WO2020137161A1 - クリヤー塗料組成物及びクリヤー塗膜の形成方法 - Google Patents

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WO2020137161A1
WO2020137161A1 PCT/JP2019/043063 JP2019043063W WO2020137161A1 WO 2020137161 A1 WO2020137161 A1 WO 2020137161A1 JP 2019043063 W JP2019043063 W JP 2019043063W WO 2020137161 A1 WO2020137161 A1 WO 2020137161A1
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clear coating
coating film
coating composition
resin
acrylic resin
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PCT/JP2019/043063
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英明 奥田
晋之介 河野
水口 克美
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日本ペイント・オートモーティブコーティングス株式会社
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    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09D175/00Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/65Additives macromolecular

Definitions

  • the present invention relates to a clear coating composition used for a multilayer coating film and a method for forming a clear coating film.
  • car bodies such as automobiles and plastic or metal parts for automobiles need to be applied in various usage environments, and must be adaptable even in extremely severe environments. For example, it is supposed to be used in a cold region of about -20°C.
  • metal materials and plastic materials have been widely used for the body of automobiles, automobile parts, etc. from the viewpoints of design, function, weight reduction, etc., and the coating film is good for various objects to be coated. It is also required to exhibit excellent adhesion.
  • Patent Document 1 discloses resin particles for a coating composition having a Young's modulus, an elongation rate, and a breaking strength within a specific range. By using the coating composition containing the resin particles, chipping resistance is improved. Disclosed is the formation of a coating film having excellent properties.
  • Patent Document 2 discloses a method for forming a multilayer coating film using a paint having specific physical properties in Young's modulus and breaking energy as the first base paint.
  • Patent Document 3 discloses a coating method for coating a primer, an intermediate coating material, and a top coating material on a metal plate.
  • the obtained coating film does not show sufficient impact resistance at low temperature (eg, ⁇ 20° C.). Therefore, none of the inventions can be applied to automobile bodies and automobile parts that require impact resistance at low temperatures. Further, the ability to follow the deformation of the substrate without damaging the coating film (following ability of the coating film) is also required, and sufficient performance has not been obtained.
  • the present invention solves the above-mentioned problems, has a followability of the coating film, and can form a clear coating film having excellent impact resistance even in cold regions, and the baking temperature in the baking step of the clear coating composition can be improved. It is an object of the present invention to provide a clear coating composition that enables lowering of temperature and shortening of baking time. Further, it is an object of the present invention to provide a coating composition set for forming a multilayer coating film, which contains a clear coating composition exhibiting the above effects and which can form a multilayer coating film having an excellent appearance. The present invention also provides a method for forming a multilayer coating film. According to the forming method, by using the clear coating composition of the present invention, the curing time of the coating composition can be significantly shortened and the curing temperature can be lower.
  • the clear coating composition of the present disclosure comprises a hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1), a non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2), and a diol resin (c-3) as a coating film forming resin. And a polyisocyanate compound (c-4),
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1) has a hydroxyl value of 80 mgKOH/g or more and 220 mgKOH/g or less, a weight average molecular weight of 4,000 or more and 10,000 or less, and a glass transition temperature of 30° C. or more and 60° C.
  • the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) has a core-shell structure, the hydroxyl value of the core part is 100 mgKOH/g or more and 200 mgKOH/g or less, and the glass transition temperature of the core part is 40°C or more and 80°C or less.
  • the diol resin (c-3) has a hydroxyl value of 80 mgKOH/g or more and 200 mgKOH/g or less, and the diol resin (c-3) is a polycarbonate diol resin, a polyether diol resin, a polyester diol resin or a polycaprolactone diol.
  • a clear coating composition comprising at least one selected from resins.
  • the DuPont impact strength at -20°C of the clear coating film formed from the clear coating composition according to the present disclosure is 4.9 J or more.
  • the DuPont impact strength at ⁇ 20° C. of the multilayer coating film having the formed clear coating film is 4.9 J or more.
  • the clear coating composition according to the present disclosure further contains a cellulose derivative.
  • the diol resin (c-3) is a polyester diol resin.
  • the equivalent ratio of the isocyanate group contained in the isocyanate compound (c-4) to the hydroxyl group contained in the hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1) and the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2). (NCO/OH) is 0.7 or more and 2.0 or less.
  • the core part of the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) contains a hydroxyl group-containing acrylate monomer in which the carbon number of the ester moiety is 4 or more and 12 or less.
  • the core portion of the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) has an ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated monomer having a carboxyl group and an ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated monomer having a hydroxyl group.
  • the acid value of the core portion of the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) is 60 mgKOH/g or less.
  • the hydroxyl value of the shell portion of the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) is 50 mgKOH/g or more and 160 mgKOH/g or less, and the glass transition temperature is 0°C or more and 80°C or less.
  • the acid value of the shell portion of the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) is 30 mgKOH/g or less.
  • the present disclosure provides a step of applying the clear coating composition to an object to be coated to form an uncured clear coating film, and heating and curing the uncured clear coating film.
  • a method for forming a clear coating film which comprises the step of forming a clear coating film.
  • the clear coating composition of the present invention can form a clear coating film having excellent impact resistance even in cold regions (eg, -20°C). More specifically, the clear coating composition of the present invention has the following properties of coating film, excellent appearance, hardness, initial adhesion, moisture resistance, gasohol resistance, and impact resistance (for example, DuPont impact at -20°C). A coating film having strength) can be formed. Further, the clear coating composition of the present invention can lower the baking temperature in the baking process and shorten the baking time, and thus can save energy and reduce costs.
  • the body of an automobile or the like, and plastic or metal automobile parts or the like are usually covered with a clear coating film or the like.
  • a multilayer coating film including a clear coating film formed thereon As an example of a multilayer coating film, a multilayer coating having a primer coating film formed from a primer coating composition, a base coating film formed from a base coating composition, and a clear coating film formed from a clear coating composition. Examples include membranes.
  • the vehicle body and parts on which such a clear coating film or a multilayer coating film including the clear coating film is formed are also expected to be used in cold regions, and a coating film such as a clear coating film for covering them.
  • physical properties suitable for use in cold regions are required.
  • a clear coating film, preferably a multilayer coating film including a clear coating film is required to have excellent impact resistance even in cold regions.
  • the clear coating must also have a good appearance.
  • the present inventors have developed a clear coating composition that can form a clear coating film having excellent impact resistance even in cold regions, and that can reduce the time required for heating and curing the coating composition. Attention was paid to the composition.
  • the resulting clear coating film may have poor impact resistance. Further, the tackiness and sharpness of the clear coating film are inferior, and not only the physical properties of the coating film but also the appearance of the coating film are inferior.
  • the present inventor has diligently studied, and as a result, the specific clear coating composition according to the present invention can be sufficiently used even in a cold region, and the impact resistance at low temperature (for example, it was found that a clear coating film having a DuPont impact strength at ⁇ 20° C.) can be formed.
  • the clear coating composition of the present invention is a coating film having excellent appearance, hardness, initial adhesion, moisture resistance, solvent resistance (for example, gasohol resistance), and good coating followability in addition to the above characteristics. Can be formed.
  • the clear coating composition of the present invention has an appropriate pot life, is excellent in workability in a wide range of coating, and can shorten the time required for heat curing and lower the temperature. Such an effect can be exhibited also in a multilayer coating film having a primer coating film, a base coating film, and a clear coating film formed from the clear coating composition of the present invention.
  • a coating composition set for forming a multilayer coating film containing the specific clear coating composition according to the present invention which is another embodiment of the present invention, has an impact resistance at low temperatures that can be sufficiently used even in cold regions.
  • a coating film having film followability can be formed.
  • the coating composition set for forming a multilayer coating film of the present invention has an appropriate pot life, is excellent in workability during a wide range of coating, and can shorten the time required for heat curing and lower the temperature. Therefore, the working time and working temperature of the entire multilayer coating film can be reduced.
  • a multilayer coating film is formed by using the specific clear coating composition according to the present invention, thereby forming a coating film forming composition.
  • the heat-curing time can be greatly shortened, and the manufacturing time of the multilayer coating film can be greatly shortened.
  • the obtained multilayer coating film can have the above-mentioned physical properties.
  • energy saving and cost reduction can be achieved in forming a multilayer coating film, and for example, impact resistance at low temperature (for example, DuPont impact strength at -20°C) that can be sufficiently used even in cold regions. Can be formed into a multilayer coating film.
  • the clear coating composition of the present invention having such effects is
  • the coating film forming resin contains a hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1), a non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2), a diol resin (c-3) and a polyisocyanate compound (c-4).
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1) has a hydroxyl value of 80 mgKOH/g or more and 220 mgKOH/g or less, a weight average molecular weight of 4,000 or more and 10,000 or less, and a glass transition temperature of 30° C. or more and 60° C.
  • the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) has a core-shell structure, the hydroxyl value of the core part is 100 mgKOH/g or more and 200 mgKOH/g or less, and the glass transition temperature of the core part is 40°C or more and 80°C or less.
  • the diol resin (c-3) has a hydroxyl value of 80 mgKOH/g or more and 200 mgKOH/g or less, and the diol resin (c-3) is a polycarbonate diol resin, a polyether diol resin, a polyester diol resin or a polycaprolactone diol. At least one selected from resins is included.
  • the DuPont impact strength at -20°C of the clear coating film formed from the clear coating composition of the present disclosure is 4.9 J or more.
  • a composite coating comprising a primer coating formed from the primer coating composition, a base coating formed from the base coating composition, and a clear coating formed from the clear coating composition according to the present disclosure.
  • the DuPont impact strength of the layer coating film at ⁇ 20° C. is 4.9 J or more.
  • the clear coating composition of the present disclosure having such characteristics can greatly reduce damage to the vehicle body, automobile parts, and the like even when it hits a snow bank in cold regions such as Europe and China.
  • the low temperature impact resistance is within the above range, so that it is excellent even for a substrate having a thin portion.
  • the coating film-forming resin according to the present invention contains a specific resin combination having specific parameters, in particular, the diol resin (c-3) according to the present invention. , Enables coating film hardening. Further, the obtained coating film has excellent coating hardness even when baked and cured in a short time, and has excellent impact resistance at low temperature.
  • the coating film forming resin according to the present invention has the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) as the coating film forming resin, it is synergistic with, for example, the diol resin (c-3) according to the present invention. Due to the effect, the coating film can be hardened even by baking for a short time. Further, the obtained coating film has excellent coating hardness even when baked and cured in a short time, and has excellent impact resistance at low temperature. Moreover, such various effects can be exhibited by a multilayer coating film having a clear coating film formed from the clear coating composition of the present invention.
  • the DuPont impact strength at ⁇ 20° C. can be measured by the method described in detail in Examples below. Further, a person skilled in the art can measure the DuPont impact strength at -20°C for the clear coating film based on the description in the present specification, for example, the examples, and further, it can be measured at -20°C for the multilayer coating film. Impact strength can be measured.
  • a coating composition set for forming a multilayer coating film and a method for forming a multilayer coating film which are another embodiment of the present invention, have a clear coating film having the above characteristics.
  • the present invention will be described in detail.
  • the clear coating composition of the present disclosure has a hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1), a non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2), a diol resin (c-3), and a polyisocyanate as coating film forming resins.
  • the compound (c-4) is included.
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1) has a hydroxyl value of 80 mgKOH/g or more and 220 mgKOH/g or less, a weight average molecular weight of 4,000 or more and 10,000 or less, and a glass transition temperature of 30°C or more and 60°C or less. It is as follows.
  • the “acrylic resin” refers to a polymer obtained by polymerizing a monomer composition containing at least one monomer selected from acrylic acid and its ester, and methacrylic acid and its ester.
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1) has a hydroxyl value (OHV) of 80 mgKOH/g or more and 220 mgKOH/g or less, and in one embodiment, the hydroxyl value is 80 mgKOH/g or more and 210 mgKOH/g or less. Is 80 mgKOH/g or more and 205 mgKOH/g or less. In another embodiment, the hydroxyl value is 110 mgKOH/g or more and 180 mgKOH/g or less. When the hydroxyl value is within such a range, a good crosslink density can be imparted to the clear coating film, and excellent gasohol resistance and weather resistance can be imparted to the clear coating film and the multilayer coating film.
  • OCV hydroxyl value
  • the hydrophilicity of the coating film can be suppressed, and the clear coating film and the multilayer coating film can have excellent water resistance and moisture resistance.
  • the hydroxyl value can be determined by the neutralization titration method using an aqueous potassium hydroxide solution described in JIS K0070.
  • the weight average molecular weight of the hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1) may be 4,000 or more and 10,000 or less, and in one embodiment, 4,000 or more and 8,000 or less. It is 000 or more and 6,000 or less, for example, 4,000 or more and 5,500 or less.
  • the weight average molecular weight of the hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1) is within such a range, for example, when the clear coating film-forming composition is applied onto a base coating film or an uncured base coating film. It is possible to suppress the occurrence of a mixed phase between the clear coating film forming composition and the base coating film, and to obtain a good clear coating film appearance (finished appearance). Further, the quick-drying property of the clear coating film forming composition can be improved.
  • the clear coating composition can have an appropriate viscosity, can reduce the use of a solvent that lowers the viscosity of the clear coating film forming composition at the time of coating, and can suppress an increase in volatile organic compounds (VOC). .. Furthermore, the obtained coating film can have excellent gasohol resistance, weather resistance and appearance.
  • the weight average molecular weight in this specification is a value measured by gel permeation chromatography using HLC-8200 manufactured by Tosoh Corporation.
  • the measurement conditions are as follows. Column TSgel Super Multipore HZ-M 3 developing solvent Tetrahydrofuran column Inlet oven 40°C Flow rate 0.35 ml Detector RI Standard polystyrene PS oligomer kit manufactured by Tosoh Corporation
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1) has a glass transition temperature of 30° C. or higher and 60° C. or lower, and in one embodiment, 30° C. or higher and 55° C. or lower, for example, 30° C. or higher and 50° C. or lower.
  • the glass transition temperature is within such a range, the clear coating film can have excellent stain resistance, scratch resistance and hardness, and in addition, the quick drying property of the clear coating film forming composition can be improved. improves. Moreover, it can have an excellent appearance.
  • the glass transition temperature in the present specification a value measured by the following steps using a differential scanning calorimeter (DSC) (thermal analysis device SSC5200 (manufactured by Seiko Denshi)) was used. Specifically, a step of raising the temperature from 20° C. to 150° C. at a temperature raising rate of 10° C./min (step 1) and a step of lowering the temperature from 150° C. to ⁇ 50° C. at a temperature lowering rate of 10° C./min (step 2) ), in the step of raising the temperature from ⁇ 50° C. to 150° C. at a temperature rising rate of 10° C./min (step 3), the value obtained from the chart during the step 3 of raising the temperature was taken as the glass transition temperature.
  • DSC differential scanning calorimeter
  • the solid acid value (AV) of the hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1) is 2 mgKOH/g or more and 30 mgKOH/g or less, for example, 5 mgKOH/g or more and 20 mgKOH/g or less. In another embodiment, it is 5 mgKOH/g 15 mgKOH/g or less.
  • the acid value of the hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1) is within such a range, a clear coating film having an excellent appearance can be formed.
  • the base coating film is formed adjacent to the clear coating film, it is possible to prevent a mixed layer of the clear coating composition and the base coating composition (base coating film) according to the present disclosure, and to provide excellent designability. A clear coating film having the same can be formed.
  • Suitable monomer compositions that can form the hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1) according to the present invention and satisfy the above conditions include, for example, hydroxyl group-containing acrylic resins such as 2-hydroxyethyl acrylate and 4-hydroxybutyl acrylate.
  • the composition of the monomer composition may be
  • the monomer composition can be polymerized using a solvent such as butyl acetate. Further, the polymerization conditions such as the type of solvent, the concentration of the monomer composition at the time of polymerization, the type and amount of the polymerization initiator, the polymerization temperature, the polymerization time, etc. are determined by various physical properties required for the hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1). It can be adjusted accordingly. Therefore, the method for producing the hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1) is not particularly limited, and a commercially available hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1) may be used.
  • the amount of the hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1) is a clear coating composition containing the hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1), the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2), and the diol resin (c-3). It is more preferably 50% by mass or more and 90% by mass or less, and further preferably 60% by mass or more and 90% by mass or less, based on 100 parts by mass of the total resin solid content of the product. With such an amount, the smoothness of the clear coating film, for example, the clear coating film formed on the base coating film (b) can be kept good. Further, the clear coating composition is also excellent in dryability, and the clear coating composition can have good handleability.
  • Non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) The non-aqueous dispersion acrylic resin (c-2) has a core-shell structure, the hydroxyl value of the core part is 100 mgKOH/g or more and 200 mgKOH/g or less, and the glass transition temperature of the core part is 40° C. or more and 80° C. or less. It is as follows. Further, the acrylic resin (c-2) is a non-aqueous dispersion (Non Aqueous Dispersion).
  • the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) exists in the form of particles in the clear coating composition, and by using the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2), it has a high molecular weight. It can be a low-viscosity coating composition.
  • the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) becomes a linear polymer during the heat curing (baking) step, and the drying property is improved.
  • a functional group (carboxyl group and hydroxyl group) and a polyisocyanate compound are contained in the clear coating composition. Can be kept in a separated state until the heat curing (baking) step is performed. The functional group and the polyisocyanate compound react during the baking step. Therefore, it is possible to achieve both a longer pot life and an improved reactivity of the coating composition.
  • non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) curing shrinkage can be suppressed and a coating film having an excellent coating film appearance can be formed. Further, it is possible to reduce the baking temperature and shorten the baking time in the baking process (heat curing process). Furthermore, it is excellent in repairability and can be assembled and handled easily, and is excellent in coating workability and production technology.
  • the hydroxyl value of the core part is 100 mgKOH/g or more and 200 mgKOH/g or less, and in one aspect, 110 mgKOH/g or more and 200 mgKOH/g or less, for example, 120 mgKOH/g or more and 200 mgKOH/g or less.
