WO2022107848A1 - 高固形分塗料組成物及び複層塗膜形成方法 - Google Patents

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    • B05D7/57Three layers or more the last layer being a clear coat
    • B05D7/572Three layers or more the last layer being a clear coat all layers being cured or baked together

Definitions

  • An object of the present invention is to provide a high solid content coating composition capable of forming a coating film having excellent hardness, scratch resistance, water resistance and finished appearance.
  • the above compound (b-4) can be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the hydroxyl group-containing polyester resin (B) in the high solid content coating composition of the present invention is the high solid content coating composition from the viewpoints of hardness, scratch resistance, water resistance, finished appearance, etc. of the formed coating film. It is preferably in the range of 1 to 30 parts by mass, more preferably 2 to 25 parts by mass, and further preferably 3 to 20 parts by mass, based on 100 parts by mass of the resin solid content of the product.
  • the polyisocyanate compound (C) is a compound having at least two isocyanate groups in one molecule, and is, for example, an aliphatic polyisocyanate compound, an alicyclic polyisocyanate compound, an aromatic aliphatic polyisocyanate compound, or an aromatic poly. Examples thereof include an isocyanate compound and a derivative of the polyisocyanate compound.
  • aliphatic polyisocyanate compound examples include trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, 1,2-propylene diisocyanate, 1,2-butylenediocyanate, 2,3-butylenediocyanate, and 1, An aliphatic diisocyanate compound such as 3-butylenediocyanate, 2,4,4- or 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, diisocyanate dimerate, methyl 2,6-diisocyanatohexanate (common name: lysine diisocyanate).
  • a polyfunctional compound (b-1) having a total of three or more carboxyl groups and hydroxyl groups is contained in one molecule, so that the molecular chains are entangled.
  • a monoepoxide compound (b-2) having a hydrocarbon group having 4 or more carbon atoms which can form a coating film having an excellent finished appearance despite a low solid content and a low coating viscosity, can be obtained. Since it is contained, it becomes highly hydrophobic and can form a coating film having excellent water resistance.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible.
  • the configurations, methods, processes, shapes, materials, numerical values, etc. given in the above-described embodiments and examples are merely examples, and if necessary, different configurations, methods, processes, shapes, materials, numerical values, etc. May be used.
  • the configurations, methods, processes, shapes, materials, numerical values and the like of the above-described embodiments can be combined with each other as long as they do not deviate from the gist of the present invention.

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Abstract

本発明は、(A)ガラス転移温度(Tg)が20~70℃の範囲内であり、かつ重量平均分子量が3,000~10,000の範囲内である水酸基含有アクリル樹脂、(B)1分子中に、カルボキシル基と水酸基とを合計で3個以上有する多官能化合物(b-1)、炭素数4以上の炭化水素基を有するモノエポキシド化合物(b-2)及びカプロラクトン化合物(b-3)の反応物である水酸基含有ポリエステル樹脂、及び(C)ポリイソシアネート化合物を含有し、かつ、塗装時の固形分が、50質量%以上であることを特徴とする高固形分塗料組成物に関する。

Description

高固形分塗料組成物及び複層塗膜形成方法
 本発明は高固形分塗料組成物及び複層塗膜形成方法に関するものである。
 近年、地球環境保護の観点から、塗料から放出される揮発性有機化合物(VOC)を低減することが要求されており、各分野で溶剤系塗料から水系塗料への置換が急速に進んでいる。
 自動車の塗装においても、以前は大量の溶剤系塗料が使用され、それらの塗料から排出されるVOCの低減が急務となっていたが、自動車の下塗り、中塗り及び上塗り塗装工程で用いられる各種塗料に関して、有機溶剤系塗料から水系塗料への置換が進められ、現在では、水系塗料による塗装が主流となっている。
 しかしながら、上塗りクリヤ塗料においては、特に、高度の塗膜性能(耐擦傷性、硬度、耐水性等)及び仕上がり外観のレベルが要求されることから、現在でも溶剤系クリヤ塗料が主として塗装されている。
 クリヤ塗料の水性化によらないVOC低減手法の一つとして、塗料の高固形分化(固形分濃度を高める)を挙げることができる。
 例えば、特許文献1には、特定のカルボキシル基含有化合物とエポキシ基含有化合物との反応生成物に、ポリイソシアネート化合物及びメラミン樹脂を併用し、さらに特定の水酸基含有樹脂を含有する高固形分塗料組成物が開示されている。
 また、特許文献2には、特定基(ラクトン変性水酸基)を有する側鎖を含有するビニル系共重合体、アルコキシモノメリックメラミン、ブロックイソシアネート、及びレオロジーコントロール剤を必須成分として含有する上塗り塗料組成物が開示されている。
日本国特開2002-201430号公報 日本国特開2002-020682号公報
 しかしながら、特許文献1に記載される塗料組成物は、硬度は高いが、耐擦り傷性、耐水性及び仕上がり性が不十分であった。
 また、特許文献2に記載される上塗り塗料組成物は、耐擦り傷性は良好であるが、硬度、耐水性及び仕上がり性が不十分であった。
 本発明は、硬度、耐擦り傷性、耐水性及び仕上がり外観に優れた塗膜を形成できる高固形分塗料組成物を提供することを課題とする。
 本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、(A)ガラス転移温度(Tg)が20~70℃の範囲内であり、かつ重量平均分子量が3,000~10,000の範囲内である水酸基含有アクリル樹脂、(B)1分子中に、カルボキシル基と水酸基とを合計で3個以上有する多官能化合物(b-1)、炭素数4以上の炭化水素基を有するモノエポキシド化合物(b-2)及びカプロラクトン化合物(b-3)の反応物である水酸基含有ポリエステル樹脂、及び(C)ポリイソシアネート化合物を含有し、かつ、塗装時の固形分が、50質量%以上であることを特徴とする高固形分塗料組成物によれば、上記目的を達成できることを見出した。
 本発明によれば、以下の態様を含む高固形分塗料組成物が提供される。
 項1.(A)ガラス転移温度(Tg)が20~70℃の範囲内であり、かつ重量平均分子量が3,000~10,000の範囲内である水酸基含有アクリル樹脂、(B)1分子中に、カルボキシル基と水酸基とを合計で3個以上有する多官能化合物(b-1)、炭素数4以上の炭化水素基を有するモノエポキシド化合物(b-2)及びカプロラクトン化合物(b-3)の反応物である水酸基含有ポリエステル樹脂、及び(C)ポリイソシアネート化合物を含有し、かつ、塗装時の固形分が、50質量%以上であることを特徴とする高固形分塗料組成物。
 項2.前記水酸基含有アクリル樹脂(A)が、アルコキシシリル基を含有する水酸基含有アクリル樹脂(A’)を含む項1に記載の高固形分塗料組成物。
 項3.前記水酸基含有ポリエステル樹脂(B)の酸価が30mgKOH/g以下である項1又は2に記載の高固形分塗料組成物。
 項4.前記カルボキシル基と水酸基とを合計で3個以上有する多官能化合物(b-1)が、1個のカルボキシル基と2個の水酸基を有する化合物である項1~3のいずれか1項に記載の高固形分塗料組成物。
 項5.前記水酸基含有ポリエステル樹脂(B)がさらに多塩基酸化合物(b-4)を反応成分として含有する項1~4のいずれか1項に記載の高固形分塗料組成物。
 項6.工程(1):被塗物上に、中塗り塗料組成物を塗装して中塗り塗膜を形成する工程、
 工程(2):前記工程(1)で形成された中塗り塗膜上に、ベースコート塗料組成物を塗装してベースコート塗膜を形成する工程、
 工程(3):前記工程(2)で形成されたベースコート塗膜上に、項1~5のいずれか1項に記載の高固形分塗料組成物を塗装してクリヤコート塗膜を形成する工程、ならびに、
 工程(4):前記工程(1)~(3)で形成された中塗り塗膜、ベースコート塗膜及びクリヤコート塗膜を一度に加熱硬化する工程、を含む複層塗膜形成方法。
 本発明の高固形分塗料組成物は、硬度、耐擦り傷性、耐水性及び仕上がり外観に優れた塗膜を形成することができる。
 以下、本発明の高固形分塗料組成物(以下、「本塗料」と略称する場合がある。)について、さらに詳細に説明する。
