Further, it is particularly preferable in that the curing reactivity can be adjusted by changing the reaction rate to the active methylene group.
  • the compound that can be used as the “alkyl ester compound having an unsaturated group” used in the above reaction is not particularly limited, and is a (meth) acrylic acid alkyl ester, methylene malonic acid alkyl ester, a lactone compound having an unsaturated group (for example, ⁇ -Crotonolactone, 5,6-dihydro-2H-pyran-2-one) and the like.
  • the reaction can be performed under basic conditions, for example, by a reaction in an organic solvent in the presence of a crown ether of an alkali metal salt.
  • An example of such a synthesis reaction is shown below.
  • n 1 : 1-10 (Wherein, R 1, R 2, R 3 are the same or different, hydrogen, an alkyl group, a carboxyl group, an alkyl ester group or the following R 4 - represents a [COOH] structure represented by n 1.
  • R 4 has 50 or less main chain atoms, and may have one or more functional groups selected from the group consisting of ester groups, ether groups, amide groups, and urethanes in the main chain.
  • An aliphatic, alicyclic or aromatic alkylene group which may have a side chain.
  • Such a known compound can be made into an unsaturated group-containing ester compound of the present invention by carrying out a normal esterification reaction (for example, reaction with an alcohol corresponding to the alkyl group of the target alkyl ester). .
  • R represents an alkyl group.
  • Such a compound is preferable in that it can be cured at a low temperature because of its high transesterification reactivity.
  • the structural unit having an alkyl ester as a skeleton preferably occupies 1% by weight or more in the polymer. If it is less than 1% by weight, the amount of the crosslinkable functional group is small, which is not preferable in that the curing reaction does not proceed sufficiently.
  • the content is more preferably 5% by weight or more, and still more preferably 10% by weight or more.
  • a hydroxyl group-containing vinyl monomer for introducing the hydroxyl group.
  • Typical examples of the hydroxyl group-containing vinyl monomer are shown below.
  • Various hydroxyl group-containing vinyl ethers such as vinyl ethers; or addition reaction products of these various vinyl ethers with ⁇ -caprolactone; 2-hydroxyethyl (meth) allyl ether, 3-hydroxypropyl (meth) allyl ether, 2-hydroxypropyl (meth) allyl ether, 4-hydroxybutyl (meth) allyl ether, 3-hydroxybutyl (meth) allyl ether, Various hydroxyl group-containing vinyl ethers such as vinyl ethers; or addition reaction
  • the structural unit having the hydroxyl vinyl monomer as a skeleton preferably occupies 1% by weight or more in the polymer. If it is less than 1% by weight, the amount of the crosslinkable functional group is small, which is not preferable in that the curing reaction does not proceed sufficiently.
  • the content is more preferably 5% by weight or more, and still more preferably 10% by weight or more.
  • the acrylic resin may have a part of a structural unit having a monomer other than an alkyl group-containing monomer and a hydroxyl vinyl monomer as a skeleton.
  • a structural unit having a skeleton other than the alkyl group-containing monomer and the hydroxyl vinyl monomer in the acrylic resin and examples include the monomers described in detail below. Can do.
  • ⁇ -olefins such as ethylene, propylene or butene-1; Various halogenated olefins, except fluoroolefins, such as vinyl chloride or vinylidene chloride;
  • alkyl (meth) acrylates having 1 to 18 carbon atoms various cycloalkyl (meth) acrylates, aralkyl (meth) acrylates, phenyl (meth) acrylates or (meta) having a substituted phenyl group ) Acrylate;
  • aromatic vinyl compounds such as styrene, ⁇ -methylstyrene or vinyltoluene; N-dimethylaminoethyl (meth) acrylamide, N-diethylaminoethyl (meth) acrylamide, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide or N -Various amino group-containing amide unsaturated monomers, such as diethyla
  • the content of such other components is not particularly limited, but is preferably 70% by weight or less.
  • the acrylic resin having both the alkyl ester group and the hydroxyl group preferably has a glass transition temperature of 80 ° C. or lower.
  • the monomer has a relatively high glass transition temperature among various acrylates. For this reason, a glass transition temperature can be made into 80 degrees C or less by using together the structural unit based on another monomer.
  • the glass transition temperature is more preferably 50 ° C. or lower.
  • the clear paint is an organic solvent system
  • the glass transition temperature exceeds 80 ° C. in the acrylic resin
  • transesterification reactivity is slow, and it becomes difficult to form a coating film by low-temperature curing.
  • Cheap even in the obtained coating film, sufficient crosslinking may not be obtained, and the performance as a coating film may not be sufficiently secured.
  • the alkyl ester group and hydroxyl which are reaction points by lowering Tg. It is thought that the group becomes easy to move and the reaction proceeds. Moreover, when an ester group is added to the end having a longer side chain, the reactivity is improved by increasing the degree of freedom of the reaction point. Further, it is also preferable that the glass transition temperature is 80 ° C. or less, in that the leveling property, crosslinkability, and film properties are improved.
  • Tg represents the glass transition temperature of the polymer portion
  • Tg 1 , Tg 2 ,..., Tg m represent the glass transition temperature of each polymerization monomer
  • W 1 , W 2 ,..., W m represent the weight ratio of each polymerization monomer.
  • a polymer monomer having a low glass transition temperature in combination with an alkyl (meth) acrylate is preferable.
  • Such monomers include 2-ethylhexyl methacrylate, isodecyl methacrylate, n-lauryl methacrylate, alkyl (C12-13) methacrylate, isoamyl acrylate, lauryl acrylate, ethoxydiethylene glycol acrylate, 2-ethylhexyl glycol acrylate.
  • t-butyl (meth) acrylate has a high glass transition temperature. Therefore, when t-butyl (meth) acrylate is used as the alkyl (meth) acrylate, the content in the resin should be 80% by weight or less in order to make the glass transition point 80 ° C. or less. Preferably, it is more preferably 50% by weight or less, and most preferably 30% by weight or less.
  • the acrylic resin having both the alkyl ester group and the hydroxyl group preferably has a number average molecular weight of 1,000 to 100,000.
  • the said number average molecular weight is a value of polystyrene conversion molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC).
  • the acrylic resin having both the alkyl ester group and the hydroxyl group is not particularly limited in its production method, and can be produced by polymerization by a known method. More specifically, polymerization methods such as solution polymerization methods in organic solvents, emulsion polymerization methods in water, miniemulsion polymerization methods in water, aqueous solution polymerization methods, suspension polymerization methods, UV curing methods, etc. Can do.
  • solution polymerization in an organic solvent it may be water-dispersed by water dispersion or a resin obtained by polymerizing in water dissolved in an organic solvent. Good.
  • alkyl esters of various hydroxycarboxylic acids can be used. Specific examples include compounds obtained by alkylating carboxyl groups such as lactic acid, 3-hydroxybutanoic acid, 3-hydroxy-4-ethoxybenzoic acid, tartaric acid, citric acid, and amino acids.
  • the clear paint of the present invention may be a mixture of an alkyl ester group-containing component and a hydroxyl group-containing component as a coating film forming component.
  • the alkyl ester group-containing compound that can be used in such a composition is described in detail below.
  • A-1 Polymer having a monomer having an alkyl ester group and a polymerizable unsaturated bond as a part or all of the structural unit
  • a polymer is a polymer having an ester group and no hydroxyl group.
  • a resin similar to the above-mentioned acrylic resin containing an alkyl ester group and a hydroxyl group can be used except that a hydroxyl group vinyl monomer is not used.
  • Such a compound is preferable in that a compound having two or more alkyl ester groups in the molecule can be obtained at low cost by using a general-purpose material.
  • Tg may be adjusted by copolymerizing t-butyl (meth) acrylate with other monomers.
  • Tg is preferably 80 ° C. or lower.
  • the monomer having an alkyl ester group and a polymerizable unsaturated bond includes a polymerizable unsaturated bond and an ester group. May be a compound in which is bonded via a linking group.
  • Such a monomer can be used by blending the other monomers exemplified in “component having both ester group and hydroxyl group” in the same ratio.
  • R 40 represents a primary to tertiary alkyl group having 50 or less carbon atoms.
  • X represents an OR 40 group or a hydrocarbon group having 5 or less carbon atoms. In the case where two R 40 are present in one molecule, these R 40 may be those which differ even in the same. )
  • R 40 is not particularly limited, but is methyl ester group, ethyl ester group, benzyl ester group, n-propyl ester group, isopropyl ester group, n-butyl ester group, isobutyl ester group, sec- Those having a known ester group such as a butyl ester group can be used.
  • Such a compound having an active methylene group include malonic acid esters and acetoacetic acid esters.
  • a compound obtained by adding these compounds to a vinyl compound can be used.
  • a compound having an active methylene group can be added to a double bond by a Michael addition reaction.
  • a general Michael addition reaction by such a compound having an active methylene group is represented by the following formula.
  • a compound represented by the following general formula (6-1) can also be obtained by causing both of the two hydrogen atoms of the active methylene group to undergo a Michael reaction.
  • the compound obtained by such a reaction has a structure represented by the general formula (6) and / or a structure represented by the general formula (6-1), which includes two or more alkyl ester groups. Can be used particularly preferably for the purposes of the present invention.
  • R 40 represents a primary to tertiary alkyl group having 50 or less carbon atoms.
  • R 45 represents hydrogen or a methyl group.
  • R 46 is not particularly limited, and can be any functional group depending on the purpose.
  • a compound represented by the following general formula (8) can also be obtained by causing both of the two hydrogen atoms of the active methylene group to undergo a Michael reaction.
  • the compound represented by the general formula (8) can be obtained by adjusting the molar ratio of (meth) acrylic acid ester and active methylene compound in the blending of raw materials. Furthermore, it can also obtain as a mixture of the compound represented by the said General formula (7), and the compound represented by the said General formula (8) by adjusting these molar ratio.
  • the ester compound obtained by such a reaction is
  • the structural unit represented by the structure is contained in the molecule.
  • the structure represented by the general formula (9) and / or (10) represented by the general formula is a molecule. It can also be set as the ester compound which has 2 or more in it. That is, it has the functional group,
  • a compound having a structure represented by the general formula can be suitably used in the present invention.
  • Such a compound is preferable in that it has high transesterification reactivity and has many COOR groups in the molecule, so that good curability can be obtained.
  • n 5 and n 6 are most preferably 2 to 12.
  • L and M are not particularly limited as long as the molecular weight of the compound is 3000 or less, and may have any functional group such as a hydroxyl group, an ester group, and an ether group. Represents a hydrogen group.
  • the above-mentioned “compound obtained by addition reaction between a compound having an active methylene group and a vinyl group” uses a compound having two or more unsaturated bonds in one molecule as a raw material, and the above general formula
  • the structure represented by (11) and / or the structure represented by the general formula (12) may have two or more in one molecule.
  • Such a compound is obtained by performing a Michael addition reaction with a compound having an active methylene group using a raw material of various (meth) acrylic acid derivatives having two or more unsaturated bonds.
  • the “(meth) acrylic acid derivative having one or more unsaturated bonds” is not particularly limited, and examples thereof include the following.
  • Examples of the (meth) acrylate having 1 functional group include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, iso-butyl (meth) acrylate, sec-butyl ( Examples thereof include meth) acrylate and t-butyl (meth) acrylate.
  • Examples of (meth) acrylates having 2 functional groups are 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,3-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, ethylene glycol Di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol Di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, hydroxypivalic acid neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9 Nonanediol di (meth) acrylate, 1,10-decan
  • bisphenol A PO adduct diacrylate manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd .; BP-4PA
  • dimethylol-tricyclodecane di (meth) acrylate DCP-A
  • DCP-A dimethylol-tricyclodecane di (meth) acrylate
  • Examples of the (meth) acrylate having 3 functional groups are trimethylolmethane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane ethylene oxide modified tri (meth) acrylate, trimethylolpropane propylene oxide modified tri ( Meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, glycerin propoxytri (meth) acrylate, tris (2- (meth) acryloyloxyethyl) isocyanurate and the like.
  • trimethylolpropane trimethacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, and the like can be preferably used.
  • Examples of (meth) acrylates having 4 functional groups are dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol ethylene oxide modified tetra (meth) acrylate, pentaerythritol propylene oxide modified tetra (meth) acrylate. , Ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate and the like. Of these, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, and the like can be preferably used.
  • Examples of (meth) acrylates having 4 or more functional groups include pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol ethylene oxide modified tetra (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, Dipentaerythritol penta (meth) acrylate, ditrimethylolpropane penta (meth) acrylate, propionic acid modified dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, ditrimethylolpropane hexa (meth) acrylate, dipenta Examples include polyfunctional (meth) acrylates such as hexa (meth) acrylate of a caprolactone modified product of erythritol.
  • R represents the same or different alkyl groups.
  • n 7 represents 1 to 10;
  • the said compound has a 3 or more alkylester used as a crosslinking point in a molecule
  • the alkyl ester is more preferably 5 or more in the molecule. Note that the compounds described in the section (A-2) can also produce a good transesterification reaction when the alkyl ester group is primary or secondary alkyl.
  • a compound obtained by the reaction of a polyfunctional carboxylic acid and an alcohol can also be used as an alkyl ester compound in the clear coating material of the present invention.
  • Such a reaction can be represented by the following general formula.
  • n 31 is preferably an integer of 1 to 10.
  • R 30 and R 31 represent an alkyl group having 50 or less carbon atoms.
  • R 30 and R 31 are not particularly limited, and may be branched or may have an arbitrary functional group.
  • polyfunctional carboxylic acids are general-purpose raw materials that are widely and inexpensively provided for many uses such as polyester raw materials, polyamide raw materials, neutralizing agents, synthetic raw materials, and the like.
  • a compound obtained by alkylating such a polyfunctional carboxylic acid by a known method can also be used in the present invention. Esterification can be based on the above-described alkyl group having 50 or less carbon atoms.
  • ester compound When such a compound is used as an ester compound, it can be esterified inexpensively by a known method, and a polyvalent ester group can be introduced with a relatively low molecular weight. Further, the esterification is preferable in that the compatibility with an organic solvent is improved and it can be suitably used.
  • polyfunctional carboxylic acid used here, For example, a C50 or less thing can be used. More specifically, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, brassic acid, octadecanedioic acid, citric acid, butanetetra Aliphatic polycarboxylic acids such as carboxylic acids; 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, 3-methyl-1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 4-methyl -1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, 1,
  • the above-described compounds having two or more alkyl ester groups may be used in combination. Moreover, you may use the acid anhydride of these compounds as a raw material.
  • the alkyl esterified product of the polyfunctional carboxylic acid corresponding to the above (A-3) preferably has a molecular weight of 10,000 or less. By setting it as such, it is preferable at the point which a molecule
  • the molecular weight may be lower, such as 6,000 or less, 4000 or less, or 2000 or less.
  • the polyol that can be used in the clear coating is not particularly limited, and examples thereof include acrylic polyol, polyester polyol, polyether polyol, polycarbonate polyol, and polyurethane polyol. Of these, two or more may be used simultaneously. Among these, it is particularly preferable to use an acrylic polyol and / or a polyester polyol. As the acrylic polyol and / or polyester polyol used here, a resin widely used in the paint field can be used. These will be described in detail below.
  • Acrylic polyol is prepared by, for example, a hydroxyl group vinyl monomer and another polymerizable unsaturated monomer (c 2 ) copolymerizable with the hydroxyl group vinyl monomer by a known method. Can be produced by copolymerization. More specifically, polymerization methods such as a solution polymerization method in an organic solvent, an emulsion polymerization method in water, a miniemulsion polymerization method in water, and an aqueous solution polymerization method can be exemplified.
  • the hydroxyl group-containing vinyl monomer is a compound having at least one hydroxyl group and one polymerizable unsaturated bond in one molecule. What was mentioned above as such a hydroxyl-containing vinyl monomer can be used.
  • Examples of the other polymerizable unsaturated monomer copolymerizable with the hydroxyl group-containing vinyl monomer include the following monomers (i) to (xix) and any combination thereof.
  • Alkyl or cycloalkyl (meth) acrylate For example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, isostearyl (Meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, methylcyclohexyl (meth) acrylate,
  • a polymerizable unsaturated monomer having a fluorinated alkyl group Perfluoroalkyl (meth) acrylates such as perfluorobutylethyl (meth) acrylate and perfluorooctylethyl (meth) acrylate; fluoroolefins (viii) polymerizable unsaturated monomers having a photopolymerizable functional group such as maleimide group
  • Carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (Meth) acrylic acid, maleic acid, crotonic acid, ⁇ -carboxyethyl acrylate, etc.
  • nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomers (Meth) acrylonitrile, (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, methylenebis (meth) acrylamide , Ethylene bis (meth) acrylamide, adducts of glycidyl (meth) acrylate and amine compounds, etc.
  • (Xii) a polymerizable unsaturated monomer having two or more polymerizable unsaturated groups in one molecule: Allyl (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, etc.
  • Epoxy group-containing polymerizable unsaturated monomer Glycidyl (meth) acrylate, ⁇ -methylglycidyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylethyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylpropyl (meth) acrylate , Allyl glycidyl ether, etc.
  • Xiv a polymerizable unsaturated monomer having a (meth) acrylate
  • xv sulfonic acid group having a polyoxyethylene chain whose molecular end is an alkoxy group: 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 2-sulfoethyl (meth) acrylate, allylsulfonic acid, 4-styrenesulfonic acid, etc .; sodium salts and ammonium salts of these sulfonic acids, etc.
  • a polymerizable unsaturated monomer having a phosphate group Acid phosphooxyethyl (meth) acrylate, acid phosphooxypropyl (meth) acrylate, acid phosphooxypoly (oxyethylene) glycol (meth) acrylate, acid phosphooxypoly (oxypropylene) glycol (meth) acrylate, etc.
  • (Xvii) a polymerizable unsaturated monomer having a UV-absorbing functional group: 2-hydroxy-4- (3-methacryloyloxy-2-hydroxypropoxy) benzophenone, 2-hydroxy-4- (3-acryloyloxy-2-hydroxypropoxy) benzophenone, 2,2′-dihydroxy-4- (3- Methacryloyloxy-2-hydroxypropoxy) benzophenone, 2,2′-dihydroxy-4- (3-acryloyloxy-2-hydroxypropoxy) benzophenone, 2- (2′-hydroxy-5′-methacryloyloxyethylphenyl) -2H -Benzotriazole, etc.
  • UV-stable polymerizable unsaturated monomer 4- (meth) acryloyloxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine, 4- (meth) acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-cyano-4- (meta ) Acryloylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1- (meth) acryloyl-4- (meth) acryloylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1- (meth) acryloyl- 4-cyano-4- (meth) acryloylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-crotonoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-crotonoylamino-2, 2,6,6-tetramethylpiperidine, 1-crotonoyl-4-crotonoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, etc.
  • (Xix) polymerizable unsaturated monomer having a carbonyl group Acrolein, diacetone acrylamide, diacetone methacrylamide, acetoacetoxyethyl methacrylate, formylstyrene, vinyl alkyl ketone having about 4 to about 7 carbon atoms (for example, vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone, vinyl butyl ketone), etc.
  • the “polymerizable unsaturated group” means an unsaturated group capable of radical polymerization or ion polymerization.
  • examples of the polymerizable unsaturated group include a vinyl group and a (meth) acryloyl group.
  • the proportion of the hydroxyl group-containing monomer in producing the acrylic polyol is preferably 0.5 to 50% by weight based on the total amount of monomer components. By setting it within such a range, an appropriate crosslinking reaction can be caused, and excellent coating film properties can be obtained.
  • the lower limit is more preferably 1.0% by weight, still more preferably 5% by weight.
  • the upper limit is more preferably 50% by weight, and still more preferably 40% by weight.
  • the hydroxyl value of the acrylic polyol is preferably 1 to 200 mgKOH / g from the viewpoint of the water resistance of the coating film to be formed.
  • the lower limit is more preferably 2 mgKOH / g, still more preferably 5 mgKOH / g.
  • the upper limit is more preferably 180 mgKOH / g, still more preferably 170 mgKOH / g.
  • a commercially available thing can also be used as such an acrylic polyol.
  • Commercially available products are not particularly limited. For example, DIC Corporation's Acridic A-801-P, A-817, A-837, A-848-RN, A-814, 57-773, A-829 55-129, 49-394IM, A-875-55, A-870, A-871, A-859-B, 52-668-BA, WZU-591, WXU-880, BL-616, CL -1000, CL-408 and the like.
  • polyester polyol can be usually produced by an esterification reaction or an ester exchange reaction between an acid component and an alcohol component.
  • an acid component the compound normally used as an acid component at the time of manufacture of a polyester resin is mentioned.
  • the acid component include aliphatic polybasic acids, alicyclic polybasic acids, aromatic polybasic acids and the like, and anhydrides and esterified products thereof.
  • the aliphatic polybasic acids and their anhydrides and esterified products generally include aliphatic compounds having two or more carboxyl groups in one molecule, acid anhydrides of the aliphatic compounds, and esters of the aliphatic compounds. Fats such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, brassylic acid, octadecanedioic acid, citric acid, butanetetracarboxylic acid An aliphatic polycarboxylic acid anhydride; an aliphatic polycarboxylic acid ester of a lower alkyl having about 1 to about 4 carbon atoms; and any combination thereof.
  • the aliphatic polybasic acid is preferably adipic acid and / or adipic anhydride from the viewpoint of the smoothness of the resulting coating film.
  • the alicyclic polybasic acids, and anhydrides and esterified products thereof are generally compounds having one or more alicyclic structures and two or more carboxyl groups in one molecule, and acid anhydrides of the above compounds. And esterified products of the above compounds.
  • the alicyclic structure is mainly a 4-6 membered ring structure.
  • Examples of the alicyclic polybasic acids, and anhydrides and esterified products thereof include 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 4-cyclohexene-1 , 2-dicarboxylic acid, 3-methyl-1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 4-methyl-1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, 1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid, etc.
  • An alicyclic polyvalent carboxylic acid anhydride; an anhydride of the alicyclic polyvalent carboxylic acid; an esterified product of a lower alkyl having about 1 to about 4 carbon atoms of the alicyclic polyvalent carboxylic acid; Combinations are listed.
  • Examples of the alicyclic polybasic acids, and anhydrides and esterified products thereof include 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid anhydride, 1, from the viewpoint of smoothness of the resulting coating film.
  • 3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride are preferred, and 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid and / or Alternatively, 1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride is more preferable.
  • aromatic polybasic acids, and anhydrides and esterified products thereof are generally aromatic compounds having two or more carboxyl groups in one molecule, acid anhydrides of the aromatic compounds, and esters of the aromatic compounds.
  • aromatic polyvalent carboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid; Acid anhydride; esterified product of lower alkyl having about 1 to about 4 carbon atoms of the above aromatic polycarboxylic acid, and any combination thereof.
  • aromatic polybasic acids, and anhydrides and esterified products thereof phthalic acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, trimellitic acid, and trimellitic anhydride are preferable.
  • acid components other than the aliphatic polybasic acid, alicyclic polybasic acid and aromatic polybasic acid for example, coconut oil fatty acid, cottonseed oil fatty acid, hempseed oil fatty acid, rice bran oil fatty acid, fish oil fatty acid
  • Fatty acids such as tall oil fatty acid, soybean oil fatty acid, linseed oil fatty acid, tung oil fatty acid, rapeseed oil fatty acid, castor oil fatty acid, dehydrated castor oil fatty acid, safflower oil fatty acid; lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, olein Monocarboxylic acids such as acid, linoleic acid, linolenic acid, benzoic acid, p-tert-butylbenzoic acid, cyclohexane acid, 10-phenyloctadecanoic acid; lactic acid, 3-hydroxybutanoic acid, 3-hydroxy-4-ethoxy
  • the alcohol component examples include polyhydric alcohols having two or more hydroxyl groups in one molecule, such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, trimethylene glycol, tetraethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, 1, 4 -Butanediol, 1,3-butanediol, 2,3-butanediol, 1,2-butanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 3-methyl-1,2-butanediol, 2-butyl -2-ethyl-1,3-propanediol, 1,2-pentanediol, 1,5-pentanediol, 1,4-pentanediol, 2,4-pentanediol, 2,3-dimethyltrimethylene glycol, tetra Methylene glycol, 3-methyl-4,3-pentane All, 3-methyl-1,5-pentanediol,
  • polylactone diol obtained by adding a lactone compound such as ⁇ -caprolactone to the above dihydric alcohol
  • ester diol compound such as bis (hydroxyethyl) terephthalate
  • alkylene oxide adduct of bisphenol A polyethylene glycol, polypropylene Polyether diol compounds such as glycerin, polybutylene glycol
  • glycerin, trimethylol ethane trimethylol propane, diglycerin, triglycerin, 1,2,6-hexanetriol, pentaerythritol, dipentaerythritol, tris (2-hydroxy Examples thereof include trivalent or higher alcohols such as ethyl) isocyanuric acid, sorbitol, and mannitol
  • fatty acid esterified products of glycerin include trivalent or
  • alcohol components other than the polyhydric alcohol for example, monoalcohols such as methanol, ethanol, propyl alcohol, butyl alcohol, stearyl alcohol, 2-phenoxyethanol; propylene oxide, butylene oxide, “Cardura E10” ( Examples thereof include alcohol compounds obtained by reacting a monoepoxy compound such as a trade name, HEXION Specialty Chemicals, Inc., a glycidyl ester of a synthetic highly branched saturated fatty acid) and an acid.
  • monoalcohols such as methanol, ethanol, propyl alcohol, butyl alcohol, stearyl alcohol, 2-phenoxyethanol
  • propylene oxide butylene oxide
  • Cardura E10 examples thereof include alcohol compounds obtained by reacting a monoepoxy compound such as a trade name, HEXION Specialty Chemicals, Inc., a glycidyl ester of a synthetic highly branched saturated fatty acid
  • the polyester polyol is not particularly limited, and can be produced according to a usual method.
  • the acid component and the alcohol component are heated in a nitrogen stream at about 150 to about 250 ° C. for about 5 to about 10 hours to carry out the esterification reaction or transesterification reaction between the acid component and the alcohol component.
  • a polyester polyol can be produced.
  • the polyol of the present invention may be a combination of both the polyacryl polyol and the polyester polyol described above.
  • the polyol is not limited to the resin as described above, and a low molecular weight polyol (specifically, a molecular weight of 2,000 or less) can also be used.
  • a low molecular weight polyol specifically, a molecular weight of 2,000 or less
  • examples of the low molecular weight polyol include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, trimethylene glycol, tetraethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 2,3- Butanediol, 1,2-butanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 3-methyl-1,2-butanediol, 1,1,1-trimethylolpropane, 2-butyl-2-ethyl- 1,3-propanediol, 1,2-pentanediol, 1,5-pentanediol, 1,4
  • Such a low molecular weight polyol is known as a general-purpose product and can be obtained at low cost. Furthermore, the low molecular weight polyol has a strong water solubility, and can be suitably used as a crosslinking agent for the purpose of curing in water. In recent years, environmental problems have been screamed, and it can be suitably used as a very important crosslinking agent in promoting the reduction of VOC.
  • the clear paint used in the present invention preferably has an organic solvent-based or water-based form. This is preferable in that thin film coating is possible and low-temperature curing can be performed.
  • the aqueous system may be either water-soluble or water-dispersible, and in addition to water, it can be mixed with ethanol, methanol, alcohol-based, glycol-based, ether-based, ketone-based water, etc. at an arbitrary ratio. It may contain an aqueous solvent.
  • An organic solvent-based clear coating is a composition in which the above components are dissolved or dispersed in various organic solvents.
  • the organic solvent that can be used is not particularly limited. Hydrocarbons such as 1-hexane, 1-octane, 1-decane, 1-tetradecane, cyclohexane, benzene, and xylene, ethers such as dimethyl ether and diethyl ether, acetone, and methyl ethyl ketone Any known compounds such as ketones such as cyclohexanone, chlorinated hydrocarbons such as trichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane, trichloroethane, and tetrachloroethylene, ethanol, methanol, propanol, butanol, and acetone can be used.
  • Hydrocarbons such as 1-hexane, 1-octane, 1-decane, 1-tetradecane, cyclohex
  • an alkyl ester group-containing component and a hydroxyl group-containing component may be combined and used immediately before use.
  • the clear coating material may be used in combination with a crosslinking agent generally used in the field of coating material as long as the object of the present invention is not hindered.
  • the crosslinking agent that can be used is not particularly limited, and examples thereof include isocyanate compounds, blocked isocyanate compounds, melamine resins, epoxy resins, epoxy compounds, and silane compounds.
  • a curing catalyst or a curing aid for promoting the reaction of these combined crosslinking agents may be used in combination.
  • you may use together a radically polymerizable compound you may use a photoinitiator, a thermal polymerization initiator, etc. together.
  • the content thereof is within the range of 0.01 to 50% by weight with respect to the total weight of the crosslinking agent and the film-forming component.
  • the lower limit is more preferably 0.01% by weight, still more preferably 1% by weight.
  • the upper limit is preferably 30% by weight.
  • the clear paint may be used in combination with additives generally used in the paint field.
  • additives generally used in the paint field.
  • color pigments, extender pigments, etc., and any combination thereof may be used in combination.
  • color pigment examples include titanium oxide, zinc white, carbon black, molybdenum red, Prussian blue, cobalt blue, azo pigments, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, isoindoline pigments, selenium pigments, and perylene pigments. , Dioxazine pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, etc., and any combination thereof.
  • Examples of the extender pigment include clay, kaolin, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, talc, silica, and alumina white. Barium sulfate and / or talc are preferable, and barium sulfate is more preferable.
  • the clear paint may contain paint additives such as thickeners, UV absorbers, light stabilizers, antifoaming agents, plasticizers, organic solvents other than the hydrophobic solvents, surface conditioners, and anti-settling agents. Furthermore, you may contain.
  • the thickener examples include inorganic thickeners such as silicate, metal silicate, montmorillonite, colloidal alumina; copolymer of (meth) acrylic acid and (meth) acrylic ester, poly Polyacrylic acid thickeners such as sodium acrylate; one molecule has a hydrophilic part and a hydrophobic part, and in an aqueous medium, the hydrophobic part adsorbs to the surface of pigments and emulsion particles in the paint , An associative thickener exhibiting a thickening action due to the association of the hydrophobic parts; a fibrous derivative thickener such as carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxyethylcellulose; casein, sodium caseinate, ammonium caseinate, etc.
  • inorganic thickeners such as silicate, metal silicate, montmorillonite, colloidal alumina
  • copolymer of (meth) acrylic acid and (meth) acrylic ester poly Polyacrylic acid thickeners such as sodium acrylate
  • Protein thickeners Alginate thickeners such as sodium alginate; Polyvinyl alcohol, Polyvinylpyrrolidone, Polyvinyl Polyvinyl thickeners such as benzyl ether copolymers; polyether thickeners such as pluronic polyethers, polyether dialkyl esters, polyether dialkyl ethers, polyether epoxy modified products; vinyl methyl ether-maleic anhydride copolymer Examples thereof include a maleic anhydride copolymer thickener such as a partial ester of a polymer; a polyamide thickener such as a polyamideamine salt, and any combination thereof.
  • polyacrylic acid thickeners are commercially available.
  • ACRYSOLASE-60 “ACRYSOLTT-615”, “ACRYSOLRM-5” (above, trade name) manufactured by Rohm and Haas, manufactured by San Nopco Examples thereof include “SN thickener 613”, “SN thickener 618”, “SN thickener 630”, “SN thickener 634”, “SN thickener 636” (hereinafter, trade names).
  • the associative thickener is commercially available, for example, “UH-420”, “UH-450”, “UH-462”, “UH-472”, “UH-540” manufactured by ADEKA, "UH-752”, “UH-756VF”, “UH-814N” (above, trade name), “ACRYSOLRM-8W”, “ACRYSOLRM-825”, “ACRYSOLRM-2020NPR”, “ACRYSOLRM” manufactured by Rohm and Haas -12W “,” ACRYSOLSCT-275 “(named above),” SN thickener 612 ",” SN thickener 621N “,” SN thickener 625N “,” SN thickener 627N “,” SN thickener 660T "(San Nopco) As mentioned above, a brand name) etc. are mentioned.
  • the polyamide thickeners are commercially available.
  • the present invention is a method for forming a multilayer coating film having a step of coating with a base coating and a step of coating with a clear coating.
  • the coating method here is not particularly limited, and after applying with the base paint, the above-mentioned clear paint is applied wet-on-wet and the formed uncured multilayer coating film is simultaneously cured.
  • 2 coat 1 bake, or 3 coat 1 bake comprising the steps of applying the first base paint, the second base paint and the clear paint described above by wet on wet and simultaneously curing the formed uncured multilayer coating film
  • the multilayer coating film forming method can be used.
  • the base coating film may be cured after coating with the base coating, and then the base coating is cured after coating with the clear coating on the cured coating.
  • the method of applying the base paint and the clear paint by wet-on-wet has a simple process, and is generally used in the field of automobile painting and the like. It is particularly preferable because of the coating method used in the above. In such a method, problems such as a mixed layer between coating films and curing abnormality due to volatile components are likely to occur. However, when the above-described clear paint is used, the coating can be performed without causing any problems in such wet-on-wet coating.