  • the coating film-forming resin contained in the clear coating film is sufficiently crosslinked, and the clear coating composition can be used, for example, on a base coating film or an uncured base coating film. It is possible to impart excellent gasohol resistance and weather resistance to a coating film obtained by coating on, and heat curing (baking). Further, it is possible to prevent the coating film from becoming hydrophilic and prevent the water resistance from decreasing. Furthermore, by using the non-aqueous dispersion having the above-mentioned constitution, the drying property immediately after heat curing (baking) can be improved, and the pot life of the coating composition can be improved.
  • the glass transition temperature of the core portion is 40° C. or higher and 80° C. or lower, and in one aspect, 45° C. or higher and 80° C. or lower, for example, 50° C. or higher and 80° C. or lower.
  • the clear coating composition can maintain good drying properties. For example, it is possible to improve the drying property of a coating film obtained by applying a clear coating composition on a base coating film or an uncured base coating film and then heat curing (baking) the coating composition. Further, the baking required for forming a clear coating film can be performed in a shorter time than in the conventional case, and the required coating film hardness and appearance performance can be secured. Also, the resulting clear coating film can have excellent smoothness and flexibility.
  • the acid value (AV) of the core part is, in one embodiment, 60 mgKOH/g or less, for example, 50 mgKOH/g or less, and preferably 40 mgKOH/g or less.
  • the lower limit value is 0 mgKOH/g or more.
  • the core part has a high molecular weight of about 100,000, and the particle structure may collapse due to volatilization of the solvent during the baking process to become a linear polymer. Moreover, the core part may have a crosslinked structure.
  • the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) is, for example, a hydroxyl group-containing acrylate monomer in which (i) the core has a highly reactive hydroxyl group and the ester moiety has 4 to 12 carbon atoms. It is preferable to include. By including such an ester monomer, low temperature short time baking can be more effectively performed.
  • the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) has (ii) an ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated monomer having a hydroxyl group and an ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated monomer having a carboxyl group in the core part. It may include a saturated monomer.
  • the hydroxyl group-containing acrylate monomer contained in the core part has a hydroxyl group, and preferably at the end of the ester moiety. It may be an acrylic acid ester monomer having a hydroxyl group and having 4 to 12 carbon atoms in the ester moiety. Preferably, the carbon number of the ester moiety is 4 or more and 8 or less.
  • 4-hydroxybutyl acrylate (4HBA), CH 2 ⁇ C(R)COO(CH 2 ) 2 O[CO(CH 2 ) m O] n H In the formula, R is hydrogen or has 6 or less carbon atoms.
  • n is "(CH 2) 2 O [CO (CH 2) m O] n " number of carbon atoms of the site 4 or more, and a natural number) such as a 12 or less.
  • the core part when the core part contains a hydroxyl group-containing acrylate monomer, the core part further comprises an ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated monomer having a carboxyl group and an ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated monomer having a hydroxyl group (hereinafter , which may be referred to as a short-chain hydroxyl group-containing monomer).
  • the core part further contains acrylic acid; acrylic acid ester such as methyl acrylate; methacrylic acid; methacrylic acid ester such as methyl methacrylate; monomer having one or two vinyl groups; It may contain a monomer having an isocyanate group; a monomer having an allyl group; a monomer having an epoxy group; an acid anhydride having one or two vinyl groups.
  • COOH-containing monomer examples include acrylic acid and methacrylic acid. ..
  • Examples of the ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated monomer having a hydroxyl group contained in the core part include an acrylic acid ester monomer containing a hydroxyl group and having 1 to 3 or 13 or more carbon atoms in the ester moiety.
  • Acrylic acid ester monomers having a carbon number of 1 to 3 at the site are more preferable, and specifically, for example, acrylic acid hydroxy ester having a hydroxyl group such as 2-hydroxyethyl acrylate; 2-hydroxyethyl methacrylate and the like. , Methacrylic acid hydroxy ester containing a hydroxyl group; and the like.
  • ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated monomer having a carboxyl group contained in the core portion containing the monomer (ii) include acrylic acid and methacrylic acid.
  • Examples of the ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated monomer having a hydroxyl group contained in the core part include an acrylic acid ester monomer containing a hydroxyl group and having 1 to 3 or 13 or more carbon atoms in the ester moiety.
  • Acrylic acid ester monomers having a carbon number of 1 to 3 at the site are more preferable, and specifically, for example, acrylic acid hydroxy ester having a hydroxyl group such as 2-hydroxyethyl acrylate; 2-hydroxyethyl methacrylate and the like. , Methacrylic acid hydroxy ester containing a hydroxyl group; and the like.
  • the core portion may have an acrylic acid; an acrylic acid ester such as methyl acrylate; methacrylic acid; a methacrylic acid ester such as methyl methacrylate; a monomer having one or two vinyl groups; an isocyanate group, if necessary. And a monomer having an allyl group; a monomer having an epoxy group; an acid anhydride having one or two vinyl groups.
  • the case where the ester part contains a hydroxyl group-containing acrylate monomer having 4 to 12 carbon atoms (the core part of (i))
  • the case where the hydroxyl group-containing acrylic acid ester monomer is not contained (the core portion of (ii)) can be exemplified.
  • the ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated monomer having a carboxyl group and the hydroxyl group contained in the core part of (ii) above may further include an ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated monomer having That is, when the core portion in the present invention contains (I) the hydroxyl group-containing acrylic acid ester monomer, (II) the hydroxyl group-containing acrylic acid ester monomer, a carboxyl group-containing ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated monomer, and In the case of containing an ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated monomer having a hydroxyl group, (III) the above-mentioned hydroxyl group-containing acrylic acid ester monomer is not included, and an ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated monomer having a carboxyl group and
  • the total amount of the carboxyl groups contained in the core part and the hydroxyl groups of the long-chain hydroxyl group-containing monomer is, in one aspect, 0.1 mmol/g or more and 1.5 mmol/g or less, for example, 0.2 mmol/g or more. , 1.4 mmol/g or less.
  • the clear coating composition is, for example, on a base coating film or an uncured base coating film. It has good dryability when applied and exhibits excellent handleability.
  • the coating film is sufficiently crosslinked, and the clear coating film and the multilayer coating film can have good gasohol resistance and weather resistance. Further, in the heat curing step (baking step) of baking the clear coating composition, the reaction rate with the polyisocyanate compound (c-4) can be maintained in an appropriate range, and the clear coating film and the multilayer coating film formed are cured. Shrinkage can be suppressed, and the appearance (finished appearance) of the clear coating film (multilayer coating film) can be improved.
  • Shell portion of the shell portion aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) (dispersion resin) is preferably formed with a hydroxyl group-containing acrylic resin, hydroxyl value 50 mg KOH / g or more, 160 mgKOH / g or less, the glass transition It is more preferable to satisfy the conditions that the temperature is 0° C. or higher and 80° C. or lower, and the acid value is 30 mgKOH/g or lower (lower limit value is 0 mgKOH/g).
  • the hydroxyl value of the shell part is 50 mgKOH/g or more and 160 mgKOH/g or less in one aspect, for example, 60 mgKOH/g or more and 150 mgKOH/g or less, and in one aspect, 70 mgKOH/g. As described above, it is 140 mgKOH/g or less.
  • the hydroxyl value of the shell part is within such a range, crosslinking of the coating film forming resin contained in the clear coating film becomes sufficient, and the clear coating composition is prepared, for example, as a base coating film or an uncured base coating film.
  • the coating film obtained by coating the above and heat curing (baking) it has excellent gasohol resistance and weather resistance. In addition, it is possible to prevent the clear coating film from becoming hydrophilic and lowering the water resistance.
  • the glass transition temperature of the shell part is 0° C. or higher and 80° C. or lower in a certain aspect, for example, 10° C. or higher and 80° C. or lower, and in one aspect, 20° C. or higher and 70° C. or lower.
  • the clear coating composition is applied to, for example, a base coating film or an uncured base coating film, and the drying property at the time of heat curing is improved. it can. Further, the hardness of the formed clear coating film becomes excellent.
  • the amount of solvent used can be reduced because the viscosity at the time of coating is reduced, and the volatile organic compound (VOC) in the heat curing (baking) step of the clear coating composition can be reduced.
  • the acid value of the shell portion in the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) is 30 mgKOH/g or less in one embodiment, for example, 20 mgKOH/g or less, and 10 mgKOH/g or less in another embodiment. is there.
  • the clear coating composition obtained by coating and baking the clear coating composition on, for example, a base coating film or an uncured base coating film becomes hydrophilic and water resistant. Can be suppressed.
  • a monomer composition suitable for producing the shell part of the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) is, for example, a hydroxyl group-containing acrylic resin such as 2-hydroxyethyl acrylate or 4-hydroxybutyl acrylate. Acid hydroxy ester; 2-hydroxyethyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, and the like, which contains at least one of hydroxy groups-containing methacrylic acid hydroxy esters; and, if necessary, acrylic acid; acrylic acid.
  • Acrylic esters such as methyl, butyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, isobornyl acrylate; methacrylic acid; methyl methacrylate, butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, A composition containing at least one of methacrylic acid esters such as t-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate and isobornyl methacrylate; ethylenically unsaturated monomers having an aromatic ring such as styrene; Can be mentioned.
  • the composition of the monomer composition may be appropriately adjusted according to various physical properties required for the shell part.
  • the monomer composition is, if necessary, a monomer having one or two vinyl groups; a monomer having an isocyanate group; a monomer having an allyl group; a monomer having an epoxy group; one or two vinyl groups. Acid anhydride having; may be included.
  • the monomer composition forming the shell portion can be polymerized using a solvent such as butyl acetate.
  • the polymerization conditions such as the type of solvent, the concentration of the monomer composition at the time of polymerization, the type and amount of the polymerization initiator, the polymerization temperature, and the polymerization time can be appropriately adjusted according to various physical properties required for the shell part. Therefore, the manufacturing method of the shell part is not particularly limited, and a commercially available product may be used.
  • Non-Aqueous Dispersion Acrylic Resin (c-2) Having Core-Shell Structure the shell part and the hydroxyl group-containing acrylate monomer and/or the ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated monomer forming the core part dissolve the monomer forming the core part, but the polymer does not
  • the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) can be produced by polymerizing in a solvent that does not dissolve.
  • the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) is present in the solvent in a stable manner due to the interaction of hydroxyl group, ester group, carboxyl group, etc. existing in the core and shell.
  • the stability of the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) will be further improved by blending the long chain hydroxyl group-containing monomer in the core part. It is considered that this is because the carbon number of the ester portion of the long-chain hydroxyl group is as long as 4 or more and it is a flexible structure, so that the efficiency of interaction with the hydroxyl group, ester group, carboxyl group or the like of the shell portion is increased. ..
  • the core part and the shell part may be grafted in order to further improve the stability of the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2), or May be crosslinked, and these may be used in combination with the long-chain hydroxyl group-containing monomer in the core.
  • c-2 non-aqueous dispersion type acrylic resin
  • graft polymerization between an acrylic group or a methacrylic group and a vinyl group or an isocyanate group, an allyl group, an epoxy group or an acid anhydride group contained in a monomer optionally contained in a shell part or a core part.
  • a graft structure or a crosslinked structure may be formed. By adjusting the amount of these functional groups, the degree of crosslinking can be adjusted.
  • a solvent such as butyl acetate may be used in the graft polymerization.
  • the polymerization conditions such as the type of solvent, the concentration of the shell part and the core part at the time of polymerization, or the type and amount of the polymerization initiator, the polymerization temperature, the polymerization time, etc. are various required for the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2). It may be appropriately adjusted according to the physical properties and is not particularly limited.
  • the mass ratio of the hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1) according to the present invention to the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) according to the present invention is within such a range, the clear coating composition is baked. Afterwards, the clear coating can maintain coating hardness and good appearance. Further, as compared with a commonly used clear coating composition, the coating hardness and appearance performance required for a clear coating can be secured by baking at a lower temperature for a shorter time, and the load on the environment can be reduced.
  • the amount of the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) in the clear coating composition is as the clear coating film forming resin, the hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1) and the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2). And a diol resin (c-3), based on 100 parts by mass of the total resin solid content of the clear coating composition, the content is, for example, 10% by mass or more and 50% by mass or less. The amount is not less than mass% and not more than 40 mass %.
  • the amount of the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) is in such a range, the dryness of the clear coating composition can be improved and a composition having excellent handleability can be obtained. In addition, the smoothness of the clear coating film formed can be improved.
  • the clear coating composition according to the present invention contains a diol resin (c-3) as a coating film forming resin.
  • the diol resin (c-3) has a hydroxyl value of 80 mgKOH/g or more and 200 mgKOH/g or less.
  • the diol resin (c-3) contains at least one selected from a polycarbonate diol resin, a polyether diol resin, a polyester diol resin and a polycaprolactone diol resin.
  • the diol resin is preferably liquid at room temperature of 20°C.
  • the cured coating film (clear coating film) after baking of the clear coating composition can have excellent coating film performance and DuPont impact strength. For example, better DuPont impact strength at low temperatures can be provided. Further, the low viscosity can improve flowability and appearance.
  • the diol resin (c-3) has a hydroxyl value of 80 mgKOH/g or more and 180 mgKOH/g or less, for example, a hydroxyl value of 80 mgKOH/g or more and 160 mgKOH/g or less.
  • the hydroxyl value of the diol resin (c-3) is 90 mgKOH/g or more and 180 mgKOH/g or less, and for example, the hydroxyl value of the diol resin (c-3) is 90 mgKOH/g or more and 170 mgKOH/g or less. ..
  • the cured coating film (clear coating film) after baking of the clear coating composition has more excellent coating performance and DuPont impact strength. Can be secured. For example, better DuPont impact strength at low temperatures can be provided.
  • the glass transition temperature of the diol resin (c-3) is 0°C or lower, for example, -20°C or lower. In one embodiment, the glass transition temperature of the diol resin (c-3) is -50°C or lower. When the glass transition temperature of the diol resin (c-3) is within such a range, the DuPont impact strength at low temperature, for example, ⁇ 20° C. can be improved.
  • the diol resin (c-3) may be, for example, at least one resin selected from a polycarbonate diol resin, a polyether diol resin, a polyester diol resin and a polycaprolactone diol resin.
  • the diol resin (c-3) is a polyester diol resin.
  • the DuPont impact strength at low temperature can be better provided.
  • the polyester diol resin can be produced by a usual polymerization method.
  • the polyester diol resin can be produced by subjecting an alcohol compound and an acid to a condensation reaction.
  • it can be produced by subjecting an alcohol compound such as methyl propane diol and diethylene glycol to a condensation reaction of an acid such as adipic acid and isophthalic acid.
  • the amount of the diol resin (c-3) in the clear coating composition is the same as the hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1) and the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2). It is, for example, 1 part by mass or more and 15 parts by mass or less, and in one aspect, 1 part by mass or more and 10 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass in total of the resin solid content.
  • the amount of the diol resin (c-3) is within such a range, the DuPont impact strength at low temperature after baking is excellent and, in addition, the coating film hardness required for the clear coating film is well balanced.
  • the clear coating film (c) according to the present invention contains a polyisocyanate compound (c-4) as a coating film forming resin.
  • a polyisocyanate compound (c-4) as a coating film forming resin.
  • the curing reaction rate of the clear coating composition can be improved.
  • the core of the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) contains a hydroxyl group-containing acrylate monomer
  • the polyisocyanate compound (c-4) is used to further increase the curing reaction rate of the clear coating composition. Can be improved.
  • the clear coating composition according to the present invention contains a polyisocyanate compound (c-4) as a coating film-forming resin, so that when the clear coating composition is coated, for example, a base coating film or an uncured layer that can serve as a lower layer Since a part of the polyisocyanate compound (c-4) can penetrate into the base coating film (1), the crosslinkability between the base coating film (b) and the clear coating film (c) is improved.
  • a polyisocyanate compound (c-4) as a coating film-forming resin
  • the polyisocyanate compound (c-4) is not particularly limited as long as it is a compound having two or more isocyanate groups, and examples thereof include tolylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate and metaxylylene diisocyanate.
  • Duranate 24A-90PX (NCO: 23.6%, trade name, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.), Sumijour N-3200-90M (trade name, manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd.), Takenate D165N. -90X (trade name, manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.), Sumijour N-3300, Sumijour N-3500 (all are trade names, manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd.), Duranate THA-100 (trade name, manufactured by Asahi Kasei Corporation) Etc. can be mentioned. Further, a blocked isocyanate obtained by blocking these may be used if necessary.
  • the isocyanate group contained in the polyisocyanate compound (c-4), the hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1), the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) and the diol resin (c-3) The equivalent ratio (NCO/OH) to the contained hydroxyl group is 0.7 or more and 2.0 or less, preferably (NCO/OH) is 0.7 or more and 1.8 or less, and for example, (NCO/ OH) is 0.8 or more and 1.5 or less, and in one aspect, 0.8 or more and less than 1.0.
  • NCO/OH is within such a range, a clear coating film having a sufficient crosslink density and excellent strength can be obtained.
  • the polyisocyanate compound (c-4) is an amount having an equivalent ratio as described above between the hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1) and the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2), Included in clear coating composition.
  • the isocyanate group contained in the polyisocyanate compound (c-4) and the hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1 ) when simply described as an equivalent ratio (NCO/OH), the isocyanate group contained in the polyisocyanate compound (c-4) and the hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1 ), the equivalent ratio with the hydroxyl group contained in the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) and the diol resin (c-3).
  • the clear coating composition of the present disclosure may further include a cellulose derivative.
  • the clear coating composition of the present disclosure can be baked at a lower temperature and in a shorter time than conventional ones, and moreover, it is required for a clear coating film even though it is baked at a low temperature and a short time. The coating film hardness and appearance performance can be secured.
  • the cellulose derivative is not particularly limited.
  • one or more cellulose derivatives selected from the group consisting of cellulose acetate butyrate, nitrocellulose, cellulose acetate, cellulose acetate propionate can be mentioned.