 本発明の高固形分塗料組成物は、(A)ガラス転移温度(Tg)が20~70℃の範囲内であり、かつ重量平均分子量が3,000~10,000の範囲内である水酸基含有アクリル樹脂、(B)1分子中に、カルボキシル基と水酸基とを合計で3個以上有する多官能化合物(b-1)、炭素数4以上の炭化水素基を有するモノエポキシド化合物(b-2)及びカプロラクトン化合物(b-3)の反応物である水酸基含有ポリエステル樹脂、及び(C)ポリイソシアネート化合物を含有し、かつ、塗装時の固形分が、50%以上であることを特徴とする高固形分塗料組成物である。
 なお、本明細書において、高固形分塗料組成物とは、塗装時の固形分が50質量%以上である塗料組成物を意味する。
<水酸基含有アクリル樹脂(A)>
 水酸基含有アクリル樹脂(A)は、ガラス転移温度(Tg)が20~70℃の範囲内であり、かつ重量平均分子量が3,000~10,000の範囲内であるアクリル樹脂である。
 上記水酸基含有アクリル樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)が20℃以上であることにより、形成される塗膜の硬度及び耐擦り傷性が良好となり、ガラス転移温度(Tg)が70℃以下であることにより、形成される塗膜の仕上がり外観が良好となる。なかでも、水酸基含有アクリル樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)は、形成される塗膜の硬度、耐擦り傷性及び仕上がり外観の観点から、25~65℃の範囲内であることが好ましく、30~60℃の範囲内であることがさらに好ましい。
 本明細書において、アクリル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、下記式によって算出した。
 1/Tg(K)=(W1/T1)+(W2/T2)+・・・・・ (1)
 Tg(℃)=Tg(K)-273               (2)
各式中、W1、W2、・・は共重合に使用されたモノマーのそれぞれの質量分率、T1、T2、・・はそれぞれの単量体のホモポリマーのTg(K)を表わす。
なお、T1、T2、・・は、Polymer Hand Book(Second Edition,J.Brandup・E.H.Immergut 編)III-139~179頁による値である。また、モノマーのホモポリマーのTgが明確でない場合のガラス転移温度(Tg)は、静的ガラス転移温度とし、例えば示差走査熱量計「DSC-220U」(セイコーインスツルメント(株)製)を用いて、試料を測定カップにとり、真空吸引して完全に溶剤を除去した後、3℃/分の昇温速度で-20℃~+200℃の範囲で熱量変化を測定し、低温側の最初のベースラインの変化点を静的ガラス転移温度とした。
 前記水酸基含有アクリル樹脂(A)の重量平均分子量が3,000以上であることにより、形成される塗膜の硬度及び耐擦り傷性が良好となり、重量平均分子量が10,000以下であることにより、形成される塗膜の仕上がり外観が良好となる。なかでも、水酸基含有アクリル樹脂(A)の重量平均分子量は、形成される塗膜の硬度、耐擦り傷性及び仕上がり外観の観点から、3,500~9,500の範囲内であることが好ましく、4,000~9,000の範囲内であることがさらに好ましい。
 なお、本明細書において、平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフで測定したクロマトグラムから標準ポリスチレンの分子量を基準にして算出した値である。ゲルパーミエーションクロマトグラフは、「HLC8120GPC」(東ソー社製)を使用した。カラムとしては、「TSKgel G-4000HXL」、「TSKgel G-3000HXL」、「TSKgel G-2500HXL」、「TSKgel G-2000HXL」(いずれも東ソー(株)社製、商品名)の4本を用い、移動相;テトラヒドロフラン、測定温度;40℃、流速;1cc/分、検出器;RIの条件で行った。
 前記水酸基含有アクリル樹脂(A)は、例えば、水酸基含有重合性不飽和モノマー及びその他の重合性不飽和モノマー(水酸基含有重合性不飽和モノマー以外の重合性不飽和モノマー)を共重合することにより得ることができる。
 上記水酸基含有重合性不飽和モノマーは、1分子中に水酸基及び重合性不飽和結合をそれぞれ1個以上有する化合物である。該水酸基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物;該(メタ)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物のε-カプロラクトン変性体;(メタ)アクリル酸とエポキシ基含有化合物(例えば、「カージュラE10P」(商品名)、Momentive Specialty Chemicals社製、ネオデカン酸グリシジルエステル)との付加物;N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド;アリルアルコール、さらに、分子末端が水酸基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
 上記水酸基含有重合性不飽和モノマーとしては、本塗料のポットライフ及び形成される塗膜の仕上がり外観等の観点から、2級水酸基含有重合性不飽和モノマーを使用することが好ましい。
 上記2級水酸基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のエステル部のアルキル基の炭素数が2~8、好ましくは3~6、さらに好ましくは3又は4の2級水酸基を有する重合性不飽和モノマー;(メタ)アクリル酸とエポキシ基含有化合物(例えば、「カージュラE10P」(商品名)、Momentive Specialty Chemicals社製、ネオデカン酸グリシジルエステル)との付加物等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。なかでも、本塗料のポットライフ及び形成される塗膜の仕上がり外観等の観点から、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートを好適に使用することができる。
 上記水酸基含有重合性不飽和モノマーと共重合可能な他の重合性モノマーとしては、例えば、下記(1)~(6)に示すモノマー等を使用することができる。これらの重合性不飽和モノマーは単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 (1)酸基含有重合性不飽和モノマー
 酸基含有重合性不飽和モノマーは、1分子中に酸基と重合性不飽和結合とをそれぞれ1個以上有する化合物である。該モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸及び無水マレイン酸などのカルボキシル基含有モノマー;ビニルスルホン酸、2-スルホエチル(メタ)アクリレートなどのスルホン酸基含有モノマー;2-(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート、2-(メタ)アクリロイルオキシ-3-クロロプロピルアシッドホスフェート、2-メタクロイルオキシエチルフェニルリン酸などの酸性リン酸エステル系モノマーなどを挙げることができる。これらは1種で又は2種以上を使用することができる。酸基含有重合性不飽和モノマーを使用する場合、水酸基含有アクリル樹脂(A)の酸価が、0.5~30mgKOH/g、特に1~20mgKOH/gとなる量とすることが好ましい。
 (2)アクリル酸又はメタクリル酸と炭素数1~20の1価アルコールとのエステル化物
 具体的には、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート,tert-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリルアクリレート(大阪有機化学工業社製、商品名)、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
 (3)芳香族系ビニルモノマー
 具体的には、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン等を挙げることができる。
 芳香族系ビニルモノマーを構成成分とすることにより、得られる樹脂のガラス転移温度が上昇し、また、高屈折率で疎水性の塗膜を得ることができることから、塗膜の光沢向上による仕上り外観の向上効果を得ることができる。
 芳香族系ビニルモノマーを構成成分とする場合、その配合割合は、モノマー成分の総量に対して3~50質量%、特に5~40質量%の範囲内であることが好ましい。
 (4)グリシジル基含有重合性不飽和モノマー
 グリシジル基含有重合性不飽和モノマーは、1分子中にグリシジル基と重合性不飽和結合とをそれぞれ1個以上有する化合物であり、具体的には、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート等を挙げることができる。
 (5)重合性不飽和結合含有窒素原子含有化合物
 例えば、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-[3-(ジメチルアミノ)プロピル](メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等を挙げることができる。
 (6)その他のビニル化合物
 例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、塩化ビニル、バーサチック酸ビニルエステル等を挙げることができる。バーサチック酸ビニルエステルとしては、市販品である「ベオバ9」、「ベオバ10」(以上、商品名、ジャパンエポキシレジン(株)製)等を挙げることができる。
 その他の重合性不飽和モノマーとしては、前記(1)~(6)に示すモノマーを1種単独で、又は2種以上を用いることができる。
 本発明において、重合性不飽和モノマーとは、1個以上(例えば、1~4個)の重合性不飽和基を有するモノマーを示す。重合性不飽和基とは、ラジカル重合しうる不飽和基を意味する。かかる重合性不飽和基としては、例えば、ビニル基、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルエーテル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、マレイミド基等が挙げられる。
 また、本明細書において、「(メタ)アクリレート」はアクリレート又はメタクリレートを意味する。「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸又はメタクリル酸を意味する。また、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイル又はメタクリロイルを意味する。また、「(メタ)アクリルアミド」は、アクリルアミド又はメタクリルアミドを意味する。
 水酸基含有アクリル樹脂(A)の製造において、上記水酸基含有重合性不飽和モノマーの使用量は、形成される塗膜の耐水性及び仕上り外観等の観点から、共重合モノマー成分の総量に対して、好ましくは15~50質量%、さらに好ましくは20~40質量%の範囲内である。
 上記水酸基含有アクリル樹脂(A)の水酸基価は、形成される塗膜の耐水性及び仕上り外観等の観点から、50~210mgKOH/g、特に80~200mgKOH/g、さらに特に100~190mgKOH/gの範囲内であることが好ましい。
 上記重合性不飽和モノマー混合物を共重合して水酸基含有アクリル樹脂(A)を得るための共重合方法としては、有機溶剤中にて、重合開始剤の存在下で重合を行なう溶液重合法を好適に使用することができる。
 上記溶液重合法に際して使用される有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、「スワゾール1000」(コスモ石油社製、商品名、高沸点石油系溶剤)等の芳香族系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピルプロピオネート、ブチルプロピオネート、1-メトキシ-2-プロピルアセテート、2-エトキシエチルプロピオネート、3-メトキシブチルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン等のケトン系溶剤、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、2-エチルヘキサノール等のアルコール系溶剤等を挙げることができる。