  • the base paint may also be a paint having the above-described transesterification reaction as a curing reaction. Since the paint having a transesterification reaction as a curing reaction is a paint having low cost and excellent performance as described above, a paint having the above-described transesterification reaction as a curing reaction is also used as a base paint. Also good. Moreover, it can be set as the thing of a similar composition by making both a base coating material and a clear coating material into the coating material which makes transesterification reaction a hardening reaction. In this case, the familiarity between the layers is improved, and the coating film properties can be improved. Furthermore, the base paint can also be a system that does not use a melamine resin, which is preferable in that the acid resistance can be further improved.
  • the composition of the coating film forming component can be the same as the clear paint described above.
  • the base coating material can be solvent-based or water-based.
  • the base paint is a paint having a transesterification reaction as a curing reaction and a water-based paint
  • a water-based paint will be described in detail below.
  • the resin composition can be made water-based and a thermosetting resin composition corresponding to such a purpose can be provided.
  • thermosetting resin composition As such an aqueous thermosetting resin composition, (A) A method of making an aqueous solution by using a water-soluble or water-dispersible component. (B) A method of making water-soluble by emulsifying water-insoluble components in water with an emulsifier. These three methods are generally known. Therefore, each of these methods will be described in detail. Among the components contained in the aqueous thermosetting resin composition, some components are made aqueous by the method (a), and other components are made aqueous by the method (b). Also good.
  • (A) A method of making an aqueous solution by using a water-soluble or water-dispersible component.
  • the organic component itself forming the coating film is made water-soluble or water-dispersible to make it water-based.
  • resin used in the aspect of said (a) It is like at least 1 functional group selected from the group which consists of a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a sulfuric acid group, and a phosphoric acid group. It is possible to use a resin that has an acid group and is neutralized with ammonia and / or an amine compound and converted to a hydrophilic group to make it water-soluble. Moreover, it is a compound explained in full detail below, and may use a water-soluble compound. Among these, carboxylic acid groups are preferable from the viewpoint of being inexpensive.
  • the resin having an acid group can be obtained by performing a known polymerization reaction using a monomer having at least a part of these functional groups in an organic solvent. Thereafter, it can be neutralized by adding water and amine and / or ammonia to make it aqueous.
  • acrylic polymers when making it aqueous by neutralizing an acid group, generally, among various resins, acrylic polymers, polyester resins, and urethane resins can be most preferably used.
  • acrylic polymers In order to introduce the functional group having an acidic group into the acrylic resin, it is preferable to perform a polymerization reaction using a polymerizable monomer having an acid group as a part of the raw material.
  • the monomer which can be used can be selected.
  • unsaturated group-containing carboxylic acid compounds such as (meth) acrylic acid, maleic acid, crotonic acid, ⁇ -carboxyethyl acrylate, toluenesulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 2-methacryloxyethyl And acid phosphate.
  • such an acid group is preferably introduced so that the resin acid value is in the range of 1 to 200.
  • the lower limit of the acid value is preferably 5, and more preferably 10.
  • the upper limit of the acid value is preferably 100, and more preferably 80.
  • amine compound examples include tertiary amines such as triethylamine, tributylamine, dimethylethanolamine, and triethanolamine; secondary amines such as diethylamine, dibutylamine, diethanolamine, and morpholine; propylamine, ethanolamine, dimethylethanolamine, Quaternary ammonium such as ammonia; and the like.
  • tertiary amines such as triethylamine, tributylamine, dimethylethanolamine, and triethanolamine
  • secondary amines such as diethylamine, dibutylamine, diethanolamine, and morpholine
  • propylamine, ethanolamine, dimethylethanolamine, Quaternary ammonium such as ammonia and the like.
  • the amount used is usually in the range of 0.1 to 1.5 molar equivalents relative to the carboxyl group in the unsaturated carboxylic acid or anhydride modified polyolefin (i). preferable.
  • the resin can be obtained by a usual method such as solution polymerization, and then water and an amine compound are added and stirred.
  • (B) A method of making an aqueous solution by emulsifying the component in water with an emulsifier.
  • the resin may be obtained by emulsion polymerization, or may be obtained by emulsifying a resin obtained by solution polymerization or the like with an emulsifier.
  • the emulsifier may use a reactive emulsifier.
  • anionic reactive emulsifier examples include sodium salts and ammonium salts of sulfonic acid compounds having a polymerizable unsaturated group such as (meth) allyl group, (meth) acryl group, propenyl group, and butenyl group. be able to. Since the obtained coating film is excellent in water resistance, an ammonium salt of a sulfonic acid compound having a polymerizable unsaturated group is particularly preferable. Examples of commercially available ammonium salts of the sulfonic acid compounds include Latemulu S-180A (trade name, manufactured by Kao Corporation).
  • ammonium salts of sulfonic acid compounds having a polymerizable unsaturated group ammonium salts of sulfonic acid compounds having a polymerizable unsaturated group and a polyoxyalkylene group are more preferable.
  • Examples of commercially available ammonium salts of sulfate ester compounds having a polymerizable unsaturated group and a polyoxyalkylene group include Aqualon KH-10 (trade name, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), SR-1025A (Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.). And product names).
  • the concentration of the emulsifier is usually within the range of 0.1 to 10% by mass, particularly 1 to 5% by mass, based on the total amount of the radical polymerizable unsaturated monomers used.
  • the emulsion resin obtained by emulsion polymerization using a reactive emulsifier has the advantage that the disadvantage caused by the presence of the emulsifier does not occur because the emulsifier is incorporated into the resin. For this reason, in applications where the presence of emulsifiers is a problem, it is preferable to use an emulsified resin obtained by such a method.
  • emulsifiers other than the reactive emulsifiers include polyoxyethylene monooleyl ether, polyoxyethylene monostearyl ether, polyoxyethylene monolauryl ether, polyoxyethylene tridecyl ether, polyoxyethylene phenyl ether, and polyoxyethylene nonyl.
  • Nonionic emulsifiers such as laurate; sodium salts such as alkyl sulfonic acid, alkyl benzene sulfonic acid, alkyl phosphoric acid, ammonia Anionic emulsifiers such as salts, and the like.
  • polyoxyalkylene group-containing anionic emulsifiers having an anionic group and a polyoxyalkylene group such as a polyoxyethylene group and a polyoxypropylene group in one molecule;
  • a reactive anionic emulsifier having the anionic group and a polymerizable unsaturated group in the molecule can also be used. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the emulsifier used is usually 30 parts by mass or less, particularly in the range of 0.5 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the unsaturated carboxylic acid or acid anhydride-modified polyolefin (i). It is preferable to be within.
  • the emulsion polymerization method when using resin obtained by emulsion polymerization, is not specifically limited, It can carry out by a well-known general method. Moreover, the reactive emulsifier mentioned above may be sufficient, and a general emulsifier may be sufficient as it.
  • the specific method is not specifically limited, It can carry out by a well-known general method.
  • the emulsifier that can be used in this case include those described above as those that can be used for emulsion polymerization.
  • a method of emulsifying them with an emulsifier high miscibility with water such as alcohol in addition to water It can be made water-soluble by applying a known method such as a method of solubilizing by using an organic solvent.
  • the organic solvent having high miscibility with water include methanol, ethanol, butyl cellosolve, and the like.
  • the base paint is a paint using a known thermosetting resin composition (B-2)
  • a general base paint used in a known multilayer coating method may be used.
  • known base paints include those having acrylic polyol or polyester polyol as a main ingredient and melamine resin or isocyanate compound as a curing agent, and acid epoxy systems having an epoxy group and a carboxyl group as a curing reaction. .
  • a difference may occur in the performance of the multilayer coating film depending on the type of melamine resin.
  • the melamine resin it is particularly preferable to use a full ether type melamine resin.
  • the base coating material may have both the functions (B-1) and (B-2) described above. That is, in a curing system that causes a transesterification reaction, a general curing agent such as a melamine resin or an isocyanate compound may be used in combination.
  • the base paint as described above may be water-based or solvent-based.
  • a water-based base paint is often used as the base paint.
  • the use of a solvent-based base paint is preferable in that troubles in coating are unlikely to occur and a multilayer coating film having good performance can be easily formed.
  • many of the aqueous base coats are generally made aqueous or hydrophilic by neutralizing amines of carboxylic acids. Similar amine salts may be used as pigment dispersants. These amines may affect the cross-linking of the clear coat by transesterification as in the present invention as a negative catalyst. Accordingly, when such an amine is used, it is preferable to take measures as described in detail below.
  • the base paint is a water-based base paint composition (BW)
  • BW water-based base paint composition
  • a water-based paint can be used as the base paint.
  • Any of the compositions (B-1) and (B-2) described above can be a water-based base paint.
  • the case where a water-based paint is used as (B-1) is described in detail in the section (B-1) above.
  • (B-2) is a water-based paint will be described in detail.
  • water-based base coating material a solution obtained by dissolving or dispersing in water by neutralizing a carboxyl group in a resin with an amine is generally used. At the time of curing, this amine component is volatilized.
  • the components in the base coat film migrate to the clear coating layer and diffuse.
  • Such migrated and diffused components may affect the curability of the clear coating film.
  • the amine used as a neutralizing agent becomes a negative catalyst for the transesterification reaction of the clear due to its basicity. For this reason, in the composition of the base coating material, it may be necessary to make adjustments for countermeasures against such problems.
  • a melamine hardening type water-based base coating material It does not specifically limit as a melamine hardening type water-based base coating material, A well-known thing can be used. Specifically, a paint containing an acrylic polyol resin and melamine can be given. More specifically, the melamine resin is preferably 5% by weight or more based on the total solid content of the aqueous base paint.
  • amines that can be used here are monomethylamine, dimethylamine, monoethylamine, monoisopropylamine, diisopropylamine, butylamine, monoethanolamine, methylethanolamine, ethylethanolamine, mono-n-butylethanolamine, aminoethyl.
  • examples include propanolamine, diethanolamine, monoisopropanolamine, diisopropanolamine, 2-aminomethylpropanol, morpholine, piperazine, and hydroxyethylpiperazine.
  • the transesterification catalyst used in the clear paint is preferably a sulfonic acid compound.
  • the cross-linking speed during baking of the base and clear layers is the same as or close to that of the melamine cross-linking base, and the cross-linking strain between the layers is the same. Is less likely to occur, and better finish can be expected.
  • the base paint is a solvent-based resin composition (BS)
  • the base paint can also be a solvent-based resin composition. That is, the solvent-based resin composition does not cause various problems that occur in the above-described aqueous base paint. For this reason, it is preferable at the point which can form a favorable multilayer coating film easily.
  • the composition of the base coating is not particularly limited, and a melamine curing type, an isocyanate curing type, or the like that is well known as a base coating can be used. Furthermore, a paint having the above-described transesterification reaction as a curing reaction can also be used as a base paint.
  • the glitter pigment is not particularly limited, and a glitter pigment known in the paint field can be used. Specific examples thereof include non-colored or colored metallic luster materials such as metals or alloys such as aluminum, aluminum oxide, copper, zinc, iron, nickel and tin. Further, the light-interfering pigments such as metal-deposited film flakes, mica, mica surface-coated with metal oxide, mica-like iron oxide, graphite pigments, hologram pigments are also included in the glitter pigment.
  • the shape of the glitter pigment is not particularly limited, and it may be further colored or treated with various surface treatment agents or dispersants. These bright pigments can be used alone or in combination of two or more.
  • the glitter pigment may be appropriately mixed with a dispersant and a dispersion resin, dispersed, and pasted into a coating composition.
  • the water-based base coat paint may contain other glitter pigments, pigments such as colored pigments and extender pigments as necessary.
  • the above-mentioned aqueous base coat paint further includes an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a surface conditioner, polymer fine particles, a pigment dispersant, an anti-settling agent, a thickener, an antifoaming agent, a curing catalyst, and a deterioration preventing agent.
  • an ultraviolet absorber e.g., UV absorber
  • a light stabilizer e.g., UV absorber
  • a surface conditioner e.g., ethylene glycol dimethacrylate
  • polymer fine particles e.g., polymer fine particles
  • a pigment dispersant e.g., polymer fine particles
  • a pigment dispersant e.g., polymer fine particles
  • a pigment dispersant e.g., polymer fine particles
  • e.g., polymer fine particles e.g., polymer fine particles
  • e.g., polymer fine particles e.g., polypropylene glycol dimethacrylate
  • the aqueous base coat paint preferably has a solid content in the range of 5 to 35% by mass, particularly 10 to 25% by mass, from the viewpoint of the brightness of the formed coating film.
  • the aqueous base coat paint has a pH usually in the range of 7.0 to 9.0, particularly 7.5 to 8.5.
  • both resin compositions of the two layers may be the same or different.
  • only one side may be a water-based paint, and both may be a water-based paint.
  • both may be solvent-based paints.
  • first base having an intermediate coating function excellent in ultraviolet blocking ability and adhesion to the electrodeposition coating film
  • second base for imparting design properties including aluminum, mica, coloring pigments and the like. It is common.
  • the second base coating is performed wet-on-wet, and after that, after preheating at 50-100 ° C for 1-5 minutes as required, clear coating is further performed wet-on-wet. Do. And it is preferable to form a multilayer coating film by the process of 3 coat 1 baking which finally heat-cures a 3 layer uncured coating film simultaneously.
  • the method for forming a multilayer coating film of the present invention is used in the coating of various substrates described in detail below.
  • the article to which the multilayer coating film forming method of the present invention is applied may be an undercoating film or an undercoating film and an intermediate coating film formed on a substrate.
  • the substrate is made of metal, it is preferable to perform a chemical conversion treatment by phosphate treatment, chromate treatment, metal oxide treatment or the like in advance before forming the undercoat coating film.
  • the undercoat film is formed for the purpose of imparting anti-corrosion properties, rust-proof properties, adhesion to the substrate, and concealment of unevenness on the substrate surface (sometimes referred to as "undercoating property").
  • the undercoat used for forming the undercoat film those known per se can be used.
  • a conductive substrate such as a metal
  • a cationic electrodeposition paint It is preferable to use an anion electrodeposition coating, and it is preferable to use a chlorinated polyolefin resin coating or the like for a low-polarity base material such as polypropylene.
  • the undercoat paint may be cured by means of heating, blowing, or the like after coating, or may be dried to such an extent that it does not cure.
  • a cationic electrodeposition paint or an anion electrodeposition paint as the undercoat paint, it prevents a mixed layer between the undercoat paint film and the paint film subsequently formed on the undercoat paint film.
  • the undercoat coating film is cured by heating after the undercoat coating.
  • the intermediate coating film has adhesion to the undercoat film, concealment of the color of the undercoat film (sometimes referred to as “color hiding”), concealment of unevenness on the surface of the undercoat film, It is formed on the undercoat coating film for the purpose of imparting chipping properties and the like.
  • the intermediate coating film can be formed by applying an intermediate coating, and the film thickness is preferably in the range of 10 to 50 ⁇ m, particularly 15 to 30 ⁇ m, in terms of cured film thickness.
  • intermediate coating those known per se can be used.
  • a base resin such as a hydroxyl group-containing polyester resin or a hydroxyl group-containing acrylic resin
  • a crosslinking agent such as a melamine resin or a blocked polyisocyanate
  • intermediate coatings comprising.
  • the intermediate coating can be cured or touch-dried by means such as heating or blowing after painting, preventing mixed layers with the coating subsequently applied on the intermediate coating, and providing a multilayer coating with excellent appearance. It is preferable because a film can be formed.
  • the solid content of the base coat paint is a mass ratio of the nonvolatile content after the aqueous base coat paint is dried at 105 ° C. for 1 hour
  • the glittering pigment-containing aqueous base coat paint is an aluminum foil having a diameter of about 5 cm.
  • About 2 g is measured on a cup, and after fully spreading on the bottom of the cup, it is dried at 105 ° C. for 1 hour, and can be calculated from the weight of paint before drying and the weight of paint after drying.
  • the coating method of the glittering pigment-containing aqueous base coat paint is not particularly limited, and examples thereof include air spray coating, electrostatic air spray coating, electrostatic bell coating, and the like.
  • a wet film can be formed on the object.
  • the viscosity of the water-based base coat paint is set to a viscosity range suitable for the coating, usually 15 at 20 ° C. in a Ford Cup # 4 viscometer. It is preferable that the viscosity is adjusted appropriately using water and / or an organic solvent so that the viscosity range is about 60 seconds.
  • the wet coating film to be formed can be cured by heating.
  • Heating can be performed by a known heating means, for example, using a drying furnace such as a hot air furnace, an electric furnace, or an infrared induction heating furnace.
  • the heating temperature is usually in the range of about 80 to about 180 ° C, preferably about 120 to about 160 ° C.
  • the heating time is not particularly limited, but can usually be about 10 to 40 minutes.
  • the thickness of the base coat paint is usually 5 to 20 ⁇ m, preferably 10 to 15 ⁇ m as the cured film thickness.
  • the base coat paint is applied on the object to be coated, the clear coat paint is applied on the base film without curing the coat, and the base coat paint film and the clear coat paint are simultaneously heated and cured.
  • a multilayer coating film can be formed by a baking method. Further, if the surface to be coated is an uncured intermediate coating surface, a 3-coat 1-bake method can be used.
  • preheating at a temperature at which the coating film is not substantially cured after application of the base coat paint.
  • the preheating temperature can usually be about 50 to 100 ° C.
  • the preheating time can be about 1 to 10 minutes, preferably about 2 to 5 minutes.
  • a coating machine such as an electrostatic bell coating machine or an electrostatic air spray coating machine, usually about 100 to about 180 ° C.
  • a multilayer coating film having an excellent appearance can be formed by heating and curing at a temperature of about 120 to about 160 ° C. for about 10 to 40 minutes.
  • thermosetting paint can be applied is not particularly limited, and examples thereof include an outer plate portion of an automobile body such as a passenger car, a truck, a motorcycle, and a bus; an automobile part; a mobile phone, an audio device, and the like.
  • an outer plate portion of an automobile body such as a passenger car, a truck, a motorcycle, and a bus
  • an automobile part such as a mobile phone, an audio device, and the like.
  • Various examples of home appliances, building materials, furniture, adhesives, film and glass coating agents, and the like can be given.
  • a paint for automobiles it can be used for curing an arbitrary layer such as an intermediate paint, a base paint, or a clear paint.
  • the object to be coated may be a metal surface of the metal material and a vehicle body formed from the metal material and subjected to a surface treatment such as a phosphate treatment, a chromate treatment, a complex oxide treatment,
  • a surface treatment such as a phosphate treatment, a chromate treatment, a complex oxide treatment
  • the to-be-coated object which has a coating film may be sufficient.
  • Examples of the object to be coated having the coating film include those in which a surface treatment is optionally applied to a substrate and an undercoat coating film is formed thereon.
  • a vehicle body in which an undercoat film is formed with an electrodeposition paint is preferable, and a vehicle body in which an undercoat film is formed with a cationic electrodeposition paint is more preferable.
  • the object to be coated may be obtained by subjecting the plastic surface of the plastic material and an automobile part or the like molded therefrom to surface treatment, primer coating, or the like as desired. Further, a combination of the plastic material and the metal material may be used.
  • the coating method of the base paint and the clear paint is not particularly limited, and examples thereof include air spray painting, electrostatic air spray painting, electrostatic bell painting, curtain coat painting, and the like. Bell coating or the like is preferable.
  • a wet paint film can be formed from each coating material mentioned above by the said coating method.
  • the wet coating film can be cured by heating.
  • the curing can be performed by a known heating means, for example, a drying furnace such as a hot air furnace, an electric furnace, or an infrared induction heating furnace.
  • the wet coating is preferably at a temperature in the range of about 80 to about 180 ° C., more preferably about 100 to about 170 ° C., and more preferably about 120 to about 160 ° C., preferably about 10 to about 60 minutes, More preferably, it can be cured by heating for about 15 to about 40 minutes. Further, it is preferable in that it can cope with low-temperature curing at 80 to 140 ° C.
  • the present invention is also a multilayer coating film thus obtained.
  • Production Example 1 200 parts of n-butyl methacrylate (Kyoeisha Chemical Co., Ltd .: Light Ester NB), 125 parts of t-butyl methacrylate (Kyoeisha Chemical Co., Ltd .: Light Ester TB), hydroxyethyl methacrylate (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.)
  • Product Light Ester HO-250) 125 parts as monomer mixture and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (Wako Pure Chemicals V-65) as initiator as 23 parts aromatic hydrocarbon ( Initiator solution was dissolved in T-SOL100).
  • Production Example 6 135 parts of n-butyl methacrylate (Kyoeisha Chemical Co., Ltd. product: Light Ester NB), 135 parts of t-butyl acrylate (Kyoeisha Chemical Co., Ltd. product: Light acrylate TB), hydroxyethyl methacrylate (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) : 135 parts of light ester HO-250), 20 parts of methyl methacrylate (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.
  • Production Example 7 240 parts of n-butyl methacrylate (Kyoeisha Chemical Co., Ltd .: Light Ester NB), t-butyl acrylate (Kyoeisha Chemical Co., Ltd .: Light Acrylate TB) 105 parts, Hydroxyethyl methacrylate (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) : Light ester HO-250) 110 parts, reactive emulsifier (Daiichi Kogyo Chemical: Aqualon KH-10) 15 parts, and then mixed with 200 parts of ion-exchanged water, and 1 at room temperature using a homomixer. Time emulsification was performed to prepare a monomer emulsion.
  • an initiator 15 parts of ammonium peroxodisulfate and 10 parts of sodium bisulfite were dissolved in ion-exchanged water to prepare an initiator solution.
  • a stirrable flask 900 parts of ion-exchanged water and 15 parts of isopropyl alcohol were added, and a monomer solution and an initiator solution were added dropwise to perform polymerization while nitrogen was sealed.
  • the polymerization temperature at this time was 80 ° C.
  • the dropping was carried out in 2 hours, and further aging was carried out at 80 ° C. for 4 hours to obtain a polymer solution F.
  • the molecular weight was measured by measuring polystyrene equivalent molecular weight using gel permeation chromatography.
  • A-405 DIC Corporation Acridic A-405 (acrylic polyol resin) Nicarak MS-11: Sanwa Chemical Co., Ltd. melamine resin DTBM: di-t-butyl malonate PHS: Phenolsulfonic acid APX-4179C: Kyoeisha Chemical Co., Ltd. product leveling agent Floren AC-224D: Kyoeisha Chemical Co., Ltd. product antifoaming agent Tinuvin 384-2: BASF UV absorber HOSTAVIN3058LIQ: Clariant Chemicals Co., Ltd. Light stabilizer
  • Example A Solvent-based wet-on-wet Each base coating material was spray-coated on a dull steel plate having a thickness of 0.8 mm to a film thickness of 20 ⁇ m after drying, and preheated at 80 ° C. for 5 minutes. Each clear paint was dried on this coating film by wet-on-wet so that the film thickness was 40 ⁇ m, and after setting time of 10 minutes, baking was performed at 140 ° C. for 30 minutes to form a clear coat film. The obtained coating film was subjected to coating state evaluation, xylene rubbing resistance test and acid resistance test. Table 3 shows the combinations of the examples of the paints and the coating film evaluation results. The base paint was prepared by the method described below.
  • A-322 DIC Corporation Acridic A-322 (acrylic polyol resin) Nicarak MS-11: Sanwa Chemical Co., Ltd. melamine resin Yuban 20SB: Mitsui Chemicals, Inc. melamine resin Nicarax MX-45: Sanwa Chemical Co., Ltd. melamine resin PHS: Phenolsulfonic acid
  • the multilayer coating film of an Example may not have sufficient performance in xylene rubbing and acid resistance.
  • the above-mentioned paints are clearly improved over the prior art in terms of formalin-free, storage stability, cost, and the like.
  • such multilayer coating films are also superior to conventional techniques. This point is similarly determined in the following embodiments.
  • Example B Each base coating material was spray-coated on a dull steel plate having a thickness of 0.8 mm in water-based wet-on-wet so as to have a film thickness of 20 ⁇ m after drying, and preheated at 80 ° C. for 5 minutes. Each clear paint was dried on this coating film by wet-on-wet so that the film thickness was 40 ⁇ m, and after setting time of 10 minutes, baking was performed at 140 ° C. for 30 minutes to form a clear coat film. The obtained coating film was subjected to coating state evaluation, xylene rubbing resistance test and acid resistance test. Table 4 shows combinations of examples of coating materials and coating film evaluation results. The base paint was prepared by the method described below.
  • the curability of the clear coat is inhibited by the influence of the base or amine contained in the base coat.
  • the base resin is made aqueous by neutralizing a carboxylic acid-containing copolymer with an amine.
  • the amine serves as a negative catalyst for the clear crosslinking reaction using the transesterification reaction.
  • Example 12 the polymer F synthesized by emulsion polymerization was used as the aqueous base coat.
  • Aqueous system is not affected by pH and does not require the combined use of amine and melamine resin, but the surface condition of the base coat is improved by using a high molecular weight resin and a low molecular weight resin as shown in Example 16, This also improves the surface condition of the clear coat.
  • the compatibility and adhesion of the clear paint / base paint are improved, and the surface paint condition is also improved.
  • Example C Each base paint was spray-applied on a dull steel plate having a thickness of 0.8 mm in water-based wet-on-wet to a film thickness of 20 ⁇ m after drying, and preheated at 80 ° C. for 5 minutes. Each clear paint was dried on this coating film by wet-on-wet so that the film thickness was 40 ⁇ m, and after setting time of 10 minutes, baking was performed at 140 ° C. for 30 minutes to form a clear coat film. The obtained coating film was subjected to coating state evaluation, xylene rubbing resistance test and acid resistance test. Table 5 shows the combinations of the examples of the paints and the coating film evaluation results. The base paint was prepared by the method described below.
  • Example 17 good results were obtained with clear coating compositions having various compositions. Further, in Example 24, the one using a primary ester in the ester portion was used for clearing, but the reactivity was inferior.
  • Production Example 11 54 parts of ethylene glycol monoacetoacetate monomethacrylate, 58 parts of n-butyl acrylate, 38 parts of potassium carbonate, 2 parts of 18-crown-6 ether and 112 parts of tetrahydrofuran were mixed and stirred at 50 ° C. for 3 hours. After completion of the reaction, cyclohexane and water were added and washed with water. The organic layer was neutralized with a saturated aqueous ammonium chloride solution, washed twice with water, and the obtained organic layer was concentrated under reduced pressure to obtain monomer B.
  • Production Example 12 54 parts of ethylene glycol monoacetoacetate monomethacrylate, 43 parts of methyl acrylate, 33 parts of potassium carbonate, 2 parts of 18-crown-6 ether and 97 parts of tetrahydrofuran were mixed and stirred at 50 ° C. for 3 hours. After completion of the reaction, cyclohexane and water were added and washed with water. The organic layer was neutralized with a saturated aqueous ammonium chloride solution and washed twice with water. The obtained organic layer was concentrated under reduced pressure to obtain monomer C.
  • Production Example 13 145 parts of 2-ethylhexyl methacrylate, 145 parts of monomer B, 150 parts of hydroxyethyl methacrylate (product of Kyoeisha Chemical Co., Ltd .: Light Ester HO-250) and 120 parts of styrene are used as a monomer mixture and 2,2 ′ as an initiator. -25 parts of azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (Wako Pure Chemicals V-65) was dissolved in an aromatic hydrocarbon (T-SOL100) to prepare an initiator solution.
  • T-SOL100 aromatic hydrocarbon
  • a stirrable flask was charged with 250 parts of aromatic hydrocarbon (T-SOL 100) and 250 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate, and the monomer solution and the initiator solution were added dropwise while nitrogen was sealed.
  • the polymerization temperature at this time was 100 ° C.
  • the dropping was carried out in 2 hours, and further aging was carried out at 100 ° C. for 4 hours to obtain a polymer solution G.
  • Production Example 14 100 parts of 2-ethylhexyl methacrylate, 150 parts of monomer B, 120 parts of hydroxyethyl methacrylate (Kyoeisha Chemical Co., Ltd. product: Light Ester HO-250) and 120 parts of styrene are used as a monomer mixture, and AIBN (azobis) is used as an initiator. 25 parts of isobutyronitrile) was dissolved in an aromatic hydrocarbon (T-SOL100) to form an initiator solution. A stirrable flask was charged with 250 parts of aromatic hydrocarbon (T-SOL 100) and 250 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate, and the monomer solution and the initiator solution were added dropwise while nitrogen was sealed. The polymerization temperature at this time was 100 ° C. The dropping was carried out in 2 hours, and further aging was carried out at 100 ° C. for 4 hours to obtain a polymer solution H.
  • T-SOL100 aromatic hydrocarbon
  • the molecular weight was measured by measuring polystyrene equivalent molecular weight using gel permeation chromatography.
  • Example D An aqueous silver base coat paint (manufactured by Kansai Paint) was spray-applied on a dull steel sheet having a thickness of 0.8 mm in water-based wet-on-wet to a film thickness of 20 ⁇ m after drying, and preheated at 80 ° C. for 5 minutes. Each clear paint was dried on this coating film by wet-on-wet so that the film thickness was 40 ⁇ m, and after setting time of 10 minutes, baking was performed at 140 ° C. for 30 minutes to form a clear coat film. The obtained coating film was subjected to coating state evaluation, xylene rubbing resistance test and acid resistance test. Table 7 shows the combinations of the examples of the paints and the coating film evaluation results.
  • Example E Solvent-based base coat wet-on-wet A solvent-based base coat paint was spray-coated on a dull steel plate having a thickness of 0.8 mm to a film thickness of 20 ⁇ m after drying, and preheated at 80 ° C. for 5 minutes. Each clear paint was dried on this coating film by wet-on-wet so that the film thickness was 40 ⁇ m, and after setting time of 10 minutes, baking was performed at 140 ° C. for 30 minutes to form a clear coat film. The obtained coating film was subjected to coating state evaluation, xylene rubbing resistance test and acid resistance test. Table 8 shows the combinations of the examples of the paints and the coating film evaluation results.
  • ACRICID A-405 DIC Corporation acrylic polyol resin Nicarak MS-45: Sanwa Chemical Co., Ltd. product melamine resin NACURE 5225: Enomoto Kasei Co., Ltd. product thermal latent catalyst Neostan U-820: Nitto Kasei Co., Ltd. Dioctyltin catalyst APX-4288A: Kyoeisha Chemical Co., Ltd. leveling agent
  • Production Example 16 240 parts of n-butyl methacrylate (Kyoeisha Chemical Co., Ltd .: Light Ester NB), 110 parts of hydroxyethyl methacrylate (Kyoeisha Chemical Co., Ltd .: Light Ester HO-250), and 30 parts of styrene as a monomer mixture.
  • As an initiator 25 parts of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (Wako Pure Chemicals V-65) was dissolved in an aromatic hydrocarbon (T-SOL 100) to prepare an initiator solution.
  • a stirrable flask was charged with 250 parts of aromatic hydrocarbon (T-SOL 100) and 250 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate, and the monomer solution and the initiator solution were added dropwise while nitrogen was sealed.
  • the polymerization temperature at this time was 100 ° C.
  • the dropping was carried out in 2 hours, and further aging was carried out at 100 ° C. for 4 hours to obtain a polymer solution J.
  • Example F Aqueous base coat wet on wet
  • An aqueous base coat paint was spray-coated on a dull steel plate having a thickness of 0.8 mm to a film thickness of 20 ⁇ m after drying, and preheated at 80 ° C. for 5 minutes.
  • Each clear paint was dried on this coating film by wet-on-wet so that the film thickness was 40 ⁇ m, and after setting time of 10 minutes, baking was performed at 140 ° C. for 30 minutes to form a clear coat film.
  • the obtained coating film was subjected to coating state evaluation, xylene rubbing resistance test and acid resistance test. Table 9 shows the combinations of the examples of the paints and the coating film evaluation results.
  • Example G Solvent-based base coat wet-on-wet A solvent-based base coat paint was spray-coated on a dull steel plate having a thickness of 0.8 mm to a film thickness of 20 ⁇ m after drying, and preheated at 80 ° C. for 5 minutes. Each clear paint was dried on this coating film by wet-on-wet so that the film thickness was 40 ⁇ m, and after setting time of 10 minutes, baking was performed at 140 ° C. for 30 minutes to form a clear coat film. The obtained coating film was subjected to coating state evaluation, xylene rubbing resistance test and acid resistance test. Table 10 shows the combinations of the examples of the paints and the coating film evaluation results.
  • ACRICID A-405 DIC Corporation acrylic polyol resin Nicarak MS-45: Sanwa Chemical Co., Ltd. product melamine resin NACURE 5225: Enomoto Kasei Co., Ltd. product thermal latent catalyst Neostan U-820: Nitto Kasei Co., Ltd. Dioctyltin catalyst APX-4288A: Kyoeisha Chemical Co., Ltd. leveling agent
  • surface was performed by the following methods. Coating state The surface state of the coating after baking was visually observed. ⁇ : Glossy, smooth surface ⁇ : Slightly stained skin ⁇ : Scratched skin, wrinkled, non-glossy ⁇ : Non-glossy, surface irregularities, wrinkled skin, waki Terrible
  • Acid resistance test One drop of 40% sulfuric acid aqueous solution was dropped on the coated plate after baking, left at 60 ° C. for 1 hour, and then the sulfuric acid solution was wiped off. The surface was lightly polished with an abrasive and the state was observed. ⁇ : No change at all ⁇ : Slight sulfuric acid outline ⁇ : The coating film deteriorated and whitened ⁇ : The coating film was decomposed and clearly eroded to the inside of the coating film
  • the multi-layer coating film forming method of the present invention comprises a car body part such as a passenger car, a truck, a motorcycle, and a bus; an automobile part; a home electric product such as a mobile phone and an audio device; a building material; furniture; an adhesive; It can be used in the coating of various articles such as film and glass coating agents.