  • cellulose acetate butyrate is more preferable from the viewpoint of solubility with a coating film-forming resin, expression of viscosity, and the like.
  • the degree of acetylation by the measuring method described in ASTM-D-817 is 1 to 34% by mass
  • the degree of butyrylization is 16 to 60% by mass
  • the viscosity by the measuring method described in ASTM-D-1343 is 0. Those in the range of 0.005 to 20 seconds are particularly preferable.
  • the amount includes a hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1), a non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2), and a diol resin (c-3). It is 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, for example, 0.2 parts by mass or more and 7 parts by mass or less, and in one embodiment, 0% in total with respect to 100 parts by mass of the resin solid content of the clear coating composition. It is from 5 parts by mass to 5 parts by mass. By including the cellulose derivative in such a range, the coating workability of the clear coating composition can be further improved.
  • the clear coating composition for forming a clear coating film may contain, in addition to the above-mentioned components, additives commonly used in the coating field.
  • a base color pigment and a metallic pigment can be contained in a range that does not impair transparency.
  • an ultraviolet absorber, a hindered amine light stabilizer, an antioxidant, crosslinked resin particles, a surface conditioner and the like can be added.
  • the clear coating composition may include, for example, a solvent such as butyl acetate that can be used during its production.
  • the clear coating composition may have any concentration as long as it is easy to handle, and may be diluted with a solvent such as butyl acetate if necessary.
  • the clear coating composition may include a known catalyst.
  • a tin catalyst may be included.
  • the tin catalyst content in the clear coating composition is the total amount of the resin solids of the hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1) and the non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2) contained in the clear coating composition. With respect to 100 parts by mass, 0 parts by mass or more and 0.05 parts by mass or less, and in some embodiments, 0.01 parts by mass or more and 0.02 parts by mass or less is preferable.
  • the reaction rate with the coating film-forming resin contained in the clear coating composition can be adjusted to a suitable range in the step of baking the clear coating composition. The dryness of the composition can be improved.
  • the obtained clear coating film can obtain more sufficient hardness, coating film appearance and the like. Further, since the pot life of the clear coating composition can be adjusted by appropriately selecting the compounding amount of the catalyst, it is possible to exhibit good workability for vehicle bodies, large-sized automobile parts such as bumper parts and the like.
  • the clear coating film comprises a hydroxyl group-containing acrylic resin (c-1), a non-aqueous dispersion type acrylic resin (c-2), a diol resin (c-3), and a polyisocyanate compound (c- 4)
  • c-1 hydroxyl group-containing acrylic resin
  • c-2 non-aqueous dispersion type acrylic resin
  • c-3 diol resin
  • c- 4 polyisocyanate compound
  • the thickness of the clear coating film is preferably 15 to 50 ⁇ m. When it is less than 15 ⁇ m, there is a possibility that the unevenness of the base cannot be hidden, and when it exceeds 50 ⁇ m, there is a possibility that problems such as armpits and sags occur during coating. It is preferably 20 ⁇ m or more and 45 ⁇ m or less.
  • the dry film thickness can be measured using SDM-miniR manufactured by SANKO.
  • the present disclosure provides, in one aspect, a coating composition set for forming a multilayer coating film.
  • the coating composition set for forming a multilayer coating film according to the present disclosure A multilayer coating film comprising a primer coating composition for forming a primer coating film, a base coating composition for forming a base coating film, and a clear coating composition (c) according to the present disclosure for forming a clear coating film.
  • a coating composition set for forming, The dry coating film of the primer coating composition has a tensile elongation at ⁇ 20° C. of 5 to 35%,
  • the base coating composition contains a colorant.
  • the coating composition set for forming a multilayer coating film has the specific coating composition according to the present disclosure
  • the multilayer coating film formed by using the coating composition set for forming a multilayer coating film can be used in cold regions. It has excellent impact resistance even at (eg, ⁇ 20° C.).
  • excellent appearance, hardness, initial adhesion, gasohol resistance, moisture resistance, gasohol resistance, impact resistance (for example, ⁇ 20° C.) It is possible to obtain a multi-layer coating film having a DuPont impact strength). Further, it has good followability of the coating film.
  • the multilayer coating film includes a primer coating composition (a) that forms a primer coating film, a base coating composition (b) that forms a base coating film, and a clear coating composition (c) that forms a clear coating film. ) Is applied in this order to the object to be coated, and is cured by heating (baking). Below, each coating composition (a) and (b) and a multilayer coating film are demonstrated. As for the clear coating composition (c) according to the present disclosure, the description relating to the above-mentioned clear coating composition can be applied.
  • the DuPont impact strength at -20°C of the multilayer coating film having the primer coating film, the base coating film and the clear coating film is 4.9 J or more. Thereby, even in a cold region (for example, ⁇ 20° C.), it is possible to have more excellent impact resistance.
  • the primer coating composition (a) preferably has a tensile elongation at ⁇ 20° C. of the dry coating film of the primer coating composition (a) of 5 to 35%.
  • the tensile elongation may be 10-30%.
  • the tensile elongation is a value measured by the method shown below.
  • the primer coating composition is not particularly limited as long as it satisfies the above-mentioned tensile elongation.
  • a conductive primer capable of imparting conductivity to a plastic substrate as an article to be coated is preferable.
  • an aqueous conductive primer is preferable, for example, a resin containing a primer and a conductive agent (carbon black, antimony-doped tin oxide-treated titanium oxide, etc.), and if necessary, a white pigment and other raw materials. Can be mentioned.
  • the mixing ratio of water in the aqueous conductive primer is preferably 45 to 90% by mass, more preferably 50 to 80% by mass, based on the entire conductive primer. If the blending ratio of water is less than 45% by mass, the viscosity becomes high, and the storage stability and the coating workability deteriorate. On the other hand, when the mixing ratio of water exceeds 90% by mass, the ratio of the amount of non-volatile components decreases, the coating efficiency deteriorates, and abnormalities such as sagging and cracking easily occur.
  • the aqueous conductive primer may further contain an organic solvent, and the mixing ratio thereof is usually 40% by mass or less with respect to the contained water.
  • the resin component for the primer of the water-based conductive primer it is preferable to use acid-modified polypropylene, acid-modified chlorinated polyolefin, epoxy resin, polyurethane resin; pigment-dispersed resin such as water-based alkyd resin and water-soluble acrylic resin. It may contain all of these.
  • the primer coating composition (a) that forms a primer coating film can be applied by a method such as spray coating or bell coating.
  • the base material may be washed and degreased as necessary.
  • the dry coating film thickness of the primer coating is preferably 5 to 30 ⁇ m. If it is less than 5 ⁇ m, the hiding property becomes insufficient, and if it exceeds 30 ⁇ m, cracking and sagging are likely to occur. It is preferably 10 to 20 ⁇ m.
  • the dry film thickness can be measured using SDM-miniR manufactured by SANKO.
  • the coating film elongation rate formed from the primer coating composition can be adjusted by adjusting the composition contained in the primer coating composition and the composition of the resin used by a known method.
  • a softener such as an alkyd resin for paint, a polyester resin for paint, polytetramethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene glycol and a mixture thereof may be used for the adjustment.
  • the base coating composition in the present invention contains a colorant.
  • a base coating composition is not particularly limited and may be a known coating composition.
  • the colorant may also be a known inorganic pigment, organic pigment or the like.
  • the blending amount is also not particularly limited.
  • the base coating composition may be aqueous or solvent based. It may also contain a plurality of coating compositions forming two layers, a colored base layer and a mica base layer.
  • the thickness of the base coating film formed from the base coating composition is preferably 10 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less. If it is less than 10 ⁇ m, the problem of insufficient hiding property may occur, and if it exceeds 30 ⁇ m, problems such as sagging and cracking may occur. It is preferably 15 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less.
  • the dry film thickness can be measured using SDM-miniR manufactured by SANKO.
  • the base coating composition is preferably a coating film formed from a solvent-based one-component base coating composition, a solvent-based two-component base coating composition or an aqueous one-component base coating composition. Any of these forms can be preferably used for the purpose of the present invention.
  • the base coating film can be formed from the base coating composition (b) by a known method.
  • a coating composition set for forming a multilayer coating film of the present disclosure comprises forming a primer coating film formed from a primer coating composition, a base coating film formed from a base coating composition, and a clear film according to the present disclosure.
  • a multilayer coating film having a clear coating film formed from the coating composition can be formed, and the resulting multilayer coating film has a DuPont impact strength at -20°C of 4.9 J or more.
  • a coating composition set for forming a multilayer coating film of the present disclosure capable of forming such a specific multilayer coating film can form a multilayer coating film having excellent impact resistance even in cold regions, and further, it is excellent.
  • a multilayer coating film having an excellent appearance can be formed. Furthermore, for example, it is possible to lower the baking temperature and shorten the baking time in the baking process of the clear coating composition.
  • the DuPont impact strength of the multilayer coating film at ⁇ 20° C. can be measured by referring to the description in Examples below.
  • a method for forming a multilayer coating film according to the present disclosure includes a step of applying a clear coating composition according to the present disclosure to form an uncured clear coating film, and The method includes a step of heating and curing an uncured clear coating film to form a clear coating film.
  • the curing time of the clear coating composition can be significantly shortened, and further, the curing time of the multilayer coating film can be shortened. It can be greatly shortened. Moreover, the curing temperature can be greatly reduced. Further, the multilayer coating film obtained by the forming method of the present disclosure can form a multilayer coating film having excellent impact resistance even in cold regions, and further can form a multilayer coating film having an excellent appearance.
  • the method for forming a multilayer coating film according to the present disclosure includes the step of heating and curing an uncured coating film to form a multilayer coating film.
  • the heat curing of the uncured coating film can be performed by baking, for example.
  • the condition for heat curing is 65° C. or higher and 90° C. or lower, and 5 minutes or longer and 45 minutes or shorter.
  • the conditions for heat curing may be, for example, 70° C. or higher and 80° C. or lower.
  • the heat curing within such a range, it is possible to achieve both rapid coating film curing and prevention of deformation of the plastic molded product. Furthermore, a coating film excellent in moisture resistance and low temperature impact resistance (for example, DuPont impact strength at ⁇ 20° C.) can be formed.
  • the baking time that was conventionally required at 80° C. for about 20 minutes can be reduced to about half even at the same baking temperature.
  • This heat-curing (baking) time means the time during which the substrate surface actually keeps the target baking temperature. More specifically, the time until the target baking temperature is reached should be considered. In other words, it means the time when the target temperature is reached and the temperature is maintained.
  • a heating device used for baking the uncured film of the coating composition at the same time for example, a drying oven using a heating source such as hot air, electricity, gas, infrared rays, etc. can be mentioned. Further, it is preferable to use a drying furnace in which two or more of these heating sources are used in combination, because the drying time is shortened.
  • a method for forming a multilayer coating film of the present disclosure is a step of applying a primer coating composition to an object to be coated to form an uncured primer coating film, A step of applying a base coating composition on the uncured primer coating film to form an uncured base coating film, A step of applying the clear coating composition according to the present disclosure on an uncured base coating film to form an uncured clear coating film, and heating and curing these uncured coating films to form a multilayer coating film.
  • the forming process is included.
  • the DuPont impact strength at ⁇ 20° C. of the multilayer coating film obtained by the multilayer coating film forming method according to the present disclosure is 4.9 J or more.
  • the multilayer coating film obtained by the multilayer coating film forming method according to the present disclosure has, for example, a DuPont impact strength of 4.9 J or more at ⁇ 20° C. It is considered that the clear coating composition containing a specific resin combination having specific parameters according to the method of the present invention greatly contributes to this.
  • the primer coating composition the base coating composition and the clear coating composition that can be used in the method for forming a multilayer coating film of the present disclosure, the description regarding each composition described above can be incorporated.
  • a normal coating method can be appropriately adopted without departing from the scope of the present invention.
  • the article to be coated can be appropriately selected depending on the application, function and the like.
  • various electrically conductive objects to be coated can be used as the objects to be coated.
  • usable coating materials include cold-rolled steel sheet, hot-rolled steel sheet, stainless steel, electrogalvanized steel sheet, hot-dip galvanized steel sheet, zinc-aluminum alloy-based steel sheet, zinc-iron alloy-based steel sheet, zinc-magnesium alloy-based plating sheet.
  • the steel sheet include a zinc-aluminum-magnesium alloy-based plated steel sheet, an aluminum-based plated steel sheet, an aluminum-silicon alloy-based plated steel sheet, and a tin-based plated steel sheet.
  • These objects to be coated may be objects to be subjected to a known chemical conversion treatment or the like.
  • a plastic substrate can be used as the article to be coated.
  • the plastic substrate may be a plastic substrate used for automobile parts.
  • the plastic substrate comprises polypropylene, polyolefin or elastomer modified polypropylene resin.
  • the elastomer-modified polypropylene resin is not particularly limited, and known commercially available products can be used.
  • an additive may be added if necessary.
  • an article to be coated made of ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) resin may be used.
  • the glass transition temperatures (Tg) of the hydroxyl group-containing acrylic resins Ac(1) to Ac(9) were measured by the following method. That is, after removing the solvent from the hydroxyl group-containing acrylic resin obtained by polymerization by distillation under reduced pressure, the following step 1 was performed using a differential scanning calorimeter (DSC) (manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.; thermal analyzer SSC/5200H).
  • DSC differential scanning calorimeter
  • the weight average molecular weight (Mw) of the hydroxyl group-containing acrylic resin Ac(1) to Ac(9) is a value measured by GPC (gel permeation chromatography), and is a polystyrene equivalent weight average molecular weight.
  • a mixed liquid of 9.36 g of 2-hydroxyethyl methacrylate, 91 g of 2-hydroxyethyl acrylate, 100 g of lauryl methacrylate, 55 g of methyl methacrylate, 4 g of methacrylic acid, 140.64 g of isobornyl methacrylate, and 12 g of Kayaester O was added.
  • the mixture was placed in a dropping funnel and added dropwise over 3 hours.
  • a mixed solution of 40 g of butyl acetate and 4.8 g of Kayaester O was added dropwise as a post-initiator over 30 minutes, and the reaction was continued for another 1 hour to obtain a solid content of 50%.
  • a dispersion resin shell Ac(1) was obtained.
  • the weight average molecular weight of the obtained resin was 20,000.
  • Non-Aqueous Dispersion Type Acrylic Resin (NAD(1))
  • NAD(1) Non-Aqueous Dispersion Type Acrylic Resin
  • HEMA 2-hydroxyethyl methacrylate
  • ST polystyrene
  • MMA methyl methacrylate
  • EHA 2-ethylhexyl acrylate
  • acrylic acid A mixed solution of 0.64 g of AA
  • 1.0 g of Kayaester O was placed in a dropping funnel and added dropwise over 3 hours.
  • a mixed solution of 10 g of butyl acetate and 0.1 g of Kayaester O was added dropwise as a post-initiator over 30 minutes, and the reaction was further continued for 1 hour to obtain a solid content of 50%.
  • NAD(1) A water-dispersed acrylic resin (NAD(1)) was obtained. No aggregate was found in the obtained non-aqueous dispersion type acrylic resin (NAD-1). Table 2 shows the compounding amount and physical properties of the non-aqueous dispersion type acrylic resin (NAD(1)).
  • Praxel FM1 is (trade name, caprolactone-modified (meth)acrylic acid hydroxy ester, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.). Each of these represents a hydroxyl group-containing acrylate monomer having a hydroxyl group and an ester moiety having 4 to 12 carbon atoms.
  • the glass transition temperature, hydroxyl value and acid value of the non-aqueous dispersion type acrylic resin (NAD(1)) to the non-aqueous dispersion type acrylic resin (NAD(9)) were measured in the same manner as the hydroxyl group-containing acrylic resin.
  • Example 1 Formation of clear coating film
  • the clear coating composition having the composition shown in Table 3 below and diluted with butyl acetate was dried to a thickness of 35 ⁇ m by using a spray gun (manufactured by Anest Iwata Co., Ltd.; W-101-134G).
  • the test piece was coated on a polypropylene substrate, and the test piece was left for 10 minutes in a coating environment at a temperature of 20 ⁇ 5° C. and a relative humidity of 78% or less.
  • the diol resin (c-3) used in Example 1 was Beckolite WHF348 (a polyester diol resin manufactured by DIC), and had a hydroxyl value of 110 mg KOH/g and a glass transition temperature (Tg) of room temperature (20° C.) or lower. Met.
  • Synthesis Example (C-3-1) Production of Trifunctional Polyol 36.8 g of trimethylolpropane and 563.2 g of ⁇ -caprolactone were placed in a 1 L separable flask equipped with a temperature controller, a stirring blade, a reflux tube, and a nitrogen inlet. 0.3 g of dibutyltin laurate was charged and the reaction was continued at 160° C. for 6 hours. The number of branches of the obtained resin was 3, the hydroxyl group equivalent was 730, and it was liquid at room temperature of 20°C.
  • Diol component /Kuraray polyol P-1010 (Kuraray Co., Ltd.) (P-1010) Polyester diol with a molecular weight of 1000, hydroxyl value 110mg KOH/g, melting point -71°C ⁇ Kuraray Polyol P-2010 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.) (P-2010) Polyester diol with a molecular weight of 2000, hydroxyl value 55 mg KOH/g, melting point -67°C ⁇ Plaxel 210 (manufactured by Daicel Corporation) (PCL-210) Polycaprolactone diol having a molecular weight of 1000, hydroxyl value of 110 mg KOH/g, glass transition temperature (Tg) of 20° C.
  • Tg glass transition temperature
  • a clear coating film was formed in the same manner as in Example 1 except that the clear coating compositions of Examples 2 to 11 were prepared with the formulations shown in Table 3. Further, a clear coating film was formed in the same manner as in Example 1 except that the coating compositions of Comparative Examples 1 to 13 were prepared with the formulations shown in Table 4. Various physical properties of the clear coating films according to Examples and Comparative Examples were evaluated. The evaluation methods and evaluation criteria for various physical properties are shown below.