 これらの有機溶剤は、単独で又は2種以上を組合せて使用することができるが、アクリル樹脂の溶解性の点からエステル系溶剤、ケトン系溶剤を使用することが好ましい。また、さらに芳香族系溶剤を好適に組合せて使用することもできる。
 水酸基含有アクリル樹脂(A)の共重合に際して使用できる重合開始剤としては、例えば、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ジ-t-アミルパーオキサイド、t-ブチルパーオクトエート、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等の公知のラジカル重合開始剤を挙げることができる。
 上記水酸基含有アクリル樹脂(A)は単独で又は2種以上を併用して使用することができる。
 本発明の高固形分塗料組成物における水酸基含有アクリル樹脂(A)の含有量は、形成される塗膜の硬度、耐擦り傷性、耐水性及び仕上がり外観等の観点から、該高固形分塗料組成物の樹脂固形分100質量部を基準として、20~60質量部の範囲内であることが好ましく、25~55質量部であることがより好ましく、30~50質量部であることがさらに好ましい。
 上記水酸基含有アクリル樹脂(A)は、形成される塗膜の硬度、耐擦り傷性、耐水性及び仕上がり外観等の観点から、別の態様の一つとして、アルコキシシリル基を含有する水酸基含有アクリル樹脂(A’)を好適に使用することができる。
<アルコキシシリル基を含有する水酸基含有アクリル樹脂(A’)>
 アルコキシシリル基を含有する水酸基含有アクリル樹脂(A’)は、1分子中にアルコキシシリル基及び水酸基をそれぞれ1個以上有する樹脂である。
 アルコキシシリル基を含有する水酸基含有アクリル樹脂(A’)を用いることで、アルコキシリル基同士の縮合反応及びアルコキシシリル基と水酸基との反応による架橋結合を生成することから、形成される塗膜の硬度及び耐擦り傷性を向上させることができる。
 アルコキシシリル基を含有する水酸基含有アクリル樹脂(A’)が有するアルコキシシリル基のアルコキシ部分としては、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシなどの炭素原子数1~6程度、好ましくは炭素数1~3程度のアルコキシ部分が例示される。アルコキシ部分としては、形成される塗膜の硬度及び耐擦り傷性等の観点から、メトキシ及びエトキシがさらに好ましく、メトキシが特に好ましい。
 アルコキシシリル基は、例えば、トリアルコキシシリル基、ジアルコキシシリル基及びモノアルコキシシリル基を包含する。アルコキシシリル基としては、形成される塗膜の耐擦り傷性等の観点から、トリアルコキシシリル基が好ましい。
 アルコキシシリル基がジアルコキシシリル基及びモノアルコキシシリル基である場合、ケイ素原子に結合するアルコキシ以外の基として、例えば、炭素原子数1~6程度、好ましくは炭素数1~3程度のアルキル(例えば、メチル、エチル、プロピル)が挙げられる。
 上記アルコキシシリル基を含有する水酸基含有アクリル樹脂(A’)は、例えば、上記水酸基含有アクリル樹脂(A)の製造方法において、前記水酸基含有重合性不飽和モノマーと、前記その他の重合性不飽和モノマーの1種として、さらにアルコキシシリル基含有重合性不飽和モノマーを使用することにより得ることができる。
 上記水酸基含有重合性不飽和モノマーとしては、形成される塗膜の硬度、耐擦り傷性、耐水性及び仕上がり外観等の観点から、1級水酸基含有重合性不飽和モノマーを使用することが好ましい。
 上記1級水酸基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のエステル部のアルキル基の炭素数が2~8、好ましくは2~6、さらに好ましくは2~4の1級水酸基を有する重合性不飽和モノマー等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
 上記アルコキシシリル基を含有する水酸基含有アクリル樹脂(A’)の水酸基価は、形成される塗膜の耐水性及び仕上り外観等の観点から、50~210mgKOH/g、特に80~200mgKOH/g、さらに特に100~190mgKOH/gの範囲内であることが好ましい。
 前記アルコキシシリル基含有重合性不飽和モノマーは、1分子中にアルコキシシリル基及び重合性不飽和結合をそれぞれ1個以上有する化合物である。該アルコキシシリル基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アクリロキシエチルトリメトキシシラン、メタクリロキシエチルトリメトキシシラン、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β-メトキシエトキシ)シラン等を挙げることができる。
 上記該アルコキシシリル基含有重合性不飽和モノマーとしては、形成される塗膜の耐擦り傷性等の観点から、ビニルトリメトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが好ましく、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランがより好ましい。
 アルコキシシリル基含有重合性不飽和モノマーとしては市販品を使用することができる。例えば、KBM-1003、KBE-1003、KBM-502、KBM-503、KBE-502、KBE-503、KBM-5103、KBM-5803(以上、信越化学工業(株)製)、Y-9936、A-174(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製)、OFS-6030、Z-6033(東レ・ダウコーニング株式会社製)を挙げることができる。
 上記該アルコキシシリル基含有重合性不飽和モノマーは単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 前記アルコキシシリル基を含有する水酸基含有アクリル樹脂(A’)の製造において、上記アルコキシシリル基含有重合性不飽和モノマーの使用量は、形成される塗膜の硬度、耐擦り傷性、耐水性及び仕上がり外観等の観点から、共重合モノマー成分の総量に対して、3~50質量%が好ましく、より好ましくは10~45質量%、さらに好ましくは20~40質量%の範囲内である。
 前記水酸基含有アクリル樹脂(A)の態様の一つとして、アルコキシシリル基を含有する水酸基含有アクリル樹脂(A’)を含有する場合、水酸基含有アクリル樹脂(A)中のアルコキシシリル基を含有する水酸基含有アクリル樹脂(A’)の含有割合は、形成される塗膜の硬度、耐擦り傷性、耐水性及び仕上がり外観等の観点から、50~100質量%が好ましく、より好ましくは55~100質量%、さらに好ましくは60~100質量%の範囲内である。
<水酸基含有ポリエステル樹脂(B)>
 水酸基含有ポリエステル樹脂(B)は、1分子中に、カルボキシル基と水酸基とを合計で3個以上有する多官能化合物(b-1)、炭素数4以上の炭化水素基を有するモノエポキシド化合物(b-2)及びカプロラクトン化合物(b-3)の反応物であるポリエステル樹脂である。
<化合物(b-1)>
 化合物(b-1)は、1分子中に、カルボキシル基と水酸基とを合計で3個以上有する化合物である。
 水酸基含有ポリエステル樹脂(B)が、反応成分として化合物(b-1)を含有することにより、形成される塗膜の仕上がり外観に優れる。
 上記化合物(b-1)としては、例えば、以下の(1)~(4)の化合物を挙げることができる。
(1)1分子中に1個の水酸基及び2個のカルボキシル基を有する化合物:リンゴ酸等。
(2)1分子中に1個の水酸基及び3個のカルボキシル基を有する化合物:クエン酸等。
(3)1分子中に2個の水酸基及び2個のカルボキシル基を有する化合物:酒石酸等。
(4)1分子中に2個の水酸基及び1個のカルボキシル基を有する化合物:ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等。
 上記化合物(b-1)のなかでも、形成される塗膜の仕上がり外観等の観点から、1分子中に2個の水酸基及び1個のカルボキシル基を有する化合物を使用することが好ましい。
 上記化合物(b-1)はそれぞれ単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
 水酸基含有ポリエステル樹脂(B)の製造において、上記化合物(b-1)の使用量は、形成される塗膜の仕上り外観等の観点から、反応成分の総量に対して、好ましくは3~40質量%、さらに好ましくは5~30質量%の範囲内である。
<化合物(b-2)>
 化合物(b-2)は、炭素数4以上の炭化水素基を有するモノエポキシド化合物である。
 水酸基含有ポリエステル樹脂(B)が、反応成分として化合物(b-2)を含有することにより、形成される塗膜の耐水性に優れる。
 上記化合物(b-2)としては、例えば、ピバル酸グリシジルエステル、ヘキサン酸グリシジルエステル、シクロヘキサンカルボン酸グリシジルエステル、2-エチルヘキサン酸グリシジルエステル、イソノナン酸グリシジルエステル、デカン酸グリシジルエステル、ウンデカン酸グリシジルエステル、ラウリン酸グリシジルエステル、ミリスチン酸グリシジルエステル、パルミチン酸グリシジルエステル、ステアリン酸グリシジルエステル、「カージュラE10P」(商品名、Momentive Specialty Chemicals社製、ネオデカン酸モノグリシジルエステル)などの脂肪族カルボン酸のグリシジルエステル;ブチルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテルなどのアルキルグリシジルエーテル;フェニルグリシジルエーテルなどのアリールグリシジルエーテル;スチレンオキシド、AOEX24(ダイセル化学工業製、α-オレフィンモノエポキシド混合物)などのα-オレフィンモノエポキシド等を挙げることができ、なかでも、形成される塗膜の耐水性の観点から、脂肪族カルボン酸のグリシジルエステルを使用することが好ましく、「カージュラE10P」(商品名、Momentive Specialty Chemicals社製、ネオデカン酸モノグリシジルエステル)を使用することがさらに好ましい。
 また、前記炭素数4以上の炭化水素基は、水酸基などの置換基を有していてもよく、かかる置換基をもつ炭化水素基を有するモノエポキシド化合物としては、具体的には、例えば、1,2-エポキシオクタノール、ヒドロキシオクチルグリシジルエーテルなどを挙げることができる。
 上記化合物(b-2)はそれぞれ単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
 水酸基含有ポリエステル樹脂(B)の製造において、上記化合物(b-2)の使用量は、形成される塗膜の耐水性等の観点から、反応成分の総量に対して、好ましくは10~70質量%、さらに好ましくは20~60質量%の範囲内である。
<化合物(b-3)>
 化合物(b-3)は、カプロラクトン化合物である。
 水酸基含有ポリエステル樹脂(B)が、反応成分として化合物(b-3)を含有することにより、形成される塗膜の耐擦り傷性及び耐水性に優れる。
 上記化合物(b-3)としては、例えば、γ-カプロラクトン、ε-カプロラクトン、δ-カプロラクトン、ラクトン、バレロラクトンなどを挙げることができ、なかでも、形成される塗膜の耐擦り傷性及び耐水性の観点から、ε-カプロラクトンが好適である。
 上記化合物(b-3)はそれぞれ単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
 水酸基含有ポリエステル樹脂(B)の製造において、上記化合物(b-3)の使用量は、形成される塗膜の耐擦り傷性及び耐水性等の観点から、反応成分の総量に対して、好ましくは5~60質量%、さらに好ましくは10~50質量%の範囲内である。
 水酸基含有ポリエステル樹脂(B)は、溶融重縮合法、溶液重縮合法などの既知の方法で、製造することができる。
 水酸基含有ポリエステル樹脂(B)の製造には、多塩基酸化合物(b-4)及び/又は多価アルコール化合物(b-5)を使用することもできる。但し、本発明においては、前記化合物(b-1)に該当する化合物は、化合物(b-1)として規定されるべきものであり、化合物(b-4)及び化合物(b-5)からは除かれるものとする。
<化合物(b-4)>