Abstract

本発明の課題は従来の塗装系において、クリヤー塗料として従来とは全く相違する塗料組成物を使用し、これによって、従来の非メラミン硬化系、酸/エポキシ系、イソシアネート系クリヤー塗料よりも安価で、かつ、耐酸性などに優れた性能を有する複層塗膜を形成する方法を提供する。ベース塗料を塗装する工程(1)及び前記工程(1)によって形成された塗膜上に、クリヤー塗料を塗布する工程(2)を有する複層塗膜形成方法であって、前記クリヤー塗料は、水酸基とアルキルエステル基とのエステル交換反応によって硬化反応を生じるものである複層塗膜形成方法。

Description

複層塗膜形成方法及び複層塗膜
本発明は、複層塗膜形成方法及び複層塗膜に関する。
自動車塗装等の分野においては、ベース塗膜及びクリヤー塗膜を有するような複層塗膜の形成が広く行われている。このような複層塗膜形成方法におけるクリヤー塗料としては、水酸基含有樹脂とメラミン樹脂を含有する組成物、イソシアネート基含有樹脂と水酸基含有する組成物、エポキシ基含有樹脂とカルボン酸含有する樹脂組成物が一般的に使用されている。
しかし、メラミン樹脂は、ホルムアルデヒドを発生してシックハウス症候群の原因とされるため、近年は用途が制限される場合もある。また、塗料として使用する場合、化学構造から耐酸性に問題があることが知られている。自動車上塗り塗料等においては、耐酸性が要求される場合が多いため、このような欠点の改善が求められていた。
そこで、その対策として近年イソシアネート硬化システムや酸/エポキシ硬化システム等の非メラミン硬化システムに置き換わってきているが、毒性や、塗料の貯蔵安定性に問題があり、設備に大きな負担を与えている状況にある。更に、塗料の分野においてもコストダウンの要請が非常に厳しいため、より安価な原料によって製造された塗料組成物が求められている。
一方、エステル交換反応を架橋反応とする塗料組成物については、幾つかの検討がなされている。例えば、特許文献1には、エステル交換反応を硬化反応とする粉体塗料が記載されている。しかし、特許文献1には粉体塗料への使用が記載されているのみであり、一般的な溶剤系や水系の組成物に使用することについては開示されていない。
特許文献2には、エステル交換反応を硬化反応とする塗料が記載されている。当該文献においては、使用する樹脂についての詳細な組成については限定がなされておらず、エステル交換反応による硬化組成物に適した組成が明らかにされていない。
また、特許文献3においては、複層塗膜形成方法において、エステル交換反応を硬化反応とするクリヤー塗料を使用することが記載されている。しかし、特許文献3に記載された塗料は、硬化性能が充分ではないため、公知のクリヤー塗料と同等の性能を得ることは困難である。
特開平9-59543号公報 特開平2-147675号公報 特開2001-220554号公報
本発明は、上記に鑑み、クリヤー塗料として従来とは全く相違する塗料組成物を使用し、これによって、従来の非メラミン硬化系クリヤー塗料よりも安価で貯蔵安定性に優れた塗料を使用し、かつ、耐酸性などに優れた性能を有する複層塗膜を形成する方法を提供することを目的とするものである。
本発明は、ベース塗料を塗装する工程(1)及び
上記工程(1)によって形成された塗膜上に、クリヤー塗料を塗布する工程(2)を有する複層塗膜形成方法であって、
上記クリヤー塗料は、水酸基とアルキルエステル基とのエステル交換反応によって硬化反応を生じるものであることを特徴とする複層塗膜形成方法である。
上記工程(1)及び上記工程(2)は、ウェットオンウェットで塗装を行い、工程(2)を行った後、ベース塗膜層及びクリヤー塗膜層を同時に硬化する工程(3)を行うものであることが好ましい。
上記工程(1)は、第1のベース塗料を塗装する工程(1-1)及び、第2のベース塗料をウェットオンウェットで塗装する工程(1-2)を有するものであってもよい。
上記ベース塗料は、溶剤型ベース塗料又は水性ベース塗料であってもよい。
上記水性ベース塗料は、塩基による樹脂の中和を行ったものであり、第一級アミン及び/又は第二級アミンを塩基性中和剤として使用し、更に、メラミン樹脂を含有するものであることが好ましい。
上記水性ベース塗料は、メラミン樹脂を塗料固形分量に対して5重量%以上含有することが好ましい。
本発明は、上述した複層塗膜形成方法によって形成されたものであることを特徴とする複層塗膜でもある。
本発明の複層塗膜形成方法は、クリヤー塗膜におけるホルムアルデヒドの発生のない硬化系を採用するものであることから、安価で安全性が高く、耐酸性等の物性や硬化性能も優れる。更に、従来よりも安価な材料によって複層塗膜が形成され、かつ、焼付けの低温化を目指すことができる点でも好ましい。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、ベース塗膜及びクリヤー塗膜を有する複層塗膜の形成方法であって、そのクリヤー塗膜の形成において、水酸基とアルキルエステル基とのエステル交換反応によって硬化反応を生じる塗料組成物を使用することに特徴を有する複層塗膜形成方法である。また、本発明をベースコートとし使用し、クリヤーコートを既存のクリヤーコートを使用することもできる。
すなわち、塗料組成物中の塗膜形成成分中に、水酸基及びアルキルエステル基が存在しており、これらのエステル交換反応によって、分子間の架橋を形成させて硬化するものである。
このエステル交換反応を下記化1~3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
上記反応において、エステル化合物のほうが比較的低分子量で架橋剤として作用する場合の一例を示すと、以下のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
また、化合物(B)のほうが、比較的低分子量で架橋剤として作用する場合の一例を示すと、以下のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
このようなアルキルエステルのエステル交換反応を塗料の架橋反応に使用することについては、これまで充分な検討が行われていなかった。本発明者らは、エステル交換反応を硬化反応として利用した塗料の実用化についての検討を行った。その結果として、自動車上塗り塗料等の分野において汎用されている、ベース塗膜及びクリヤー塗膜を有する複層塗膜におけるクリヤー塗膜の形成に、上述した塗料を使用できることを見出した。これによって良好な性能を有する複層塗膜を安価に形成できることを見出し、本発明を完成した。
なお、このようなエステル交換反応を硬化反応とする塗料は、ベース塗料としても使用することができる。例えばベースコートにエステル交換反応を硬化反応とする塗料を使用し、クリヤーコートにイソシアネート系、メラミン系、酸/エポキシ系、シラン系など用途に応じて自由に組み合わせることができる。また溶剤系、水系のどちらでもよい。
以下、このようなクリヤー塗料について、詳述する。
なお、以下の本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及び/又はメタクリレートを意味する。「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸及び/又はメタクリル酸を意味する。また、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイル及び/又はメタクリロイルを意味する。また、「(メタ)アクリルアミド」は、アクリルアミド及び/又はメタクリルアミドを意味する。
(クリヤー塗料)
本発明においてクリヤー塗膜の形成に使用する塗料は、塗膜形成成分中にアルキルエステル基及び水酸基を有する塗膜形成成分を含有するものである。このような塗膜形成成分は、単一成分中に水酸基及びアルキルエステル基の両方を有する成分であってもよいし、水酸基含有成分とアルキルエステル基含有成分との混合物であってもよい。単一化合物中に水酸基及びアルキルエステル基の両方を有する成分に、更に、水酸基含有成分及び/又はアルキルエステル基含有成分を混合したものであってもよい。
本発明においては、アルキルエステル基を限定されることはない。しかしながら、一般的には、二級アルキルエステル基や一級アルキルエステル基に比べてエステル交換反応が生じやすく、すみやかに低温での反応を生じさせることができるため、三級アルキルエステル基をアルキルエステル基のうちの一部又は全部として含むことがより好ましい。当該三級アルキルエステル基としては、t-ブチルエステル基が特に好適である。本発明においては、アルキルエステル基をt-ブチルエステル基等の三級アルキルエステル基とすると、従来よりも早い反応速度が得られ、かつ、その構造によっては、120℃以下という非常に低い温度での硬化を行うことができる点でも特に好ましいものである。
また、三級以外のアルキルエステル基としては特に限定されず、メチルエステル基、エチルエステル基、ベンジルエステル基、n-プロピルエステル基、イソプロピルエステル基、n-ブチルエステル基、イソブチルエステル基、sec-ブチルエステル基等の、公知のエステル基を有するものを使用することができる。なお、アルキル基は炭素数50以下のものとすることが好ましい。上記アルキル基は、エステル交換反応中にアルコールとして生成され、揮散することが好ましいため、アルキル基としては炭素数が20以下のものであることがより好ましく、10以下であることが更に好ましい。また、硬化反応において揮発するアルコールの沸点が300℃以下であることが好ましく、200℃以下であることが更に好ましい。
上述したように、アルキルエステル基をt-ブチルエステル基等の三級アルキルエステル基とした場合、反応性や低温硬化性といった点において特に優れる点で好ましい。
一方、充分な硬化反応が得られないとされていた一級、二級アルキルエステルのエステル交換反応を硬化反応とする熱硬化型樹脂組成物においても、特定の構造を有する化合物を使用すると、良好な硬化性能を実現できる。したがって、このような観点からみて、一級アルキルエステル、二級アルキルエステルである場合も、優れた硬化性能を有する樹脂組成物とすることもできる。
なお、本発明で使用するクリヤー塗料は、塗膜形成成分中に上述の一級~三級アルキルエステル基を単独で又は複数以上有するものであっても差し支えない。
上記クリヤー塗料は、塗膜形成成分中において、アルキルエステル基/水酸基のモル比が、50/1~1/50の範囲内であることが好ましい。但し、架橋反応のみを考えると0.1/1~1/0.5の等量に近い割合であるか、若干水酸基過剰であることが好ましい。クリヤー塗膜の密着性、親水性を考慮すると水酸基のモル比を多くし、また、熱硬化性樹脂の硬度、Tgを考慮するとアルキルエステル基のモル比を多くするなど、任意に変更させることができる。
上記エステル交換反応を生じさせるためには、エステル交換触媒を使用することが必要である。このようなエステル交換触媒は特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、燐酸またはスルホン酸などのような種々の酸性化合物;LiOH、KOHまたはNaOH、アミン類などのような種々の塩基性化合物;PbO、酢酸亜鉛、酢酸鉛、三酸化アンチモン、テトライソプロピルチタネート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジオクテートまたはモノブチル錫酸などのような種々の金属化合物等を挙げることができる。また、光や熱によって酸や塩基を発生させる光応答性触媒、熱潜在性触媒も使用することができる。
なかでも、本発明の効果を充分発揮せしめ得るものとして、スルホン酸基を有する化合物(ドデシルベンゼンスルホン酸、フェノールスルホン酸、メタンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸)であるとか、あるいはスルホン酸のアルカリ金属塩、アミン塩、アンモニウム塩からなる基を有する化合物の使用が望ましい。
上記エステル交換触媒の使用量は、塗膜形成成分の重量の合計に対して、0.01~50重量%であることが好ましい。このような範囲内のものとすることで、良好な硬化反応を低温で行うことができる点で好ましい。上記上限は、10重量%であることがより好ましく、5重量%であることが更に好ましい。
本発明において使用するクリヤー塗料は、その形態を特に限定されるものではないが、有機溶媒系であることが好ましい。これらによって、従来の一般的な塗装ラインでの塗装に対応することができる点で好ましい。
上記クリヤー塗料において使用することができる塗膜形成成分の具体的な組成を以下に詳述する。なお、塗膜形成成分は以下に記載したものに限定されるものではない。
(アルキルエステル基及び水酸基の両方を有する成分)
本発明において使用するクリヤー塗料は、アルキルエステル基及び水酸基の両方を有する成分を含有するものとすることができる。このようなものとしては特に限定されないが、これらの官能基を有するアクリル樹脂、ビニル重合体、ポリエステル樹脂、ヒドロキシカルボン酸化合物のエステル等を挙げることができる。
これらのうち、アルキルエステル基及び水酸基の両方を有するアクリル樹脂は、その組成の制御が容易であり、必要量の官能基を導入したり、粘性制御を行ったりすることも容易であることから、特に好適である。アルキルエステル基及び水酸基の両方を有するアクリル樹脂は、アルキルエステル基を有する単量体と水酸基を有する単量体とを所定の割合で混合し、一般的な方法で共重合することによって重合することで得ることができる。
上記アルキルエステル基を有する単量体としては、非常に多くの種類の化合物が知られているが、典型的には、下記一般式で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(式中、R,R,Rは、水素、アルキル基、カルボキシル基、アルキルエステル基を表す
は、アルキル基を表す)
このような一般式(1)で表される化合物は、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸もしくはフマル酸等の公知の不飽和カルボン酸のエステル誘導体を挙げることができる。上記Rで表されるアルキル基は、t-ブチル基であることが最も好ましい。
上記一般式(1)で表されるアルキルエステル基を有する単量体として最も代表的なものは、(メタ)アクリル酸とアルコールとのエステルであり、例えば、t-ブチル(メタ)アクリレートを挙げることができる。
これらのなかでも、架橋の反応性という観点において、t-ブチル(メタ)アクリレート等の三級アルキルエステルが最も好ましい。
t-ブチル(メタ)アクリレートは、エステル交換反応を生じやすく、安価で入手しやすい原料である点で、特に好ましいものである。
また、アルキルエステル基を有する単量体としては、下記一般式(2)で表される化学構造を有するアルキルエステル単量体を使用するものであってもよい。なお、下記一般式(2)で表される構造を有するアルキルエステル単量体を使用した場合は、1級又は2級アルキルエステルを使用したものであっても、良好なエステル交換反応を生じる点で好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
:1~10 
(式中、R1、、Rは、同一又は異なって、水素、アルキル基、カルボキシル基、アルキルエステル基又は下記R-[COOR]nで表される構造。
は、主鎖の原子数が50以下であり、主鎖中にエステル基、エーテル基、アミド基、ウレタンからなる群より選択される1又は2以上の官能基を有していてもよく、側鎖を有していてもよい脂肪族、脂環族又は芳香族アルキレン基。
は、炭素数50以下のアルキル基)
上記一般式(2)で表される単量体は、下記一般式(3)で表される化学構造を有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 
:1~10
(式中、Rは、H又はメチル基。
は、主鎖の原子数が48以下であり、主鎖中にエステル基、エーテル基及び/又はアミド基を有していてもよく、側鎖を有していてもよいアルキレン基。
は、炭素数50以下のアルキル基。)
で表されるものが例示できる。このような化合物は(メタ)アクリル酸の誘導体であり、(メタ)アクリル酸又はその誘導体を原料として使用する公知の合成方法によって得ることができる。
上記Rの主鎖の原子数は、40以下であることがより好ましく、30以下であることが更に好ましく、20以下であることが更に好ましい。Rの主鎖に含まれてもよい原子としては特に限定されず、炭素原子のほかに酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子等を有するものであってもよい。更に具体的には、Rの主鎖中には、アルキル基のほかにエーテル基、エステル基、アミノ基、アミド基、チオエーテル基、スルホン酸エステル基、チオエステル基、シロキサン基等を有するものであってもよい。
上記一般式(3)で表される構造として更に具体的には、例えば、下記一般式(4)で表される化合物等を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(式中、Rは、炭素数1~50のアルキル基。
10は、主鎖の原子数が44以下であり、主鎖中にエステル基、エーテル基及び/又はアミド基を有していてもよく、側鎖を有していてもよいアルキレン基。
11は、H又はメチル基。
12は、炭素数50以下のアルキル基。
13は、H又はメチル基。
は、0又は1。
は、1又は2。)
上記一般式(3)で表される化合物は、分子中に不飽和結合を有するマロン酸エステルやアセト酢酸エステル等の活性アニオンを生じる化合物と、アルキルエステル基を有する不飽和化合物との反応によって合成された化合物である。
すなわち、マロン酸エステルやアセト酢酸エステルは、カルボキシ炭素に挟まれたメチレン基を有しており、このメチレン基はアニオン化されやすく、アニオン反応を容易に生じるものとして広く知られている。このようなマロン酸エステルやアセト酢酸エステルのアルキル基中に不飽和結合を有する化合物(例えば、マロン酸やアセト酢酸と、以下で「水酸基ビニル単量体」として詳述する水酸基を有する不飽和単量体とのエステル化合物)を、不飽和基を有するアルキルエステル化合物と反応させることによって、不飽和基とアルキルエステル基の両方を有する化合物を合成することができる。
このような構造を有する化合物は、広く汎用される原料を用いてアルキルエステル基のみを容易に変更でき、結果、硬化反応性を容易に調整できる。また、活性メチレン基への反応率を変えることでも硬化反応性を調整できるという点で特に好ましいものである。
上記反応で使用する「不飽和基を有するアルキルエステル化合物」として使用できる化合物は特に限定されず、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、メチレンマロン酸アルキルエステル、不飽和基を有するラクトン化合物(例えば、γ-クロトノラクトン、5,6-ジヒドロ-2H-ピラン-2-オン)等を使用することができる。
当該反応は、塩基性条件下で行うことができ、例えば、アルカリ金属塩のクラウンエーテル存在下での有機溶媒中での反応等によって行うことができる。
このような合成反応の一例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 
また、上記一般式(2)で表されるアルキルエステル化合物に対応したカルボン酸のエステル化によって得ることもできる。
すなわち、下記一般式(2-2)で表されるような化合物は、上記一般式(2)で表されるアルキルエステル化合物に対応したカルボン酸である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
:1~10 
(式中、R、R、Rは、同一又は異なって、水素、アルキル基、カルボキシル基、アルキルエステル基又は下記R-[COOH]nで表される構造を表す。
は、主鎖の原子数が50以下であり、主鎖中にエステル基、エーテル基、アミド基、ウレタンからなる群より選択される1又は2以上の官能基を有していてもよく、側鎖を有していてもよい脂肪族、脂環族又は芳香族アルキレン基。)
上記一般式(2-2)で表される化合物として、公知の化合物が存在している。このような公知の化合物を通常のエステル化反応(例えば、目的とするアルキルエステルのアルキル基に対応したアルコールとの反応)を行うことによって、本発明の不飽和基含有エステル化合物とすることもできる。
以上に例示した方法で合成することができる化合物の具体的な化学構造の例を以下に示す。なお、本発明は以下で例示する化合物に限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
式中Rはアルキル基を表す。
このような化合物は、エステル交換反応の反応性が高いため、低温で硬化させることができる点で好ましいものである。
上記アルキルエステルを骨格とする構成単位は、重合体中の1重量%以上を占めるものであることが好ましい。1重量%未満であると、架橋性の官能基量が少ないものとなることから、硬化反応が充分に進行しない点で好ましくない。上記含有量は、5重量%以上であることがより好ましく、10重量%以上であることが更に好ましい。
上記エステル基及び水酸基の両方を有するアクリル樹脂の製造においては、水酸基の導入のために、水酸基含有ビニル単量体を使用することが望ましい。
上記水酸基含有ビニル単量体として特に代表的なものを以下に例示する。
2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、3-ヒドロキシプロピルビニルエーテル、2-ヒドロキシプロピルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、3-ヒドロキシブチルビニルエーテル、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピルビニルエーテル、5-ヒドロキシペンチルビニルエーテルもしくは6-ヒドロキシヘキシルビニルエーテルのような、種々の水酸基含有ビニルエーテル類;またはこれら上掲の各種のビニルエーテルと、ε-カプロラクトンとの付加反応生成物;
2-ヒドロキシエチル(メタ)アリルエーテル、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アリルエーテル、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アリルエーテル、4-ヒドロキシブチル(メタ)アリルエーテル、3-ヒドロキシブチル(メタ)アリルエーテル、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピル(メタ)アリルエーテル、5-ヒドロキシペンチル(メタ)アリルエーテルもしくは6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アリルエーテルのような、種々の水酸基含有アリルエーテル;またはこれら上掲の各種のアリルエーテルと、ε-カプロラクトンとの付加反応生成物;
あるいは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、3-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、3-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートもしくはポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレートのような、種々の水酸基含有(メタ)アクリレート類;またはこれら上掲の各種の(メタ)アクリレートと、ε-カプロラクトンの付加反応主成分などである。
上記水酸基ビニル単量体を骨格とする構成単位は、重合体中の1重量%以上を占めるものであることが好ましい。1重量%未満であると、架橋性の官能基量が少ないものとなることから、硬化反応が充分に進行しない点で好ましくない。上記含有量は、5重量%以上であることがより好ましく、10重量%以上であることが更に好ましい。
上記アクリル樹脂は、アルキル基含有単量体及び水酸基ビニル単量体以外の単量体を骨格とする構成単位を一部に有するものであってもよい。
上記アクリル樹脂におけるアルキル基含有単量体及び水酸基ビニル単量体以外の単量体を骨格とする構成単位としては特に限定されるものではなく、以下に詳述するような単量体を挙げることができる。
エチレン、プロピレンもしくはブテン-1のような、種々のα-オレフィン類;
塩化ビニルもしくは塩化ビニリデンのような、フルオロオレフィンを除く、種々のハロゲン化オレフィン類;
炭素数が1~18である、種々のアルキル(メタ)アクリレートをはじめ、さらには、種々のシクロアルキル(メタ)アクリレート、アラルキル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレートまたは置換フェニル基含有の(メタ)アクリレート;
スチレン、α-メチルスチレンもしくはビニルトルエンのような、種々の芳香族ビニル化合物;N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドもしくはN-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドのような、種々のアミノ基含有アミド系不飽和単量体;
ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートもしくはジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートのような、種々のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート類;tert-ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、tert-ブチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、アジリジニルエチル(メタ)アクリレート、ピロリジニルエチル(メタ)アクリレートもしくはピペリジニルエチル(メタ)アクリレートのような、種々のアミノ基含有単量体;
(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸もしくはフマル酸のような、種々のカルボキシル基含有単量体類;グリシジル(メタ)アクリレート、β-メチルグリシジル(メタ)アクリレートもしくは(メタ)アリルグリシジルエーテルのような、種々のエポキシ基含有単量体;マレイン酸、フマル酸もしくはイタコン酸のような、各種のα、β-不飽和ジカルボン酸と、炭素数が1~18である一価アルコールとのモノ-ないしはジエステル類;
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルトリス(β-メトキシエトキシ)シラン、アリルトリメトキシシラン、トリメトキシシリルエチルビニルエーテル、トリエトキシシリルエチルビニルエーテル、メチルジメトキシシリルエチルビニルエーテル、トリメトキシシリルプロピルビニルエーテル、トリエトキシシリルプロピルビニルエーテル、メチルジエトキシシリルプロピルビニルエーテル、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシランもしくはγ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシランのような、種々の加水分解性シリル基を含有する単量体;
ふっ化ビニル、ふっ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ブロモトリフルオロエチレン、ペンタフルオロプロピレンもしくは、ヘキサフルオロプロピレンのような、種々のふっ素含有α-オレフィン類;またはトリフルオロメチルトリフルオロビニルエーテル、ペンタフルオロエチルトリフルオロビニルエーテルもしくはヘプタフルオロプロピルトリフルオロビニルエーテルのような、各種のパーフルオロアルキル・パーフルオロビニルエーテルないしは(パー)フルオロアルキルビニルエーテル(ただし、アルキル基の炭素数は1~18の範囲内であるものとする。)などのような種々のフッ素原子含有単量体;
メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、tert-ブチルビニルエーテル、n-ペンチルビニルエーテル、n-ヘキシルビニルエーテル、n-オクチルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、クロロメチルビニルエーテル、クロロエチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテルもしくはフェニルエチルビニルエーテルのような、種々のアルキルビニルエーテルないしは置換アルキルビニルエーテル類;
シクロペンチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテルもしくはメチルシクロヘキシルビニルエーテルのような、種々のシクロアルキルビニルエーテル類;ビニル-2,2-ジメチルプロパノエート、ビニル-2,2-ジメチルブタノエート、ビニル-2,2-ジメチルペンタノエート、ビニル-2,2-ジメチルヘキサノエート、ビニル-2-エチル-2-メチルブタノエート、ビニル-2-エチル-2-メチルペンタノエート、ビニル-3-クロロ-2,2-ジメチルプロパノエートなどをはじめ、さらには、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、カプリン酸ビニルもしくはラウリン酸ビニル、C9 である分岐脂肪族カルボン酸ビニル、C10である分岐脂肪族カルボン酸ビニル、C11である分岐脂肪族カルボン酸ビニルまたはステアリン酸ビニルのような、種々の脂肪族カルボン酸ビニル;あるいはシクロヘキサンカルボン酸ビニル、メチルシクロヘキサンカルボン酸ビニル、安息香酸ビニルもしくはp-tert-ブチル安息香酸ビニルのような、環状構造を有するカルボン酸のビニルエステル類などを挙げることができる。
このようなその他の成分の含有量は、特に限定されるものではないが70重量%以下であることが好ましい。
上記アルキルエステル基及び水酸基の両方を有するアクリル樹脂は、ガラス転移温度が、80℃以下であることが好ましい。三級アルキル(メタ)アクリレートを使用する場合、当該単量体は、各種アクリレートのなかでは比較的ガラス転移温度が高いものである。このため、その他の単量体に基づく構成単位を併用することで、ガラス転移温度を80℃以下にすることができる。上記ガラス転移温度は50℃以下であることがより好ましい。
本発明者らの検討により、クリヤー塗料が有機溶媒系である場合、上記アクリル樹脂においてガラス転移温度が80℃を超えた場合は、エステル交換反応性が遅く、低温硬化による塗膜形成が困難となりやすい。更に、得られた塗膜においても、充分な架橋が得られず、塗膜としての性能を充分に確保できなくなる場合がある。
引用文献1に記載された粉体塗料の場合と本発明の有機溶媒系又は水系の場合とで、このような相違が生じる原因は、Tgを低くすることで反応点であるアルキルエステル基及びヒドロキシル基が動き易くなり、反応が進行するものと考えられる。また、側鎖を長くした末端にエステル基を付与した場合、反応点の自由度が増すことにより、反応性が向上する。
また、ガラス転移温度を80℃以下とすることで、レベリング性、架橋性、膜特性が良好になるという点でも好ましい。
本明細書においてガラス転移温度は、下記のFox式に従い、各重合体部分の単量体の重量比率を設定することにより行なった。
1/Tg=(W/Tg)+(W/Tg)+…+(W/Tg
+W+…+W=1
式中、Tgは重合体部分のガラス転移温度を表わし、Tg,Tg,…,Tgは各重合単量体のガラス転移温度を表わす。また、W,W,…,Wは各重合単量体の重量比率を表わす。
上記Fox式から明らかなように、上記アクリル樹脂のガラス転移温度を80℃以下とするためには、アルキル(メタ)アクリレートと併用して、重合単量体のガラス転移温度が低いものを使用することが好ましい。このような単量体としては、2-エチルヘキシルメタアクリレート、イソデシルメタアクリレート、n-ラウリルメタアクリレート、アルキル(C12~13)メタアクリレート、イソアミルアクリレート、ラウリルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、2-エチルヘキシルグリコールアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、メトキシジプロピレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、m-フェノキシベンジルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、2-アクリロイロキシエチルコハク酸、ポリエチレングリコールジアクリレート、ベンジルアクリレート等を挙げることができる。
また、上述したようにt-ブチル(メタ)アクリレートは、ガラス転移温度が高いものである。よって、t-ブチル(メタ)アクリレートを(メタ)アクリル酸アルキルエステルとして使用する場合、ガラス転移点を80℃以下とするためには、樹脂中の含有量は、80重量%以下とすることが好ましく、50重量%以下とすることが更に好ましく、30重量%以下とすることが最も好ましい。
上記アルキルエステル基及び水酸基の両方を有するアクリル樹脂は、数平均分子量が1,000~100,000であることが好ましい。なお、当該数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定した、ポリスチレン換算分子量の値である。
上記アルキルエステル基及び水酸基の両方を有するアクリル樹脂は、その製造方法を特に限定されるものではなく、公知の方法により重合することによって製造することができる。より具体的には、有機溶媒中での溶液重合法、水中での乳化重合法、水中でのミニエマルション重合法、水溶液重合法、懸濁重合法、UV硬化法、等の重合方法を挙げることができる。
また、有機溶媒中での溶液重合を行った後で、水への分散を行って水性化したものや、水中での重合を行って得られた樹脂を有機溶媒に溶解したものであってもよい。
上述したようなアクリル樹脂のほかに、低分子量のヒドロキシ基及びアルキルエステル基の両方を有する化合物を使用することもできる。
より具体的には、各種ヒドロキシカルボン酸のアルキルエステルを使用することができる。
具体的には、乳酸、3-ヒドロキシブタン酸、3-ヒドロキシ-4-エトキシ安息香酸、酒石酸、クエン酸、アミノ酸等のカルボキシル基をアルキルエステル化した化合物を挙げることができる。
(アルキルエステル基含有化合物)
上述したように、本発明のクリヤー塗料は、塗膜形成成分としてアルキルエステル基含有成分と水酸基含有成分との混合物であってもよい。
このような組成物において使用することができるアルキルエステル基含有化合物について、以下に詳述する。
(A-1)(アルキルエステル基及び重合性不飽和結合を有する単量体を構成単位の一部又は全部とする重合体)
このような重合体は、エステル基を有し、水酸基を有さない重合体である。このような重合体としては、水酸基ビニル単量体を使用しない以外の点では、上述したアルキルエステル基及び水酸基を含有するアクリル樹脂と同様の樹脂を使用することができる。
このような化合物は、汎用的な材料によって、安価に分子中に2以上のアルキルエステル基を有する化合物を得ることができる点で好ましいものである。
また、t-ブチル(メタ)アクリレートをその他の単量体と共重合させて、Tgを調整してもよい。この場合、Tgを80℃以下とすることが好ましい。
上記アルキルエステル基及び重合性不飽和結合を有する単量体は、上述した一般式(1)で表される化合物のほかに、アルキルエステル基を有する単量体は重合性不飽和結合とエステル基が連結基を介して結合した化合物であってもよい。このような単量体は、「エステル基及び水酸基の両方を有する成分」において例示したその他の単量体を同様の割合で配合して使用することができる。
(A-2)活性メチレン基を有する化合物と、ビニル基との付加反応によって得られる化合物
下記一般式(5)で表される活性メチレン基を有する化合物は、ビニル基との付加反応を生じる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011