  • the 60° glossiness of the test piece having the clear coating film was measured using a specular glossiness meter according to JIS K-5600-4-7, and evaluated according to the following criteria. “O”: 60° gloss is 85 or more, and no abnormalities on the coating film surface such as blisters, cracks, pinholes, and orange peels are observed. “X”: 60° gloss is less than 85, or at least one abnormal coating film surface such as blisters, cracks, pinholes, and orange peels is recognized.
  • the hardness of the test piece having the clear coating film was measured according to JIS K-5600-5-4. Those having a measured value of “B” or more were evaluated as “ ⁇ ”, and those having a measured value of “2B” or less were evaluated as “x”.
  • a single-blade cutting tool specified in JIS K-5600-5-6 is vertically applied to the coated surface of a test piece having a clear coating film, and a parallel line with a cut reaching the base material (base material). Eleven 1s were drawn in parallel. Draw 11 parallel lines 2 that intersect perpendicularly to the parallel line 1 and at the same intervals as the parallel line 1 and reach the base material, and make a square grid of 100 squares surrounded by 4 straight lines. It was The distance between the parallel lines 1 and 2 was 2 mm. A transparent pressure-sensitive adhesive tape specified by JIS K-5600-5-6 was adhered to the above-mentioned cross-cut portion so that no bubbles were contained between the transparent surface and the coated surface.
  • the tape was peeled off at once in 0.5 to 1.0 second, and the peeled state of the cross-cut portion was visually evaluated (cross-cut adhesion test). Then, when peeling was not observed at all, it was evaluated as “ ⁇ ”, and when peeling was recognized, it was evaluated as “x”.
  • test piece having a multilayer coating film was prepared as follows. The test piece was prepared in a coating environment at a temperature of 20 ⁇ 5° C. and a relative humidity of 78% or less.
  • BR-116CD manufactured by Nippon Paint Automotive Coatings Co., Ltd. as a primer coating composition for polypropylene resin is spray gun (Anest Iwata Co., Ltd.) on the degreased polypropylene resin base material (150 mm x 100 mm, thickness 2 mm: bumper grade) W-101-134G) (manufactured by the company) was applied to a dry film thickness of 7 ⁇ m, and then left for 1 minute in the above-mentioned coating environment. The coating film was uncured when left for 1 minute. Next, using R-301S Silver manufactured by Nippon Paint Automotive Coatings Co., Ltd.
  • a dry film thickness becomes 15 ⁇ m using a spray gun (Anesto Iwata Co., Ltd.; W-101-134G). So painted. It was left for another minute under the above coating environment. The coating film was uncured when left for 1 minute. Further, the clear coating composition prepared in Example 1 was applied onto the uncured base coating film by using the above spray gun so that the dry film thickness was 35 ⁇ m, and was applied under the above-mentioned coating environment. Let stand for a minute. Then, the material is heated to 80° C. using a drier, dried at 80° C. for 10 minutes and heat-cured to obtain a test piece (automobile part) having a plastic substrate and a multilayer coating film.
  • a spray gun Aligniwata Co., Ltd.; W-101-134G
  • the clear coating composition according to the present invention exhibits excellent results in terms of appearance, hardness, initial adhesion, moisture resistance, weather resistance, DuPont impact strength (low temperature) and gasohol resistance. Furthermore, the clear coating composition according to the present invention has a pot life suitable for coating on a large object to be coated, so that workability is improved. In addition, the obtained coating film has followability. In addition, the clear coating composition of the present invention has a significantly shorter curing time as compared with a commonly used clear coating composition, and in particular, has high humidity resistance and low temperature impact resistance (for example, DuPont impact at ⁇ 20° C.). It has an excellent effect in strength. For example, when the suitability of tackiness, polishability, and sharpening property of the multilayer coating film in Example 1 was examined, all the physical properties were good.
  • Comparative Examples 1 to 4 the non-aqueous dispersion type acrylic resin is outside the scope of the present invention. Therefore, Comparative Example 1 has poor hardness, moisture resistance, weather resistance, and gasohol resistance, Comparative Example 2 has poor DuPont impact strength, and Comparative Example 3 has poor moisture resistance, weather resistance, and DuPont impact strength. Comparative Example 4 has poor moisture resistance, weather resistance and gasohol resistance. Further, in Comparative Examples 5 to 10, the hydroxyl group-containing acrylic resin is outside the scope of the present invention. Therefore, Comparative Example 5 is poor in hardness, initial adhesion, humidity resistance and weather resistance, Comparative Example 6 is poor in humidity resistance, weather resistance and gasohol resistance, and Comparative Example 7 is poor in appearance and DuPont impact strength.
  • Comparative Examples 8 and 9 were poor in hardness, moisture resistance, weather resistance and gasohol resistance, and Comparative Example 10 was poor in appearance and DuPont impact strength.
  • Comparative Examples 11 to 13 contain no diol resin or the diol resin is outside the scope of the present invention. In each of Comparative Examples 11 to 13, the appearance is poor and the DuPont impact strength is insufficient.
  • the clear coating composition of the present invention can be preferably used in, for example, automobile vehicles and automobile parts.

Abstract

本発明は、寒冷地においても優れた耐衝撃性を有するクリヤー塗膜を形成でき、クリヤー塗料組成物の焼き付け工程における焼き付け温度の低温化、焼き付け時間の短縮化を可能にする、クリヤー塗料組成物を提供することを課題とする。 本発明のクリヤー塗料組成物は、塗膜形成樹脂として、水酸基含有アクリル樹脂(c-1)と、非水分散型アクリル樹脂(c-2)と、ジオール樹脂(c-3)と、ポリイソシアネート化合物(c-4)とを含むクリヤー塗料組成物の乾燥塗膜であり、樹脂(c-1)~(c-4)は所定の物性を有し、ジオール樹脂(c-3)は、ポリカーボネートジオール樹脂、ポリエーテルジオール樹脂、ポリエステルジオール樹脂及びポリカプロラクトンジオール樹脂から選択される少なくとも1種を含むクリヤー塗料組成物である。

Description

クリヤー塗料組成物及びクリヤー塗膜の形成方法
 本発明は、複層塗膜等に用いられるクリヤー塗料組成物及びクリヤー塗膜の形成方法に関する。
 近年、自動車等の技術分野において、省エネルギー、二酸化炭素排出量低減という観点から、塗装工程の短縮が求められている。例えば、塗料組成物の焼き付け工程における焼き付け温度の低温化、焼き付け時間の短縮化が要求されている。
 更に、自動車等の車体、及びプラスチック製若しくは金属製の自動車用部品等は、種々の使用環境においても適用することが必要とされ、きわめて過酷な環境においても、適応できなければならない。例えば、-20℃程度の寒冷地で使用することも想定されている。
 また、近年、自動車等の車体及び自動車用部品等は、デザイン、機能及び軽量化等の観点から金属材料とプラスチック材料が多用されており、塗膜は、種々の被塗物に対して、良好な密着性を示すことも要求されている。
 特許文献1は、ヤング率、伸び率、破断強度が特定の範囲内のものである塗料組成物用樹脂粒子が開示されており、樹脂粒子を含有する塗料組成物を使用することによって、耐チッピング性に優れた塗膜を形成することを開示する。
 特許文献2は、第一ベース塗料としてヤング率、破壊エネルギーにおいて特定の物性を有する塗料を使用する複層塗膜形成方法を開示する。
 特許文献3は、金属板上にプライマー、中塗り塗料、上塗り塗料を塗装する塗装方法を開示する。
特開2007-270014号公報 特開2003-181368号公報 特開2000-204483号公報
 しかし、特許文献1~3のいずれの発明においても、得られた塗膜は、低温(例えば、-20℃)において充分な耐衝撃性を示すものではない。このため、いずれの発明も、低温において耐衝撃性が要求される自動車車体及び自動車用部品へ適用できるものではない。
 また、素地の変形に対して、塗膜が損傷することなく追従する性能(塗膜の追従性)も要求されており、十分な性能が得られていない。
 更に、依然として、塗料組成物の焼き付け工程における焼き付け温度の低温化、焼き付け時間の短縮化が要求されている。
 本発明は、上述したような課題を解決し、塗膜の追従性を備え、寒冷地においても優れた耐衝撃性を有するクリヤー塗膜を形成でき、クリヤー塗料組成物の焼き付け工程における焼き付け温度の低温化、焼き付け時間の短縮化を可能にする、クリヤー塗料組成物を提供することを目的とする。
 更に、本発明は、上記効果を奏するクリヤー塗料組成物を含み、優れた外観を備える複層塗膜を形成できる、複層塗膜形成用塗料組成物セットを提供することを目的とする。
 また、本発明は、複層塗膜の形成方法を提供する。該形成方法によると、本発明のクリヤー塗料組成物を用いることにより、塗料組成物の硬化時間を大幅に短縮でき、硬化温度もより低い温度で行うことができる。
 上記課題を解決するため、本発明は下記態様を提供する。
[1]本開示のクリヤー塗料組成物は、塗膜形成樹脂として、水酸基含有アクリル樹脂(c-1)と、非水分散型アクリル樹脂(c-2)と、ジオール樹脂(c-3)と、ポリイソシアネート化合物(c-4)とを含み、
 水酸基含有アクリル樹脂(c-1)は、水酸基価が80mgKOH/g以上220mgKOH/g以下であり、重量平均分子量が4,000以上10,000以下であり、及びガラス転移温度が30℃以上60℃以下であり、
 非水分散型アクリル樹脂(c-2)はコアシェル構造を有し、コア部の水酸基価は100mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であり、及びコア部のガラス転移温度は40℃以上80℃以下であり、
 ジオール樹脂(c-3)は、水酸基価が80mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であり、かつ、ジオール樹脂(c-3)は、ポリカーボネートジオール樹脂、ポリエーテルジオール樹脂、ポリエステルジオール樹脂及びポリカプロラクトンジオール樹脂から選択される少なくとも1種を含む、クリヤー塗料組成物である。
[2]ある態様において、本開示に係るクリヤー塗料組成物から形成したクリヤー塗膜の-20℃でのデュポン衝撃強度は4.9J以上である。
[3]ある態様において、本開示に係るプライマー塗料組成物から形成されたプライマー塗膜と、ベース塗料組成物から形成されたベース塗膜と、請求項1または2に記載のクリヤー塗料組成物から形成したクリヤー塗膜とを、有する複層塗膜の-20℃でのデュポン衝撃強度が、4.9J以上である。
[4]ある態様において、本開示に係るクリヤー塗料組成物は、更に、セルロース誘導体を含む。
[5]ある態様において、ジオール樹脂(c-3)は、ポリエステルジオール樹脂である。
[6]ある態様において、イソシアネート化合物(c-4)に含まれるイソシアネート基と、水酸基含有アクリル樹脂(c-1)および非水分散型アクリル樹脂(c-2)に含まれる水酸基との当量比(NCO/OH)は、0.7以上2.0以下である。
[7]ある対応において、水酸基含有アクリル樹脂(c-1)と非水分散型アクリル樹脂(c-2)の質量比は、((c-1)/(c-2))=90/10~50/50である。
[8]ある態様において、水酸基含有アクリル樹脂(c-1)及び非水分散型アクリル樹脂(c-2)の質量の合計と、ジオール樹脂(c-3)との質量比が、((c-1)+(c-2))/(c-3)=100/1~100/15である。
[9]ある態様において、非水分散型アクリル樹脂(c-2)のコア部は、エステル部位の炭素数が4以上12以下である水酸基含有アクリル酸エステルモノマーを含む。
[10]ある態様において、非水分散型アクリル樹脂(c-2)のコア部は、カルボキシル基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマーと、水酸基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマーとを含む。