 上記化合物(b-4)は、1分子中に2個以上のカルボキシル基を有する化合物である。
 上記化合物(b-4)は、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、4,4’-ビフェニルジカルボン酸、ジフェニルメタン-4,4’-ジカルボン酸などの芳香族多塩基酸及びその無水物;ヘキサヒドロイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸などの脂環族ジカルボン酸及びその無水物;アジピン酸、セバシン酸、スベリン酸、コハク酸、グルタル酸、マレイン酸、クロロマレイン酸、フマル酸、ドデカン二酸、ピメリン酸、アゼライン酸、イタコン酸、シトラコン酸、ダイマー酸などの脂肪族多塩基酸及びその無水物;これらのジカルボン酸のメチルエステル、エチルエステルなどの低級アルキルエステル;トリメリット酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、無水ピロメット酸、トリメシン酸、メチルシクロヘキセントリカルボン酸、テトラクロロヘキセン多塩基酸及びその無水物などの3価以上の多塩基酸などが挙げられ、なかでも、脂環族ジカルボン酸及びその無水物を使用することが好ましい。
 上記化合物(b-4)はそれぞれ単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
 水酸基含有ポリエステル樹脂(B)の製造において、上記化合物(b-4)を使用する場合、その使用量は、形成される塗膜の仕上がり外観等の観点から、反応成分の総量に対して、好ましくは5~30質量%、さらに好ましくは10~25質量%の範囲内である。
<化合物(b-5)>
 上記化合物(b-5)は、1分子中に2個以上の水酸基を有する化合物である。
 上記化合物(b-5)は、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,2-ブタンジオール、3-メチル-1,2-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,4-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、2,3-ジメチルトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、3-メチル-4,3-ペンタンジオール、3-メチル-4,5-ペンタンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,5-ヘキサンジオール、1,4-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ヒドロキシピヴァリン酸ネオペンチルグリコールエステルなどの2価アルコール;ビス(ヒドロキシエチル)テレフタレートなどのエステルジオール類;ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールなどのポリエーテルジオール類;グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ジグリセリン、トリグリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニットなどの3価以上のアルコール;1,4-シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、水添ビスフェノールA及び水添ビスフェノールFなど脂環族多価アルコール;トリス(ヒドロキシアルキル)イソシアヌレート、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートなどのヌレート構造を有する環状ポリオール化合物;などが挙げられる。
 上記化合物(b-5)はそれぞれ単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
 水酸基含有ポリエステル樹脂(B)の製造において、上記化合物(b-5)を使用する場合、その使用量は、形成される塗膜の耐水性等の観点から、反応成分の総量に対して、好ましくは3~20質量%、さらに好ましくは5~15質量%の範囲内である。
 上記水酸基含有ポリエステル樹脂(B)の酸価は、形成される塗膜の耐水性及び仕上り外観等の観点から、30mgKOH/g以下であることが好ましく、24mgKOH/g以下であることがより好ましく、18mgKOH/g以下であることがさらに好ましい。
 上記水酸基含有ポリエステル樹脂(B)の水酸基価は、形成される塗膜の耐擦り傷性等の観点から、50~250mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、80~200mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましい。
 上記水酸基含有ポリエステル樹脂(B)の数平均分子量は、形成される塗膜の耐水性及び仕上り外観等の観点から、500~5,000の範囲内であることが好ましく、1,000~3,500の範囲内であることがさらに好ましい。
 本発明の高固形分塗料組成物における水酸基含有ポリエステル樹脂(B)の含有量は、形成される塗膜の硬度、耐擦り傷性、耐水性及び仕上がり外観等の観点から、該高固形分塗料組成物の樹脂固形分100質量部を基準として、1~30質量部の範囲内であることが好ましく、2~25質量部であることがより好ましく、3~20質量部であることがさらに好ましい。
<ポリイソシアネート化合物(C)>
 ポリイソシアネート化合物(C)は、1分子中に少なくとも2個のイソシアネート基を有する化合物であって、例えば、脂肪族ポリイソシアネート化合物、脂環族ポリイソシアネート化合物、芳香脂肪族ポリイソシアネート化合物、芳香族ポリイソシアネート化合物、該ポリイソシアネート化合物の誘導体等を挙げることができる。
 上記脂肪族ポリイソシアネート化合物としては、例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2-プロピレンジイソシアネート、1,2-ブチレンジイソシアネート、2,3-ブチレンジイソシアネート、1,3-ブチレンジイソシアネート、2,4,4-又は2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、2,6-ジイソシアナトヘキサン酸メチル(慣用名:リジンジイソシアネート)等の脂肪族ジイソシアネート化合物;2,6-ジイソシアナトヘキサン酸2-イソシアナトエチル、1,6-ジイソシアナト-3-イソシアナトメチルヘキサン、1,4,8-トリイソシアナトオクタン、1,6,11-トリイソシアナトウンデカン、1,8-ジイソシアナト-4-イソシアナトメチルオクタン、1,3,6-トリイソシアナトヘキサン、2,5,7-トリメチル-1,8-ジイソシアナト-5-イソシアナトメチルオクタン等の脂肪族トリイソシアネート化合物等を挙げることができる。
 前記脂環族ポリイソシアネート化合物としては、例えば、1,3-シクロペンテンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、1,3-シクロヘキサンジイソシアネート、3-イソシアナトメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(慣用名:イソホロンジイソシアネート)、4-メチル-1,3-シクロヘキシレンジイソシアネート(慣用名:水添TDI)、2-メチル-1,3-シクロヘキシレンジイソシアネート、1,3-もしくは1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(慣用名:水添キシリレンジイソシアネート)もしくはその混合物、メチレンビス(4,1-シクロヘキサンジイル)ジイソシアネート(慣用名:水添MDI)、ノルボルナンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート化合物;1,3,5-トリイソシアナトシクロヘキサン、1,3,5-トリメチルイソシアナトシクロヘキサン、2-(3-イソシアナトプロピル)-2,5-ジ(イソシアナトメチル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、2-(3-イソシアナトプロピル)-2,6-ジ(イソシアナトメチル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、3-(3-イソシアナトプロピル)-2,5-ジ(イソシアナトメチル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、5-(2-イソシアナトエチル)-2-イソシアナトメチル-3-(3-イソシアナトプロピル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、6-(2-イソシアナトエチル)-2-イソシアナトメチル-3-(3-イソシアナトプロピル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、5-(2-イソシアナトエチル)-2-イソシアナトメチル-2-(3-イソシアナトプロピル)-ビシクロ(2.2.1)-ヘプタン、6-(2-イソシアナトエチル)-2-イソシアナトメチル-2-(3-イソシアナトプロピル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタン等の脂環族トリイソシアネート化合物等を挙げることができる。
 前記芳香脂肪族ポリイソシアネート化合物としては、例えば、メチレンビス(4,1-フェニレン)ジイソシアネート(慣用名:MDI)、1,3-もしくは1,4-キシリレンジイソシアネート又はその混合物、ω,ω’-ジイソシアナト-1,4-ジエチルベンゼン、1,3-又は1,4-ビス(1-イソシアナト-1-メチルエチル)ベンゼン(慣用名:テトラメチルキシリレンジイソシアネート)もしくはその混合物等の芳香脂肪族ジイソシアネート化合物;1,3,5-トリイソシアナトメチルベンゼン等の芳香脂肪族トリイソシアネート化合物等を挙げることができる。
 前記芳香族ポリイソシアネート化合物としては、例えば、m-フェニレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート(慣用名:2,4-TDI)もしくは2,6-トリレンジイソシアネート(慣用名:2,6-TDI)もしくはその混合物、4,4’-トルイジンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物;トリフェニルメタン-4,4’,4’’-トリイソシアネート、1,3,5-トリイソシアナトベンゼン、2,4,6-トリイソシアナトトルエン等の芳香族トリイソシアネート化合物;4,4’-ジフェニルメタン-2,2’,5,5’-テトライソシアネート等の芳香族テトライソシアネート化合物等を挙げることができる。
 また、前記ポリイソシアネート化合物の誘導体としては、例えば、上記したポリイソシアネート化合物のダイマー、トリマー、ビウレット、アロファネート、ウレトジオン、ウレトイミン、イソシアヌレート、オキサジアジントリオン、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(クルードMDI、ポリメリックMDI)、クルードTDI等を挙げることができる。
 上記ポリイソシアネート化合物及びその誘導体は、それぞれ単独で用いてもよく又は2種以上を併用してもよい。
 前記ポリイソシアネート化合物(C)としては、形成される塗膜の耐候性等の観点から、脂肪族ポリイソシアネート化合物、脂環族ポリイソシアネート化合物及びこれらの誘導体から選ばれる少なくとも1種を使用することが好ましく、得られる塗料組成物の高固形分化、形成される塗膜の仕上り外観及び耐擦傷性等の観点から、脂肪族ポリイソシアネート化合物及び/又はその誘導体を使用することがより好ましい。
 上記脂肪族ポリイソシアネート化合物及び/又はその誘導体としては、得られる塗料組成物の高固形分化、形成される塗膜の仕上り外観等の観点から、なかでも、脂肪族ジイソシアネート化合物及び/又はそのイソシアヌレート体を使用することが好ましく、ヘキサメチレンジイソシアネート及び/又はそのイソシアヌレート体を使用することがより好ましい。
 上記ポリイソシアネート化合物(C)は、ポリイソシアネート化合物(C)のイソシアネート基が、ブロック剤でブロックされていてもよい。