(式中、R40は炭素数50以下の1~3級のアルキル基を表す。
Xは、OR40基又は炭素数5以下の炭化水素基を表す。なお1分子中に2のR40が存在する場合、これらのR40は同一であっても相違するものであってもよい。)
上記R40はその構造を特に限定されるものではないが、メチルエステル基、エチルエステル基、ベンジルエステル基、n-プロピルエステル基、イソプロピルエステル基、n-ブチルエステル基、イソブチルエステル基、sec-ブチルエステル基等の、公知のエステル基を有するものを使用することができる。
このような活性メチレン基を有する化合物として具体的には、マロン酸エステル及びアセト酢酸エステル等を挙げることができる。これらの化合物をビニル化合物に付加させて得られた化合物を使用することができる。
活性メチレン基を有する化合物は、マイケル付加反応によって二重結合に付加することができる。このような活性メチレン基を有する化合物による一般的なマイケル付加反応を下記式で示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
上記反応においては、活性メチレン基の2つの水素の両方がマイケル反応を生じることによって、下記一般式(6-1)で表される化合物を得ることもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
このような反応によって得られた化合物は、一般式(6)で表される構造及び/又は一般式(6-1)で表される構造を有するものであり、これは2以上のアルキルエステル基を有する化合物であることから、本発明の目的において特に好適に使用することができる。
特に、上記一般式のビニル化合物として、(メタ)アクリル酸又はその誘導体を使用した場合は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
との反応を生じることとなる。
上記一般式中、R40は、炭素数50以下の1~3級のアルキル基を示す。
45は、水素又はメチル基を示す。
46は、特に限定されず、目的に応じて任意の官能基とすることができる。
上記反応においては、活性メチレン基の2つの水素の両方がマイケル反応を生じることによって、下記一般式(8)で表される化合物を得ることもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
上記一般式(8)で表される化合物は、原料の配合において(メタ)アクリル酸エステルと活性メチレン化合物とのモル比を調製することによって得ることができる。更に、これらのモル比を調製することで、上記一般式(7)で表される化合物と上記一般式(8)で表される化合物との混合物として得ることもできる。
このような反応によって得られたエステル化合物は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016

の構造で表される構成単位を分子中に有することとなる。
上述した反応において、原料として、2以上の不飽和結合を有するアクリル酸誘導体を使用することで、上述した一般式で表される構造(9)及び/又は(10)で表される構造を分子中に2以上有するエステル化合物とすることもできる。
すなわち、当該官能基を有する、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017

の一般式で表される構造を有する化合物を本発明において好適に使用することができる。このような化合物は、エステル交換反応性が高く、多くのCOOR基を分子中に有するために良好な硬化性を得ることができる点で好ましいものである。
上記一般式におけるn,nは、2~12であることが最も好ましい。また、L,Mは、当該化合物の分子量が3000以下となるような構造であれば特に限定されえず、水酸基、エステル基、エーテル基、等の任意の官能基を有していてもよい炭化水素基を表す。
また、上記「活性メチレン基を有する化合物と、ビニル基との付加反応によって得られる化合物」は、一分子中に2以上の不飽和結合を有する化合物を原料とするものを使用し、上記一般式(11)で表される構造及び/又は一般式(12)で表される構造を一分子中に2以上有するものであってもよい。
活性メチレン基を有する化合物エステルに由来する構造を有する化合物は、多く知られているが、上記構造を有する化合物は、マロン酸エステルまたはアセト酢酸エステルとビニル基の付加反応が進行し易く、合成が容易であり、出発原料を選ぶことでエステル基の数を調整できるため、硬化性能や硬化後の樹脂の性能を容易に調整できるという点で特に好ましい。
具体的には、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジn-ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル等を好適に使用することができる。
このような化合物は、各種の2以上の不飽和結合を有する(メタ)アクリル酸誘導体を原料として、活性メチレン基を有する化合物とのマイケル付加反応を行うことで得られるものである。上記「1以上の不飽和結合を有する(メタ)アクリル酸誘導体」としては特に限定されるものではないが、例えば、以下のようなものを挙げることができる。
官能基数1の(メタ)アクリレートの例は、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、iso-ブチル(メタ)アクリレート、sec-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
官能基数2の(メタ)アクリレートの例は、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ジメチロールートリシクロデカンジ(メタ)アクリレート(DCP-A)、ビスフェノールAのEO付加物ジアクリレート(共栄社化学社製;ライトアクリレートBP-4EA、BP-10EA)ビスフェノールAのPO付加物ジアクリレート(共栄社化学社製;BP-4PA、BP-10PA等)を含む。なかでも、ビスフェノールAのPO付加物ジアクリレート(共栄社化学社製;BP-4PA)、ジメチロールートリシクロデカンジ(メタ)アクリレート(DCP-A)等を好ましく用いることができる。
官能基数3の(メタ)アクリレートの例は、トリメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレート、トリス(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート等を含む。なかでも、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート等を好ましく用いることができる。
官能基数4の(メタ)アクリレートの例は、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエチレンオキサイド変性テトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールプロピレンオキサイド変性テトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート等を含む。なかでも、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等を好ましく用いることができる。
官能基数4以上の(メタ)アクリレートの例は、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエチレンオキサイド変性テトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンペンタ(メタ)アクリレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールのカプロラクトン変性物のヘキサ(メタ)アクリレートなど多官能性(メタ)アクリレートが挙げられる。
上述したような化合物に該当する化合物の具体例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018


Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
式中Rは同一または異なるアルキル基を表す。nは1から10を表す。
上記化合物は、架橋点となるアルキルエステルが分子中に3以上存在するものであることが好ましい。すなわち、分子中のアルキルエステル基の数が多いほど、硬化後の樹脂の架橋密度が高いものとなるため、硬化物の硬度が良好となり、優れた物性の硬化物が得られる点で好ましい。
上記アルキルエステルは、分子中に5以上あることがより好ましい。
なお、本(A-2)の項で記載した化合物も、アルキルエステル基が1級又は2級アルキルである場合も良好なエステル交換反応を生じることができるものである。
(A-3)(多官能カルボン酸のアルキルエステル化物)
多官能カルボン酸と、アルコールの反応によって得られる化合物も本発明のクリヤー塗料においてアルキルエステル化合物として使用することができる。このような反応は、下記一般式で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
(式中、n31は、1~10の整数であることが好ましい。
上記一般式中、R30、31は、炭素数50以下のアルキル基を示す。R30、31は、特に限定されず、分岐していてもよいし、任意の官能基が付いていてもよい。)
各種の多官能カルボン酸は、ポリエステル原料、ポリアミド原料、中和剤、合成原料その他の多くの用途において幅広く安価に提供される汎用原料である。このような多官能カルボン酸を公知の方法によってアルキルエステル化した化合物も本発明において使用することができる。エステル化は、上述した炭素数50以下のアルキル基によるものとすることができる。
このような化合物をエステル化合物として使用すると、公知の方法で安価にエステル化することができ、比較的低分子量で多価エステル基を導入することができる。また、エステル化することで有機溶剤への相溶性が良くなり好適に使用することができるという点で好ましい。
ここで使用する多官能カルボン酸としては特に限定されず、例えば、炭素数が50以下のものを使用することができる。
より具体的には、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ブラシル酸、オクタデカン二酸、クエン酸、ブタンテトラカルボン酸等の脂肪族多価カルボン酸;
1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸、3-メチル-1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、4-メチル-1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸、1,3,5-シクロヘキサントリカルボン酸等の脂環族多価カルボン酸
フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、4,4'-ビフェニルジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の芳香族多価カルボン酸;
ヤシ油脂肪酸、綿実油脂肪酸、麻実油脂肪酸、米ぬか油脂肪酸、魚油脂肪酸、トール油脂肪酸、大豆油脂肪酸、アマニ油脂肪酸、桐油脂肪酸、ナタネ油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、脱水ヒマシ油脂肪酸、サフラワー油脂肪酸等の脂肪酸;ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、安息香酸、p-tert-ブチル安息香酸、シクロヘキサン酸、10-フェニルオクタデカン酸等のモノカルボン酸;乳酸、3-ヒドロキシブタン酸、3-ヒドロキシ-4-エトキシ安息香酸等のヒドロキシカルボン酸;
等を挙げることができる。
本発明においては、上述した2以上のアルキルエステル基を有する化合物を併用して使用するものであっても差し支えない。また、原料としてはこれらの化合物の酸無水物を使用しても良い。
上記(A-3)に該当する多官能カルボン酸のアルキルエステル化物は、分子量が10,000以下であることが好ましい。このようなものとすることで、分子が動きやすく硬化が進行する点で好ましいものである。分子量は6,000以下、4000以下、2000以下といった、より低分子量のものとすることもできる。
(ポリオール化合物)
以下、本発明の複層塗膜形成方法で使用するクリヤー塗料において使用することができるポリオールについて、それぞれ詳述する。
上記クリヤー塗料において使用できるポリオールとしては特に限定されず、アクリルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリウレタンポリオール、等を挙げることができる。これらのうち、2以上を同時に使用するものであってもよい。
なかでも、アクリルポリオール及び/又はポリエステルポリオールを使用することが特に好ましい。
ここで使用されるアクリルポリオール及び/又はポリエステルポリオールは、塗料分野において汎用される樹脂を使用することができる。
以下、これらについて詳述する。
(O-1)アクリルポリオール
アクリルポリオールは、例えば、水酸基ビニル単量体及び当該水酸基ビニル単量体と共重合可能な他の重合性不飽和モノマー(c2)を、公知の方法により共重合することによって製造することができる。より具体的には、有機溶媒中での溶液重合法、水中での乳化重合法、水中でのミニエマルション重合法、水溶液重合法、等の重合方法を挙げることができる。
水酸基含有ビニル単量体は、1分子中に水酸基及び重合性不飽和結合をそれぞれ1個以上有する化合物である。
このような水酸基含有ビニル単量体として上述したものを使用することができる。
水酸基含有ビニル単量体と共重合可能な他の重合性不飽和モノマーとしては、例えば、下記モノマー(i)~(xix)等、並びにそれらの任意の組み合わせが挙げられる。
(i)アルキル又はシクロアルキル(メタ)アクリレート:
例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、トリデシル(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、イソステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、tert-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、等
(ii)イソボルニル基を有する重合性不飽和モノマー:
イソボルニル(メタ)アクリレート等
(iii)アダマンチル基を有する重合性不飽和モノマー:
アダマンチル(メタ)アクリレート等
(iv)トリシクロデセニル基を有する重合性不飽和モノマー:
トリシクロデセニル(メタ)アクリレート等
(v)芳香環含有重合性不飽和モノマー:
ベンジル(メタ)アクリレート、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン等
(vi)アルコキシシリル基を有する重合性不飽和モノマー:
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン等
(vii)フッ素化アルキル基を有する重合性不飽和モノマー:
パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート等のパーフルオロアルキル(メタ)アクリレート;フルオロオレフィン等
(viii)マレイミド基等の光重合性官能基を有する重合性不飽和モノマー
(ix)ビニル化合物:
N-ビニルピロリドン、エチレン、ブタジエン、クロロプレン、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル等
(x)カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー:
(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、β-カルボキシエチルアクリレート等
(xi)含窒素重合性不飽和モノマー:
(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、エチレンビス(メタ)アクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレートとアミン化合物との付加物等
(xii)重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマー:
アリル(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等
(xiii)エポキシ基含有重合性不飽和モノマー:
グリシジル(メタ)アクリレート、β-メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等
(xiv)分子末端がアルコキシ基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート
(xv)スルホン酸基を有する重合性不飽和モノマー:
2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、2-スルホエチル(メタ)アクリレート、アリルスルホン酸、4-スチレンスルホン酸等;これらスルホン酸のナトリウム塩及びアンモニウム塩等
(xvi)リン酸基を有する重合性不飽和モノマー:
アシッドホスホオキシエチル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシプロピル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシポリ(オキシエチレン)グリコール(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシポリ(オキシプロピレン)グリコール(メタ)アクリレート等
(xvii)紫外線吸収性官能基を有する重合性不飽和モノマー:
2-ヒドロキシ-4-(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-(3-アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,2'-ジヒドロキシ-4-(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,2'-ジヒドロキシ-4-(3-アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2-(2'-ヒドロキシ-5'-メタクリロイルオキシエチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール等
(xviii)紫外線安定性重合性不飽和モノマー:
4-(メタ)アクリロイルオキシ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン、4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-シアノ-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-(メタ)アクリロイル-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-(メタ)アクリロイル-4-シアノ-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-クロトノイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-クロトノイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-クロトノイル-4-クロトノイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン等
(xix)カルボニル基を有する重合性不飽和モノマー:
アクロレイン、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミド、アセトアセトキシエチルメタクリレート、ホルミルスチロール、炭素数約4~約7のビニルアルキルケトン(例えば、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン)等
本明細書において、「重合性不飽和基」は、ラジカル重合、またはイオン重合しうる不飽和基を意味する。上記重合性不飽和基としては、例えば、ビニル基、(メタ)アクリロイル基等が挙げられる。
上記アクリルポリオールを製造する際の水酸基含有単量体の割合は、モノマー成分の合計量を基準として、0.5~50重量%が好ましい。このような範囲内とすることで、適度な架橋反応を生じさせることができ、優れた塗膜物性を得ることができる。
上記下限は、1.0重量%であることがより好ましく、5重量%であることが更に好ましい。上記上限は、50重量%であることがより好ましく、40重量%であることが更に好ましい。
アクリルポリオールの水酸基価は、形成される塗膜の耐水性等の観点から、1~200mgKOH/gであることが好ましい。上記下限は、2mgKOH/gであることがより好ましく、5mgKOH/gであることが更に好ましい。上記上限は、180mgKOH/gであることがより好ましく、170mgKOH/gであることが更に好ましい。
このようなアクリルポリオールとしては、市販のものを使用することもできる。市販のものとしては特に限定されず、例えば、DIC株式会社品のアクリディックA-801-P、A-817、A-837,A-848-RN、A-814,57-773、A-829、55-129、49-394-IM、A-875-55、A-870、A-871、A-859-B、52-668-BA、WZU―591、WXU-880、BL-616、CL-1000、CL-408等を挙げることができる。
(O-2)ポリエステルポリオール
ポリエステルポリオールは、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。
上記酸成分としては、ポリエステル樹脂の製造に際して、酸成分として通常使用される化合物が挙げられる。上記酸成分としては、例えば、脂肪族多塩基酸、脂環族多塩基酸、芳香族多塩基酸等、並びにそれらの無水物及びエステル化物を挙げることができる。
上記脂肪族多塩基酸並びにそれらの無水物及びエステル化物としては、一般に、1分子中に2個以上のカルボキシル基を有する脂肪族化合物、上記脂肪族化合物の酸無水物及び上記脂肪族化合物のエステル化物、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ブラシル酸、オクタデカン二酸、クエン酸、ブタンテトラカルボン酸等の脂肪族多価カルボン酸;上記脂肪族多価カルボン酸の無水物;上記脂肪族多価カルボン酸の炭素数約1~約4の低級アルキルのエステル化物等、並びにそれらの任意の組み合わせが挙げられる。
上記脂肪族多塩基酸としては、得られる塗膜の平滑性の観点から、アジピン酸及び/又はアジピン酸無水物であることが好ましい。
上記脂環族多塩基酸、並びにそれらの無水物及びエステル化物は、一般に、1分子中に1個以上の脂環式構造と2個以上のカルボキシル基とを有する化合物、上記化合物の酸無水物及び上記化合物のエステル化物が挙げられる。脂環式構造は、主として4~6員環構造である。上記脂環族多塩基酸、並びにそれらの無水物及びエステル化物としては、例えば、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸、3-メチル-1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、4-メチル-1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸、1,3,5-シクロヘキサントリカルボン酸等の脂環族多価カルボン酸;上記脂環族多価カルボン酸の無水物;上記脂環族多価カルボン酸の炭素数約1~約4の低級アルキルのエステル化物等、並びにそれらの任意の組み合わせが挙げられる。
上記脂環族多塩基酸、並びにそれらの無水物及びエステル化物としては、得られる塗膜の平滑性の観点から、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸無水物、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸、4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物が好ましく、そして1,2-シクロヘキサンジカルボン酸及び/又は1,2-シクロヘキサンジカルボン酸無水物がより好ましい。
上記芳香族多塩基酸、並びにそれらの無水物及びエステル化物は、一般に、1分子中に2個以上のカルボキシル基を有する芳香族化合物、上記芳香族化合物の酸無水物及び上記芳香族化合物のエステル化物であり、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、4,4'-ビフェニルジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の芳香族多価カルボン酸;上記芳香族多価カルボン酸の無水物;上記芳香族多価カルボン酸の炭素数約1~約4の低級アルキルのエステル化物等、並びにそれらの任意の組み合わせが挙げられる。
上記芳香族多塩基酸、並びにそれらの無水物及びエステル化物としては、フタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、及び無水トリメリット酸が好ましい。
また、上記酸成分として、上記脂肪族多塩基酸、脂環族多塩基酸及び芳香族多塩基酸以外の酸成分、例えば、ヤシ油脂肪酸、綿実油脂肪酸、麻実油脂肪酸、米ぬか油脂肪酸、魚油脂肪酸、トール油脂肪酸、大豆油脂肪酸、アマニ油脂肪酸、桐油脂肪酸、ナタネ油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、脱水ヒマシ油脂肪酸、サフラワー油脂肪酸等の脂肪酸;ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、安息香酸、p-tert-ブチル安息香酸、シクロヘキサン酸、10-フェニルオクタデカン酸等のモノカルボン酸;乳酸、3-ヒドロキシブタン酸、3-ヒドロキシ-4-エトキシ安息香酸等のヒドロキシカルボン酸等、並びにそれらの任意の組み合わせが挙げられる。
上記アルコール成分としては、1分子中に2個以上の水酸基を有する多価アルコール、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,2-ブタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,2-ブタンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,4-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、2,3-ジメチルトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、3-メチル-4,3-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,5-ヘキサンジオール、1,4-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステル、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、ジメチロールプロピオン酸等の2価アルコール;上記2価アルコールにε-カプロラクトン等のラクトン化合物を付加したポリラクトンジオール;ビス(ヒドロキシエチル)テレフタレート等のエステルジオール化合物;ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等のポリエーテルジオール化合物;グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジグリセリン、トリグリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌル酸、ソルビトール、マンニット等の3価以上のアルコール;上記3価以上のアルコールにε-カプロラクトン等のラクトン化合物を付加させたポリラクトンポリオール化合物;グリセリンの脂肪酸エステル化物等が挙げられる。
また、上記アルコール成分として、上記多価アルコール以外のアルコール成分、例えば、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、ステアリルアルコール、2-フェノキシエタノール等のモノアルコール;プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、「カージュラE10」(商品名、HEXIONSpecialtyChemicals社製、合成高分岐飽和脂肪酸のグリシジルエステル)等のモノエポキシ化合物と酸とを反応させて得られたアルコール化合物等が挙げられる。
ポリエステルポリオールは、特に限定されず、通常の方法に従って製造されうる。例えば、上記酸成分とアルコール成分とを、窒素気流中、約150~約250℃で、約5~約10時間加熱し、上記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を実施することにより、ポリエステルポリオールを製造することができる。
本発明のポリオールは、上述したポリアクリルポリオール及びポリエステルポリオールの両方を併用して使用するものであってもよい。
(O-3)低分子量ポリオール
上記ポリオールとしては、上述したような樹脂に限られるものではなく、低分子量ポリオール(具体的には分子量2,000以下)を使用することもできる。
低分子量ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,2-ブタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,2-ブタンジオール、1,1,1-トリメチロールプロパン、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,4-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、2,3-ジメチルトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、3-メチル-4,3-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,5-ヘキサンジオール、1,4-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステル、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、ジメチロールプロピオン酸等の2価アルコール;上記2価アルコールにε-カプロラクトン等のラクトン化合物を付加したポリラクトンジオール;ビス(ヒドロキシエチル)テレフタレート等のエステルジオール化合物;ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等のポリエーテルジオール化合物;グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジグリセリン、トリグリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌル酸、ソルビトール、マンニット等の3価以上のアルコール等を挙げることができる。
このような低分子量ポリオールは、汎用品として知られているものであり、安価で入手することができる。更に低分子ポリオールは水溶性が強く、水系での硬化を目的とする場合は架橋剤として好適に使用できる。近年では環境問題が叫ばれており、VOCの低減を進める上では非常に重要な架橋剤として好適に使用ができる。
本発明で使用するクリヤー塗料は、有機溶媒系又は水系の形態を有するものであることが好ましい。これによって、薄膜塗装可能であり、低温硬化を行うことができる点で好ましい。水系としては、水溶性、水分散性のいずれであってもよく、水に加えて、エタノール、メタノール、アルコール系、グリコール系、エーテル系、ケトン系等の水と任意の割合で混合することができる水性溶媒を含有するものであってもよい。
有機溶媒系のクリヤー塗料は、各種有機溶媒中に上記成分が溶解又は分散した状態の組成物である。使用することができる有機溶媒は特に限定されず、1-ヘキサン、1-オクタン、1-デカン、1-テトラデカン、シクロヘキサン、ベンゼン、キシレン等の炭化水素、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル等のエーテル、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン、トリクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエチレン等の塩素系炭化水素、エタノール、メタノール、プロパノール、ブタノール、アセトン等の公知の任意のものを使用することができる。
また、2液型のクリヤー塗料として、アルキルエステル基含有成分と、水酸基含有成分とを組み合わせて、使用直前に混合して使用するものであってもよい。
上記クリヤー塗料は、本発明の目的を妨げない範囲で、更に、塗料の分野において一般的に使用される架橋剤を併用して使用するものであってもよい。使用できる架橋剤としては特に限定されず、イソシアネート化合物、ブロックイソシアネート化合物、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ化合物、シラン化合物等を挙げることができる。また、ビニルエーテル、ラジカル重合性単量体等を併用するものであってもよい。これらの併用した架橋剤の反応を促進させるための硬化触媒や硬化助剤を併用するものであってもよい。また、ラジカル重合性の化合物を併用する場合は、光重合開始剤、熱重合開始剤等を併用するものであってもよい。
上記塗料の分野において一般的に使用される架橋剤を併用する場合、その含有量は、当該架橋剤と塗膜形成成分との合計重量に対して、0.01~50重量%の範囲内であることが好ましい。上記下限は、0.01重量%であることがより好ましく、1重量%であることが更に好ましい。上記上限は、30重量%であることが好ましい。
上記クリヤー塗料は、上述した各成分以外に、塗料分野において一般的に使用される添加剤を併用するものであってもよい。例えば、着色顔料、体質顔料等、並びにそれらの任意の組み合わせを併用してもよい。
上記着色顔料としては、例えば、酸化チタン、亜鉛華、カーボンブラック、モリブデンレッド、プルシアンブルー、コバルトブルー、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリン系顔料、スレン系顔料、ペリレン系顔料、ジオキサジン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料等、並びにそれらの任意の組み合わせが挙げられる。
上記体質顔料としては、例えば、クレー、カオリン、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、アルミナホワイト等が挙げられ、硫酸バリウム及び/又はタルクが好ましく、そして硫酸バリウムがより好ましい。
上記クリヤー塗料は、所望により、増粘剤、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、可塑剤、上記疎水性溶媒以外の有機溶剤、表面調整剤、沈降防止剤等の塗料用添加剤をさらに含有するものであってもよい。
上記増粘剤としては、例えば、ケイ酸塩、金属ケイ酸塩、モンモリロナイト、コロイド状アルミナ等の無機系増粘剤;(メタ)アクリル酸と(メタ)アクリル酸エステルとの共重合体、ポリアクリル酸ソーダ等のポリアクリル酸系増粘剤;1分子中に親水性部分と疎水性部分を有し、水性媒体中において、上記疎水性部分が塗料中の顔料やエマルション粒子の表面に吸着する、上記疎水性部分同士が会合する等により増粘作用を示す会合型増粘剤;カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等の繊維素誘導体系増粘剤;カゼイン、カゼイン酸ソーダ、カゼイン酸アンモニウム等のタンパク質系増粘剤;アルギン酸ソーダ等のアルギン酸系増粘剤;ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルベンジルエーテル共重合体等のポリビニル系増粘剤;プルロニックポリエーテル、ポリエーテルジアルキルエステル、ポリエーテルジアルキルエーテル、ポリエーテルエポキシ変性物等のポリエーテル系増粘剤;ビニルメチルエーテル-無水マレイン酸共重合体の部分エステル等の無水マレイン酸共重合体系増粘剤;ポリアマイドアミン塩等のポリアマイド系増粘剤等、並びにそれらの任意の組み合わせが挙げられる。
上記ポリアクリル酸系増粘剤は市販されており、例えば、ロームアンドハース社製の「ACRYSOLASE-60」、「ACRYSOLTT-615」、「ACRYSOLRM-5」(以上、商品名)、サンノプコ社製の「SNシックナー613」、「SNシックナー618」、「SNシックナー630」、「SNシックナー634」、「SNシックナー636」(以上、商品名)等が挙げられる。
また、上記会合型増粘剤は市販されており、例えば、ADEKA社製の「UH-420」、「UH-450」、「UH-462」、「UH-472」、「UH-540」、「UH-752」、「UH-756VF」、「UH-814N」(以上、商品名)、ロームアンドハース社製の「ACRYSOLRM-8W」、「ACRYSOLRM-825」、「ACRYSOLRM-2020NPR」、「ACRYSOLRM-12W」、「ACRYSOLSCT-275」(以上、商品名)、サンノプコ社製の「SNシックナー612」、「SNシックナー621N」、「SNシックナー625N」、「SNシックナー627N」、「SNシックナー660T」(以上、商品名)等が挙げられる。
また、上記ポリアマイド系増粘剤は市販されており、例えば、共栄社化学(株)製の「フローノンHR-2」、「フローノンHR-2G」、「フローノンSH-290」、「フローノンSH-350」等が挙げられる。
(ベース塗料)
本発明は、ベース塗料による塗装を行う工程及びクリヤー塗料による塗装を行う工程を有する複層塗膜形成方法である。ここでの塗装方法は特に限定されるものではなく、ベース塗料による塗装を行った後、上述したクリヤー塗料をウェットオンウェットで塗装し、形成された未硬化複層塗膜を同時に硬化させる工程を有する2コート1ベーク、又は、第1ベース塗料、第2ベース塗料及び上述したクリヤー塗料をウェットオンウェットで塗装し、形成された未硬化複層塗膜を同時に硬化させる工程を有する3コート1ベークの複層塗膜形成方法とすることができる。
また、ベース塗料による塗装を行った後にベース塗膜を硬化させ、その後、硬化塗膜上にクリヤー塗料による塗装を行った後にベース塗膜を硬化する方法によって形成するものであってもよい。