[11]ある態様において、非水分散型アクリル樹脂(c-2)のコア部の酸価が60mgKOH/g以下である。
[12]ある態様において、非水分散型アクリル樹脂(c-2)のシェル部の水酸基価が50mgKOH/g以上160mgKOH/g以下であり、ガラス転移温度が0℃以上80℃以下である。
[13]ある態様において、非水分散型アクリル樹脂(c-2)のシェル部の酸価は30mgKOH/g以下である。
[14]別の態様において、本開示は、被塗物に、上記クリヤー塗料組成物を塗装し、未硬化のクリヤー塗膜を形成する工程、及び、未硬化のクリヤー塗膜を加熱硬化させ、クリヤー塗膜を形成する工程を含む、クリヤー塗膜の形成方法を提供する。
 本発明のクリヤー塗料組成物は、寒冷地(例えば、-20℃)においても優れた耐衝撃性を有するクリヤー塗膜を形成できる。より詳細には、本発明のクリヤー塗料組成物は、塗膜の追従性、優れた外観、硬度、初期付着性、耐湿性、耐ガソホール性、耐衝撃性(例えば、-20℃でのデュポン衝撃強度)を有する塗膜を形成できる。
 更に本発明のクリヤー塗料組成物は、焼き付け工程における焼き付け温度の低温化、焼き付け時間の短縮化を図ることができ、省エネルギー化、低コスト化を可能とする。
 まず、本発明に至る過程を説明する。自動車等の車体、及びプラスチック製若しくは金属製の自動車用部品等は、通常、クリヤー塗膜等で被覆されている。例えば、このような被塗物は、クリヤー塗膜を含む複層塗膜が形成されている。複層塗膜の一例として、プライマー塗料組成物から形成されたプライマー塗膜と、ベース塗料組成物から形成されたベース塗膜と、クリヤー塗料組成物から形成したクリヤー塗膜とを有する複層塗膜が挙げられる。
 また、このようなクリヤー塗膜、又はクリヤー塗膜を含む複層塗膜が形成された車体及び部品は、寒冷地での使用も想定されており、これらを被覆するクリヤー塗膜等の塗膜も、寒冷地での使用に適した物性が求められている。
 例えば、クリヤー塗膜、好ましくは、クリヤー塗膜を含む複層塗膜は、寒冷地においても、優れた耐衝撃性を有することが求められている。その上、クリヤー塗膜は、優れた外観を満たすことも必要である。
 さらに、省エネルギー、低コスト化の観点から、塗膜形成に必要な時間を短縮させることも配慮しなければならない。例えば、車体及び部品に用いる様々な部材、様々な形態に対して、優れた意匠性を示し諸物性に優れた塗膜を、より短時間で形成する要求がある。
 そこで、本発明者等は、寒冷地においても、優れた耐衝撃性を有するクリヤー塗膜を形成できるクリヤー塗料組成物であって、かつ、塗料組成物の加熱硬化に要する時間を短縮できるクリヤー塗料組成物に着目した。
 しかし、従来の塗料組成物の加熱硬化時間を短くすると、得られたクリヤー塗膜の耐衝撃性が劣るおそれがある。更に、クリヤー塗膜のタック性、研ぎ性なども劣り、塗膜物性だけでなく、塗膜外観についても見劣りしたクリヤー塗膜となってしまう。
 別の対策として、硬化触媒を選択し、塗料組成物の乾燥時間を短縮することは可能である。しかし、この場合、ポットライフが短くなり、塗装効率が悪くなるといった問題が生じてしまう。
 このような課題を解決すべく、本発明者は、鋭意検討した結果、本発明に係る特定のクリヤー塗料組成物であれば、寒冷地においても十分に使用可能な、低温での耐衝撃性(例えば、-20℃でのデュポン衝撃強度)を有するクリヤー塗膜を形成できることを見出した。さらに、本発明のクリヤー塗料組成物は、上記特徴に加え、優れた外観、硬度、初期付着性、耐湿性、耐溶剤性(例えば、耐ガソホール性)、良好な塗膜追従性を有する塗膜を形成できる。その上、本発明のクリヤー塗料組成物は、適切なポットライフを有し、広範囲の塗装時における作業性にも優れ、加熱硬化に要する時間を短縮および低温化させることができる。
 このような効果は、例えば、プライマー塗膜と、ベース塗膜と、本発明のクリヤー塗料組成物から形成したクリヤー塗膜とを有する複層塗膜についても、奏することができる。
 更に、本発明の別の態様である、本発明に係る特定のクリヤー塗料組成物を含む複層塗膜形成用塗料組成物セットは、寒冷地においても十分に使用可能な、低温での耐衝撃性(例えば、-20℃でのデュポン衝撃強度)を有する複層塗膜を形成でき、優れた外観、硬度、初期付着性、耐湿性、耐溶剤性(例えば、耐ガソホール性)及び良好な塗膜追従性を有する塗膜を形成できる。
 その上、本発明の複層塗膜形成用塗料組成物セットは、適切なポットライフを有し、広範囲の塗装時における作業性にも優れ、加熱硬化に要する時間を短縮および低温化させることができ、複層塗膜全体の作業時間、作業温度を低減できる。
 加えて、本発明の別の態様である複層塗膜の形成方法によると、本発明に係る特定のクリヤー塗料組成物を用いて複層塗膜を形成することで、塗膜形成組成物の加熱硬化時間を大幅に短縮でき、複層塗膜の製造時間を大幅に短縮できる。その上、得られる複層塗膜は上記物性を備えることができる。その結果、複層塗膜の形成において、省エネルギー化、低コスト化を可能とし、例えば、寒冷地においても十分に使用可能な、低温での耐衝撃性(例えば、-20℃でのデュポン衝撃強度)を有する複層塗膜を形成できる。
 このような効果を有する、本発明のクリヤー塗料組成物は、
塗膜形成樹脂として、水酸基含有アクリル樹脂(c-1)と、非水分散型アクリル樹脂(c-2)と、ジオール樹脂(c-3)と、ポリイソシアネート化合物(c-4)とを含むクリヤー塗料組成物であって、
 水酸基含有アクリル樹脂(c-1)は、水酸基価が80mgKOH/g以上220mgKOH/g以下であり、重量平均分子量が4,000以上10,000以下であり、及びガラス転移温度が30℃以上60℃以下であり、
 非水分散型アクリル樹脂(c-2)はコアシェル構造を有し、コア部の水酸基価は100mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であり、及びコア部のガラス転移温度は40℃以上80℃以下であり、
 ジオール樹脂(c-3)は、水酸基価が80mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であり、かつ、ジオール樹脂(c-3)は、ポリカーボネートジオール樹脂、ポリエーテルジオール樹脂、ポリエステルジオール樹脂及びポリカプロラクトンジオール樹脂から選択される少なくとも1種を含む。
 本開示のクリヤー塗料組成物から形成したクリヤー塗膜の-20℃でのデュポン衝撃強度は4.9J以上である。
 別の態様において、プライマー塗料組成物から形成されたプライマー塗膜と、ベース塗料組成物から形成されたベース塗膜と、本開示に係るクリヤー塗料組成物から形成したクリヤー塗膜とを、有する複層塗膜の-20℃でのデュポン衝撃強度は、4.9J以上である。
 このような特性を有する本開示のクリヤー塗料組成物は、欧州、中国等の寒冷地において、スノーバンクとぶつかった場合にも、車体、自動車用部品等の破損を大きく低減できる。
 また、本発明のクリヤー塗料組成物から形成されるクリヤー塗膜を有する複層塗膜において、低温耐衝撃性が上記範囲内であることにより、薄肉部を有する基材に対しても、良好な低温耐衝撃性を付与できる。
 ここで、本発明に係る、塗膜形成樹脂は、特定のパラメータを有する特定の樹脂の組合せ、特に、本発明に係るジオール樹脂(c-3)を含むので、短時間の焼付けであっても、塗膜硬化を可能にする。更に、得られた塗膜は、短時間で焼付け硬化した場合でも、優れた塗膜硬度を有し、低温で優れた耐衝撃性を有する。
 また、本発明に係る、塗膜形成樹脂は、塗膜形成樹脂として、非水分散型アクリル樹脂(c-2)を有するので、例えば、本発明に係るジオール樹脂(c-3)との相乗効果により、短時間の焼付けであっても、塗膜硬化を可能にする。更に、得られた塗膜は、短時間で焼付け硬化した場合でも、優れた塗膜硬度を有し、低温で優れた耐衝撃性を有する。
 その上、このような種々の効果は、本発明のクリヤー塗料組成物から形成されるクリヤー塗膜を有する複層塗膜であれば、奏することができる。
 上記-20℃でのデュポン衝撃強度は、後述する実施例において詳述した方法によって測定できる。また、当業者であれば、本明細書、例えば、実施例の記載に基づき、クリヤー塗膜に関する-20℃でのデュポン衝撃強度を測定でき、更に、複層塗膜に関する-20℃でのデュポン衝撃強度を測定できる。
 また、本発明の別の態様である複層塗膜形成用塗料組成物セット及び複層塗膜の形成方法は、上記特徴を有するクリヤー塗膜を有する。
 以下、本発明を詳細に説明する。
 [クリヤー塗料組成物]
 本開示のクリヤー塗料組成物は、塗膜形成樹脂として、水酸基含有アクリル樹脂(c-1)と、非水分散型アクリル樹脂(c-2)と、ジオール樹脂(c-3)と、ポリイソシアネート化合物(c-4)とを含む。
 水酸基含有アクリル樹脂(c-1)
 水酸基含有アクリル樹脂(c-1)は、水酸基価が80mgKOH/g以上220mgKOH/g以下であり、重量平均分子量が4,000以上10,000以下であり、およびガラス転移温度が30℃以上60℃以下である。
 本発明において「アクリル樹脂」とは、アクリル酸およびそのエステル、メタクリル酸およびそのエステルのうちの少なくとも一つのモノマーを含むモノマー組成物を重合して得られるポリマーを指す。
 水酸基含有アクリル樹脂(c-1)は、水酸基価(OHV)が80mgKOH/g以上220mgKOH/g以下であり、ある態様において、水酸基価は80mgKOH/g以上210mgKOH/g以下であり、例えば、水酸基価は80mgKOH/g以上205mgKOH/g以下である。別の態様においては、水酸基価は110mgKOH/g以上180mgKOH/g以下である。
 水酸基価がこのような範囲内であることにより、クリヤー塗膜に良好な架橋密度を付与でき、クリヤー塗膜および複層塗膜に優れた耐ガソホール性及び耐候性等を付与できる。さらに、塗膜の親水化を抑制でき、クリヤー塗膜および複層塗膜に優れた耐水性、耐湿性を有することができる。
 なお、水酸基価は、JIS  K  0070に記載されている水酸化カリウム水溶液を用いる中和滴定法により求めることができる。
 水酸基含有アクリル樹脂(c-1)の重量平均分子量は、4,000以上10,000以下であってよく、ある態様においては4,000以上8,000以下であり、別の態様において、4,000以上6,000以下、例えば4,000以上5,500以下である。
 水酸基含有アクリル樹脂(c-1)の重量平均分子量がこのような範囲内であることにより、例えば、クリヤー塗膜形成組成物をベース塗膜上又は未硬化のベース塗膜上に塗装したときに、クリヤー塗膜形成組成物とベース塗膜との混相の発生を抑制でき、良好なクリヤー塗膜の外観(仕上がり外観)を得ることができる。また、クリヤー塗膜形成組成物の速乾性を向上させることが出来る。
 その上、クリヤー塗料組成物は適度な粘度を有することができ、クリヤー塗膜形成組成物の塗装時の粘度を低下させる溶剤の使用を低減でき、揮発性有機化合物(VOC)の増加を抑制できる。さらに、得られた塗膜は、優れた耐ガソホール性、耐候性および外観を有することができる。
 本明細書における重量平均分子量は、東ソー株式会社製 HLC-8200を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって測定した値である。測定条件は以下の通りである。
カラム TSgel Super Multipore HZ-M 3本
展開溶媒 テトラヒドロフラン
カラム注入口オーブン 40℃
流量 0.35ml
検出器 RI
標準ポリスチレン 東ソー株式会社製PSオリゴマーキット
 水酸基含有アクリル樹脂(c-1)のガラス転移温度は、30℃以上60℃以下であり、ある態様においては30℃以上55℃以下であり、例えば、30℃以上50℃以下である。ガラス転移温度がこのような範囲内であることにより、クリヤー塗膜は、優れた耐汚染性、耐擦り傷性、及び硬度を有することができ、加えて、クリヤー塗膜形成組成物の速乾性が向上する。その上、優れた外観を有することができる。
 本明細書におけるガラス転移温度は、示差走査熱量計(DSC)(熱分析装置SSC5200(セイコー電子製))にて以下の工程により測定した値を用いた。具体的には、昇温速度10℃/minにて20℃から150℃に昇温する工程(工程1)、降温速度10℃/minにて150℃から-50℃に降温する工程(工程2)、昇温速度10℃/minにて-50℃から150℃に昇温する工程(工程3)において、工程3の昇温時のチャートから得られる値をガラス転移温度とした。
 水酸基含有アクリル樹脂(c-1)の固形分酸価(AV)は、ある態様において、2mgKOH/g以上30mgKOH/g以下であり、例えば、5mgKOH/g以上20mgKOH/g以下である。別の態様において、5mgKOH/g15mgKOH/g以下である。水酸基含有アクリル樹脂(c-1)の酸価がこのような範囲内にあることにより、優れた外観を有するクリヤー塗膜を形成できる。
 また、例えば、クリヤー塗膜に隣接してベース塗膜を形成する態様において、本開示に係るクリヤー塗料組成物とベース塗料組成物(ベース塗膜)との混層を防止でき、優れた意匠性を有するクリヤー塗膜を形成できる。
 本発明に係る水酸基含有アクリル樹脂(c-1)を構成でき、上記条件を満たす好適なモノマー組成物としては、例えば、アクリル酸2-ヒドロキシエチル、アクリル酸4-ヒドロキシブチル等の、水酸基を含有するアクリル酸ヒドロキシエステル;メタクリル酸2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸4-ヒドロキシブチル等の、水酸基を含有するメタクリル酸ヒドロキシエステル;のうちの少なくとも1つを含み、さらに、必要に応じて、アクリル酸;アクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸t-ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸イソボロニル等のアクリル酸エステル;メタクリル酸;メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t-ブチル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸イソボロニル等のメタクリル酸エステル;スチレン等の芳香環を有するエチレン性不飽和モノマー;等のうちの少なくとも1つを含む組成物が挙げられる。モノマー組成物の組成は、水酸基含有アクリル樹脂に求められる各種物性に応じて適宜調節すればよい。
  モノマー組成物は、例えば酢酸ブチル等の溶剤を用いて重合できる。また、溶剤の種類、重合時のモノマー組成物の濃度、或いは重合開始剤の種類、量、重合温度、重合時間等の重合条件は、水酸基含有アクリル樹脂(c-1)に求められる各種物性に応じて適宜調節できる。したがって、水酸基含有アクリル樹脂(c-1)の製造方法は特に限定されるものではなく、市販の水酸基含有アクリル樹脂(c-1)を用いてもよい。
 水酸基含有アクリル樹脂(c-1)の量は、水酸基含有アクリル樹脂(c-1)と、非水分散型アクリル樹脂(c-2)と、ジオール樹脂(c-3)とを含むクリヤー塗料組成物の樹脂固形分の合計100質量部に対して、50質量%以上、90質量%以下であることがより好ましく、60質量%以上、90質量%以下であることがさらに好ましい。このような量であることにより、クリヤー塗膜、例えば、ベース塗膜(b)上に形成されるクリヤー塗膜の平滑性を良好に保つことが出来る。また、クリヤー塗料組成物の乾燥性にも優れ、クリヤー塗料組成物は、良好な取り扱い性を有することができる。
(非水分散型アクリル樹脂(c-2))
 非水分散型アクリル樹脂(c-2)は、コアシェル構造を有し、前記コア部の水酸基価は100mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であり、前記コア部のガラス転移温度は40℃以上80℃以下である。
 また、アクリル樹脂(c-2)は、非水分散体(Non Aqueous Dispersion)である。
 非水分散型アクリル樹脂(c-2)はクリヤー塗料組成物中において粒子状で存在すると考えられ、非水分散型アクリル樹脂(c-2)を用いることにより、高分子量であるにもかかわらず低粘度の塗料組成物とすることができる。非水分散型アクリル樹脂(c-2)は加熱硬化(焼付け)工程時に線状高分子となり、乾燥性が向上する。また、非水分散型アクリル樹脂(c-2)はクリヤー塗料組成物中で粒子状となっていると考えられるので、クリヤー塗料組成物中で官能基(カルボキシル基および水酸基)とポリイソシアネート化合物とを、加熱硬化(焼付け)工程を行うまで分離した状態としておくことができる。上記官能基とポリイソシアネート化合物とは焼き付け工程時に反応する。従って、塗料組成物のポットライフの長期化と反応性の向上とを両立させることができる。
 その上、非水分散型アクリル樹脂(c-2)を含むことにより、硬化収縮を抑制でき、優れた塗膜外観を有する塗膜を形成できる。
 また、焼き付け工程(加熱硬化工程)における焼き付け温度の低温化、焼き付け時間の短縮化を図ることができる。さらに、補修性にも優れ、組み付け性、取り扱い性を確保できる等、塗装作業性及び生産技術性に優れている。
 前記コア部の水酸基価は100mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であり、ある態様においては、110mgKOH/g以上、200mgKOH/g以下であり、例えば、120mgKOH/g以上、200mgKOH/g以下である。
 コア部の水酸基価が上記範囲内であることにより、クリヤー塗膜に含まれる塗膜形成樹脂の架橋が充分になされ、クリヤー塗料組成物を、例えば、ベース塗膜または未硬化のベース塗膜上に塗装し、加熱硬化(焼き付け)してなる塗膜に対して、優れた耐ガソホール性および耐候性を付与できる。また、塗膜が親水化することを抑制でき、耐水性が低下することを防ぐことができる。更に、上記構成の非水分散体を用いることにより、加熱硬化(焼付け)直後の乾燥性を向上でき、および塗料組成物のポットライフを向上できる。
 前記コア部のガラス転移温度は40℃以上80℃以下であり、ある態様では45℃以上80℃以下であり、例えば50℃以上80℃以下である。コア部のガラス転移温度がこのような範囲内であることにより、クリヤー塗料組成物は良好な乾燥性を保持できる。例えば、クリヤー塗料組成物をベース塗膜または未硬化のベース塗膜上に塗装し、加熱硬化(焼付け)してなる塗膜に対する乾燥性を向上できる。更に、クリヤー塗膜形成に必要な焼付を、従来と比べて短時間で行え、その上、要求される塗膜硬度と外観性能を確保できる。また、得られるクリヤー塗膜は、優れた平滑性および柔軟性を有することができる。
 コア部の酸価(AV)は、ある態様において、60mgKOH/g以下であり、例えば、50mgKOH/g以下であり、好ましくは40mgKOH/g以下である。下限値は0mgKOH/g以上である。コア部の酸価が上記範囲内であることにより、クリヤー塗料組成物をベース塗膜上に塗装し焼き付けてなる複層塗膜は、良好な耐水性を有することができる。
 コア部は、分子量が十数万程度と高分子量であり、焼き付け工程時に溶剤が揮発することによって粒子構造が崩れて線状高分子となってもよい。また、コア部は、架橋構造を有していてもよい。
 非水分散型アクリル樹脂(c-2)は、例えば、(i)コア部に、高反応性水酸基を有し、エステル部位の炭素数が4以上、12以下である、水酸基含有アクリル酸エステルモノマーを含むことが好ましい。このようなエステルモノマーを含むことにより、低温短時間焼付をより効果的に行うことができる。