 上記ブロック剤としては、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、ニトロフェノール、エチルフェノール、ヒドロキシジフェニル、ブチルフェノール、イソプロピルフェノール、ノニルフェノール、オクチルフェノール、ヒドロキシ安息香酸メチル等のフェノール系;ε-カプロラクタム、δ-バレロラクタム、γ-ブチロラクタム、β-プロピオラクタム等のラクタム系;メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、アミルアルコール、ラウリルアルコール等の脂肪族アルコール系;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メトキシメタノール等のエーテル系;ベンジルアルコール、グリコール酸、グリコール酸メチル、グリコール酸エチル、グリコール酸ブチル、乳酸、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチロール尿素、メチロールメラミン、ジアセトンアルコール、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート等のアルコール系;ホルムアミドオキシム、アセトアミドオキシム、アセトオキシム、メチルエチルケトオキシム、ジアセチルモノオキシム、ベンゾフェノンオキシム、シクロヘキサンオキシム等のオキシム系;マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸メチル、アセチルアセトン等の活性メチレン系;ブチルメルカプタン、t-ブチルメルカプタン、ヘキシルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタン、2-メルカプトベンゾチアゾール、チオフェノール、メチルチオフェノール、エチルチオフェノール等のメルカプタン系;アセトアニリド、アセトアニシジド、アセトトルイド、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸アミド、ステアリン酸アミド、ベンズアミド等の酸アミド系;コハク酸イミド、フタル酸イミド、マレイン酸イミド等のイミド系;ジフェニルアミン、フェニルナフチルアミン、キシリジン、N-フェニルキシリジン、カルバゾール、アニリン、ナフチルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、ブチルフェニルアミン等アミン系;イミダゾール、2-エチルイミダゾール等のイミダゾール系;尿素、チオ尿素、エチレン尿素、エチレンチオ尿素、ジフェニル尿素等の尿素系;N-フェニルカルバミン酸フェニル等のカルバミン酸エステル系;エチレンイミン、プロピレンイミン等のイミン系;重亜硫酸ソーダ、重亜硫酸カリ等の亜硫酸塩系;アゾール系の化合物等が挙げられる。上記アゾール系の化合物としては、ピラゾール、3,5-ジメチルピラゾール、3-メチルピラゾール、4-ベンジル-3,5-ジメチルピラゾール、4-ニトロ-3,5-ジメチルピラゾール、4-ブロモ-3,5-ジメチルピラゾール、3-メチル-5-フェニルピラゾール等のピラゾール又はピラゾール誘導体;イミダゾール、ベンズイミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール等のイミダゾール又はイミダゾール誘導体;2-メチルイミダゾリン、2-フェニルイミダゾリン等のイミダゾリン誘導体等が挙げられる。
 本発明の高固形分塗料組成物におけるポリイソシアネート化合物(C)の含有量は、形成される塗膜の硬度、耐擦り傷性、耐水性及び仕上がり外観の観点から、該高固形分塗料組成物の樹脂固形分100質量部を基準として、5~60質量部の範囲内であることが好ましく、15~50質量部であることがより好ましく、25~45質量部であることがさらに好ましい。
<高固形分塗料組成物>
 本発明の高固形分塗料組成物は、(A)ガラス転移温度(Tg)が20~70℃の範囲内であり、かつ重量平均分子量が3,000~10,000の範囲内である水酸基含有アクリル樹脂、(B)1分子中に、カルボキシル基と水酸基とを合計で3個以上有する多官能化合物(b-1)、炭素数4以上の炭化水素基を有するモノエポキシド化合物(b-2)及びカプロラクトン化合物(b-3)の反応物である水酸基含有ポリエステル樹脂、及び(C)ポリイソシアネート化合物を含有し、かつ、塗装時の固形分が、50%以上であることを特徴とする高固形分塗料組成物である。
 本発明の高固形分塗料組成物は、塗装時の固形分が、50質量%以上であることで、VOCが良好に低減される。なかでもVOC低減の観点から、塗装時の固形分は53質量%以上であることが好ましく、55質量%以上であることがさらに好ましい。
 本明細書において、「固形分」は、塗料組成物を110℃で1時間乾燥させた後に残存する、塗料組成物中に含有される樹脂、硬化剤、顔料等の不揮発性成分を意味する。このため、例えば、塗料組成物の合計固形分は、アルミ箔カップ等の耐熱容器に塗料組成物を量り取り、容器底面に該塗料組成物を塗り広げた後、110℃で1時間乾燥させ、乾燥後に残存する塗料組成物中の成分の質量を秤量して、乾燥前の塗料組成物の全質量に対する乾燥後に残存する成分の質量の割合を求めることにより、算出することができる。
 本発明の高固形分塗料組成物が、硬度、耐擦り傷性、耐水性及び仕上がり外観に優れた塗膜を形成することができる理由は明確ではないが、水酸基含有アクリル樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)が20~70℃の範囲内と高いので、硬度及び耐擦り傷性が良好となり、重量平均分子量が3,000~10,000の範囲内であるため、塗料粘度が下がり、高固形分にも関わらず、仕上がり外観に優れた塗膜を形成することができる。また、水酸基含有ポリエステル樹脂(B)の反応成分として、1分子中に、カルボキシル基と水酸基とを合計で3個以上有する多官能化合物(b-1)を含有しているので、分子鎖の絡まりが減るため、塗料粘度が下がり、高固形分にも関わらず、仕上がり外観に優れた塗膜を形成することができ、炭素数4以上の炭化水素基を有するモノエポキシド化合物(b-2)を含有しているので、疎水性が高くなり、耐水性に優れた塗膜を形成することができる。さらに、カプロラクトン化合物(b-3)を含有しているので、塗膜の柔軟性が向上し、耐擦り傷性に優れた塗膜を形成することができ、また、水酸基含有ポリエステル樹脂(B)中の低分子量成分が削減されるため、耐水性に優れた塗膜を形成することができる。また、水酸基含有アクリル樹脂(A)及び水酸基含有ポリエステル樹脂(B)が共に水酸基を有しているため、ポリイソシアネート化合物との反応が良好となり、硬度、耐水性及び耐擦り傷性に優れた塗膜を形成することができると推察される。
<その他の成分>
 本発明の高固形分塗料組成物は、さらに必要に応じて、上記以外の樹脂、ポリイソシアネート化合物(C)以外の架橋剤、顔料、有機溶剤、硬化触媒、分散剤、沈降防止剤、消泡剤、増粘剤、紫外線吸収剤、光安定剤、表面調整剤、耐擦り傷性向上剤等を含有することができる。
 上記以外の樹脂としては、例えば、水酸基含有アクリル樹脂(A)以外の水酸基を含有してもよいアクリル樹脂、水酸基含有ポリエステル樹脂(B)以外の水酸基を含有してもよいポリエステル樹脂、水酸基を含有してもよいポリウレタン樹脂、水酸基を含有してもよいポリエーテル樹脂、水酸基を含有してもよいポリカーボネート樹脂、水酸基を含有してもよいエポキシ樹脂等を挙げることができ、なかでも、水酸基含有アクリル樹脂(A)以外の水酸基を含有してもよいアクリル樹脂を含有することが好ましく、水酸基含有アクリル樹脂(A)以外の水酸基含有アクリル樹脂(D)を含有することが好ましい。
 上記水酸基含有アクリル樹脂(D)は、例えば、前記水酸基含有アクリル樹脂(A)の説明欄に記載した方法により、製造することができる。
 上記水酸基含有アクリル樹脂(D)は、形成される塗膜の耐モドリ性の観点から、酸価が60~120mgKOH/gの範囲内の水酸基含有アクリル樹脂(D1)を使用することが好ましい。
 本発明の高固形分塗料組成物が、水酸基含有アクリル樹脂(D)を含有する場合、その含有量は、形成される塗膜の耐モドリ性等の観点から、該高固形分塗料組成物の樹脂固形分100質量部を基準として、1~30質量部の範囲内であることが好ましく、2~25質量部であることがより好ましく、3~20質量部であることがさらに好ましい。
 前記ポリイソシアネート化合物(C)以外の架橋剤としては、例えば、メラミン樹脂を挙げることができる。
 メラミン樹脂としては、メラミン成分とアルデヒド成分との反応によって得られる部分メチロール化メラミン樹脂又は完全メチロール化メラミン樹脂を使用することができる。アルデヒド成分としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド等を挙げることができる。
 また、上記メチロール化メラミン樹脂のメチロール基を、適当なアルコールによって、部分的に又は完全にエーテル化したものも使用することができる。エーテル化に用いられるアルコールとしては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルアルコール、i-プロピルアルコール、n-ブチルアルコール、i-ブチルアルコール、2-エチル-1-ブタノール、2-エチル-1-ヘキサノール等を挙げることができる。
 メラミン樹脂としては、部分又は完全メチロール化メラミン樹脂のメチロール基をメチルアルコールで部分的に又は完全にエーテル化したメチルエーテル化メラミン樹脂、部分又は完全メチロール化メラミン樹脂のメチロール基をブチルアルコールで部分的に又は完全にエーテル化したブチルエーテル化メラミン樹脂、部分又は完全メチロール化メラミン樹脂のメチロール基をメチルアルコール及びブチルアルコールで部分的に又は完全にエーテル化したメチル-ブチル混合エーテル化メラミン樹脂が好ましい。
 また、上記メラミン樹脂は、重量平均分子量が400~6,000の範囲内であることが好ましく、500~5,000の範囲内であることがより好ましく、800~4,000の範囲内であることがさらに好ましい。
 メラミン樹脂としては市販品を使用できる。市販品の商品名としては、例えば、「サイメル202」、「サイメル203」、「サイメル238」、「サイメル251」、「サイメル303」、「サイメル323」、「サイメル324」、「サイメル325」、「サイメル327」、「サイメル350」、「サイメル385」、「サイメル1156」、「サイメル1158」、「サイメル1116」、「サイメル1130」(以上、オルネクスジャパン社製)、「ユーバン120」、「ユーバン20HS」、「ユーバン20SE60」、「ユーバン2021」、「ユーバン2028」、「ユーバン28-60」(以上、三井化学社製)等が挙げられる。
 上記メラミン樹脂は、それぞれ単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
 本発明の高固形分塗料組成物が、メラミン樹脂を含有する場合、その含有量は、形成される塗膜の硬度及び耐擦り傷性等の観点から、該高固形分塗料組成物の樹脂固形分100質量部を基準として、1~30質量部の範囲内であることが好ましく、2~25質量部であることがより好ましく、3~20質量部であることがさらに好ましい。
 前記顔料としては、例えば、着色顔料、光輝性顔料、体質顔料等を挙げることができる。該顔料は単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
 着色顔料としては、例えば、酸化チタン、亜鉛華、カーボンブラック、カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロムエロー、酸化クロム、プルシアンブルー、コバルトブルー、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリン顔料、スレン系顔料、ペリレン顔料等を挙げることができる。
 光輝性顔料としては、例えば、アルミニウム粉末、雲母粉末、酸化チタンで被覆した雲母粉末等を挙げることができる。
 体質顔料としては、例えば、タルク、クレー、カオリン、バリタ、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、アルミナホワイト等を挙げることができる。