上述したいずれの方法にも適用することができるが、特に、ベース塗料及びクリヤー塗料による塗装をウェットオンウェットで塗装する方法は、工程が簡略であること、現在、自動車塗装等の分野において一般的に使用されている塗装方法であることから、特に好ましい。このような方法においては塗膜間の混層、揮発成分による硬化異常等の問題を生じやすいものである。しかし、上述したクリヤー塗料を使用した場合は、このようなウェットオンウェットによる塗装において、問題を生じることなく塗装を行うことができる。
ここで使用されるベース塗料としては特に限定されるものではないが、以下にその具体的な例について詳述する。
(ベース塗料の樹脂組成について)
ベース塗料がエステル交換反応を硬化反応とする塗料である場合(B-1)
本発明においては、ベース塗料としても、上述したエステル交換反応を硬化反応とする塗料であってもよい。
エステル交換反応を硬化反応とする塗料は、上述したように安価で優れた性能を有する塗料であることから、ベース塗料としても上述したエステル交換反応を硬化反応とする塗料を使用するものであってもよい。また、ベース塗料とクリヤー塗料の両方を、エステル交換反応を硬化反応とする塗料とすることで、類似した組成のものとすることができる。この場合、層間のなじみがよくなり、塗膜物性を良好なものとすることができる。更に、ベース塗料においても、メラミン樹脂を使用しない系のものとすることができ、これによって更に耐酸性を改善することができる点でも好ましい。
ベース塗料として、エステル交換反応を硬化反応とする塗料を使用する場合、その塗膜形成成分の組成は、上述したクリヤー塗料と同様のものとすることができる。また、ベース塗料は、溶剤系とすることもできるし、水系とすることもできる。
なお、ベース塗料がエステル交換反応を硬化反応とする塗料であり、かつ、水性塗料である場合について、以下に詳述する。
上述したように、塗料や接着剤の分野においては、環境への負荷低減のために、水性化が進められている。これは、水性化によって低VOC化を図るものである。本発明によって、樹脂組成物の水性化を図り、このような目的に対応した熱硬化性樹脂組成物を提供することができる。
このような水性熱硬化性樹脂組成物としては、
(a)水溶性又は水分散性の成分を使用することで水性化する方法。
(b)水不溶性の成分を乳化剤によって水中に乳化させることで水性化する方法。
の3つの方法が一般に知られている。よって、これらの方法についてそれぞれ詳述する。
なお、水性熱硬化性樹脂組成物に含まれる成分のうち、一部の成分については、(a)の方法で水性化し、その他の成分については(b)の方法によって水性化するものであってもよい。
(a)水溶性又は水分散性の成分を使用することで水性化する方法。
このような方法は、塗膜を形成する有機成分自体を水溶性又は水分散性のものとすることで水性化するものである。このような方法を使用すると界面活性剤を使用しない塗料組成物とすることができる点で好ましい。
上記(a)の態様において使用される樹脂としては特に限定されるものではないが、カルボン酸基、スルホン酸基、硫酸基、リン酸基からなる群より選択される少なくとも1の官能基のような酸基を有し、これをアンモニア及び/又はアミン化合物で中和して親水性基に変換することで水溶化した樹脂を使用することができる。また、以下で詳述する化合物であって水溶性の化合物を使用するものであってもよい。これらのなかでも、カルボン酸基が安価であること等の観点から好ましい。
上記酸基を有する樹脂は、有機溶媒中で少なくとも一部にこれらの官能基を有する単量体を使用した公知の重合反応を行うことによって得ることができる。その後、水及びアミン及び/又はアンモニアを添加することで中和し、これを水性化することができる。
このように、酸基を中和することで水性化する場合、各種樹脂のうち、一般的にはアクリル系重合体、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、を最も好適に使用することができる。アクリル樹脂に上記酸性基を有する官能基を導入するには、酸基を有する重合性単量体を原料の一部として使用した重合反応を行うことが好ましい。
このような方法において、酸基を有する単量体として使用することができるものは特に限定されず、樹脂種に応じて、使用することができるモノマーを選択することができる。例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、β-カルボキシエチルアクリレート等の不飽和基含有カルボン酸化合物、トルエンスルホン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、2-メタクロイロキシエチルアシッドホスフェート等を挙げることができる。
上記重合体においてこのような酸基は、樹脂酸価が1~200の範囲となるように導入することが好ましい。上記酸価の下限は5であることが好ましく、10であることが更に好ましい。上記酸価の上限は100であることが好ましく、80であることが更に好ましい。
  上記アミン化合物としては、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等の3級アミン;ジエチルアミン、ジブチルアミン、ジエタノールアミン、モルホリン等の2級アミン;プロピルアミン、エタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、等の1級アミン;アンモニアなどの4級アンモニウム等を挙げることができる。
  上記アミン化合物を使用する場合の使用量は、上記不飽和カルボン酸又は酸無水物変性ポリオレフィン(i)中のカルボキシル基に対して通常0.1~1.5モル当量の範囲内であることが好ましい。
上述した方法で水性化する場合、通常の溶液重合等の方法で樹脂を得た後、水及びアミン化合物を添加して撹拌することによって、行うことができる。
(b)成分を乳化剤によって水中に乳化させることで水性化する方法。
上述したものとは異なり、樹脂を乳化剤によってエマルション化することで水溶化したものであってもよい。
この場合、樹脂は、乳化重合によって得られたものであってもよいし、溶液重合等によって得られた樹脂を乳化剤によって乳化させたものであってもよい。更に、当該乳化剤は、反応性乳化剤を使用するものであってもよい。
上記アニオン性の反応性乳化剤としては、例えば、(メタ)アリル基、(メタ)アクリル基、プロペニル基、ブテニル基などの重合性不飽和基を有するスルホン酸化合物のナトリウム塩やアンモニウム塩等を挙げることができる。得られる塗膜が耐水性に優れていることから、中でも、重合性不飽和基を有するスルホン酸化合物のアンモニウム塩が好ましい。該スルホン酸化合物のアンモニウム塩の市販品としては、例えば、ラテムルS-180A(花王社製、商品名)等を挙げることができる。
また、上記重合性不飽和基を有するスルホン酸化合物のアンモニウム塩の中でも、重合性不飽和基とポリオキシアルキレン基を有するスルホン酸化合物のアンモニウム塩がさらに好ましい。上記重合性不飽和基とポリオキシアルキレン基を有する硫酸エステル化合物のアンモニウム塩の市販品としては、例えば、アクアロンKH-10(第一工業製薬社製、商品名)、SR-1025A(旭電化工業社製、商品名)等を挙げることができる。
上記乳化剤の濃度は、使用するするラジカル重合性不飽和単量体の総量を基準にして、通常0.1~10質量%、特に1~5質量%の範囲内であることが好ましい。
反応性乳化剤を使用した乳化重合によって得られた乳化樹脂は、乳化剤が樹脂中に取り込まれているため、乳化剤が存在することによって生じる不都合が生じないという利点を有する。このため、乳化剤の存在が問題となるような用途においては、このような方法で得られた乳化樹脂を使用することが好ましい。
上記反応性乳化剤以外の乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンモノオレイルエーテル、ポリオキシエチレンモノステアリルエーテル、ポリオキシエチレンモノラウリルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート等のノニオン系乳化剤;アルキルスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルリン酸等のナトリウム塩、アンモニウム塩等のアニオン系乳化剤等を挙げることができ、さらに、1分子中にアニオン性基とポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基等のポリオキシアルキレン基を有するポリオキシアルキレン基含有アニオン性乳化剤、1分子中に該アニオン性基と重合性不飽和基を有する反応性アニオン性乳化剤等も使用することができる。これらはそれぞれ単独で又は2種以上を組合せて使用することができる。
上記乳化剤の使用量は、上記不飽和カルボン酸又は酸無水物変性ポリオレフィン(i)の固形分質量100質量部に対して、通常30質量部以下であり、特に0.5~25質量部の範囲内であることが好ましい。
また、乳化重合によって得られた樹脂を使用する場合、乳化重合方法は特に限定されず、公知の一般的な方法によって行うことができる。また、乳化剤は、上述した反応性乳化剤であってもよいし、一般的な乳化剤であってもよい。
一般の有機溶媒の溶液重合等の方法によって得られた樹脂を乳化剤によって乳化する方法を行う場合も、その具体的な手法は特に限定されず、公知の一般的な方法によって行うことができる。この場合に使用することができる乳化剤としては、乳化重合に使用できるものとして上述したものを挙げることができる。
また、以下で詳述するような各種エステル化合物や多価アルコールで水に不溶性のものを使用する場合は、これを乳化剤によって乳化させる方法、水に加えてアルコール等の水との混和性が高い有機溶媒を使用することで可溶化する方法などの公知の方法を適用することによって水溶化することができる。このような方法において使用することができる水との混和性が高い有機溶媒としては、メタノール、エタノール、ブチルセロソルブ等を挙げることができる。
ベース塗料が公知の熱硬化性樹脂組成物を使用する塗料である場合(B-2)
ベース塗料としては、公知の複層塗膜方法において使用される一般的なベース塗料を使用するものであっても差し支えない。このような公知のベース塗料としては、アクリルポリオールやポリエステルポリオールを主剤として、メラミン樹脂又はイソシアネート化合物を硬化剤とするものや、エポキシ基とカルボキシル基を硬化反応とする酸エポキシ系を挙げることができる。
本発明の複層塗膜形成方法においては、メラミン樹脂の種類によって、複層塗膜の性能に差が生じる場合がある。メラミン樹脂としては、特に、フルエーテルタイプのメラミン樹脂を使用することが好ましい。
なお、上記ベース塗料は、上述した(B-1)(B-2)の両方の機能を兼ね備えたものであっても差し支えない。すなわち、エステル交換反応を生じさせる硬化系において、メラミン樹脂やイソシアネート化合物等の一般的な硬化剤を併用したものであってもよい。
(ベース塗料の塗料形態について)
上述したようなベース塗料は、水性であっても溶剤系であってもよい。ベース塗料としては、一般に水系ベース塗料が使用されることが多い。一方、溶剤系ベース塗料を使用すると、塗装におけるトラブルを生じにくく、良好な性能を有する複層塗膜を容易に形成することができる点で好ましい。また水性ベースコートには一般にカルボン酸のアミン中和により水性化あるいは親水化をしているものが多い。顔料の分散剤に同様のアミン塩を使用することもある。本発明のようなエステル交換によるクリヤーコートの架橋にはこれらのアミンが負触媒として影響することがある。
従って、このようなアミンの使用を行う場合は、以下に詳述するような対策を行うことが好ましい。
ベース塗料が水系ベース塗料組成物である場合(B-W)
自動車塗装の分野等においては、ベース塗料として水系塗料を使用することが一般的に行われている。これは、環境問題への対応としてVOC使用量低減を目的として行われているものである。
本発明においても、ベース塗料として水系塗料を使用することができる。上述した(B-1)(B-2)のいずれの組成についても、水系ベース塗料とすることができる。なお、(B-1)として水系塗料を使用する場合については、上記(B-1)の項において詳述した。以下に、更に、(B-2)が水系塗料である場合について詳述する。
水系ベース塗料は、樹脂中のカルボキシル基をアミンで中和することで水中に溶解又は分散させたものが一般的に使用される。硬化時には、このアミン成分が揮散することとなる。
本発明のように、ベースコート塗装を行った後、熱硬化を行わずにウェットオンウェットでクリヤー塗装を行う場合、ベースコート塗膜中の成分は、クリヤー塗膜層へと移行、拡散してくる。このような移行、拡散した成分がクリヤー塗膜の硬化性に影響を与えるおそれがある。特に水系のベースコートにおいて、中和剤として使用されるアミンは、その塩基性からクリヤーのエステル交換反応の負触媒となる。このため、ベース塗料の組成において、このような問題の対策のため調整を行う必要が生じる場合がある。
水性ベース塗料においてメラミン樹脂を硬化剤として使用した場合、ホルムアルデヒドが加熱によって発生する。このホルムアルデヒドは、活性水素を持つ第一級、第二級アミンと即座に反応しアミンの塩基性を消失させる化合物である。したがって、メラミン樹脂を使用すると、アミンの塩基性を失活させる反応が生じ、これによってアミンによるクリヤーの硬化反応阻害の問題を解消することができる。
メラミン硬化タイプの水性ベース塗料としては、特に限定されず、公知のものを使用することができる。具体的には、アクリルポリオール樹脂とメラミンを含有する塗料を挙げることができる。より具体的には、メラミン樹脂を水性ベース塗料の固形分全量中5重量%以上であることが好ましい。
更に、樹脂中のカルボキシル基をアミン中和する場合、アミンとして第一級又は第二級アミンによって中和することが好ましい。これによって、メラミン樹脂からのホルムアルデヒドにより、中和剤のアミンの塩基性を失活させることができるという点で好ましい。ここで使用できるアミンとしてより具体的には、モノメチルアミン、ジメチルアミン、モノエチルアミン、モノイソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ブチルアミン、モノエタノールアミン、メチルエタノールアミン、エチルエタノールアミン、モノnブチルエタノールアミン、アミノエチルプロパノールアミン、ジエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、2-アミノメチルプロパノール、モルホリン、ピペラジン、ヒドロキシエチルピペラジン等を挙げることができる。
更に、水性ベース塗料を使用する場合、クリヤー塗料において、使用するエステル交換触媒をスルホン酸化合物とすることが好ましい。このようにすることで、エステル交換が効率よく行われ、硬化膜の膜物性が非常に良好なものが得られるという点で好ましい。
これらのエステル交換反応を架橋反応とするベース塗料として使用することにより、メラミン架橋単独系ベースに比べ、ベース、クリヤー各層の焼付け時の架橋の速度が同じもしくは近似することとなり、各層間の架橋ひずみが生じにくく、より良好な仕上り性が期待できる。
ベース塗料が溶剤系樹脂組成物である場合(B-S)
ベース塗料を溶剤系樹脂組成物とすることもできる。すなわち、溶剤系樹脂組成物であると、上述した水性ベース塗料において生じる種々の問題を生じることがない。このため、容易に良好な複層塗膜を形成することができる点で好ましい。
この場合、ベース塗料の組成が特に制限されることはなく、ベース塗料として周知であるようなメラミン硬化タイプ、イソシアネート硬化タイプのもの等を使用することができる。更に、上述したエステル交換反応を硬化反応とする塗料をベース塗料として使用することもできる。
(光輝性顔料)
自動車上塗り塗料の分野においては、光輝性顔料をベースコートに配合したメタリック塗装が多く施工されている。
  本発明において光輝性顔料としては、特に制限されず塗料分野で公知の光輝性顔料を使用できる。具体例としては、アルミニウム、酸化アルミニウム、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、スズなどの金属または合金などの無着色あるいは着色された金属製光輝材などをあげることができる。また、金属蒸着フィルムフレーク、雲母、金属酸化物で表面被覆した雲母、雲母状酸化鉄、グラファイト顔料、ホログラム顔料などの光干渉性顔料も光輝性顔料に含まれる。光輝性顔料の形状は特に限定されず、更に着色されていても、各種表面処理剤や分散剤などで処理されたものであってもよい。これらの光輝性顔料は単独で又は2種以上を使用することができる。
光輝性顔料は適宜、分散剤、分散樹脂と混合して分散し、ペースト化して塗料組成物に配合してもよい。
(任意成分)
上記水性ベースコート塗料には、光輝性顔料以外に、必要に応じて、他の光輝性顔料や、着色顔料、体質顔料等の顔料を含有せしめることもできる。
上記水性ベースコート塗料には、さらに必要に応じて、紫外線吸収剤、光安定剤、表面調整剤、ポリマー微粒子、顔料分散剤、沈降防止剤、増粘剤、消泡剤、硬化触媒、劣化防止剤、有機溶剤等の水性塗料調製に際して通常用いられる他の塗料用添加剤を含有させることができる。
水性ベースコート塗料は、形成される塗膜の光輝感などの観点から、一般に5~35質量%、特に10~25質量%の範囲内の塗料固形分を有することが好適である。また、水性ベースコート塗料は、通常7.0~9.0、特に7.5~8.5の範囲内のpHを有することが好適である。
更に、ベースコート塗料が2層存在するものであってもよい。この場合、2層の両方の樹脂組成が同一であってもよいし、相違する組成であってもよい。また、一方のみが水性塗料であってもよいし、両方が水性塗料であってもよい。更に、両方とも溶剤系塗料であってもよい。但し、両方とも水性ベースコートであることが最も好ましい。
これらは、紫外線遮断能および電着塗膜面との密着性に優れた中塗り機能を持った第1ベースとアルミ、マイカ、着色顔料等を含む意匠性を付与するための第2ベースであることが一般的である。第1ベース塗装を行った後、ウェットオンウェットで第2ベース塗装を行い、その後、必要に応じて50~100℃、1~5分のプレヒートを行った後、更にウェットオンウェットでクリヤー塗装を行う。そして、最終的に3層の未硬化塗膜を同時に熱硬化させる3コート1ベークの工程によって複層塗膜を形成することが好ましい。
(下塗り塗料及び中塗り塗料)
本発明の複層塗膜形成方法は、以下に詳述する種々の基材の塗装において使用するものである。本発明の複層塗膜形成方法が適用される被塗物は、基材上に、下塗り塗膜又は下塗り塗膜及び中塗り塗膜を形成したものであってもよい。基材が金属製である場合は、下塗り塗膜の形成を行う前に、予めりん酸塩処理、クロム酸塩処理、金属酸化物処理等による化成処理を行っておくことが好ましい。
下塗り塗膜は、防食性、防錆性、基材との密着性、基材表面の凹凸の隠蔽性(「下地隠蔽性」と呼称されることもある)等を付与することを目的として形成されるものであり、下塗り塗膜を形成するために用いられる下塗り塗料としては、それ自体既知のものを用いることができ、例えば、金属等の導電性基材に対しては、カチオン電着塗料やアニオン電着塗料を用いることが好ましく、また、ポリプロピレンのような低極性の基材に対しては、塩素化ポリオレフィン樹脂系塗料などを用いることが好ましい。
下塗り塗料は、塗装後、加熱、送風等の手段によって、硬化させてもよく、また、硬化しない程度に乾燥させてもよい。下塗り塗料としてカチオン電着塗料やアニオン電着塗料を用いる場合は、下塗り塗膜と、該下塗り塗膜上に続いて形成される塗膜間における混層を防ぎ、外観に優れた複層塗膜を形成するために、下塗り塗料塗装後に加熱して下塗り塗膜を硬化させることが好ましい。
また、上記中塗り塗膜は、下塗り塗膜との密着性、下塗り塗膜色の隠蔽性(「色隠蔽性」と呼称されることもある)、下塗り塗膜表面の凹凸の隠蔽性、耐チッピング性等を付与することを目的として上記下塗り塗膜上に形成されるものである。
中塗り塗膜は、中塗り塗料を塗布することによって形成せしめることができ、その膜厚は硬化膜厚で通常10~50μm、特に15~30μmの範囲内にあることが好ましい。
中塗り塗料としては、それ自体既知のものを用いることができ、例えば、ビヒクル成分として、水酸基含有ポリエステル樹脂、水酸基含有アクリル樹脂等の基体樹脂と、メラミン樹脂、ブロック化ポリイソシアネート等の架橋剤を含んでなる中塗り塗料を挙げることができる。
中塗り塗料は、塗装後に加熱、送風等の手段によって、硬化ないしは指触乾燥させることが、中塗り塗膜上に続いて塗装される塗料との混層が抑制され、外観の優れた複層塗膜を形成することができるので好ましい。
(複層塗膜形成方法)
本明細書において、ベースコート塗料の塗料固形分は、水性ベースコート塗料を105℃で1時間乾燥させた後の不揮発分の質量割合であり、該光輝性顔料含有水性ベースコート塗料を直径約5cmのアルミ箔カップに約2g測りとり、カップの底面に十分全体に展延した後、105℃で1時間乾燥させ、乾燥前の塗料質量と乾燥後の塗料質量から算出することができる。
光輝性顔料含有水性ベースコート塗料の塗装方法は、特に限定されるものではなく、例えば、エアスプレー塗装、静電エアスプレー塗装、静電ベル塗装等の方法が挙げられ、これらの塗装方法で被塗物上にウエット膜を形成せしめることができる。
また、エアスプレー塗装、静電エアスプレー塗装又は静電ベル塗装する場合には、水性ベースコート塗料の粘度を、該塗装に適した粘度範囲、通常、フォードカップ#4粘度計において、20℃で15~60秒程度の粘度範囲となるように、適宜、水及び/又は有機溶剤を用いて調整しておくことが好ましい。
形成されるウエット塗膜の硬化は、加熱することにより行うことができる。加熱は、それ自体既知の加熱手段により行うことができ、例えば、熱風炉、電気炉、赤外線誘導加熱炉等の乾燥炉を用いて行うことができる。加熱温度は、通常約80~約180℃、好ましくは約120~約160℃の範囲内が適している。加熱時間は、特に制限されるものではないが、通常10~40分間程度とすることができる。
ベースコート塗料の膜厚は、硬化膜厚として、通常5~20μm、好ましくは10~15μmの範囲内が適している。
  また、被塗物上にベースコート塗料を塗装し、該塗膜を硬化させることなく、その上にクリヤーコート塗料を塗装し、ベースコート塗料の塗膜とクリヤーコート塗膜を同時に加熱硬化させる2コート1ベーク方式によって複層塗膜を形成せしめることができる。また被塗面が未硬化の中塗り塗膜面であれば3コート1ベーク方式となり得る。
  上記2コート1ベーク方式によって複層塗膜を形成する場合、ハジキ等の塗膜欠陥の発生を防止する等の観点から、ベースコート塗料の塗装後、塗膜が実質的に硬化しない温度でプレヒートを行うことが好ましい。プレヒートの温度は通常50~100℃程度とすることができ、また、プレヒートの時間は大体1~10分間、好ましくは2~5分間程度とすることができる。
  上記のとおり得られる硬化又は未硬化のベースコート塗膜上に、クリヤーコート塗料を静電ベル塗装機、静電エアスプレー塗装機等の塗装機を用いて塗装した後、通常約100~約180℃、好ましくは約120~約160℃の温度で10~40分間程度加熱して硬化させることにより、優れた外観を有する複層塗膜を形成せしめることができる。
上記熱硬化性塗料を適用することができる被塗物としては、特に制限されず、例えば、乗用車、トラック、オートバイ、バス等の自動車車体の外板部;自動車部品;携帯電話、オーディオ機器、等の家庭電気製品、建築材料、家具、接着剤、フィルムやガラスのコーティング剤等、様々な例を挙げることができる。自動車用塗料として使用する場合は、中塗り塗料、ベース塗料、クリヤー塗料等の任意の層の硬化に用いることができる。
上記被塗物は、上記金属材料及びそれから成形された車体等の金属表面に、リン酸塩処理、クロメート処理、複合酸化物処理等の表面処理が施されたものであってもよく、また、塗膜を有する被塗物であってもよい。
上記塗膜を有する被塗物としては、基材に所望により表面処理を施し、その上に下塗り塗膜が形成されたもの等を挙げることができる。特に、電着塗料によって下塗り塗膜が形成された車体が好ましく、カチオン電着塗料によって下塗り塗膜が形成された車体がより好ましい。
上記被塗物は、上記プラスチック材料、それから成形された自動車部品等のプラスチック表面に、所望により、表面処理、プライマー塗装等がなされたものであってもよい。また、上記プラスチック材料と上記金属材料とが組み合わさったものであってもよい。
上記ベース塗料及びクリヤー塗料の塗装方法としては、特に制限されず、例えば、エアスプレー塗装、静電エアスプレー塗装、静電ベル塗装、カーテンコート塗装等が挙げられ、静電エアスプレー塗装、静電ベル塗装等が好ましい。上記塗装方法により、上述した各塗料からウェット塗膜を形成することができる。
上記ウェット塗膜は、加熱することにより硬化させることができる。当該硬化は、公知の加熱手段、例えば、熱風炉、電気炉、赤外線誘導加熱炉等の乾燥炉により実施することができる。上記ウェット塗膜は、好ましくは約80~約180℃、より好ましくは約100~約170℃、そしてさらに好ましくは約120~約160℃の範囲の温度で、好ましくは約10~約60分間、そしてより好ましくは約15~約40分間加熱することにより硬化させることができる。また、80~140℃での低温硬化にも対応することができる点で好ましいものである。本発明は、このようにして得られた複層塗膜でもある。
以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお文中の部は重量を表す。
製造例1 
n-ブチルメタアクリレート(共栄社化学(株)品:ライトエステルNB)200部、t-ブチルメタアクリレート(共栄社化学(株)品:ライトエステルTB)125部、ヒドロキシエチルメタアクリレート(共栄社化学(株)品:ライトエステルHO-250) 125部をモノマー混合液とし、開始剤として2,2‘-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(和光純薬 V-65)23部を芳香族炭化水素(T-SOL100)に溶解し開始剤溶液とした。
撹拌可能なフラスコに芳香族炭化水素(T-SOL 100)225部及び、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート225部を入れ、窒素封入しながら、モノマー溶液および開始剤溶液を滴下した。この時の重合温度を130℃とした。滴下は2時間で行い、更に130℃で熟成を4時間行い、ポリマー溶液Aを得た。
製造例2 
n-ブチルメタアクリレート(共栄社化学(株)品:ライトエステルNB)75部、2-エチルヘキシルメタクリレート75部、t-ブチルメタアクリレート(共栄社化学(株)品:ライトエステルTB)150部、ヒドロキシエチルメタアクリレート(共栄社化学(株)品:ライトエステルHO-250) 150部、をモノマー混合液とし、開始剤として2,2‘-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(和光純薬 V-65)23部を芳香族炭化水素(T-SOL100)に溶解し開始剤溶液とした。
撹拌可能なフラスコに芳香族炭化水素(T-SOL 100)225部及び、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート225部を入れ、窒素封入しながら、モノマー溶液および開始剤溶液を滴下した。この時の重合温度を130℃とした。滴下は2時間で行い、更に130℃で熟成を4時間行い、ポリマー溶液Bを得た。
製造例3 
エチレングリコールモノアセトアセタートモノメタクリラート54部、t-ブチルアクリレート65部、炭酸カリウム38部、18-クラウン-6エーテル2部、テトラヒドロフラン119部を混合し、50℃で3時間撹拌した。反応終了後、シクロヘキサンと水を投入し、水洗した。有機層は飽和塩化アンモニウム水溶液で中和後、2度水洗し、得られた有機層を減圧下濃縮し、モノマーAを得た。
製造例4 
n-ブチルメタアクリレート(共栄社化学(株)品:ライトエステルNB)100部、モノマーA150部、4-ヒドロキシブチルアクリレート125部をモノマー混合液とし、開始剤として2,2‘-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(和光純薬 V-65)19部を芳香族炭化水素(T-SOL100)に溶解し開始剤溶液とした。
撹拌可能なフラスコに芳香族炭化水素(T-SOL 100)190部及び、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート190部を入れ、窒素封入しながら、モノマー溶液および開始剤溶液を滴下した。この時の重合温度を110℃とした。滴下は2時間で行い、更に110℃で熟成を4時間行い、ポリマー溶液Cを得た。
製造例5 
n-ブチルメタアクリレート(共栄社化学(株)品:ライトエステルNB)300部、ヒドロキシエチルメタアクリレート(共栄社化学(株)品:ライトエステルHO-250) 150部、をモノマー混合液とし、開始剤として2,2‘-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(和光純薬 V-65)23部を芳香族炭化水素(T-SOL100)に溶解し開始剤溶液とした。
撹拌可能なフラスコに芳香族炭化水素(T-SOL 100)225部及び、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート225部を入れ、窒素封入しながら、モノマー溶液および開始剤溶液を滴下した。この時の重合温度を130℃とした。滴下は2時間で行い、更に130℃で熟成を4時間行い、ポリマー溶液Dを得た。
製造例6 
n-ブチルメタアクリレート(共栄社化学(株)品:ライトエステルNB)135部、t-ブチルアクリレート(共栄社化学(株)品:ライトアクリレートTB)135部、ヒドロキシエチルメタアクリレート(共栄社化学(株)品:ライトエステルHO-250)135部、メチルメタアクリレート(共栄社化学(株)品:ライトエステルA)20、反応性乳化剤(第一工業製薬品:アクアロンKH-10)12部をモノマー混合液とし、開始剤としてアゾイソブチロニトリル10部をイソプロピルアルコールに溶解し開始剤溶液とした。
撹拌可能なフラスコにイソプロピルアルコールを530部入れ、窒素封入しながらモノマー溶液及び開始剤溶液を滴下した。この時の重合温度を70℃とした。滴下は2時間で行い、更に70℃で熟成を4時間行い、ポリマー溶液Eを得た。更に水溶性にするために2-アミン-2―メチル-1-プロパノール17部で中和することで、水で任意に希釈することを可能にした。
製造例7 
n-ブチルメタアクリレート(共栄社化学(株)品:ライトエステルNB)240部、t-ブチルアクリレート(共栄社化学(株)品:ライトアクリレートTB)105部、ヒドロキシエチルメタアクリレート(共栄社化学(株)品:ライトエステルHO-250)110部、反応性乳化剤(第一工業製薬品:アクアロンKH-10)を15部、混合した後、イオン交換水200部を混合し、ホモミキサーを用いて室温で1時間乳化を行い、モノマー乳化液を調整した。開始剤としてペルオキソ二硫酸アンモニウム15部と重亜硫酸ソーダ10部をイオン交換水に溶解し開始剤溶液とした。
撹拌可能なフラスコにイオン交換水900部及びイソプロピルアルコール15部を入れ、窒素封入しながら、モノマー溶液および開始剤溶液を滴下し重合を行った。この時の重合温度を80℃とした。滴下には2時間で行い、更に80℃で熟成を4時間行い、ポリマー溶液Fを得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021