 別の態様において、非水分散型アクリル樹脂(c-2)は、(ii)コア部に、カルボキシル基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマーと、水酸基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマーとを含んでもよい。
 (i)のモノマーを含むコア部
 コア部に含まれる水酸基含有アクリル酸エステルモノマー(以下、長鎖水酸基含有モノマーと記載する場合がある)は、水酸基を有し、好ましくは、エステル部位の末端に水酸基を有し、エステル部位の炭素数が4以上、12以下のアクリル酸エステルモノマーであり得る。好ましくは、エステル部位の炭素数は、4以上8以下である。
 例えば、アクリル酸4-ヒドロキシブチル(4HBA)、CH=C(R)COO(CHO[CO(CHO]H(式中、Rは水素または炭素数が6以下の低級アルキル基、m,nは「(CHO[CO(CHO]」部位の炭素数が4以上、12以下となる自然数)等が挙げられる。
 また、水酸基含有アクリル酸エステルモノマーとして、市販品を用いてもよい。
 コア部が水酸基含有アクリル酸エステルモノマーを含む場合において、当該コア部は、さらに、カルボキシル基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマーと、水酸基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマー(以下、短鎖水酸基含有モノマーと記載する場合がある)とを含んでいてもよい。
 ある態様において、さらに、コア部は、必要に応じて、アクリル酸;アクリル酸メチル等のアクリル酸エステル;メタクリル酸;メタクリル酸メチル等のメタクリル酸エステル;ビニル基を1つまたは2つ有するモノマー;イソシアネート基を有するモノマー;アリル基を有するモノマー;エポキシ基を有するモノマー;ビニル基を1つまたは2つ有する酸無水物;を含んでいてもよい。
 コア部に含まれるカルボキシル基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマー(以下、COOH含有モノマーと記載する場合がある)としては、具体的には、例えば、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。
 コア部に含まれる水酸基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマーとしては、水酸基を含有し、エステル部位の炭素数が1~3或いは13以上のアクリル酸エステルモノマーが挙げられ、このうち、エステル部位の炭素数が1~3のアクリル酸エステルモノマーがより好ましく、具体的には、例えば、アクリル酸2-ヒドロキシエチル等の、水酸基を含有するアクリル酸ヒドロキシエステル;メタクリル酸2-ヒドロキシエチル等の、水酸基を含有するメタクリル酸ヒドロキシエステル;等が挙げられる。
 (ii) のモノマーを含むコア部
 コア部に含まれるカルボキシル基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマーとしては、具体的には、例えば、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。
  コア部に含まれる水酸基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマーとしては、水酸基を含有し、エステル部位の炭素数が1~3或いは13以上のアクリル酸エステルモノマーが挙げられ、このうち、エステル部位の炭素数が1~3のアクリル酸エステルモノマーがより好ましく、具体的には、例えば、アクリル酸2-ヒドロキシエチル等の、水酸基を含有するアクリル酸ヒドロキシエステル;メタクリル酸2-ヒドロキシエチル等の、水酸基を含有するメタクリル酸ヒドロキシエステル;等が挙げられる。
  さらに、当該コア部は、必要に応じて、アクリル酸;アクリル酸メチル等のアクリル酸エステル;メタクリル酸;メタクリル酸メチル等のメタクリル酸エステル;ビニル基を1つまたは2つ有するモノマー;イソシアネート基を有するモノマー;アリル基を有するモノマー;エポキシ基を有するモノマー;ビニル基を1つまたは2つ有する酸無水物;を含んでいてもよい。
 本開示に係る非水分散型アクリル樹脂(c-2)におけるコア部について、エステル部位の炭素数が4以上、12以下の水酸基含有アクリル酸エステルモノマーを含む場合((i) のコア部)と、当該水酸基含有アクリル酸エステルモノマーを含まない場合((ii)のコア部)を例示できる。
 さらに、エステル部位の炭素数が4以上、12以下の水酸基含有アクリル酸エステルモノマーを含む場合、上記(ii)のコア部に含まれる、カルボキシル基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマーおよび水酸基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマーをさらに含んでもよい。即ち、本発明におけるコア部には、(I) 上記水酸基含有アクリル酸エステルモノマーを含む場合、(II)上記水酸基含有アクリル酸エステルモノマーと、カルボキシル基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマーおよび水酸基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマーとを含む場合、(III) 上記水酸基含有アクリル酸エステルモノマーを含まず、カルボキシル基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマーおよび水酸基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマーを含む場合、の3通りのモノマー組成が存在し得る。
 コア部に含まれるカルボキシル基と長鎖水酸基含有モノマーの水酸基との合計量は、ある態様においては、0.1mmol/g以上、1.5mmol/g以下であり、例えば、0.2mmol/g以上、1.4mmol/g以下である。コア部に含まれるカルボキシル基と長鎖水酸基含有モノマーの水酸基との合計量がこのような範囲内であることにより、クリヤー塗料組成物を、例えば、ベース塗膜または未硬化のベース塗膜上に塗装したときの乾燥性が良好であり、優れた取り扱い性を示す。また、塗膜の架橋が充分となり、クリヤー塗膜及び複層塗膜の耐ガソホール性、耐候性を良好なものとできる。また、クリヤー塗料組成物を焼き付ける加熱硬化工程(焼付け工程)において、ポリイソシアネート化合物(c-4)との反応速度を適切な範囲に保持でき、形成されるクリヤー塗膜及び複層塗膜の硬化収縮を抑制でき、クリヤー塗膜(複層塗膜)の外観(仕上がり外観)を良好なものに出来る。
 シェル部
 非水分散型アクリル樹脂(c-2)におけるシェル部(分散樹脂)は、水酸基含有アクリル樹脂で形成されていることが好ましく、水酸基価が50mgKOH/g以上、160mgKOH/g以下、ガラス転移温度が0℃以上、80℃以下、酸価が30mgKOH/g以下(下限値は0mgKOH/g)であるという条件を満たしていることがより好ましい。
 具体的には、シェル部の水酸基価は、ある態様においては、50mgKOH/g以上、160mgKOH/g以下であり、例えば、60mgKOH/g以上、150mgKOH/g以下であり、一態様においては70mgKOH/g以上、140mgKOH/g以下である。シェル部の水酸基価がこのような範囲内であることにより、クリヤー塗膜に含まれる塗膜形成樹脂の架橋が十分となり、クリヤー塗料組成物を、例えば、ベース塗膜または未硬化のベース塗膜上に塗装し、加熱硬化(焼付け)してなる塗膜は、耐ガソホール性および耐候性に優れた塗膜となる。また、クリヤー塗膜が親水化し、耐水性が低下することを抑制できる。
 シェル部のガラス転移温度は、ある態様においては、0℃以上、80℃以下であり、例えば、10℃以上、80℃以下であり、一態様においては、20℃以上、70℃以下である。シェル部のガラス転移温度がこのような範囲内であることにより、クリヤー塗料組成物を、例えば、ベース塗膜または未硬化のベース塗膜上に塗装し、加熱硬化する際の乾燥性を良好にできる。また、形成されるクリヤー塗膜の硬度が優れたものとなる。さらに、クリヤー塗料組成物を、例えば、ベース塗膜または未硬化のベース塗膜上に塗装する時の粘度(塗装時粘度)が上昇することを抑制でき、クリヤー塗膜の外観(仕上がり外観)を良好なものとすることができる。また、塗装時の粘度を低下させるために溶剤使用量を低減でき、クリヤー塗料組成物の加熱硬化(焼付け)工程における揮発性有機化合物(VOC)を低減できる。
 非水分散型アクリル樹脂(c-2)におけるシェル部の酸価は、ある態様においては、30mgKOH/g以下であり、例えば、20mgKOH/g以下であり、別の態様においては10mgKOH/g以下である。シェル部の酸価がこのような範囲内であることにより、クリヤー塗料組成物を、例えば、ベース塗膜または未硬化のベース塗膜上に塗装し焼き付けてなるクリヤー塗膜が親水化し、耐水性が低下することを抑制できる。
 非水分散型アクリル樹脂(c-2)のシェル部を製造するのに好適なモノマー組成物としては、例えば、アクリル酸2-ヒドロキシエチル、アクリル酸4-ヒドロキシブチル等の、水酸基を含有するアクリル酸ヒドロキシエステル;メタクリル酸2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸4-ヒドロキシブチル等の、水酸基を含有するメタクリル酸ヒドロキシエステル;のうちの少なくとも1つを含み、さらに、必要に応じて、アクリル酸;アクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸t-ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸イソボロニル等のアクリル酸エステル;メタクリル酸;メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t-ブチル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸イソボロニル等のメタクリル酸エステル;スチレン等の芳香環を有するエチレン性不飽和モノマー;等のうちの少なくとも1つを含む組成物が挙げられる。モノマー組成物の組成は、シェル部に求められる各種物性に応じて適宜調節すればよい。
  さらに、当該モノマー組成物は、必要に応じて、ビニル基を1つまたは2つ有するモノマー;イソシアネート基を有するモノマー;アリル基を有するモノマー;エポキシ基を有するモノマー;ビニル基を1つまたは2つ有する酸無水物;を含んでいてもよい。
  シェル部を形成するモノマー組成物は例えば酢酸ブチル等の溶剤を用いて重合できる。
溶剤の種類、重合時のモノマー組成物の濃度、或いは重合開始剤の種類、量、重合温度、重合時間等の重合条件は、シェル部に求められる各種物性に応じて適宜調節できる。従って、シェル部の製造方法は特に限定されるものではなく、市販のものを用いてもよい。
 (コアシェル構造を有する非水分散型アクリル樹脂(c-2)の製造)
  例えば、上記シェル部と、上記コア部を形成する水酸基含有アクリル酸エステルモノマーおよび/またはα,β-エチレン性不飽和モノマー等のモノマーとを、コア部を形成するモノマーは溶解するが、ポリマーは溶解しない溶剤中で重合することにより、非水分散型アクリル樹脂(c-2)を製造できる。
  非水分散型アクリル樹脂(c-2)は、コア部とシェル部に存在する、水酸基、エステル基、カルボキシル基等の相互作用により溶剤中に安定化して存在している。例えば、コア部に長鎖水酸基含有モノマーを配合することで、非水分散型アクリル樹脂(c-2)の安定性がより向上することが期待できる。これは、長鎖水酸基のエステル部位の炭素数が4以上と長く、フレキシブルな構造であるため、シェル部の水酸基やエステル基、カルボキシル基等との相互作用の効率が高まるためであると考えられる。
  コア部への長鎖水酸基含有モノマーの配合以外にも、非水分散型アクリル樹脂(c-2)の安定性をより向上させるために、コア部とシェル部をグラフトしてもよく、またはコア部の架橋を実施してもよく、さらにこれらとコア部への長鎖水酸基含有モノマーの配合とを併用してもよい。
  上記グラフト重合においては、アクリル基やメタクリル基と、シェル部やコア部に必要に応じて含まれているモノマーが有するビニル基やイソシアネート基、アリル基、エポキシ基、酸無水物基との間でグラフト構造や架橋構造を形成してもよい。これら官能基の量を調節することにより、架橋の度合いを調節することができる。
 また、グラフト重合においては例えば酢酸ブチル等の溶剤を用いればよい。溶剤の種類、重合時のシェル部およびコア部の濃度、或いは重合開始剤の種類、量、重合温度、重合時間等の重合条件は、非水分散型アクリル樹脂(c-2)に求められる各種物性に応じて適宜調節すればよく、特に限定されるものではない。
 ある態様においては、上記水酸基含有アクリル樹脂(c-1)と、非水分散型アクリル樹脂(c-2)の質量比は、((c-1)/(c-2))=90/10~50/50であり、好ましくは、((c-1)/(c-2))=85/15~60/40であり、例えば、((c-1)/(c-2))=80/20~65/35である。
 本発明に係る水酸基含有アクリル樹脂(c-1)と、本発明に係る非水分散型アクリル樹脂(c-2)の質量比がこのような範囲内であることにより、クリヤー塗料組成物を焼付後、クリヤー塗膜は、塗膜硬度と良好な外観を維持できる。また、一般的に使用されるクリヤー塗料組成物と比べて、より低温、短時間の焼付で、クリヤー塗膜に要求される塗膜硬度と外観性能を確保でき、環境に対する負荷を低減できる。
 クリヤー塗料組成物に占める非水分散型アクリル樹脂(c-2)の量は、クリヤー塗膜形成樹脂として、水酸基含有アクリル樹脂(c-1)と、非水分散型アクリル樹脂(c-2)と、ジオール樹脂(c-3)と、を含むクリヤー塗料組成物の樹脂固形分の合計100質量部に対して、例えば、10質量%以上、50質量%以下であり、ある態様においては、10質量%以上、40質量%以下である。非水分散型アクリル樹脂(c-2)の量がこのような範囲内であることにより、クリヤー塗料組成物の乾燥性を良好にでき、取り扱い性に優れた組成物を得ることができる。また、形成されるクリヤー塗膜の平滑性を良好にできる。
(ジオール樹脂(c-3))
 本発明に係るクリヤー塗料組成物は、塗膜形成樹脂としてジオール樹脂(c-3)を含む。ジオール樹脂(c-3)は、水酸基価が80mgKOH/g以上200mgKOH/g以下である。更に、ジオール樹脂(c-3)は、ポリカーボネートジオール樹脂、ポリエーテルジオール樹脂、ポリエステルジオール樹脂及びポリカプロラクトンジオール樹脂から選択される少なくとも1種を含む。ジオール樹脂は、室温20℃で液状であることが好ましい。
 ジオール樹脂(c-3)が、このような特性を有することにより、クリヤー塗料組成の焼付後の硬化塗膜(クリヤー塗膜)は、優れた塗膜性能と、デュポン衝撃強度とを確保できる。例えば、より優れた、低温でのデュポン衝撃強度を備えることができる。
 また、低粘度のためフロー性向上、外観向上を図ることができる。
 ある態様において、ジオール樹脂(c-3)の水酸基価は80mgKOH/g以上180mgKOH/g以下であり、例えば、水酸基価は80mgKOH/g以上160mgKOH/g以下である。別の態様において、ジオール樹脂(c-3)の水酸基価は90mgKOH/g以上180mgKOH/g以下であり、例えば、ジオール樹脂(c-3)の水酸基価は90mgKOH/g以上170mgKOH/g以下である。
 ジオール樹脂(c-3)の水酸基価がこのような範囲内であることにより、クリヤー塗料組成の焼付後の硬化塗膜(クリヤー塗膜)は、より優れた塗膜性能と、デュポン衝撃強度とを確保できる。例えば、より優れた、低温でのデュポン衝撃強度を備えることができる。
 ある態様において、ジオール樹脂(c-3)のガラス転移温度は0℃以下であり、例えば、-20℃以下である。ある態様において、ジオール樹脂(c-3)のガラス転移温度は、-50℃以下である。
 ジオール樹脂(c-3)のガラス転移温度がこのような範囲であることにより、低温、例えば、-20℃でのデュポン衝撃強度を、より良好にできる。
 ジオール樹脂(c-3)は、例えば、ポリカーボネートジオール樹脂、ポリエーテルジオール樹脂、ポリエステルジオール樹脂及びポリカプロラクトンジオール樹脂から選択される少なくとも1種の樹脂であってよい。例えば、ジオール樹脂(c-3)は、ポリエステルジオール樹脂である。ジオール樹脂(c-3)がポリエステルジオール樹脂であることにより、より良好に、低温でのデュポン衝撃強度を備えることができる。
 ポリエステルジオール樹脂は、通常の重合方法によって製造できる。例えば、ポリエステルジオール樹脂は、アルコール化合物と酸を縮合反応して製造することができる。具体的には、メチルプロパンジオール、ジエチレングリコールなどのアルコール化合物とアジピン酸、イソフタル酸などの酸を縮合反応して製造することができる。
 クリヤー塗料組成物(但し、溶剤を除いた固形分)に占めるジオール樹脂(c-3)の量は、水酸基含有アクリル樹脂(c-1)と、非水分散型アクリル樹脂(c-2)との樹脂固形分の合計100質量部に対して、例えば1質量部以上15質量部以下であり、ある態様においては1質量部以上10質量部以下である。
 ジオール樹脂(c-3)の量がこのような範囲内であることにより、焼付け後、低温でのデュポン衝撃強度が優れ、その上、クリヤー塗膜に要求される塗膜硬度をバランスよく備えることができる。
 さらに、本発明に係るジオール樹脂(c-3)を上記範囲内で含むことにより、本開示に係る特定の水酸基含有アクリル樹脂(c-1)と、本開示に係る特定の非水分散型アクリル樹脂(c-2)と、ポリイソシアネート化合物(c-4)の組み合わせを有する、本開示に係るクリヤー塗料組成物は、さらに短時間で焼付けを行うことができる。
 (ポリイソシアネート化合物(c-4))
 本発明に係るクリヤー塗膜(c)は、塗膜形成樹脂として、ポリイソシアネート化合物(c-4)を含む。ポリイソシアネート化合物(c-4)を用いることにより、クリヤー塗料組成物の硬化反応速度を向上させることができる。
 例えば、非水分散型アクリル樹脂(c-2)のコア部が水酸基含有アクリル酸エステルモノマーを含む場合、ポリイソシアネート化合物(c-4)を用いることにより、クリヤー塗料組成物の硬化反応速度を更に向上できる。
 本発明に係るクリヤー塗料組成物は、塗膜形成樹脂として、ポリイソシアネート化合物(c-4)を含むことにより、クリヤー塗料組成物を塗装するときに、例えば、下層となり得るベース塗膜または未硬化のベース塗膜へ、ポリイソシアネート化合物(c-4)の一部が浸透し得るので、ベース塗膜(b)とクリヤー塗膜(c)との架橋性が向上する。
 ポリイソシアネート化合物(c-4)としては、イソシアネート基を2個以上有する化合物であれば特に限定されず、例えば、トリレンジイソシアネート、4,4′-ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート等の芳香族のもの;ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族のもの;イソホロンジイソシアネート等の脂環族のもの;その単量体及びそのビュレットタイプ、ヌレートタイプ、アダクトタイプ等の多量体等を挙げることができる。例えば、イソシアヌレートおよびウレトジオン構造を有していることがさらに好ましい。
 ポリイソシアネート化合物の市販品としては、デュラネート24A-90PX(NCO:23.6%、商品名、旭化成社製)、スミジュールN-3200-90M(商品名、住化バイエルウレタン社製)、タケネートD165N-90X(商品名、三井武田ケミカル社製)、スミジュールN-3300、スミジュールN-3500(いずれも商品名、住化バイエルウレタン社製)、デュラネートTHA-100(商品名、旭化成社製)等を挙げることができる。また、必要に応じてこれらをブロックしたブロックイソシアネートを使用することもできる。
 ある態様において、ポリイソシアネート化合物(c-4)に含まれるイソシアネート基と、前記水酸基含有アクリル樹脂(c-1)、非水分散型アクリル樹脂(c-2)およびジオール樹脂(c-3)に含まれる水酸基との当量比(NCO/OH)は、0.7以上2.0以下であり、好ましくは(NCO/OH)は、0.7以上1.8以下であり、例えば、(NCO/OH)は、0.8以上1.5以下であり、ある態様では0.8以上1.0未満である。上記当量比(NCO/OH)がこのような範囲内であることにより、充分な架橋密度を有し、優れた強度を有するクリヤー塗膜を得ることができる。更に、優れた耐候性、硬度を有する塗膜を形成できる。好ましくは、ポリイソシアネート化合物(c-4)は、水酸基含有アクリル樹脂(c-1)および非水分散型アクリル樹脂(c-2)との間で、上記のような当量比を有する量で、クリヤー塗料組成物に含まれる。
 なお、本明細書において、特に記載の無い限り、単に当量比(NCO/OH)と記載する場合、ポリイソシアネート化合物(c-4)に含まれるイソシアネート基と、前記水酸基含有アクリル樹脂(c-1)、非水分散型アクリル樹脂(c-2)およびジオール樹脂(c-3)に含まれる水酸基との当量比を意味する。
 (セルロース誘導体)
 本開示のクリヤー塗料組成物は、更にセルロース誘導体を含み得る。セルロース誘導体を含むことにより、本開示のクリヤー塗料組成物は、従来よりも低温、短時間での焼付が可能となり、その上、低温、短時間での焼付でありながらも、クリヤー塗膜に要求される塗膜硬度と外観性能とを確保できる。
 セルロース誘導体は、特に限定されるものではない。例えば、セルロースアセテートブチレート、ニトロセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネートからなる群から選ばれた一つ以上のセルロース誘導体を挙げることができる。セルロース誘導体として、塗膜形成樹脂との溶解性、粘性の発現等の観点からセルロースアセテートブチレートであることが更に好ましい。
 例えば、ASTM-D-817に記載された測定法によるアセチル化度が、1~34質量%、ブチリル化度が16~60質量%、ASTM-D-1343に記載された測定法による粘度が0.005~20秒の範囲に入るものが特に好ましい。
 セルロースアセテートブチレートの一例として、例えば、イーストマンケミカルプロダクト社の、CAB-551-0.01(粘度=0.01秒、ブチリル基含有量=53%)、CAB-551-0.2(粘度=0.20秒、ブチリル基含有量=52%)、CAB-531-1(粘度=1.90秒、ブチリル基含有量=50%)、CAB-500-1(粘度=1.00秒、ブチリル基含有量=51%)、CAB-500-5(粘度=5.00秒、ブチリル基含有量=51%)、CAB-553-0.4(粘度=0.30秒、ブチリル基含有量=46%)、CAB-381-0.1(粘度=0.10秒、ブチリル基含有量=38%)、CAB-381-0.5(粘度=0.50秒、ブチリル基含有量=38%)、CAB-381-2(粘度=2.00秒、ブチリル基含有量=38%)、CAB-321-0.1(粘度=0.10秒、ブチリル基含有量=31.2%)、CAB-171-15S(粘度=15.00秒、ブチリル基含有量=17%)等が挙げられる。
 上記セルロースアセテートブチレートは、1種または2種以上を併用してもよい。
 クリヤー塗料組成物がセルロース誘導体を含む態様において、量は、水酸基含有アクリル樹脂(c-1)と、非水分散型アクリル樹脂(c-2)と、ジオール樹脂(c-3)とを、含むクリヤー塗料組成物の樹脂固形分の合計100質量部に対して、0.1質量部以上10質量部以下であり、例えば、0.2質量部以上7質量部以下であり、ある態様において、0.5質量部以上5質量部以下である。セルロース誘導体を、このような範囲内で含むことにより、クリヤー塗料組成物の塗装作業性をも更に向上させることができる。
(その他の添加剤)
 クリヤー塗膜を形成するクリヤー塗料組成物は、上述した成分以外に、塗料分野において一般的に配合される添加剤を配合するものであってもよい。例えば、透明性を阻害しない範囲において、ベースカラー顔料、メタリック顔料を含有させることができる。さらに、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン光安定剤、酸化防止剤、架橋樹脂粒子、表面調整剤等を配合することもできる。
 クリヤー塗料組成物は、例えば、その製造時に使用し得る酢酸ブチル等の溶剤を含んでもよい。クリヤー塗料組成物の濃度は、取り扱い性に優れた濃度であればよく、必要に応じて、酢酸ブチル等の溶剤を用いて希釈すればよい。
 クリヤー塗料組成物は、既知の触媒を含んでもよい。例えば、錫触媒を含んでもよい。クリヤー 塗料組成物中の錫触媒の配合量は、クリヤー塗料組成分中に配合される水酸基含有アクリル樹脂(c-1)と、非水分散型アクリル樹脂(c-2)の樹脂固形分の合計100質量部に対して、0質量部以上0.05質量部以下、ある態様においては、0.01質量部以上0.02質量部以下であることが好ましい。錫触媒の配合量がこのような範囲内で配合されることにより、クリヤー塗料組成物を焼き付ける工程において、クリヤー塗料組成物に含まれる塗膜形成樹脂との反応速度を好適な範囲にでき、塗料組成物の乾燥性をより良好にすることができる。また、得られるクリヤー塗膜は、より充分な硬度、塗膜外観等を得ることができる。さらに、触媒の配合量を適宜選択することにより、クリヤー塗料組成物のポットライフ調整できるので、車体、大型化した自動車部品、例えばバンパー部品等にも良好な作業性を示し得る。
 (クリヤー塗膜の形成)
 クリヤー塗膜は、塗膜形成樹脂として、水酸基含有アクリル樹脂(c-1)と、非水分散型アクリル樹脂(c-2)と、ジオール樹脂(c-3)と、ポリイソシアネート化合物(c-4)とを含むクリヤー塗料組成物の乾燥塗膜である。
 クリヤー塗膜の厚みは、15~50μmであることが好ましい。15μm未満では下地の凹凸が隠蔽できないという問題を生じるおそれがあり、50μmを超えると塗装時にワキ・タレなどの不具合が起こるという問題を生じるおそれがある。好ましくは20μm以上45μm以下である。上記乾燥膜厚は、SANKO社製SDM-miniRを用いて測定することができる。
(複層塗膜形成用塗料組成物セット)
 本開示は、一態様において、複層塗膜形成用塗料組成物セットを提供する。
 本開示に係る複層塗膜形成用塗料組成物セットは、
 プライマー塗膜を形成するプライマー塗料組成物と、ベース塗膜を形成するベース塗料組成物と、クリヤー塗膜を形成する、本開示に係るクリヤー塗料組成物(c)とを含む、複層塗膜形成用塗料組成物セットであって、
 プライマー塗料組成物の乾燥塗膜の-20℃での引張伸度が5~35%であり、
 ベース塗料組成物は、着色剤を含む。
 複層塗膜形成用塗料組成物セットが、本開示に係る特定の塗料組成物を有することにより、複層塗膜形成用塗料組成物セットを用いて形成された複層塗膜は、寒冷地(例えば、-20℃)においても優れた耐衝撃性を有する。
 更に、本発明に係る複層塗膜形成用塗料組成物セットであれば、優れた外観、硬度、初期付着性、耐ガソホール性、耐湿性、耐ガソホール性、耐衝撃性(例えば、-20℃でのデュポン衝撃強度)を有する複層塗膜を得ることができる。更に、良好な塗膜の追従性を有する。
 例えば、複層塗膜は、プライマー塗膜を形成するプライマー塗料組成物(a)と、ベース塗膜を形成するベース塗料組成物(b)と、クリヤー塗膜を形成するクリヤー塗料組成物(c)をこの順で、被塗物に塗装し、加熱硬化(焼付)させることにより得られる。
 以下において、各塗料組成物(a)及び(b)、並びに複層塗膜について説明する。
 なお、本開示に係るクリヤー塗料組成物(c)は、上述のクリヤー塗料組成物に関連する記載を援用できる。
 ある態様において、プライマー塗膜と、ベース塗膜と、クリヤー塗膜とを有する複層塗膜の、-20℃でのデュポン衝撃強度は、4.9J以上である。これにより、寒冷地(例えば、-20℃)においても、より優れた耐衝撃性を有することができる。
 (プライマー塗料組成物(a))
 本発明に係るプライマー塗料組成物(a)は、プライマー塗料組成物(a)の乾燥塗膜の-20℃での引張伸度が、5~35%であることが好ましい。例えば、引張伸度は10~30%であってもよい。
 本明細書において、引張伸度は、以下に示した方法によって測定した値である。
(引張伸度の測定方法)
(i)塗膜がハクリ可能な塗板上に乾燥膜厚が30μmになるように塗装し、塗装後に80℃で25分間乾燥させて塗膜を形成する。
(ii)縦10mm×横50mmの大きさに試験片を作製し、両端にマスキングテープを貼りつけ、マスキングテープの残り半分を裏面へ折り返す。
(iii)島津オートグラフ(AG-IS)にてマイナス20℃の環境下、5mm/minの引張り速度で測定する。
(iv)5サンプル測定してその平均値を算出する。
 プライマー塗膜(a)の引張伸度がこのような範囲内であることにより、例えば、低温時(例えば-20℃)の衝撃強度に優れる。また、良好な塗膜の追従性を有する。
 上記プライマー塗料組成物としては、上述した引張伸度を満たすものであれば特に限定されない。
 ある態様において、被塗物としてのプラスチック基材に導電性を付与することができる導電性プライマーが好ましい。なかでも、水性導電プライマーであることが好ましく、例えば、プライマー用樹脂及び導電剤(カーボンブラック、アンチモンドープ酸化スズ処理酸化チタン等)、さらに必要に応じて白色顔料、その他の原料を含んだものを挙げることができる。
 上記水性導電プライマー中の水の配合割合は、導電プライマー全体に対して、好ましくは45~90質量%、さらに好ましくは50~80質量%である。水の配合割合が45質量%未満であると、粘度が高くなり、貯蔵安定性、塗装作業性が低下する。他方、水の配合割合が90質量%を超えると、不揮発分量の割合が低下し、塗装効率が悪くなり、タレ、ワキなどの外観異常が生じやすくなる。上記水性導電プライマーは、有機溶剤をさらに含んでもよく、その配合割合は、通常、含まれる水に対して40質量%以下である。
上記水性導電プライマーのプライマー用樹脂成分としては、酸変性ポリプロピレン、酸変性塩素化ポリオレフィン、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂;水性アルキッド樹脂、水溶性アクリル樹脂等の顔料分散樹脂などを用いることが好ましい。これらのすべてを含有するものであってもよい。
 プライマー塗膜を形成するプライマー塗料組成物(a)は、例えば、スプレー塗装またはベル塗装などの手法で塗ることができる。上記基材は、必要に応じて、洗浄、脱脂しておいてもよい。
 プライマー塗膜は、乾燥膜厚で5~30μmであることが好ましい。5μm未満では隠ぺい性不足となり、30μmを超えるとワキ及びタレが発生し易くなる。好ましくは10~20μmである。上記乾燥膜厚は、SANKO社製SDM-miniRを用いて測定することができる。
 プライマー塗料組成物から形成した塗膜伸び率は、プライマー塗料組成物に含まれる組成の調整、使用する樹脂の組成を既知の方法で調整することによって調整できる。また、塗料用アルキド樹脂、塗料用ポリエステル樹脂、ポリテトラメチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール及びその混合物等のソフトナーを使用して調整してもよい。
 (ベース塗料組成物(b))
本発明におけるベース塗料組成物は、着色剤を含む。このようなベース塗料組成物は特に限定されず、公知の塗料組成物であってよい。着色剤も公知の無機顔料、有機顔料等であってよい。その配合量も特に限定されるものではない。ベース塗料組成物は水性であっても、溶剤系であってもよい。また、着色ベース層及びマイカベース層の2層を形成する複数の塗料組成物を含んでもよい。ベース塗料組成物から形成されるベース塗膜の厚みは、10μm以上30μm以下であることが好ましい。10μm未満では隠蔽性が不足するという問題を生じるおそれがあり、30μmを超えるとタレ、ワキ等の不具合が発生するおそれがある。好ましくは15μm以上20μm以下である。上記乾燥膜厚は、SANKO社製SDM-miniRを用いて測定することができる。
 ベース塗料組成物は、溶剤系一液型ベース塗料組成物、溶剤系二液型ベース塗料組成物又は水性一液型ベース塗料組成物から形成された塗膜であることが好ましい。これらのいずれの形態のものであっても、本発明の目的に好適に使用できる。
 ベース塗膜は、ベース塗料組成物(b)から、既知の方法により形成できる。
 ある態様において、本開示の複層塗膜形成用塗料組成物セットは、プライマー塗料組成物から形成したプライマー塗膜を形成と、ベース塗料組成物から形成したベース塗膜と、本開示に係るクリヤー塗料組成物から形成したクリヤー塗膜を有する複層塗膜を形成でき、得られる複層塗膜の-20℃でのデュポン衝撃強度は4.9J以上である。
 このような特定の複層塗膜を形成できる、本開示の複層塗膜形成用塗料組成物セットは、寒冷地においても優れた耐衝撃性を有する複層塗膜を形成でき、さらに、優れた外観を有する複層塗膜を形成できる。その上、例えば、クリヤー塗料組成物の焼き付け工程における焼き付け温度の低温化、焼き付け時間の短縮化を可能にできる。
 複層塗膜に関する、-20℃でのデュポン衝撃強度の測定は、後述の実施例の記載を参照することにより測定できる。
 (複層塗膜の形成方法)
 別の態様において、本開示は、以下の、複層塗膜の形成方法を開示する。
 本開示の複層塗膜の形成方法は、本開示に係るクリヤー塗料組成物を塗装し、未硬化のクリヤー塗膜を形成する工程、及び、
未硬化のクリヤー塗膜を加熱硬化させ、クリヤー塗膜を形成する工程を含む。
 本開示の複層塗膜の形成方法であれば、特定のクリヤー塗料組成物を用いるので、例えば、クリヤー塗料組成物の硬化時間を大幅に短縮でき、さらには、複層塗膜の硬化時間を大幅に短縮できる。その上、硬化温度も大きく低減できる。
 また、本開示の形成方法により得られる複層塗膜は、寒冷地においても優れた耐衝撃性を有する複層塗膜を形成でき、さらに、優れた外観を有する複層塗膜を形成できる。
 本開示の複層塗膜の形成方法においては、未硬化の塗膜を加熱硬化させ、複層塗膜を形成する工程を含む。未硬化の塗膜の加熱硬化は、例えば、焼き付けにより行える。
 ある態様において、加熱硬化の条件は、65℃以上90℃以下、5分以上45分以下である。加熱硬化の条件は、例えば、70℃以上80℃以下であってよい。
 例えば、加熱硬化をこのような範囲とすることにより、迅速な塗膜硬化とプラスチック成型品の変形防止を両立できる。さらに、耐湿性、低温耐衝撃性(例えば、-20℃でのデュポン衝撃強度)において優れる塗膜を形成できる。
 ここで、本発明の製造方法によると、例えば、従来は80℃で20分程度必要であった焼き付け時間を、同じ焼き付け温度であっても、約半分程度にまで短縮できる。さらに、大型の被塗物、例えば車両、バンパーなどに対しても、複層塗膜を、従来と比べて短時間で形成できる。これは、本発明の方法に係る、特定の樹脂の組合せを含むクリヤー塗料組成物が、大きく貢献していると考えられる。
 このような加熱硬化(焼付け)時間であっても、塗膜の硬化を充分に行え、優れた耐水性及び耐ガソホール性を有する複層塗膜を形成できる。更に、従来と比べて、加熱硬化時間を短縮しながらも、タック性および研ぎ性に優れた複層塗膜(硬化塗膜)を形成できる。
 なお、この加熱硬化(焼付け)時間は、基材表面が実際に目的の焼き付け温度を保持しつづけている時間を意味し、より具体的には、目的の焼き付け温度に達するまでの時間は考慮せず、目的の温度に達してから該温度を保持しつづけているときの時間を意味する。
 塗料組成物の未硬化膜を同時に焼き付けるのに用いる加熱装置として、例えば、熱風、電気、ガス、赤外線などの加熱源を利用した乾燥炉などが挙げられる。また、これら加熱源を2種以上併用した乾燥炉を用いると、乾燥時間が短縮されるため好ましい。
 ある態様において、本開示の複層塗膜の形成方法は、被塗物に、プライマー塗料組成物を塗装し、未硬化のプライマー塗膜を形成する工程、
未硬化のプライマー塗膜上に、ベース塗料組成物を塗装し、未硬化のベース塗膜を形成する工程、
未硬化のベース塗膜上に、本開示に係るクリヤー塗料組成物を塗装し、未硬化のクリヤー塗膜を形成する工程、並びに
これらの未硬化の塗膜を加熱硬化させ、複層塗膜を形成する工程を含む。
 ある態様において、本開示に係る複層塗膜形成方法により得られる複層塗膜の-20℃でのデュポン衝撃強度は、4.9J以上である。
 本開示に係る複層塗膜形成方法により得られる複層塗膜は、例えば、-20℃でのデュポン衝撃強度が4.9J以上である。これは、本発明の方法に係る、特定のパラメータを有する特定の樹脂の組合せを含むクリヤー塗料組成物が、大きく貢献していると考えられる。
 本開示の複層塗膜の形成方法において、用いることができるプライマー塗料組成物、ベース塗料組成物及びクリヤー塗料組成物は、上述の各組成物に関する記載を援用できる。
 複層塗膜の形成方法は、例えば、本発明の範囲を逸脱しない範囲で、通常の塗装方法を適宜採用できる。
 (被塗物)
 被塗物は、用途、機能などに応じて適宜選択できる。
 ある態様において、被塗物として、通電可能な種々の被塗物を用いることができる。使用できる被塗物として例えば、冷延鋼板、熱延鋼板、ステンレス、電気亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、亜鉛-アルミニウム合金系めっき鋼板、亜鉛-鉄合金系めっき鋼板、亜鉛-マグネシウム合金系めっき鋼板、亜鉛-アルミニウム-マグネシウム合金系めっき鋼板、アルミニウム系めっき鋼板、アルミニウム-シリコン合金系めっき鋼板、錫系めっき鋼板などが挙げられる。
 これら被塗物は、既知の化成処理などを施した被塗物であってもよい。
 ある態様において、被塗物としてプラスチック基材を用いることができる。例えば、自動車用部品に使用する、プラスチック基材であってよい。例えば、プラスチック基材は、ポリプロピレンやポリオレフィンまたはエラストマー変性ポリプロピレン樹脂を含む。エラストマー変性ポリプロピレン樹脂は、特に限定されず、公知の市販のものを使用することができる。更に、樹脂以外に必要に応じて添加剤を添加したものであってもよい。また、ABS(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン)樹脂製の被塗物を用いてもよい。
 上記-20℃でのデュポン衝撃強度は、以下の実施例において詳述した方法によって測定したものである。
 以下、本発明を実施例によって説明する。実施例中、配合割合において%とあるのは特に言及がない限り質量%を意味する。本発明は以下に記載した実施例に限定されるものではない。
 (合成例C-1-1)
 水酸基含有アクリル樹脂Ac(1)の製造
 温度調節器、攪拌翼、還流管、窒素導入口を備えた2Lのセパラブルフラスコに、酢酸ブチル444.27gを仕込み、フラスコ内部を窒素雰囲気下にした後、温度を130℃に昇温して一定に保った。一方、スチレン(ST)255g、メタクリル酸(MAA)8.5g、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル(HEMA)394.4g、アクリル酸2-エチルヘキシル(EHA)117.47g、メタクリル酸イソブチル(iBMA)74.72g、およびカヤエステルO 102gの混合液を滴下ロートに入れて、3時間かけて滴下した。