 上記顔料の各々は単独で又は2種以上を組合せて使用することができる。
 本発明の高固形分塗料組成物がクリヤ塗料として使用される場合であって、顔料を含有する場合、顔料の配合量は、得られる塗膜の透明性を阻害しない程度の量であることが好ましく、例えば高固形分塗料組成物中の固形分総量に対して、通常0.1~20質量%、特に0.3~10質量%、さらに特に0.5~5質量%の範囲内であることが好ましい。
 また、本発明の高固形分塗料組成物が着色塗料として使用される場合であって、顔料を含有する場合、顔料の配合量は、高固形分塗料組成物中の固形分総量に対して、通常1~200質量%、特に2~100質量%、さらに特に5~50質量%の範囲内であることが好ましい。
 有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、「スワゾール1000」(コスモ石油(株)社製、商品名、高沸点石油系溶剤)等の芳香族系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピルプロピオネート、ブチルプロピオネート、1-メトキシ-2-プロピルアセテート、2-エトキシエチルプロピオネート、エチル-3-エトキシプロピオネート、3-メトキシブチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン等のケトン系溶剤、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、2-エチルヘキサノール等のアルコール系溶剤等を挙げることができる。これらは、それぞれ単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
 硬化触媒としては、例えば、オクチル酸錫、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジ(2-エチルヘキサノエート)、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジ(2-エチルヘキサノエート)、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫サルファイド、ジオクチル錫オキサイド、ジブチル錫脂肪酸塩、2-エチルヘキサン酸鉛、オクチル酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、脂肪酸亜鉛類、オクタン酸ビスマス、2-エチルヘキサン酸ビスマス、オレイン酸ビスマス、ネオデカン酸ビスマス、バーサチック酸ビスマス、ナフテン酸ビスマス、ナフテン酸コバルト、オクチル酸カルシウム、ナフテン酸銅、テトラ(2-エチルヘキシル)チタネート等の有機金属化合物;パラトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸等のスルホン酸;モノブチルリン酸、ジブチルリン酸、モノ(2-エチルヘキシル)リン酸、ジ(2-エチルヘキシル)リン酸等のアルキルリン酸エステル;これらの酸とアミン化合物との塩等が挙げられ、これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上を組み合せて使用することができる。
 本発明の高固形分塗料組成物が、上記硬化触媒を含有する場合、硬化触媒の含有量は、本発明の高固形分塗料組成物の固形分総量に対して、0.005~2質量%、特に0.01~1質量%の範囲内であることが好ましい。
 増粘剤としては、従来から公知のものを使用することができ、例えば、粘土鉱物(例えば、金属ケイ酸塩、モンモリロナイト)、アクリル(例えば、分子中にアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルのポリマー、オリゴマーからなる構造を含むもの)、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等)、アマイド(高級脂肪酸アマイド、ポリアマイド、オリゴマー等)、ポリカルボン酸(分子中に少なくとも2つ以上のカルボキシル基を有する誘導体を含む)、セルロース(ニトロセルロース、アセチルセルロース、セルロースエーテル等種々の誘導体を含む)、及びウレタン(分子中にウレタン構造を含むポリマー、オリゴマー等)、ウレア(分子中にウレア構造を含むポリマー、オリゴマー等)、ウレタンウレア(分子中にウレタン構造とウレア構造を含むポリマー、オリゴマー等)などを挙げることができる。
 紫外線吸収剤としては、従来から公知のものを使用することができ、例えば、ベンゾトリアゾール系吸収剤、トリアジン系吸収剤、サリチル酸誘導体系吸収剤、ベンゾフェノン系吸収剤等の紫外線吸収剤を挙げることができる。これらは単独で又は2種以上を組合せて使用することができる。
 本発明の高固形分塗料組成物が、紫外線吸収剤を含有する場合、紫外線吸収剤の配合量は、高固形分塗料組成物中の固形分総量に対して、通常0.1~10質量%、特に0.2~5質量%、さらに特に0.3~2質量%の範囲内であることが好ましい。
 光安定剤としては、従来から公知のものを使用することができ、例えば、ヒンダードアミン系光安定剤等を挙げることができる。
 ヒンダードアミン系光安定剤としては、ポットライフの観点から、塩基性の低いヒンダードアミン系光安定剤を好適に使用することができる。このようなヒンダードアミン系光安定剤としては、アシル化ヒンダードアミン、アミノエーテル系ヒンダードアミン等を挙げることができ、具体的には「HOSTAVIN 3058」(商品名、クラリアント社製)、「TINUVIN 123」(商品名、BASF社製)等を挙げることができる。
 本発明の高固形分塗料組成物の塗装方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装、回転霧化塗装、カーテンコート塗装等の塗装方法が挙げられ、これらの方法によりウエット塗膜を形成することができる。これらの塗装方法では、必要に応じて、静電印加してもよい。これらのうち、エアスプレー塗装又は回転霧化塗装が特に好ましい。本塗料の塗布量は、通常、硬化膜厚として、10~60μm、特に25~50μmとなる量とすることが好ましい。
 また、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装及び回転霧化塗装を行う場合には、本塗料の粘度を、該塗装に適した粘度範囲、通常、フォードカップNo.4粘度計において、20℃で15~60秒、特に20~40秒の粘度範囲となるように、有機溶剤等の溶媒及び増粘剤を用いて、適宜、調整しておくことが好ましい。
 被塗物に本塗料を塗装してなるウエット塗膜の硬化は、加熱することにより行うことができ、加熱は公知の加熱手段により行うことができ、例えば、熱風炉、電気炉、赤外線誘導加熱炉等の乾燥炉を使用することができる。加熱温度は、特に制限されるものではなく例えば60~160℃、好ましくは80~140℃の範囲内にあるのが好適である。加熱時間は、特に制限されるものではなく例えば、10~60分間、好ましくは15~30分間の範囲内であることが好適である。
 本発明の高固形分塗料組成物は、硬度、耐擦り傷性、耐水性及び仕上がり外観に優れた塗膜を形成できることから、上塗りトップクリヤコート塗料として好適に用いることができる。本塗料は、自動車用塗料として特に好適に用いることができる。
<複層塗膜形成方法>
 本塗料が上塗りトップクリヤコート塗料として塗装される複層塗膜形成方法としては、例えば、下記の方法を好適に用いることができる。
 工程(1):被塗物上に、中塗り塗料組成物を塗装して中塗り塗膜を形成する工程、
 工程(2):前記工程(1)で形成された中塗り塗膜上に、ベースコート塗料組成物を塗装してベースコート塗膜を形成する工程、
 工程(3):前記工程(2)で形成されたベースコート塗膜上に、本発明の高固形分塗料組成物を塗装してクリヤコート塗膜を形成する工程、ならびに、
 工程(4):前記工程(1)~(3)で形成された中塗り塗膜、ベースコート塗膜及びクリヤコート塗膜を一度に加熱硬化する工程、を含む複層塗膜形成方法。
 上記被塗物としては、特に限定されるものではなく、例えば、乗用車、トラック、オートバイ、バスなどの自動車車体の外板部;自動車部品;携帯電話、オーディオ機器などの家庭電気製品の外板部などを挙げることができる。これらの内、自動車車体の外板部及び自動車部品が好ましい。
 これらの被塗物の材質としては、特に限定されるものではない。例えば、鉄、アルミニウム、真鍮、銅、ブリキ、ステンレス鋼、亜鉛メッキ鋼、亜鉛合金(Zn-Al、Zn-Ni、Zn-Feなど)メッキ鋼などの金属材料;ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(ABS)樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂類、各種のFRPなどのプラスチック材料;ガラス、セメント、コンクリートなどの無機材料;木材;紙、布などの繊維材料などを挙げることができる。これらの内、金属材料及びプラスチック材料が好ましい。
 また、複層塗膜が適用される被塗物面としては、自動車車体外板部、自動車部品、家庭電気製品、これらを構成する鋼板などの金属基材などの金属表面に、リン酸塩処理、クロメート処理、複合酸化物処理などの表面処理が施されたものであってもよい。
 表面処理が施されていても施されていなくてもよい対象物の上には、さらに塗膜を形成してもよい。例えば、基材である被塗物に、必要に応じて表面処理を施し、その上に下塗り塗膜を形成してもよい。上記下塗り塗膜は、例えば被塗物が自動車車体である場合には、自動車車体の塗装において通常使用されるそれ自体既知の下塗り塗料組成物を使用して形成することができる。
 上記下塗り塗料組成物は、通常、被塗物に防食性を付与することを目的として塗装される。
 上記下塗り塗膜を形成するための下塗り塗料組成物としては、例えば、電着塗料、好ましくはカチオン電着塗料を使用することができる。
 また、上記下塗り塗膜は、形成される複層塗膜の仕上がり外観の観点から、硬化塗膜であることが好ましい。
 前記中塗り塗料組成物としては、自動車車体等の塗装用として公知の熱硬化性中塗り塗料組成物を使用することができる。該中塗り塗料組成物としては、例えば、架橋性官能基を有する基体樹脂、架橋剤、着色顔料および体質顔料を含有する熱硬化性塗料を、好適に使用できる。
 上記中塗り塗料組成物は、通常、被塗物に平滑性、耐チッピング性および塗膜間の密着性を付与することを目的として塗装される。
 前記基体樹脂が有する架橋性官能基としては、例えば、カルボキシル基、水酸基およびエポキシ基等を挙げることができる。
 前記基体樹脂の種類としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂およびウレタン樹脂などを挙げることができる。
 前記架橋剤としては、例えば、メラミン樹脂、ポリイソシアネート化合物およびブロック化ポリイソシアネート化合物などを挙げることができる。
 前記中塗り塗料組成物としては、水性塗料組成物及び有機溶剤型塗料組成物のいずれを用いてもよいが、環境負荷軽減等の観点から、水性塗料組成物が好ましい。
 中塗り塗料組成物の塗布量は、硬化膜厚が10~60μmとなる量であることが好ましく、15~50μmとなる量であることがより好ましく、20~40μmとなる量であることがさらに好ましい。
 前記ベースコート塗料組成物としては、自動車車体等の塗装用として公知の熱硬化性ベースコート塗料組成物を使用することができる。該ベースコート塗料組成物としては、例えば、架橋性官能基を有する基体樹脂、架橋剤、着色顔料、光輝性顔料および体質顔料を含有する熱硬化性塗料組成物を、好適に使用できる。
 上記ベースコート塗料組成物は、通常、被塗物に優れたデザイン性(例えば、色、金属感および光沢等)を付与することを目的として塗装される。
 前記基体樹脂が有する架橋性官能基としては、例えば、カルボキシル基、水酸基およびエポキシ基等を挙げることができる。
 前記基体樹脂の種類としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂およびウレタン樹脂などを挙げることができる。
 前記架橋剤としては、例えば、メラミン樹脂、ポリイソシアネート化合物およびブロック化ポリイソシアネート化合物などを挙げることができる。
 前記ベースコート塗料組成物としては、水性塗料組成物及び有機溶剤型塗料組成物のいずれを用いてもよいが、環境負荷軽減等の観点から、水性塗料組成物が好ましい。