分子量の測定は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いてポリスチレン換算分子量を測定した。
製造例8 
黒色顔料(カーボンブラック:ラーベン5000UIII)17部、イソブタノール100部、分散剤(共栄社化学(株)品:フローレンGW-1500)10部の混合物にガラスビーズ(粒径1.5-2.0mm)100部加え、ラウンドシェイカーで2時間分散させ顔料分散ペーストAを作製した。
製造例9 
黒色顔料(カーボンブラック:ラーベン5000UIII)17部、水100部、分散剤(共栄社化学(株)品:フローレンGW-1500)10部、消泡剤(共栄社化学品 アクアレンHS-01) 0.6部の混合物にガラスビーズ(粒径1.5-2.0mm)100部加え、ラウンドシェイカーで2時間分散させ顔料分散ペーストBを作製した。
製造例10 
表2の配合に従い、クリヤー塗料CC1~CC4、および、クリヤー塗料CC-Mを調整した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022

A-405:DIC(株)品アクリディックA-405(アクリルポリオール樹脂) 
ニカラックMS-11:三和ケミカル(株)品メラミン樹脂
DTBM:マロン酸ジ-t-ブチル 
PHS:フェノールスルホン酸
APX-4179C:共栄社化学(株)品レベリング剤
フローレンAC-224D:共栄社化学(株)品消泡剤 
Tinuvin384-2:BASF品UV吸収剤 
HOSTAVIN3058LIQ:クラリアントケミカルズ(株)品 光安定剤
実施例A 溶剤系ウェットオンウェット
厚さ0.8mmのダル鋼板上に各ベース塗料を乾燥後膜厚20μmとなるようにスプレー塗付し、80℃で5分間プレヒートした。この塗膜上に各クリヤー塗料を乾燥後膜厚40μmとなるようにウェットオンウェットで塗付し、10分間のセッティング時間の後、140℃で30分焼き付けを行いクリヤーコート塗膜を形成した。得られた塗膜に対し、塗膜状態評価、耐キシレンラビング性試験、耐酸性試験を実施した。各塗料の実施例の組み合わせ及び塗膜評価結果を表3に示す。なお、ベース塗料は以下に記載した方法によって調製した。
(溶剤系ベース塗料の調製方法及び塗装方法)
ベースコートの調整は、表3に示す配合にて混合し、粘度調整の為の希釈溶剤としてT-SOL-100を用いて、フォードカップにて20~25秒になるように希釈した後、400メッシュにて濾過後、スプレー塗布を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000023
A-322:DIC(株)品アクリディックA-322(アクリルポリオール樹脂) 
ニカラックMS-11:三和ケミカル(株)品メラミン樹脂
ユーバン20SB:三井化学(株)品メラミン樹脂 
ニカラックMX-45:三和ケミカル(株)品メラミン樹脂 
PHS:フェノールスルホン酸
比較例1は、既存のベースコート及びクリヤーコートをメラミン樹脂にて硬化させているが、耐酸性が悪い結果となった。
また、実施例1~3にベースコートのメラミン樹脂の種類により、クリヤーコートの架橋反応に影響を及ぼすことが分かる。特に、今回のエステル交換反応においては、塩基性物質が負触媒として働くことから、メラミン樹脂の種類、添加剤、未反応物などの影響を確認する必要がある。
またベースコートとてエステル交換による硬化系に変えることで、クリヤーコートの同一の反応系となり、反応性、表面状態が明らかに向上した。
なお、実施例の複層塗膜であっても、キシレンラビングや耐酸性においては、充分な性能が得られていないものもある。しかし、上述した塗料はホルマリンフリー、貯蔵安定性やコスト等の面では、従来技術より明確に改善されている。更に、これらの性能が重要とされない用途も存在していることから、このような複層塗膜も、従来の技術よりも優れたものである。この点は、以下の実施例においても同様に判断される。
実施例B 水系ウェットオンウェット
厚さ0.8mmのダル鋼板上に各ベース塗料を乾燥後膜厚20μmとなるようにスプレー塗付し、80℃で5分間プレヒートした。この塗膜上に各クリヤー塗料を乾燥後膜厚40μmとなるようにウェットオンウェットで塗付し、10分間のセッティング時間の後、140℃で30分焼き付けを行いクリヤーコート塗膜を形成した。得られた塗膜に対し、塗膜状態評価、耐キシレンラビング性試験、耐酸性試験を実施した。各塗料の実施例の組み合わせ及び塗膜評価結果を表4に示す。なお、ベース塗料は以下に記載した方法によって調製した。
(水性ベース塗料の調製方法)
ベースコートの調整は、表4に示す配合にて混合し、粘度調整の為の希釈溶剤として水を用いて、フォードカップにて20~25秒になるように希釈した後、400メッシュにて濾過後、スプレー塗布を行った。その後、80℃にて10分間プレヒートを行い、その後クリヤーコートを同様にスプレー塗布し、室温で5分間放置後、140℃にて30分焼き付けを行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000024