 次いで、1時間反応を継続した後、後開始剤として、酢酸ブチル204g、カヤエステルO 20.4gの混合液を30分間かけて滴下し、更に1時間反応を継続して固形分60%の水酸基含有アクリル樹脂Ac(1)を得た。水酸基含有アクリル樹脂Ac(1)の配合量および物性を表1に示す。
 (合成例C-1-2~C-1-9)
 水酸基含有アクリル樹脂Ac(2)~Ac(9)の合成
 合成例(C-1-1)で用いた設備と同様の設備を用いて、表1に記載の配合量となるように溶剤、モノマー、開始剤、重合温度に変更した以外は合成例(C-1-1)の合成手順、操作と同様の合成手順、操作を行い、表1に記載の水酸基含有アクリル樹脂Ac(2)~Ac(9)を得た。物性も合わせて表1に示す。
 (水酸基価(OHV))
 水酸基価は、JIS  K  0070に記載されている水酸化カリウム水溶液を用いる中和滴定法により求めた。
  (ガラス転移温度)
  水酸基含有アクリル樹脂Ac(1)~Ac(9)のガラス転移温度(Tg)は、下記方法で測定した。即ち、重合によって得られた水酸基含有アクリル樹脂から溶剤を減圧蒸留して除去した後、示差走査熱量計(DSC)(セイコー電子工業株式会社製;熱分析装置SSC/5200H)を用いて下記工程1~3
  第1工程:20℃→100℃(昇温速度10℃/min)
  第2工程:100℃→-50℃(降温速度10℃/min)
  第3工程:-50℃→100℃(昇温速度10℃/min)
を行い、第3工程の昇温時から水酸基含有アクリル樹脂のガラス転移温度を、特開2015-168693号公報に記載の方法により測定した。
  (重量平均分子量)
 水酸基含有アクリル樹脂Ac(1)~Ac(9)の重量平均分子量(Mw)は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)で測定した値であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量である。
 (固形分酸価(AV)の測定)
 酸価の測定は、JIS. K. 5601-2-1に則して測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 (合成例C-2-1)
 非水分散型アクリル樹脂(NAD-1)の製造
  非水分散型アクリル樹脂のシェル部(非水分散型樹脂シェルAc(1))の合成
  温度調節器、攪拌翼、還流管、窒素導入口を備えた1Lのセパラブルフラスコに、酢酸ブチル376.8gを仕込み、フラスコ内部を窒素雰囲気下にした後、温度を110℃に昇温して一定に保った。一方、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル9.36g、アクリル酸2-ヒドロキシエチル91g、メタクリル酸ラウリル100g、メタクリル酸メチル55g、メタクリル酸4g、メタクリル酸イソボロニル140.64g、およびカヤエステルO 12gの混合液を滴下ロートに入れて、3時間かけて滴下した。
 次いで、1時間反応を継続した後、後開始剤として、酢酸ブチル40g、カヤエステルO 4.8gの混合液を30分間かけて滴下し、更に1時間反応を継続して固形分50%の非分散樹脂シェルAc(1)を得た。得られた樹脂の重量平均分子量は20,000であった。
  非水分散型アクリル樹脂(NAD(1))の合成
 温度調節器、攪拌翼、還流管、窒素導入口を備えた500mLのセパラブルフラスコに、上記で調製した非水分散型樹脂シェルAc(1)133.33g、酢酸ブチル174.98gを仕込み、フラスコ内部を窒素雰囲気下にした後、温度を110℃に昇温して一定に保った。
 次に、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル(HEMA)39.44g、スチレン(ST)2.83g、メタクリル酸メチル(MMA)52.5g、アクリル酸-2-エチルヘキシル(EHA)4.59g、アクリル酸(AA)0.64g、およびカヤエステルO 1.0gの混合液を滴下ロートに入れて、3時間かけて滴下した。
 次いで、1時間反応を継続した後、後開始剤として、酢酸ブチル10g、カヤエステルO 0.1gの混合液を30分間かけて滴下し、更に1時間反応を継続して固形分50%の非水分散型アクリル樹脂(NAD(1))を得た。得られた非水分散型アクリル樹脂(NAD-1)に凝集物は見られなかった。非水分散型アクリル樹脂(NAD(1))の配合量および物性を表2に示す。
 (合成例C-2-2~合成例C-2-9)
 合成例(C-2-1)で用いた設備と同様の設備を用いて、表2に記載の配合量となるように分散樹脂、溶剤、モノマー、開始剤、重合温度を変更する以外は合成例(C-2-1)の合成手順、操作と同様の合成手順、操作を行い、表2に記載の非水分散型アクリル樹脂(NAD(2))~非水分散型アクリル樹脂(NAD(9))を得た。また、非水分散型アクリル樹脂(NAD(2))~非水分散型アクリル樹脂(NAD(9))の物性を表2に示す。
 表2中、4HBAは、アクリル酸4-ヒドロキシブチルを意味する。また、プラクセルFM1は、(ダイセル化学社製、商品名、カプロラクトン変性(メタ)アクリル酸ヒドロキシエステル類)である。これらは、いずれも、水酸基を有し、エステル部位の炭素数が4以上、12以下である、水酸基含有アクリル酸エステルモノマーを示す。
 非水分散型アクリル樹脂(NAD(1))~非水分散型アクリル樹脂(NAD(9))のガラス転移温度、水酸基価、および酸価は、水酸基含有アクリル樹脂と同様にして測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
(実施例1)
(クリヤー塗膜の形成)
 以下の表3に記載した配合であり、酢酸ブチルを用いて希釈したクリヤー塗料組成物を、スプレーガン(アネスト岩田株式会社製;W-101-134G)を用いて、乾燥膜厚が35μmになるように、ポリプロピレン基材上に塗装し、試験片は、温度20±5℃、相対湿度78%以下の塗装環境下で10分間放置した。
 実施例1で用いたジオール樹脂(c-3)は、ベッコライトWHF348(DIC社製、ポリエステルジオール樹脂)であり、水酸基価110mg KOH/g、ガラス転移温度(Tg)は室温(20℃)以下であった。
 ポリイソシアネート化合物として、N3300(コベストロ社製、NCO%=22)を用いた。
 次いで、乾燥機を用いて素材が80℃まで昇温後、80℃下で、10分間乾燥及び加熱硬化させて、基材とクリヤー塗膜とを有する試験片を得た。
 得られたクリヤー塗膜に関する配合、各種物性、評価結果を表3に示す。
 (実施例2~11、比較例1~13)
 実施例1で用いた成分以外に、実施例及び比較例において用いた各成分の詳細は、次のとおりである。
 合成例(C-3-1)3官能ポリオールの製造
 温度調節器、攪拌翼、還流管、窒素導入口を備えた1Lのセパラブルフラスコにトリメチロールプロパン36.8g、ε-カプロラクトン563.2g、ジブチル錫ラウレート0.3gを仕込み、160℃で6時間反応を継続した。得られた樹脂の分岐数は3、水酸基当量は730で、室温20℃で液状であった。
 ジオール成分
 ・クラレポリオールP-1010(株式会社クラレ社製)(P-1010)
分子量1000のポリエステルジオール、水酸基価110mg KOH/g、融点-71℃
 ・クラレポリオールP-2010(株式会社クラレ社製)(P-2010)
分子量2000のポリエステルジオール、水酸基価55mg KOH/g、融点-67℃
 ・プラクセル210(株式会社ダイセル社製)(PCL-210)
分子量1000のポリカプロラクトンジオール、水酸基価110mg KOH/g、ガラス転移温度(Tg)は20℃以下
 ・デュラノールT5651(旭化成社製)(T-5651)
数平均分子量1000のポリカプロラクトンジオール、水酸基価110mg KOH/g、融点-5℃以下
 セルロース誘導体
 ・イーストマンCAB 551-0.01(イーストマンケミカル社製)
分子量16000のブチル化53%のセルロース誘導体
 (塗装物品の物性評価)
  表3に示す配合で、実施例2~11のクリヤー塗料組成物を調製したこと以外は、実施例1と同様にクリヤー塗膜を形成した。
 また、表4に示す配合で、比較例1~13の塗料組成物を調製したこと以外は、実施例1と同様にクリヤー塗膜を形成した。
 実施例及び比較例に係るクリヤー塗膜について、各種物性を評価した。各種物性の評価方法及び評価基準を以下に示す。
  (外観)
  クリヤー塗膜を有する試験片の60°光沢度を、鏡面光沢度計を用い、JIS K-5600-4-7に準拠して測定して、下記基準によって評価した。
「○」:60°光沢度が85以上、かつ、フクレ、割れ、ピンホール、ゆず肌等の塗膜表面異常が認められない。
「×」:60°光沢度が85未満、若しくは、フクレ、割れ、ピンホール、ゆず肌等の塗膜表面異常が少なくとも1つ認められる。
  (硬度)
  クリヤー塗膜を有する試験片の硬度を、JIS K-5600-5-4に基づいて測定した。その測定値が「B」以上であるものを「○」と評価し、「2B」以下であるものを「×」と評価した。
  (初期付着性)
  クリヤー塗膜を有する試験片の塗面上に、JIS K-5600-5-6にて規定される単一刃切り込み工具を垂直に当て、素地(基材)にまで達する切込みを入れた平行線1を平行に11本引いた。その平行線1に垂直に交わり、平行線1と同一間隔で、素地にまで達する切込みを入れた平行線2を11本引き、4本の直線に囲まれた正方形100個の碁盤目部を作った。平行線1,2の間隔は2mmとした。上記碁盤目部にJIS K-5600-5-6にて規定される透明感圧着テープを、塗面との間に気泡が含まれないように密着させた。その後、当該テープを、0.5~1.0秒の間に一気に剥がし、碁盤目部の剥離状態を目視にて評価した(碁盤目密着性試験)。そして、剥離が全く認められない場合を「○」と評価し、剥離が認められる場合を「×」と評価した。
  (耐湿性)
  JIS K-5600-7-2に準拠して評価した。具体的には、クリヤー塗膜を有する試験片を温度50±2℃、湿度98±2%の雰囲気下に240時間放置した後、1時間以内に塗膜表面の観察および碁盤目密着性試験を行った。碁盤目密着性試験は上記「初期付着性」に記載の碁盤目密着性試験と同様にして行った。そして、塗膜表面に異常が認められず、かつ、剥離が全く認められない場合を「○」と評価し、塗膜表面に異常が認められるか、若しくは剥離が認められる場合を「×」と評価した。
  (耐候性)
  サンシャインウエザーメーター(スガ試験機株式会社製)を用いてクリヤー塗膜を有する試験片の耐候性試験を行い、1200時間経過後の密着性および外観を評価した。密着性は、上記「初期付着性」に記載の碁盤目密着性試験と同様の碁盤目密着性試験を行って評価した。外観は、目視、色差、および光沢値で評価した。そして、剥離が全く認められず、目視による著しい異状が認められず、初期状態(耐候性試験前)との色差(ΔE)が3.0以下であり、かつ、光沢が80以上の場合を「○」と評価し、これら4つの項目のうち1つを満足しない場合を「△」と評価し、これら4つの項目のうち2つ以上を満足しない場合を「×」と評価した。
 (デュポン衝撃強度)
JIS K 5600-5-3をベースに撃ち型半径6.35±0.03、受け台直径4.8cm、板厚2mmの円筒で、塗膜の温度を-20℃に保ち評価した。
落下おもりは500gのものを用い、被塗物であるポリプロピレン素材が破壊されない限界値を測定し、以下の基準で評価を行った。
〇:4.9J以上
×:4.9J未満
(耐ガソホール性)
 クリヤー塗膜を形成したポリプロピレン樹脂基材片(3cm×3cm)を、レギュラーガソリンにエタノールを10容量%添加して得られるガソホール(20℃)に浸漬した後、30分でハガレのないものを「○」、それ未満を「×」とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 (複層塗膜の形成)
(実施例12)
 複層塗膜を有する試験片を以下のようにして作製した。試験片は、温度20±5℃、相対湿度78%以下の塗装環境下にて作製した。
 基材である脱脂済みのポリプロピレン樹脂基材(150mm×100mm、厚み2mm:バンパーグレード)に、ポリプロピレン樹脂用プライマー塗料組成物として日本ペイント・オートモーティブコーティングス社製BR-116CDをスプレーガン(アネスト岩田株式会社製;W-101-134G)を用いて乾燥膜厚が7μmになるように塗装した後、上記塗装環境下で1分間放置した。なお、1分間放置した状態では、塗膜は未硬化であった。
 次いで、着色剤を含むベース塗料組成物として日本ペイント・オートモーティブコーティングス社製R-301S シルバーを、スプレーガン(アネスト岩田株式会社製;W-101-134G)を用いて乾燥膜厚が15μmになるように塗装した。上記塗装環境下で更に1分間放置した。なお、1分間放置した状態では、塗膜は未硬化であった。
 更に、実施例1で作成したクリヤー塗料組成物を、上記スプレーガンを用いて乾燥膜厚が何れも35μmになるように、上記未硬化のベース塗膜上に塗装し、上記塗装環境下で10分間放置した。
 次いで、乾燥機を用いて素材が80℃まで昇温後、80℃下で、10分間乾燥及び加熱硬化させて、プラスチック基材と複層塗膜とを有する試験片(自動車用部品)を得た。
 得られた自動車用部品に含まれる複層塗膜について、上記クリヤー塗膜と同様に試験を行った。その結果、外観、硬度、初期付着性、耐湿性、耐候性、デュポン衝撃強度、耐ガソホール性のいずれにおいても、評価結果は、「○」であり、上記物性について優れた複層塗膜が得られた。
 本発明に係るクリヤー塗料組成物であれば、外観、硬度、初期付着性、耐湿性、耐候性、デュポン衝撃強度(低温)及び耐ガソホール性のいずれにおいても、優れた結果を示す。
 更に、本発明に係るクリヤー塗料組成物であれば、大型の被塗物への塗装に適したポットライフを有するので、作業性が向上している。その上、得られる塗膜の追従性も備えている。
 また、本発明クリヤー塗料組成物は、一般に使用されるクリヤー塗料組成物と比べて、大幅に短い硬化時間でありながら、特に、耐湿性、低温耐衝撃性(例えば、-20℃でのデュポン衝撃強度)において優れた効果を有するものである。
 例えば、実施例1における複層塗膜について、タック性、ポリッシュ性、研ぎ性の適否について検討したところ、いずれの物性も良好であった。
 一方、比較例1~4は、非水分散型アクリル樹脂が本発明の範囲外である。このため、比較例1は、硬度、耐湿性、耐候性及び耐ガソホール性が悪く、比較例2は、デュポン衝撃強度が悪く、比較例3は、耐湿性、耐候性、デュポン衝撃強度が悪く、比較例4は、耐湿性、耐候性及び耐ガソホール性が悪い。
 また、比較例5~10は、水酸基含有アクリル樹脂が本発明の範囲外である。このため、比較例5は、硬度、初期付着性、耐湿性及び耐候性が悪く、比較例6は、耐湿性、耐候性及び耐ガソホール性が悪く、比較例7は、外観、デュポン衝撃強度が悪く、比較例8及び9は、硬度、耐湿性、耐候性及び耐ガソホール性が悪く、比較例10は、外観、デュポン衝撃強度が悪い。
比較例11~13は、ジオール樹脂を含まない、又はジオール樹脂が本発明の範囲外である。比較例11~13は、いずれも、外観が悪く、デュポン衝撃強度も不十分である。
 本発明のクリヤー塗料組成物は、例えば、自動車車両、自動車用部品において好適に使用することができる。

Claims (14)

  1.  塗膜形成樹脂として、水酸基含有アクリル樹脂(c-1)と、非水分散型アクリル樹脂(c-2)と、ジオール樹脂(c-3)と、ポリイソシアネート化合物(c-4)とを含むクリヤー塗料組成物であって、
     前記水酸基含有アクリル樹脂(c-1)は、水酸基価が80mgKOH/g以上220mgKOH/g以下であり、重量平均分子量が4,000以上10,000以下であり、及びガラス転移温度が30℃以上60℃以下であり、
     前記非水分散型アクリル樹脂(c-2)はコアシェル構造を有し、前記コア部の水酸基価は100mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であり、及び前記コア部のガラス転移温度は40℃以上80℃以下であり、
     前記ジオール樹脂(c-3)は、水酸基価が80mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であり、かつ、前記ジオール樹脂(c-3)は、ポリカーボネートジオール樹脂、ポリエーテルジオール樹脂、ポリエステルジオール樹脂及びポリカプロラクトンジオール樹脂から選択される少なくとも1種を含む、
    クリヤー塗料組成物。
  2. 請求項1記載のクリヤー塗料組成物から形成したクリヤー塗膜の-20℃でのデュポン衝撃強度が、4.9J以上である、請求項1に記載のクリヤー塗料組成物。
  3.  プライマー塗料組成物から形成されたプライマー塗膜と、ベース塗料組成物から形成されたベース塗膜と、請求項1または2に記載のクリヤー塗料組成物から形成したクリヤー塗膜とを有する複層塗膜の-20℃でのデュポン衝撃強度が、4.9J以上である、請求項1又は2に記載のクリヤー塗料組成物。
  4.  更に、セルロース誘導体を含む、請求項1から3のいずれかに記載のクリヤー塗料組成物。
  5.  前記ジオール樹脂(c-3)は、ポリエステルジオール樹脂である、請求項1から4のいずれかに記載のクリヤー塗料組成物。
  6.  前記イソシアネート化合物(c-4)に含まれるイソシアネート基と、前記水酸基含有アクリル樹脂(c-1)および非水分散型アクリル樹脂(c-2)に含まれる水酸基との当量比(NCO/OH)が、0.7以上2.0以下である、請求項1から5のいずれかに記載のクリヤー塗料組成物。
  7.  前記水酸基含有アクリル樹脂(c-1)と前記非水分散型アクリル樹脂(c-2)の質量比が、((c-1)/(c-2))=90/10~50/50である、請求項1から6のいずれかに記載のクリヤー塗料組成物。
  8.  前記水酸基含有アクリル樹脂(c-1)及び前記非水分散型アクリル樹脂(c-2)の質量の合計と、前記ジオール樹脂(c-3)との質量比が、((c-1)+(c-2))/(c-3)=100/1~100/15である、請求項1から7のいずれかに記載のクリヤー塗料組成物。
  9.  前記非水分散型アクリル樹脂(c-2)の前記コア部は、エステル部位の炭素数が4以上12以下である水酸基含有アクリル酸エステルモノマーを含む、請求項1から8のいずれかに記載のクリヤー塗料組成物。
  10.  前記非水分散型アクリル樹脂(c-2)の前記コア部は、カルボキシル基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマーと、水酸基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマーとを含む、請求項1から9のいずれかに記載のクリヤー塗料組成物。
  11.  前記非水分散型アクリル樹脂(c-2)の前記コア部の酸価が60mgKOH/g以下である、請求項1から10のいずれかに記載のクリヤー塗料組成物。
  12.  前記非水分散型アクリル樹脂(c-2)の前記シェル部の水酸基価が50mgKOH/g以上160mgKOH/g以下であり、ガラス転移温度が0℃以上80℃以下である、請求項1から11のいずれかに記載のクリヤー塗料組成物。
  13.  前記非水分散型アクリル樹脂(c-2)の前記シェル部の酸価が30mgKOH/g以下である、請求項1から12のいずれかに記載のクリヤー塗料組成物。
  14.  被塗物に、請求項1~13のいずれかに記載のクリヤー塗料組成物を塗装し、未硬化のクリヤー塗膜を形成する工程、及び、
    未硬化のクリヤー塗膜を加熱硬化させ、クリヤー塗膜を形成する工程を含む、
    クリヤー塗膜の形成方法。
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