 ベースコート塗料組成物の塗布量は、硬化膜厚が5~40μmとなる量であることが好ましく、6~35μmとなる量であることがより好ましく、7~30μmとなる量であることがさらに好ましい。
 前記加熱は公知の手段により行うことができ、例えば、熱風炉、電気炉、赤外線誘導加熱炉などの乾燥炉を適用できる。加熱温度は60~180℃が好ましく、70~170℃がより好ましく、80~160℃がさらに好ましい。加熱時間は、特に制限されないが、好ましくは10~40分間の範囲内であり、より好ましくは20~40分間の範囲内である。
 以下、製造例、実施例及び比較例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明は、これらにより限定されない。各例において、「部」及び「%」は、特記しない限り、質量基準による。また、塗膜の膜厚は硬化塗膜に基づく。
 [1]被塗物の作製
 脱脂及びりん酸亜鉛処理した鋼板(JISG3141、大きさ400mm×300mm×0.8mm)にカチオン電着塗料「エレクロンGT-10」(商品名:関西ペイント株式会社製、エポキシ樹脂ポリアミン系カチオン樹脂に硬化剤としてブロックポリイソシアネート化合物を使用したもの)を硬化塗膜に基づいて膜厚が20μmになるように電着塗装し、170℃で20分加熱して架橋硬化させ、電着塗膜を形成せしめることにより、被塗物とした。
 [2]塗料の作製
<水酸基含有アクリル樹脂(A)の製造>
 製造例1
 温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素導入管及び滴下装置を備えた反応容器に、「スワゾール1000」(商品名、コスモ石油(株)製、芳香族系有機溶剤)27部及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート5部を仕込んだ。反応容器に、窒素ガスを吹き込みながら150℃で仕込み液を攪拌し、この中にスチレン20部、2-ヒドロキシプロピルアクリレート32.5部、イソブチルメタクリレート46.2部、アクリル酸1.3部及びジターシャリアミルパーオキサイド(重合開始剤)3.2部からなるモノマー混合物を4時間かけて均一速度で滴下した。その後、150℃で1時間熟成させた後冷却し、さらに酢酸イソブチルを21部加えて希釈し、固形分濃度65%の水酸基含有アクリル樹脂(A-1)溶液を得た。得られた水酸基含有アクリル樹脂(A-1)の酸価は10.1mgKOH/g、水酸基価は140mgKOH/g、重量平均分子量は8,000、ガラス転移温度39℃であった。
 製造例2~4
 製造例1において、配合組成を表1に示すものとする以外は、製造例1と同様にして、固形分濃度65%の水酸基含有アクリル樹脂(A-2)~(A-4)溶液を得た。各水酸基含有アクリル樹脂の酸価、水酸基価、重量平均分子量及びガラス転移温度を表1にあわせて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
<アルコキシシリル基を含有する水酸基含有アクリル樹脂(A’)の製造>
 製造例5
 温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素導入管及び滴下装置を備えた反応容器に、「スワゾール1000」(商品名、コスモ石油(株)製、芳香族系有機溶剤)30部及びn-ブタノール10部を仕込んだ。反応容器に窒素ガスを吹き込みながら125℃で仕込み液を攪拌し、この中にγ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン15部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート32.5部、スチレン10部、2-エチルヘキシルアクリレート10部、イソブチルメタクリレート32.5部及び2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)(重合開始剤)7.0部からなるモノマー混合物を4時間かけて均一速度で滴下した。その後、125℃で30分間熟成させた後、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)0.5部及び「スワゾール1000」5.0部からなる溶液を1時間かけて均一速度で滴下した。その後、125℃で1時間熟成させた後冷却し、さらに酢酸イソブチルを6部加えて希釈し、固形分濃度65%のアルコキシシリル基を含有する水酸基含有アクリル樹脂(A’-1)溶液を得た。得られたアルコキシシリル基を含有する水酸基含有アクリル樹脂(A’-1)のアルコキシシリル基含有量は60mmol/g、水酸基価は140mgKOH/g、重量平均分子量は7,000、ガラス転移温度32℃であった。
<水酸基含有アクリル樹脂(D)の製造>
 製造例6
 温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素導入管及び滴下装置を備えた反応容器に、「スワゾール1000」(商品名、コスモ石油(株)製、芳香族系有機溶剤)27部及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート5部を仕込んだ。反応容器に、窒素ガスを吹き込みながら150℃で仕込み液を攪拌し、この中にスチレン20部、2-ヒドロキシプロピルアクリレート32.5部、イソブチルメタクリレート46.2部、アクリル酸1.3部及びジターシャリアミルパーオキサイド(重合開始剤)2.0部からなるモノマー混合物を4時間かけて均一速度で滴下した。その後、150℃で1時間熟成させた後冷却し、さらに酢酸イソブチルを21部加えて希釈し、固形分濃度65%の水酸基含有アクリル樹脂(D-1)溶液を得た。得られた水酸基含有アクリル樹脂(D-1)の酸価は10.1mgKOH/g、水酸基価は140mgKOH/g、重量平均分子量は11,000、ガラス転移温度39℃であった。
 製造例7~9
 製造例6において、配合組成を表2に示すものとする以外は、製造例6と同様にして、固形分濃度65%の水酸基含有アクリル樹脂(D-2)~(D-4)溶液を得た。各水酸基含有アクリル樹脂の酸価、水酸基価、重量平均分子量及びガラス転移温度を表2にあわせて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 製造例10
 温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素導入管及び滴下装置を備えた反応容器に、「スワゾール1000」(商品名、コスモ石油(株)製、芳香族系有機溶剤)27部及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート5部を仕込んだ。反応容器に、窒素ガスを吹き込みながら150℃で仕込み液を攪拌し、この中に2-エチルヘキシルメタクリレート11.5部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート40部、イソブチルアクリレート38部、アクリル酸10.5部及びジターシャリアミルパーオキサイド(重合開始剤)6.5部からなるモノマー混合物を4時間かけて均一速度で滴下した。その後、150℃で1時間熟成させた後冷却し、さらに酢酸イソブチルを21部加えて希釈し、固形分濃度65%の水酸基含有アクリル樹脂(D1-1)溶液を得た。得られた水酸基含有アクリル樹脂(D1-1)の酸価は81.8mgKOH/g、水酸基価は173mgKOH/g、重量平均分子量は3,500、ガラス転移温度17℃であった
<水酸基含有ポリエステル樹脂(B)の製造>
 製造例11
 攪拌機、還流冷却器及び温度計を備えた反応器に、ジメチロールブタン酸148部、「カージュラE10P」(商品名、Momentive Specialty Chemicals社製、ネオデカン酸モノグリシジルエステル) 735部及びヘキサヒドロフタル酸無水物308部を仕込み、190℃で3時間反応させた。さらにその後、ε-カプロラクトン342部を加えて190℃で3時間反応させた後、酢酸ブチルで希釈し、固形分濃度80%である水酸基含有ポリエステル樹脂(B-1)溶液を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂(B-1)は、酸価が4mgKOH/g、水酸基価が120mgKOH/g、そして数平均分子量が2,100であった。
 製造12~17
 製造例11において、配合組成を表3に示すものとする以外は、製造例11と同様にして、固形分濃度80%の水酸基含有ポリエステル樹脂(B-2)~(B-7)溶液を得た。各水酸基含有ポリエステル樹脂の酸価、水酸基価、数平均分子量を表3にあわせて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
<水酸基含有ポリエステル樹脂(B)以外の水酸基含有ポリエステル樹脂(E)の製造>
 製造例18
 攪拌機、還流冷却器及び温度計を備えた反応器に、乳酸90部、「カージュラE10P」(商品名、Momentive Specialty Chemicals社製、ネオデカン酸モノグリシジルエステル) 490部及びヘキサヒドロフタル酸無水物154部を仕込み、190℃で3時間反応させた。さらにその後、ε-カプロラクトン228部を加えて190℃で3時間反応させた後、酢酸ブチルで希釈し、固形分濃度80%である水酸基含有ポリエステル樹脂(E-1)溶液を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂(E-1)は、酸価が1mgKOH/g、水酸基価が176mgKOH/g、そして数平均分子量が961であった。
 製造例19
 攪拌機、還流冷却器及び温度計を備えた反応器に、ジメチロールブタン酸148部、「カージュラE10P」(商品名、Momentive Specialty Chemicals社製、ネオデカン酸モノグリシジルエステル) 735部及びヘキサヒドロフタル酸無水物308部を仕込み、190℃で6時間反応させた後、酢酸ブチルで希釈し、固形分濃度80%である水酸基含有ポリエステル樹脂(E-2)溶液を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂(E-2)は、酸価が1mgKOH/g、水酸基価が142mgKOH/g、そして数平均分子量が1,190であった。
 製造例20
 攪拌機、還流冷却器、水分離器及び温度計を備えた反応器に、ヘキサヒドロフタル酸無水物100.1部、1,6-ヘキサンジオール118部を仕込み、230℃で6時間反応させた後、酢酸ブチルで希釈し、固形分濃度80%である水酸基含有ポリエステル樹脂(E-3)溶液を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂(E-3)は、酸価が2mgKOH/g、水酸基価が192mgKOH/g、数平均分子量が578であった。
<高固形分塗料組成物の製造>
 実施例1
 製造例1で得た水酸基含有アクリル樹脂(A-1)溶液76.9部(固形分50部)、製造例11で得た水酸基含有ポリエステル樹脂(B-1)溶液10部(固形分8部)、「SETALUX 61767 VX-60」(商品名、allnex社製、粘性調整剤、固形分60%)0.5部(固形分0.3部)及び「BYK-300」(商品名、ビックケミー社製、表面調整剤、有効成分52%)0.4部(固形分0.2部)を均一に混合した主剤と、硬化剤である「スミジュールN3300」(商品名、住化コベストロウレタン社製、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体、固形分含有率100%)42部とを、塗装直前に均一に混合し、さらに、酢酸ブチルを加えて、塗装時の固形分が58%となるように調整して、高固形分塗料組成物No.1を得た。
 実施例2~18及び比較例1~9
 配合組成及び塗装時の固形分を下記の表4~8に示すものとする以外は、高固形分塗料組成物No.1と同様にして、各高固形分塗料組成物No.2~27を得た。なお表4~8に示す配合組成は、各成分の固形分質量による。
<試験板の作成>
 前記[1]で作製した被塗物上に、「WP-523H」(商品名、関西ペイント社製、アクリル・メラミン樹脂系水性中塗り塗料組成物)を、回転霧化型の静電塗装機を用いて、硬化膜厚20μmとなるように静電塗装し、5分間放置して、未硬化の中塗り塗膜を形成した。
 次いで、該未硬化の中塗り塗膜上に、「WBC-713T No.1F7」(商品名、関西ペイント社製、アクリル・メラミン樹脂系水性ベースコート塗料、シルバー塗色)を、回転霧化型の静電塗装機を用いて、乾燥膜厚で12μmとなるように静電塗装し、3分間放置後、80℃で5分間プレヒートを行ない、未硬化のベースコート塗膜を形成した。
 次いで、該未硬化のベースコート塗膜上に、高固形分塗料組成物No.1を、回転霧化型の静電塗装機を用いて、乾燥膜厚で35μmとなるように静電塗装してクリヤコート塗膜を形成して、7分間放置した。次いで、140℃で30分間加熱して、中塗り塗膜、ベースコート塗膜及びクリヤコート塗膜を加熱硬化させることにより実施例1の試験板を作製した。
 上記高固形分塗料組成物No.1の試験板の作製において、高固形分塗料組成物No.1をそれぞれ高固形分塗料組成物No.2~27のいずれかとする以外は、高固形分塗料組成物No.1の試験板の作製と同様にして実施例2~18、比較例1~9の試験板をそれぞれ作製した。
 上記で得られた各試験板について、下記の試験方法により評価を行なった。評価結果を塗料組成と併せて表4~8に示す。
 (試験方法)
 ツーコン硬度:試験板を20℃の恒温室に4時間放置後、TUKON(American Chain&Cable Company社製、micro hardness tester)にて「ツーコン硬度」を測定した。ヌープ硬さ試験法であるツーコン硬度は、American Chain &Cable Company製のTUKON micro hardness testerにより測定される数値でKnoop Hardness Number(KHN)とも言われるツーコン硬度は、四角錘ダイヤモンド圧子を一定の試験荷重で材料の試験面に押し込み、生じた菱形のくぼみの大きさから読み取られる塗膜の硬さである。値が大きいほど硬いことを表す。10以上を合格とする。
 耐擦り傷性:試験板を、20℃雰囲気下で洗車試験機(Amtec社製、Carwash Lab Apparatus)の試験台に固定し、試験板の上に「Sikron SH200」(商品名、粒径24μmのシリカ微粒子、Quarzwerke社製)を水1リットルに対して1.5g混合させた試験液を噴霧しながら、洗車ブラシを127rpmで回転させて試験台を10往復させた。その後、水洗および乾燥を行い、試験前後の20°光沢を光沢計(Byk-Gardner社製、装置名:Micro Tri Gross)を用いて測定し、下式より光沢保持率を算出した。該光沢保持率が高いほど耐擦り傷性が良好であることを表わす。A及びBを合格とする。
光沢保持率(%)=(試験後の光沢/試験前の光沢)×100
 A:光沢保持率85%以上
 B:光沢保持率80%以上85%未満
 C:光沢保持率80%未満
 耐水性:試験板を40℃の温水に240時間浸漬し、引き上げて表面の水分をふき取り後すぐ、塗面にJIS K 5600-5-6(1990)に準じて塗膜に2mm×2mmのゴバン目100個を作り、その面に粘着テープを貼着し、急激に剥がした後に、塗面に残ったゴバン目塗膜の数を評価した。Aを合格とする。
 A:残存個数/全体個数=100個/100個で縁欠けなし
 B:残存個数/全体個数=100個/100個で縁欠けあり
 C:残存個数/全体個数=99個以下
 仕上がり外観:Wave Scan(商品名、BYK Gardner社製)によって測定されるLong Wave(LW)値及びShort Wave(SW)値に基づいて、仕上がり外観を評価した。
 LW値:平滑性の指標であり、LW値が小さいほど塗面の平滑性が高いことを示す。6以下を合格とする。
 SW値:鮮映性の指標であり、SW値が小さいほど塗面の鮮映性が高いことを示す。17以下を合格とする。
 耐モドリ性:多角度分光光度計「MA-68II」(商品名、X-Rite社製)を用いて、受光角15°及び受光角110°のL値(明度)を測定し、下記の式によってフリップフロップ値を求め、耐モドリ性の指標とした。フリップフロップ値が高いほど、アルミニウムの配向が良好であり、耐モドリ性に優れていることを表す。87以上を合格とする。
 フリップフロップ値=受光角15°のL値-受光角110°のL値。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 以上、本発明の実施形態及び実施例について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
 例えば、上述の実施形態及び実施例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料及び数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料及び数値などを用いてもよい。
 また、上述の実施形態の構成、方法、工程、形状、材料及び数値などは、本発明の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
 本出願は2020年11月18日出願の日本特許出願(特願2020-191307)、2021年4月12日出願の日本特許出願(特願2021-066840)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims (6)

  1.  (A)ガラス転移温度(Tg)が20~70℃の範囲内であり、かつ重量平均分子量が3,000~10,000の範囲内である水酸基含有アクリル樹脂、
     (B)1分子中に、カルボキシル基と水酸基とを合計で3個以上有する多官能化合物(b-1)、炭素数4以上の炭化水素基を有するモノエポキシド化合物(b-2)及びカプロラクトン化合物(b-3)の反応物である水酸基含有ポリエステル樹脂、及び
     (C)ポリイソシアネート化合物を含有し、かつ、
     塗装時の固形分が、50質量%以上であることを特徴とする高固形分塗料組成物。
  2.  前記水酸基含有アクリル樹脂(A)が、アルコキシシリル基を含有する水酸基含有アクリル樹脂(A’)を含む請求項1に記載の高固形分塗料組成物。
  3.  前記水酸基含有ポリエステル樹脂(B)の酸価が30mgKOH/g以下である請求項1又は2に記載の高固形分塗料組成物。
  4.  前記カルボキシル基と水酸基とを合計で3個以上有する多官能化合物(b-1)が、1個のカルボキシル基と2個の水酸基を有する化合物である請求項1~3のいずれか1項に記載の高固形分塗料組成物。
  5.  前記水酸基含有ポリエステル樹脂(B)がさらに多塩基酸化合物(b-4)を反応成分として含有する請求項1~4のいずれか1項に記載の高固形分塗料組成物。
  6.  工程(1):被塗物上に、中塗り塗料組成物を塗装して中塗り塗膜を形成する工程、
     工程(2):前記工程(1)で形成された中塗り塗膜上に、ベースコート塗料組成物を塗装してベースコート塗膜を形成する工程、
     工程(3):前記工程(2)で形成されたベースコート塗膜上に、請求項1~5のいずれか1項に記載の高固形分塗料組成物を塗装してクリヤコート塗膜を形成する工程、ならびに、
     工程(4):前記工程(1)~(3)で形成された中塗り塗膜、ベースコート塗膜及びクリヤコート塗膜を一度に加熱硬化する工程、を含む複層塗膜形成方法。
PCT/JP2021/042432 2020-11-18 2021-11-18 高固形分塗料組成物及び複層塗膜形成方法 WO2022107848A1 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7439230B1 (ja) 2022-12-23 2024-02-27 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 クリヤー塗料組成物および塗装物品の製造方法
JP7439231B1 (ja) 2022-12-23 2024-02-27 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 クリヤー塗料組成物および塗装物品の製造方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62212469A (ja) * 1986-03-12 1987-09-18 Nippon Paint Co Ltd 透過光線耐候性に優れた低温硬化型塗料用樹脂組成物、その製法ならびに塗料組成物
JPH06136224A (ja) * 1992-10-21 1994-05-17 Dainippon Ink & Chem Inc 高固形分樹脂組成物と、それを用いた高固形分型塗料ならびに塗装および焼き付け方法
JPH09108619A (ja) * 1995-10-23 1997-04-28 Mazda Motor Corp ポリオレフィン系樹脂成形品用の塗料用樹脂組成物、それを用いた塗料組成物及びその塗装方法
JPH10231454A (ja) * 1997-02-19 1998-09-02 Nippon Paint Co Ltd 熱硬化性水性塗料組成物およびその塗装方法
JP2002020682A (ja) 2000-07-11 2002-01-23 Dainippon Ink & Chem Inc 上塗り塗料組成物および塗装仕上げ方法
JP2002201430A (ja) 2000-11-01 2002-07-19 Kansai Paint Co Ltd 高固形分塗料組成物
JP2008178867A (ja) * 2006-12-28 2008-08-07 Kansai Paint Co Ltd 複層塗膜形成方法
JP2020191307A (ja) 2015-10-09 2020-11-26 デクセリアルズ株式会社 ヒューズ素子
JP2021066840A (ja) 2019-10-25 2021-04-30 大日本印刷株式会社 樹脂フィルム、積層体および袋

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62212469A (ja) * 1986-03-12 1987-09-18 Nippon Paint Co Ltd 透過光線耐候性に優れた低温硬化型塗料用樹脂組成物、その製法ならびに塗料組成物
JPH06136224A (ja) * 1992-10-21 1994-05-17 Dainippon Ink & Chem Inc 高固形分樹脂組成物と、それを用いた高固形分型塗料ならびに塗装および焼き付け方法
JPH09108619A (ja) * 1995-10-23 1997-04-28 Mazda Motor Corp ポリオレフィン系樹脂成形品用の塗料用樹脂組成物、それを用いた塗料組成物及びその塗装方法
JPH10231454A (ja) * 1997-02-19 1998-09-02 Nippon Paint Co Ltd 熱硬化性水性塗料組成物およびその塗装方法
JP2002020682A (ja) 2000-07-11 2002-01-23 Dainippon Ink & Chem Inc 上塗り塗料組成物および塗装仕上げ方法
JP2002201430A (ja) 2000-11-01 2002-07-19 Kansai Paint Co Ltd 高固形分塗料組成物
JP2008178867A (ja) * 2006-12-28 2008-08-07 Kansai Paint Co Ltd 複層塗膜形成方法
JP2020191307A (ja) 2015-10-09 2020-11-26 デクセリアルズ株式会社 ヒューズ素子
JP2021066840A (ja) 2019-10-25 2021-04-30 大日本印刷株式会社 樹脂フィルム、積層体および袋

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Polymer Hand Book", pages: 139 - 179

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7439230B1 (ja) 2022-12-23 2024-02-27 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 クリヤー塗料組成物および塗装物品の製造方法
JP7439231B1 (ja) 2022-12-23 2024-02-27 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 クリヤー塗料組成物および塗装物品の製造方法

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