ACD-2001: DIC社製、ウォーターゾールACD-2001
AMP:2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール
TEA:トリエタノールアミン
NACURE5225:楠本化成(株)品 熱潜在性触媒
実施例9~11及び14~16ではベースコートに含まれる塩基あるいはアミンによる影響でクリヤーコートの硬化性が阻害される。
特に水溶性ベースコートを使用した場合、ベース樹脂にはカルボン酸含有の共重合ポリマーをアミンで中和することにより水性化している。そのアミンは、エステル交換反応を用いたクリヤーの架橋反応に負触媒として働くものである。そこでメラミン樹脂を架橋反応の一部に用いることで、発生したホルマリンがアミンと反応し、塩基性を消失させていることでクリヤーコートの反応を十分可能にできることが明らかである。また実施例13では揮発性の高いアンモニアでは焼付け時に揮発し阻害原因とならなかった。
実施例12~16では、水性化ベースコートとして乳化重合によって合成したポリマーFを使用している。水系化にはpHの影響を受けず、アミン及びメラミン樹脂の併用を必要としないが、実施例16で示すように高分子量樹脂及び低分子量樹脂を併用することでベースコートの表面状態が良くなり、そのことによりクリヤーコートの表面状態も向上する。
また、エステル交換によって硬化させるクリヤー塗料と同一の樹脂成分を水性ベース塗料に用いることでクリヤー塗膜/ベース塗膜の相溶性、密着性が向上し、表面の塗膜状態も向上する。
実施例C 水系ウェットオンウェット
厚さ0.8mmのダル鋼板上に各ベース塗料を乾燥後膜厚20μmとなるようにスプレー塗付し、80℃で5分間プレヒートした。この塗膜上に各クリヤー塗料を乾燥後膜厚40μmとなるようにウェットオンウェットで塗付し、10分間のセッティング時間の後、140℃で30分焼き付けを行いクリヤーコート塗膜を形成した。得られた塗膜に対し、塗膜状態評価、耐キシレンラビング性試験、耐酸性試験を実施した。各塗料の実施例の組み合わせ及び塗膜評価結果を表5に示す。なお、ベース塗料は以下に記載した方法によって調製した。
ベースコートの調整は、表4に示す配合にて混合し、粘度調整の為の希釈溶剤として水を用いて、フォードカップにて20~25秒になるように希釈した後、400メッシュにて濾過後、スプレー塗布を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000025
上述した実施例17~20において、種々の組成のクリヤー塗料において、良好な結果が得られた。また、実施例24では、エステル部分に1級エステルを使用したものをクリヤーに使用したが、反応性が劣る結果となった。
製造例11
エチレングリコールモノアセトアセタートモノメタクリラート54部、n-ブチルアクリレート58部、炭酸カリウム38部、18-クラウン-6エーテル2部、テトラヒドロフラン112部を混合し、50℃で3時間撹拌した。反応終了後、シクロヘキサンと水を投入し、水洗した。有機層は飽和塩化アンモニウム水溶液で中和後、2度水洗し、得られた有機層を減圧下濃縮し、モノマーBを得た。
製造例12
エチレングリコールモノアセトアセタートモノメタクリラート54部、メチルアクリレート43部、炭酸カリウム33部、18-クラウン-6エーテル2部、テトラヒドロフラン97部を混合し、50℃で3時間撹拌した。反応終了後、シクロヘキサンと水を投入し、水洗した。有機層は飽和塩化アンモニウム水溶液で中和後、2度水洗し、得られた有機層を減圧下濃縮し、モノマーCを得た。
製造例13
2-エチルへキシルメタクリレート145部、モノマーB145部、ヒドロキシエチルメタアクリレート(共栄社化学(株)品:ライトエステルHO-250)150部、スチレン120部をモノマー混合液とし、開始剤として2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(和光純薬 V-65)25部を芳香族炭化水素(T-SOL100)に溶解し開始剤溶液とした。
撹拌可能なフラスコに芳香族炭化水素(T-SOL 100) 250部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 250部 を入れ、窒素封入しながら、モノマー溶液および開始剤溶液を滴下した。この時の重合温度を100℃とした。滴下には2時間で行い、更に100℃で熟成を4時間行い、ポリマー溶液Gを得た。
製造例14
2-エチルへキシルメタクリレート100部、モノマーB150部、ヒドロキシエチルメタアクリレート(共栄社化学(株)品:ライトエステルHO-250)120部、スチレン120部をモノマー混合液とし、開始剤としてAIBN(アゾビスイソブチロニトリル) 25部を芳香族炭化水素(T-SOL100)に溶解し開始剤溶液とした。
撹拌可能なフラスコに芳香族炭化水素(T-SOL 100) 250部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 250部 を入れ、窒素封入しながら、モノマー溶液および開始剤溶液を滴下した。この時の重合温度を100℃とした。滴下には2時間で行い、更に100℃で熟成を4時間行い、ポリマー溶液Hを得た。
製造例15
2-エチルへキシルメタクリレート100部、モノマーC150部、ヒドロキシエチルメタアクリレート(共栄社化学(株)品:ライトエステルHO-250)120部、スチレン120部をモノマー混合液とし、開始剤としてAIBN(アゾビスイソブチロニトリル)25部を芳香族炭化水素(T-SOL100)に溶解し開始剤溶液とした。
撹拌可能なフラスコに芳香族炭化水素(T-SOL 100) 250部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 250部 を入れ、窒素封入しながら、モノマー溶液および開始剤溶液を滴下した。この時の重合温度を100℃とした。滴下には2時間で行い、更に100℃で熟成を4時間行い、ポリマー溶液Iを得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000026
分子量の測定は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いてポリスチレン換算分子量を測定した。
実施例D 水系ウェットオンウェット
厚さ0.8mmのダル鋼板上に水性シルバーベースコート塗料(関西ペイント製)を乾燥後膜厚20μmとなるようにスプレー塗付し、80℃で5分間プレヒートした。この塗膜上に各クリヤー塗料を乾燥後膜厚40μmとなるようにウェットオンウェットで塗付し、10分間のセッティング時間の後、140℃で30分焼き付けを行いクリヤーコート塗膜を形成した。得られた塗膜に対し、塗膜状態評価、耐キシレンラビング性試験、耐酸性試験を実施した。各塗料の実施例の組み合わせ及び塗膜評価結果を表7に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000027
水性アルミペーストDMR-D5660:東洋アルミ株式会社製
ウォーターゾールS-727:DIC社製
ウォーターゾールS-695:DIC社製
ウォーターゾールACD-2001:DIC社製
DMEA:N,N-ジメチル-2-アミノエタノール
ネオスタンU-820:日東化成株式会社製 ジオクチルスズ触媒
APX-4288A:共栄社化学(株)品レベリング剤
上述した実施例21~23において、水性ベースコート塗料上でも、良好な結果を得た。また、金属触媒を用いることで1~3級エステルで良好な膜を得られる。
実施例E 溶剤系ベースコートウェットオンウェット
厚さ0.8mmのダル鋼板上に溶剤系ベースコート塗料を乾燥後膜厚20μmとなるようにスプレー塗付し、80℃で5分間プレヒートした。この塗膜上に各クリヤー塗料を乾燥後膜厚40μmとなるようにウェットオンウェットで塗付し、10分間のセッティング時間の後、140℃で30分焼き付けを行いクリヤーコート塗膜を形成した。得られた塗膜に対し、塗膜状態評価、耐キシレンラビング性試験、耐酸性試験を実施した。各塗料の実施例の組み合わせ及び塗膜評価結果を表8に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000028
アクリディックA-405:DIC(株)品アクリルポリオール樹脂
ニカラックMS-45:三和ケミカル(株)品メラミン樹脂
NACURE5225:楠本化成(株)品熱潜在性触媒
ネオスタンU-820:日東化成株式会社製 ジオクチルスズ触媒
APX-4288A:共栄社化学(株)品レベリング剤
上述した実施例25~27において、溶剤系ベースコート塗料上でも、良好な結果を得た。また、金属触媒を用いることで1~3級エステルで良好な膜を得られる。
製造例16
n-ブチルメタアクリレート(共栄社化学(株)品:ライトエステルNB) 240部、ヒドロキシエチルメタアクリレート(共栄社化学(株)品:ライトエステルHO-250) 110部、 スチレン 30部をモノマー混合液とし、開始剤として2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(和光純薬 V-65) 25部を芳香族炭化水素(T-SOL 100)に溶解し開始剤溶液とした。撹拌可能なフラスコに芳香族炭化水素(T-SOL 100) 250部及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 250部を入れ、窒素封入しながら、モノマー溶液および開始剤溶液を滴下した。この時の重合温度を100℃とした。滴下には2時間で行い、更に100℃で熟成を4時間行いポリマー溶液Jを得た。
製造例17
トリメチロールプロパントリアクリレート40部、マロン酸ジメチル55部、炭酸カリウム56部、18-クラウン-6エーテル1.5部、テトラヒドロフラン95部を混合し、50℃で3時間撹拌した。反応終了後、シクロヘキサンと水を投入し、水洗した。有機層は飽和塩化アンモニウム水溶液で中和後、2度水洗し、得られた有機層を減圧下濃縮することで、エステル化合物Aを得た。エステル化合物Aの分子量は、692.7である。
製造例18
ジメチロール-トリシクロデカンジアクリレート40部、マロン酸ジメチル35部、炭酸カリウム56部、18-クラウン-6エーテル1.5部、テトラヒドロフラン75部を混合し、50℃で3時間撹拌した。反応終了後、シクロヘキサンと水を投入し、水洗した。有機層は飽和塩化アンモニウム水溶液で中和後、2度水洗し、得られた有機層を減圧下濃縮することで、エステル化合物Bを得た。エステル化合物Bの分子量は、568.6である。
製造例19
トリメチロールプロパントリアクリレート40部、マロン酸ジイソプロピル76部、炭酸カリウム56部、18-クラウン-6エーテル1.5部、テトラヒドロフラン116部を混合し、50℃で3時間撹拌した。反応終了後、シクロヘキサンと水を投入し、水洗した。有機層は飽和塩化アンモニウム水溶液で中和後、2度水洗し、得られた有機層を減圧下濃縮することで、エステル化合物Cを得た。エステル化合物Cの分子量は、861.0である。
製造例20
トリメチロールプロパントリアクリレート40部、マロン酸ジ-n-ブチル88部、炭酸カリウム56部、18-クラウン-6エーテル1.5部、テトラヒドロフラン128部を混合し、50℃で3時間撹拌した。反応終了後、シクロヘキサンと水を投入し、水洗した。有機層は飽和塩化アンモニウム水溶液で中和後、2度水洗し、得られた有機層を減圧下濃縮することで、エステル化合物Dを得た。エステル化合物Dの分子量は、945.1である。
製造例21
ジメチロール-トリシクロデカンジアクリレート52部、マロン酸ジメチル30部、炭酸カリウム56部、18-クラウン-6エーテル1.5部、テトラヒドロフラン82部を混合し、50℃で3時間撹拌した。反応終了後、沈殿物を濾過し、濾液を減圧下濃縮することで、エステル化合物Eを得た。エステル化合物Eの重量平均分子量は、1810である。
実施例F 水性ベースコートウェットオンウェット
厚さ0.8mmのダル鋼板上に水性ベースコート塗料を乾燥後膜厚20μmとなるようにスプレー塗付し、80℃で5分間プレヒートした。この塗膜上に各クリヤー塗料を乾燥後膜厚40μmとなるようにウェットオンウェットで塗付し、10分間のセッティング時間の後、140℃で30分焼き付けを行いクリヤーコート塗膜を形成した。得られた塗膜に対し、塗膜状態評価、耐キシレンラビング性試験、耐酸性試験を実施した。各塗料の実施例の組み合わせ及び塗膜評価結果を表9に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000029
水性アルミペーストDMR-D5660:東洋アルミ株式会社品
ウォーターゾールS-727:DIC社品
ウォーターゾールS-695:DIC社品
ウォーターゾールACD-2001:DIC社品
DMEA:N,N-ジメチル-2-アミノエタノール
ネオスタンU-820:日東化成株式会社製 ジオクチルスズ触媒
APX-4288A:共栄社化学(株)品レベリング剤
上述した実施例28~32において、水性ベースコート塗料上でも良好な結果を得た。アルキルエステル架橋剤とアクリルポリオールの混合であっても、金属触媒を用いることで1~3級エステルで良好な膜を得られる。
実施例G 溶剤系ベースコートウェットオンウェット
厚さ0.8mmのダル鋼板上に溶剤系ベースコート塗料を乾燥後膜厚20μmとなるようにスプレー塗付し、80℃で5分間プレヒートした。この塗膜上に各クリヤー塗料を乾燥後膜厚40μmとなるようにウェットオンウェットで塗付し、10分間のセッティング時間の後、140℃で30分焼き付けを行いクリヤーコート塗膜を形成した。得られた塗膜に対し、塗膜状態評価、耐キシレンラビング性試験、耐酸性試験を実施した。各塗料の実施例の組み合わせ及び塗膜評価結果を表10に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000030
アクリディックA-405:DIC(株)品アクリルポリオール樹脂
ニカラックMS-45:三和ケミカル(株)品メラミン樹脂
NACURE5225:楠本化成(株)品熱潜在性触媒
ネオスタンU-820:日東化成株式会社製 ジオクチルスズ触媒
APX-4288A:共栄社化学(株)品レベリング剤
上述した実施例33~37において、溶剤系ベースコート塗料上でも良好な結果を得た。アルキルエステル架橋剤とアクリルポリオールの混合であっても、金属触媒を用いることで1~3級エステルで良好な膜を得られる。
なお、上記表中の塗膜評価方法は、以下の様な方法で行った。
 塗膜状態
   焼付け後の塗膜を目視にて表面状態を観察した。
  ◎ : 光沢があり、表面状態が滑らかなもの
  ○ : 僅かにユズ肌が見られるもの
  △ : ユズ肌、ワキが見られ、光沢が無いもの
  × : 光沢が無く、表面の凹凸、ユズ肌、ワキが酷いもの
キシレンラビング
  焼き付け後の塗板に、キシレンを染み込ませた薬方ガーゼで10回擦った。キシレンを乾燥後、表面状態を目視で観察した。 
  ◎:全く変化が無かったもの
  〇:僅かにキズが付いたもの
  △:僅かに溶解したもの
  ×:表面が白化、溶解したもの
耐酸性試験
  焼付け後の塗板に、40%の硫酸水溶液を一滴垂らし、60℃にて1時間放置後、硫酸水をふき取り、研磨剤にて表面を軽く研磨しその状態を観察した。
  ◎:全く変化が無かったもの
  ○:僅かに硫酸の輪郭が見られたもの
  △:塗膜が劣化し、白化したもの
  ×:塗膜を分解し、明らかに塗膜内部まで浸食したもの
本発明の複層塗膜形成方法は、乗用車、トラック、オートバイ、バス等の自動車車体の外板部;自動車部品;携帯電話、オーディオ機器、等の家庭電気製品、建築材料、家具、接着剤、フィルムやガラスのコーティング剤等、種々の物品の塗装において使用することができる。

Claims (8)

  1. ベース塗料を塗装する工程(1)及び
    前記工程(1)によって形成された塗膜上に、クリヤー塗料を塗布する工程(2)を有する複層塗膜形成方法であって、
    前記クリヤー塗料は、水酸基とアルキルエステル基とのエステル交換反応によって硬化反応を生じるものであることを特徴とする複層塗膜形成方法。
  2. 前記工程(1)及び前記工程(2)は、ウェットオンウェットで塗装を行い、工程(2)を行った後、ベース塗膜層及びクリヤー塗膜層を同時に硬化する工程(3)を行う請求項1記載の複層塗膜形成方法。
  3. 前記工程(1)を行った後にベース塗膜を硬化する工程(A)を行い、前記工程(2)を行った後にクリヤー塗膜を硬化する工程(B)を行う請求項1記載の複層塗膜形成方法。
  4. 前記工程(1)は、第1のベース塗料を塗装する工程(1-1)及び
    第2のベース塗料をウェットオンウェットで塗装する工程(1-2)を有する請求項1、2又は3記載の複層塗膜形成方法。
  5. ベース塗料は、溶剤系ベース塗料又は水性ベース塗料である請求項1、2、3又は4記載の複層塗膜形成方法。
  6. 水性ベース塗料は、塩基による樹脂の中和を行ったものであり、第一級アミン及び/又は第二級アミンを塩基性中和剤として使用し、更に、メラミン樹脂を含有するものである請求項5記載の複層塗膜形成方法。
  7. 水性ベース塗料は、メラミン樹脂を塗料固形分量に対して5重量%以上含有する請求項5又は6記載の複層塗膜形成方法。
  8. 請求項1,2,3,4,5,6又は7記載の複層塗膜形成方法によって形成されたものであることを特徴とする複層塗膜。
PCT/JP2019/015685 2018-04-16 2019-04-10 複層塗膜形成方法及び複層塗膜 WO2019203100A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020207016510A KR20200143667A (ko) 2018-04-16 2019-04-10 복층 도막 형성 방법 및 복층 도막
EP19788727.6A EP3747553A4 (en) 2018-04-16 2019-04-10 MULTI-LAYER COATING FILM AND MULTI-LAYER COATING FILM FORMING PROCESS
CN201980005518.5A CN111315497A (zh) 2018-04-16 2019-04-10 多层涂膜形成方法和多层涂膜
JP2019562670A JP6733894B2 (ja) 2018-04-16 2019-04-10 複層塗膜形成方法及び複層塗膜
US16/891,351 US11618816B2 (en) 2018-04-16 2020-06-03 Method for forming a multilayer coating film and multilayer coating film

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018078505 2018-04-16
JP2018-078505 2018-04-16
JP2019-039104 2019-03-05
JP2019039104 2019-03-05

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US16/891,351 Continuation-In-Part US11618816B2 (en) 2018-04-16 2020-06-03 Method for forming a multilayer coating film and multilayer coating film

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019203100A1 true WO2019203100A1 (ja) 2019-10-24

Family

ID=68239536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/015685 WO2019203100A1 (ja) 2018-04-16 2019-04-10 複層塗膜形成方法及び複層塗膜

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11618816B2 (ja)
EP (1) EP3747553A4 (ja)
JP (2) JP6733894B2 (ja)
KR (1) KR20200143667A (ja)
CN (1) CN111315497A (ja)
TW (1) TW202006085A (ja)
WO (1) WO2019203100A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021095202A1 (ja) * 2019-11-14 2021-05-20 共栄社化学株式会社 熱硬化性樹脂組成物、硬化膜、複層塗膜の形成方法、エステル化合物、及び、重合体
WO2021171557A1 (ja) * 2020-02-28 2021-09-02 共栄社化学株式会社 熱硬化性樹脂組成物及びエステル交換反応触媒
WO2021172307A1 (ja) * 2020-02-28 2021-09-02 共栄社化学株式会社 熱硬化性樹脂組成物及びエステル交換反応触媒

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020202434A1 (ja) * 2019-04-01 2020-10-08 共栄社化学株式会社 熱硬化性樹脂組成物、塗膜形成方法及び硬化塗膜
WO2020202507A1 (ja) * 2019-04-03 2020-10-08 共栄社化学株式会社 水性熱硬化性樹脂組成物、及び、硬化膜
JP6964173B1 (ja) * 2020-11-25 2021-11-10 日東電工株式会社 塗工膜の製造方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5978262A (ja) * 1982-09-07 1984-05-07 ベ−・ア−・エス・エフ・フアルベン・ウント・フア−ゼルン・アクチエンゲゼルシヤフト 熱硬化性結合剤混合物
JPH02147675A (ja) 1988-02-18 1990-06-06 Glidden Co 保護表面塗料組成物
JPH06340584A (ja) * 1993-06-01 1994-12-13 Nippon Oil & Fats Co Ltd t−ブチル(メタ)アクリレートの製造法
JPH0959543A (ja) 1995-08-30 1997-03-04 Dainippon Ink & Chem Inc 粉体塗料用樹脂組成物
JP2001220554A (ja) 2000-02-10 2001-08-14 Kansai Paint Co Ltd 塗料用樹脂組成物
JP2003119401A (ja) * 2001-10-10 2003-04-23 Dainippon Ink & Chem Inc 硬化性樹脂組成物
WO2007083803A1 (ja) * 2006-01-23 2007-07-26 Kansai Paint Co., Ltd. 水性中塗り塗料組成物及び複層塗膜形成方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3322766A1 (de) 1982-09-07 1984-03-08 Basf Farben + Fasern Ag, 2000 Hamburg Hitzehaertbare bindemittelmischung
US4906693A (en) 1988-02-18 1990-03-06 The Glidden Company Transesterification cure of thermosetting coatings
JPH11315145A (ja) * 1998-02-17 1999-11-16 Nippon Paint Co Ltd 硬化性樹脂組成物、塗料、複層塗膜形成方法及び塗装物
GB2335196A (en) 1998-02-17 1999-09-15 Nippon Paint Co Ltd Curable polymer composition
JP2001316637A (ja) * 2000-05-10 2001-11-16 Dainippon Ink & Chem Inc 上塗り塗料及び塗装方法
US6589604B2 (en) * 2001-04-24 2003-07-08 Du Pont Process for applying multi-layer coatings comprising clear coats with anti-sag urea and dispersed silica
US9404010B2 (en) * 2012-09-20 2016-08-02 Kansai Paint Co., Ltd. Method for forming multilayer coating film
ES2930756T3 (es) * 2016-07-26 2022-12-21 Ppg Ind Ohio Inc Composiciones de recubrimiento curables catalizadas por ácido que contienen compuestos vinílicos 1,1-diactivado y recubrimientos y procesos relacionados
WO2018022780A1 (en) * 2016-07-26 2018-02-01 Ppg Industries Ohio, Inc. Polyurethane coating compositions containing 1,1-di-activated vinyl compounds and related coatings and processes
EP3490726B1 (en) * 2016-07-26 2022-11-30 PPG Industries Ohio, Inc. Multi-layer curable compositions containing 1,1-di-activated vinyl compound products and related processes
JP6398026B1 (ja) * 2017-09-14 2018-09-26 共栄社化学株式会社 熱硬化性樹脂組成物
WO2019069398A1 (ja) * 2017-10-04 2019-04-11 共栄社化学株式会社 熱硬化性樹脂組成物

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5978262A (ja) * 1982-09-07 1984-05-07 ベ−・ア−・エス・エフ・フアルベン・ウント・フア−ゼルン・アクチエンゲゼルシヤフト 熱硬化性結合剤混合物
JPH02147675A (ja) 1988-02-18 1990-06-06 Glidden Co 保護表面塗料組成物
JPH06340584A (ja) * 1993-06-01 1994-12-13 Nippon Oil & Fats Co Ltd t−ブチル(メタ)アクリレートの製造法
JPH0959543A (ja) 1995-08-30 1997-03-04 Dainippon Ink & Chem Inc 粉体塗料用樹脂組成物
JP2001220554A (ja) 2000-02-10 2001-08-14 Kansai Paint Co Ltd 塗料用樹脂組成物
JP2003119401A (ja) * 2001-10-10 2003-04-23 Dainippon Ink & Chem Inc 硬化性樹脂組成物
WO2007083803A1 (ja) * 2006-01-23 2007-07-26 Kansai Paint Co., Ltd. 水性中塗り塗料組成物及び複層塗膜形成方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KOJIRO KADOWAKI; MITSUGU ENDOU; YASUHIRO HIRAMATU: "Development of Waterborne Automotive Coatings Applicable in 3 Wet System Aiming at Environmental Protection", RESEARCH FOR COATINGS, no. 144, October 2005 (2005-10-01), pages 50 - 54, XP009522888 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021095202A1 (ja) * 2019-11-14 2021-05-20 共栄社化学株式会社 熱硬化性樹脂組成物、硬化膜、複層塗膜の形成方法、エステル化合物、及び、重合体
JPWO2021095202A1 (ja) * 2019-11-14 2021-05-20
CN114728306A (zh) * 2019-11-14 2022-07-08 共荣社化学株式会社 热固性树脂组合物、固化膜、多层涂膜的形成方法、酯化合物以及聚合物
JP7264538B2 (ja) 2019-11-14 2023-04-25 共栄社化学株式会社 熱硬化性樹脂組成物、硬化膜、複層塗膜の形成方法、エステル化合物、及び、重合体
WO2021171557A1 (ja) * 2020-02-28 2021-09-02 共栄社化学株式会社 熱硬化性樹脂組成物及びエステル交換反応触媒
WO2021172307A1 (ja) * 2020-02-28 2021-09-02 共栄社化学株式会社 熱硬化性樹脂組成物及びエステル交換反応触媒
JPWO2021172307A1 (ja) * 2020-02-28 2021-09-02
JP7180928B2 (ja) 2020-02-28 2022-11-30 共栄社化学株式会社 エステル交換触媒

Also Published As

Publication number Publication date
TW202006085A (zh) 2020-02-01
JPWO2019203100A1 (ja) 2020-04-30
KR20200143667A (ko) 2020-12-24
EP3747553A4 (en) 2021-12-08
US11618816B2 (en) 2023-04-04
CN111315497A (zh) 2020-06-19
US20200291219A1 (en) 2020-09-17
JP6733894B2 (ja) 2020-08-05
JP2020182944A (ja) 2020-11-12
EP3747553A1 (en) 2020-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6733894B2 (ja) 複層塗膜形成方法及び複層塗膜
JP6398026B1 (ja) 熱硬化性樹脂組成物
JP6526928B1 (ja) 熱硬化性樹脂組成物
JP5594931B2 (ja) 水性ベース塗料組成物
JP5885828B2 (ja) 複層塗膜形成方法、及び塗装物品
JP5586160B2 (ja) 水性塗料組成物
WO2019139069A1 (ja) 不飽和基含有エステル化合物、重合体、熱硬化型樹脂組成物及び硬化膜
WO2021095202A1 (ja) 熱硬化性樹脂組成物、硬化膜、複層塗膜の形成方法、エステル化合物、及び、重合体
WO2020202434A1 (ja) 熱硬化性樹脂組成物、塗膜形成方法及び硬化塗膜
WO2019240216A1 (ja) 熱硬化性樹脂組成物及び硬化膜
WO2020202506A1 (ja) 高温硬化用塗料、塗装金属素材、塗装方法及び塗装金属素材
WO2020204091A1 (ja) 水性熱硬化性樹脂組成物、及び、硬化膜
WO2020217320A1 (ja) 熱硬化性樹脂組成物、硬化膜及び非水分散樹脂粒子
JP7064800B2 (ja) エステル化合物、その製造方法、重合体、熱硬化性樹脂組成物及び硬化膜
JP2013221131A (ja) 顔料分散用樹脂

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019562670

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19788727

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019788727

Country of ref document: EP

Effective date: 20200904

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE