WO2023037688A1 - 塗料組成物 - Google Patents

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WO2023037688A1
WO2023037688A1 PCT/JP2022/024201 JP2022024201W WO2023037688A1 WO 2023037688 A1 WO2023037688 A1 WO 2023037688A1 JP 2022024201 W JP2022024201 W JP 2022024201W WO 2023037688 A1 WO2023037688 A1 WO 2023037688A1
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coating composition
range
acid
polymerizable unsaturated
coating
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和司 小西
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関西ペイント株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F265/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D201/00Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds
    • C09D201/02Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds characterised by the presence of specified groups, e.g. terminal or pendant functional groups
    • C09D201/06Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds characterised by the presence of specified groups, e.g. terminal or pendant functional groups containing oxygen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • 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 coating compositions.
  • Popping occurs when the solvent in the coating film evaporates rapidly during heat curing.
  • water-based paints are more likely to cause popping than solvent-based paints because the main component of the solvent is water and the amount of organic solvents with relatively high boiling points to be used is limited.
  • the paint used When the paint is atomized and applied, the paint used generally has a low viscosity when the paint is atomized during spraying, rotary atomization, etc., and smaller paint particles are formed, which causes popping. is known to be suppressed.
  • the paint thickens and/or settles during storage, it becomes difficult to paint, so the paint is also required to have storage stability.
  • one method for controlling the viscosity is to incorporate an associative viscosity modifier into the paint.
  • the associative viscosity modifier generally has a hydrophilic portion and a hydrophobic portion in one molecule. It is a viscosity modifier that forms a network structure by adsorbing to the surface of the pigment and/or resin particles blended therein, or by associating the hydrophobic portions with each other, and exhibits an effective thickening action. .
  • the above-mentioned associative viscosity modifier usually forms a network structure through hydrophobic interaction and develops viscosity.
  • the hydrophobic interaction and network structure are destroyed, resulting in a decrease in viscosity. Therefore, the water-based paint containing the associative viscosity modifier has viscosity characteristics such that the viscosity decreases as the shear rate increases.
  • the water-based base coat paint may generally contain a surfactant in order to disperse the hydrophobic resin component in water. Moreover, when water-soluble resins, additives, or pigment dispersion pastes are contained, the contained hydrophilic organic solvents may be brought into the water-based paint.
  • the viscosity due to the associative viscosity modifier is less likely to develop, resulting in reduced storage stability.
  • the viscosity of the water-based paint is increased by increasing the content of the associative viscosity modifier in the water-based paint, the viscosity increases when the shear rate is high, and the paint when the paint is atomized. Since the particles become large, there are cases where the anti-popping property is inferior.
  • Patent Document 1 describes an aqueous coating composition containing acrylic resin particles (A), a hydroxyl-containing resin (B), a cross-linking agent (C), a viscosity modifier (D) and a pigment (E), wherein the acrylic resin particles (A) has a core-shell structure with a mass ratio of 10/90 to 90/10, the core portion is crosslinked, and the total amount of polymerizable unsaturated monomers constituting the acrylic resin particles (A) is 100.
  • the amount of polymerizable unsaturated monomer (a1) having a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 4 or more carbon atoms is 3 to 70 parts by mass, and the hydroxyl group
  • the contained resin (B) has a weight average molecular weight of 1,000 or more and less than 100,000
  • the viscosity modifier (D) has a weight average molecular weight of 100,000 or more and constitutes Per 100 parts by mass of the total amount of monomers, 5 to 50 parts by mass of a polymerizable unsaturated monomer (d1) having a polyoxyalkylene chain, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-substituted (meth)acrylamide, a hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer 5 to 90 parts by mass of at least one hydrophilic functional group-containing polymerizable unsaturated monomer (d2) having no polyoxyalkylene chain selected from saturated monomers and acid group-containing polymerizable unsaturated
  • An object of the present invention is to provide a coating composition capable of forming a multi-layer coating film with excellent storage stability and excellent resistance to popping.
  • the present inventors have made intensive studies to solve the above problems, and found that a coating composition containing a hydroxyl group-containing resin (A), a curing agent (B), and cellulose nanocrystal particles (C), wherein the temperature Viscosity (V 1 ) measured under conditions of 25° C. and shear rate of 1,500 sec ⁇ 1 is within the range of 10 to 70 mPa ⁇ s, and measured under conditions of temperature of 25° C. and shear rate of 0.1 sec ⁇ 1 It has been found that the above problems can be solved by using a coating composition having a viscosity (V 2 ) within the range of 10,000 to 50,000 mPa ⁇ s.
  • V 1 hydroxyl group-containing resin
  • B curing agent
  • C cellulose nanocrystal particles
  • ⁇ 2> The coating composition according to ⁇ 1>, wherein the cellulose nanocrystal particles (C) have a sulfonic acid group.
  • ⁇ 3> The cellulose nanocrystal particles (C) according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the cellulose nanocrystal particles (C) have a number average diameter within the range of 1 to 5 nm and a specific surface area within the range of 320 to 500 m 2 /g. paint composition.
  • ⁇ 4> The coating composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the cellulose nanocrystal particles (C) have a number average length in the range of 20 to 500 nm.
  • ⁇ 5> The coating composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the cellulose nanocrystal particles (C) have a zeta potential in the range of -50 to -1 mV.
  • ⁇ 6> The coating composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, further comprising water.
  • ⁇ 7> The coating composition according to ⁇ 6>, wherein the water content is in the range of 30 to 80% by mass based on the total amount of the coating composition.
  • the hydroxyl group-containing resin (A) is a polymerizable unsaturated monomer (c) having at least two polymerizable unsaturated groups in one molecule and a polymerizable unsaturated group having one polymerizable unsaturated group in one molecule.
  • Step (I-1) A step of applying the base coat paint composition (Y) to an object to be coated to form an uncured base coat film
  • Step (I-2) A step of applying the clear coat coating composition (Z) onto the uncured base coat coating to form an uncured clear coat coating
  • Step (I-3) The uncured A method for forming a multilayer coating film comprising the step of heating a cured base coat coating film and the uncured clear coat coating film to simultaneously cure both coating films, A method for forming a multilayer coating film, wherein the base coat coating composition (Y) is the coating composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9>.
  • Step (II-1) A step of applying the colored coating composition (X) to the object to be coated to form an uncured colored coating film
  • Step (II-2) A step of applying the base coat paint composition (Y) onto the uncured colored paint film to form an uncured base coat paint film
  • Step (II-3) A step of applying the clear coat paint composition (Z) onto the uncured base coat paint film to form an uncured clear coat paint film
  • Step (II-4) the above A method for forming a multi-layer coating film comprising a step of heating an uncured colored coating film, the uncured base coat coating film and the uncured clear coat coating film to simultaneously cure them, A method for forming a multilayer coating film, wherein the base coat coating composition (Y) is the coating composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9>.
  • the present invention it is possible to provide a coating composition capable of forming a multi-layer coating film with excellent storage stability and excellent resistance to popping.
  • the coating composition of the present invention is a coating composition containing a hydroxyl group-containing resin (A), a curing agent (B) and cellulose nanocrystal particles (C) under conditions of a temperature of 25° C. and a shear rate of 1,500 sec ⁇ 1.
  • the viscosity (V 1 ) measured under the conditions of 10 to 70 mPa s and the viscosity (V 2 ) measured under the conditions of a temperature of 25 ° C. and a shear rate of 0.1 sec -1 is 10,000 to 50 ,000 mPa ⁇ s.
  • the hydroxyl-containing resin (A) is a resin having at least one hydroxyl group in one molecule.
  • the hydroxyl-containing resin (A) for example, hydroxyl-containing acrylic resin (A1), hydroxyl-containing polyester resin (A2), hydroxyl-containing polyurethane resin (A3), hydroxyl-containing acrylic-modified polyester resin, hydroxyl-containing polyether resin, hydroxyl-containing Resins such as polycarbonate resins, hydroxyl group-containing epoxy resins, and hydroxyl group-containing alkyd resins can be used. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the hydroxyl value of the hydroxyl-containing resin (A) is preferably in the range of 1 to 200 mgKOH/g, from the viewpoint of the storage stability and popping resistance of the resulting coating composition, and is preferably in the range of 2 to 180 mgKOH/g. It is more preferably within the range, and particularly preferably within the range of 5 to 170 mgKOH/g.
  • the content of the hydroxyl group-containing resin (A) in the coating composition of the present invention is based on the resin solid content in the coating composition, from the viewpoint of the storage stability and popping resistance of the coating composition to be obtained. 20 to 90% by mass is preferable, 25 to 87% by mass is more preferable, and 30 to 85% by mass is particularly preferable.
  • solid content means non-volatile components such as resins, curing agents, and pigments that remain after drying at 110°C for 1 hour.
  • a sample is weighed into a heat-resistant container such as an aluminum foil cup, spread over the bottom of the container, dried at 110 ° C. for 1 hour, and the mass of the remaining component after drying is weighed. can ask.
  • solid content concentration means the content mass ratio of the solid content in the composition.
  • the solid content concentration of the composition can be measured by weighing the composition into a heat-resistant container such as an aluminum foil cup, spreading the composition on the bottom surface of the container, drying at 110 ° C. for 1 hour, and remaining after drying It can be calculated by weighing the masses of the components in the composition, and determining the ratio of the mass of the components remaining after drying to the total mass of the composition before drying.
  • the hydroxyl-containing resin (A) preferably contains a hydroxyl-containing acrylic resin (A1) from the viewpoint of the storage stability and popping resistance of the resulting coating composition.
  • the hydroxyl-containing resin (A) preferably contains a hydroxyl-containing polyester resin (A2) from the viewpoint of the popping resistance of the coating composition to be obtained and the appearance of the coating film formed.
  • the hydroxyl group-containing resin (A) contains a hydroxyl group-containing polyurethane resin (A3).
  • the hydroxyl-containing acrylic resin (A1) usually comprises a hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer (a) and another polymerizable unsaturated monomer (b) copolymerizable with the hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer (a),
  • a hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer a polymerizable unsaturated monomer (a)
  • b another polymerizable unsaturated monomer copolymerizable with the hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer (a)
  • a method known per se such as a solution polymerization method in an organic solvent and an emulsion polymerization method in an aqueous medium.
  • the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a) is a compound having at least one hydroxyl group and at least one polymerizable unsaturated group in one molecule, for example, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxy Monoesters of (meth)acrylic acid and C2-C8 dihydric alcohols such as propyl (meth)acrylate, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate; these monoesters N-hydroxymethyl (meth)acrylamide; allyl alcohol; (meth)acrylate having a polyoxyethylene chain with a hydroxyl group at the molecular end, and the like.
  • the monomer corresponding to (xvii) a polymerizable unsaturated monomer having an ultraviolet absorbing functional group described later is the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a) and the other copolymerizable monomer. are defined as polyunsaturated monomers (b) and are excluded from the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomers (a).
  • the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a) can be used alone or in combination of two or more.
  • the polymerizable unsaturated group means a radically polymerizable unsaturated group.
  • examples of such polymerizable unsaturated groups include vinyl groups, (meth)acryloyl groups, (meth)acrylamide groups, vinyl ether groups, allyl groups, propenyl groups, isopropenyl groups, and maleimide groups.
  • (meth)acrylate means acrylate or methacrylate
  • (meth)acrylic acid means acrylic acid or methacrylic acid
  • (meth)acryloyl means acryloyl or methacryloyl
  • (meth)acrylamide means acrylamide or methacrylamide.
  • the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a) and the copolymerizable other polymerizable unsaturated monomer (b) are appropriately selected and used according to the properties desired for the hydroxyl group-containing acrylic resin (A1). can do.
  • Specific examples of the monomer (b) include those described in (i) to (xix) below. These can be used alone or in combination of two or more.
  • alkyl or cycloalkyl (meth)acrylates for example methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl ( meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, tridecyl ( meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, isostearyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, methylcyclohexyl (meth)acrylate, tert-butylcyclohe
  • a polymerizable unsaturated monomer having an isobornyl group such as isobornyl (meth)acrylate
  • Polymerizable unsaturated monomers having an adamantyl group such as adamantyl (meth)acrylate.
  • Polymerizable unsaturated monomers having a tricyclodecenyl group such as tricyclodecenyl (meth)acrylate.
  • Aromatic ring-containing polymerizable unsaturated monomers for example, benzyl (meth)acrylate, styrene, ⁇ -methylstyrene, vinyltoluene and the like.
  • polymerizable unsaturated monomers having an alkoxysilyl group for example, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris(2-methoxyethoxy)silane, ⁇ -(meth)acryloyloxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -( meth)acryloyloxypropyltriethoxysilane and the like.
  • polymerizable unsaturated monomers having a fluorinated alkyl group perfluoroalkyl (meth)acrylates such as perfluorobutylethyl (meth)acrylate and perfluorooctylethyl (meth)acrylate; fluoroolefins and the like.
  • a polymerizable unsaturated monomer having a photopolymerizable functional group such as a maleimide group.
  • Vinyl compounds for example, N-vinylpyrrolidone, ethylene, butadiene, chloroprene, vinyl propionate, vinyl acetate and the like.
  • (x) carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomers for example, (meth)acrylic acid, maleic acid, crotonic acid, ⁇ -carboxyethyl acrylate and the like; (xi) nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomers: for example, (meth)acrylonitrile, (meth)acrylamide, N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N- dimethylaminopropyl(meth)acrylamide, methylenebis(meth)acrylamide, ethylenebis(meth)acrylamide, 2-(methacryloyloxy)ethyltrimethylammonium chloride, adducts of glycidyl(meth)acrylate and amine compounds, and the like.
  • nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomers for example, (meth)acrylonitrile, (meth)acryl
  • epoxy group-containing polymerizable unsaturated monomers for example, glycidyl (meth)acrylate, ⁇ -methylglycidyl (meth)acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth)acrylate, 3,4-epoxycyclohexylethyl (meth)acrylate ) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylpropyl (meth)acrylate, allyl glycidyl ether and the like.
  • a (meth)acrylate having a polyoxyethylene chain with an alkoxy group at the molecular end for example, glycidyl (meth)acrylate, ⁇ -methylglycidyl (meth)acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth)acrylate, 3,4-epoxycyclohexylethyl (meth)acrylate ) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylpropyl (meth
  • a polymerizable unsaturated monomer having a sulfonic acid group for example, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 2-sulfoethyl (meth)acrylate, allylsulfonic acid, 4-styrenesulfonic acid; sodium salts, ammonium salts and the like.
  • polymerizable unsaturated monomers having a phosphoric acid group acid phosphooxyethyl (meth)acrylate, acid phosphooxypropyl (meth)acrylate, acid phosphooxypoly(oxyethylene) glycol (meth)acrylate, acid phosphooxypoly (oxypropylene)glycol (meth)acrylate and the like.
  • UV-absorbing functional groups such as 2-hydroxy-4-(3-methacryloyloxy-2-hydroxypropoxy)benzophenone, 2-hydroxy-4-(3-acryloyloxy-2 -hydroxypropoxy)benzophenone, 2,2'-dihydroxy-4-(3-acryloyloxy-2-hydroxypropoxy)benzophenone, 2-(2'
  • photostable polymerizable unsaturated monomers for example 4-(meth)acryloyloxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine, 4-(meth)acryloyloxy-2,2,6, 6-tetramethylpiperidine, 4-cyano-4-(meth)acryloylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1-(meth)acryloyl-4-(meth)acryloylamino-2,2,6 ,6-tetramethylpiperidine, 1-(meth)acryloyl-4-cyano-4-(meth)acryloylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-crotonoyloxy-2,2,6, 6-tetramethylpiperidine, 4-crotonoylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1-crotonoyl-4-crotonoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine and the like.
  • (xix) a polymerizable unsaturated monomer having a carbonyl group: for example, acrolein, diacetone acrylamide, diacetone methacrylamide, acetoacetoxyethyl methacrylate, formyl styrene, vinyl alkyl ketone having 4 to 7 carbon atoms (for example, vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone, vinyl butyl ketone) and the like.
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (A1) can also be used in combination with a so-called urethane-modified acrylic resin, which is extended by subjecting some of the hydroxyl groups in the resin to a urethanization reaction with a polyisocyanate compound to increase the molecular weight.
  • the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a) is generally 1 It can be used within a range of up to 50% by mass, preferably 2 to 40% by mass, more preferably 3 to 30% by mass.
  • the hydroxyl value of the hydroxyl-containing acrylic resin (A1) is preferably in the range of 1 to 200 mgKOH/g, and preferably in the range of 2 to 150 mgKOH/g, from the viewpoint of the storage stability of the resulting coating composition. It is more preferable that it is within the range of 5 to 100 mgKOH/g.
  • the acid value of the hydroxyl group-containing acrylic resin (A1) is preferably in the range of 1 to 200 mgKOH/g, and 2 to 150 mgKOH, from the viewpoint of the storage stability and popping resistance of the resulting coating composition. /g, and particularly preferably 5 to 80 mgKOH/g.
  • the weight average molecular weight of the hydroxyl group-containing acrylic resin (A1) is preferably in the range of 2,000 to 5,000,000 from the viewpoint of the storage stability of the resulting coating composition. It is more preferably in the range of 000 to 1,000,000, and particularly preferably in the range of 8,000 to 500,000.
  • the number average molecular weight and weight average molecular weight are the retention time (retention capacity) measured using gel permeation chromatography (GPC), and the retention time of standard polystyrene with a known molecular weight measured under the same conditions. It is a value obtained by converting to the molecular weight of polystyrene based on (holding capacity).
  • GPC gel permeation chromatography
  • HLC-8120GPC trade name, manufactured by Tosoh Corporation
  • TSKgel G2000HXL (trade name, all manufactured by Tosoh Corporation), using a total of four, using a differential refractometer as a detector, mobile phase: tetrahydrofuran, measurement temperature: 40 ° C., flow rate: 1 mL / min can be measured under the conditions of
  • the hydroxyl-containing acrylic resin (A1) has a polymerizable unsaturated group in one molecule from the viewpoint of storage stability and popping resistance of the resulting coating composition.
  • a copolymer (I) obtained by copolymerizing a polymerizable unsaturated monomer (c) having at least two polymerizable unsaturated groups and a polymerizable unsaturated monomer (d) having one polymerizable unsaturated group in one molecule
  • Copolymer (II) obtained by copolymerizing the core with the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a) and a polymerizable unsaturated monomer (b) other than the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a) It preferably contains a water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A11) having a core/shell type multilayer structure in which the shell is a constituent component.
  • Examples of the polymerizable unsaturated monomer (c) having at least two polymerizable unsaturated groups constituting the core in one molecule include allyl (meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, tetraethylene glycol di(meth)acrylate, 1,3-butylene glycol di(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, 1 , 4-butanediol di(meth)acrylate, neopentylglycol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, pentaerythritol di(meth)acrylate , pentaerythritol tetra(meth)acrylate, glycerol di(meth)acrylate, 1,1,1-trishydroxymethylethane di(meth)acrylate, 1,1,1-trishydroxymethyl ethane
  • the polymerizable unsaturated monomer (c) having at least two polymerizable unsaturated groups in one molecule is generally 0.1 to 30% by mass based on the total mass of the monomer (c) and the monomer (d), It can be used preferably within the range of 0.1 to 10% by mass, more preferably within the range of 0.1 to 5% by mass.
  • the polymerizable unsaturated monomer (d) having one polymerizable unsaturated group in one molecule constituting the core is a polymerizable unsaturated monomer having at least two polymerizable unsaturated groups in one molecule. It is a polymerizable unsaturated monomer copolymerizable with (c), and includes compounds containing one polymerizable unsaturated group in one molecule, such as a vinyl group, a (meth)acryloyl group, an allyl group, etc. be.
  • polymerizable unsaturated monomer (d) having one polymerizable unsaturated group in one molecule include, for example, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) Acrylate, nonyl (meth)acrylate, tridecyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, “isostearyl acrylate” (trade name, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), cyclohexyl (meth)acryl
  • hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a) constituting the shell for example, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 3 -Monoesterified product of (meth)acrylic acid and a dihydric alcohol having 2 to 8 carbon atoms such as hydroxypropyl (meth)acrylate and 4-hydroxybutyl (meth)acrylate; (meth)acrylic acid and 2 to 8 carbon atoms ⁇ -caprolactone modified product of monoesterification with a dihydric alcohol; allyl alcohol; (meth)acrylate having a polyoxyethylene chain with a hydroxyl group at the molecular end. More than one species can be used in combination.
  • the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a) is generally 1 to 35% by mass, preferably 2 to 25% by mass, more preferably 3 to 20% by mass, based on the total mass of the monomers (a) and (b). It can be used within the range of % by mass.
  • polymerizable unsaturated monomer (b) other than the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a) constituting the shell a polymerizable unsaturated monomer other than the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a) described above is used. (b) can be used. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the polymerizable unsaturated monomer (b) other than the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a) has a carboxyl group-containing polymerizable It is preferred to include unsaturated monomers (e).
  • Examples of the carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (e) include (meth)acrylic acid, maleic acid, crotonic acid, ⁇ -carboxyethyl acrylate, etc. Among them, (meth)acrylic acid is preferred.
  • the carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (e) is based on the total mass of the monomer (a) and the monomer (b) from the viewpoint of the stability of the water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A11) in an aqueous medium. , generally 1 to 40% by mass, particularly 1 to 25% by mass, and more particularly preferably 1 to 19% by mass.
  • the hydroxyl value of the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11) is preferably in the range of 1 to 100 mgKOH/g from the viewpoint of the storage stability of the resulting coating composition, and 2 to 90 mgKOH/g. It is more preferably within the range, and particularly preferably within the range of 5 to 85 mgKOH/g.
  • the acid value of the water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A11) is preferably in the range of 3 to 90 mgKOH/g from the viewpoint of the storage stability and popping resistance of the resulting coating composition. It is more preferably in the range of 4 to 70 mgKOH/g, particularly preferably in the range of 5 to 50 mgKOH/g.
  • the monomer (a) and the monomer (b) have only one polymerizable unsaturated group per molecule. It is preferable to use an unsaturated monomer and make the shell of the water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A11) uncrosslinked.
  • the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11) includes, for example, 0.1 to 30% by mass of a polymerizable unsaturated monomer (c) having at least two polymerizable unsaturated groups in one molecule and the polymerizable unsaturated
  • a polymerizable unsaturated monomer (c) having at least two polymerizable unsaturated groups in one molecule
  • the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated Obtained by adding a monomer mixture (II) containing 1 to 35% by mass of a saturated monomer (a) and 65 to 99% by mass of a polymerizable unsaturated monomer (b) other than the monomer (a) and further polymerizing can be done.
  • the emulsion polymerization of the monomer mixture can be carried out by a method known per se, for example, using a polymerization initiator in the presence of an emulsifier.
  • anionic emulsifier or a nonionic emulsifier is suitable as the emulsifier.
  • the anionic emulsifier include sodium salts and ammonium salts of organic acids such as alkylsulfonic acid, alkylbenzenesulfonic acid and alkylphosphoric acid.
  • nonionic emulsifier examples include polyoxyethylene oleyl Ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene tridecyl ether, polyoxyethylene phenyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene monolaurate, polyoxy Ethylene monostearate, polyoxyethylene monooleate, sorbitan monolaurate, sorbitan monostearate, sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate and the like.
  • Reactive anionic emulsifiers may be used, and it is preferred to use reactive anionic emulsifiers.
  • Examples of the reactive anionic emulsifier include sodium salts and ammonium salts of sulfonic acid compounds having radically polymerizable unsaturated groups such as (meth)allyl groups, (meth)acryloyl groups, propenyl groups and butenyl groups. can. Among them, an ammonium salt of a sulfonic acid compound having a radically polymerizable unsaturated group is preferable because the formed coating film has excellent water resistance. Examples of the ammonium salt of the sulfonic acid compound include commercially available products such as "Latemul S-180A" (trade name, manufactured by Kao Corporation).
  • ammonium salts of sulfonic acid compounds having a radically polymerizable unsaturated group ammonium salts of sulfonic acid compounds having a radically polymerizable unsaturated group and a polyoxyalkylene group are more preferable.
  • ammonium salt of a sulfonic acid compound having a radically polymerizable unsaturated group and a polyoxyalkylene group include "Aqualon KH-10" (trade name, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), "SR-1025A” (trade name, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.).
  • the emulsifier is usually used in an amount of 0.1 to 15% by mass, preferably 0.5 to 10% by mass, more preferably 1 to 5% by mass, based on the total amount of all monomers used. be able to.
  • the polymerization initiator may be of either oil-soluble or water-soluble type, for example, benzoyl peroxide, octanoyl peroxide, lauroyl peroxide, stearoyl peroxide, cumene hydroperoxide, tert- Organic peroxides such as butyl peroxide, tert-butylperoxylaurate, tert-butylperoxyisopropyl carbonate, tert-butylperoxyacetate, diisopropylbenzene hydroperoxide; azobisisobutyronitrile, azobis(2, 4-dimethylvaleronitrile), azobis(2-methylpropiononitrile), azobis(2-methylbutyronitrile), 4,4'-azobis(4-cyanobutanoic acid), dimethylazobis(2-methylpropionate) , azo compounds such as azobis[2-methyl-N-(2-hydroxyethyl)-propionamide], azobis ⁇ 2-methyl
  • the polymerization initiator may optionally be used in combination with a reducing agent such as sugar, sodium formaldehyde sulfoxylate, iron complex, or the like to form a redox polymerization system.
  • a reducing agent such as sugar, sodium formaldehyde sulfoxylate, iron complex, or the like to form a redox polymerization system.
  • the above polymerization initiator within the range of usually 0.1 to 5% by mass, particularly 0.2 to 3% by mass, based on the total mass of all monomers used.
  • the method of adding the polymerization initiator is not particularly limited, and can be appropriately selected according to its type, amount, and the like.
  • the polymerization initiator may be included in advance in the monomer mixture or the aqueous medium, or may be added all at once or added dropwise during the polymerization.
  • the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11) is prepared by adding the hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer (a) and a polymerizable unsaturated monomer (b) other than the monomer (a) to the emulsion obtained as described above. It can be obtained by adding a monomer mixture (II) containing and further polymerizing.
  • the above monomer mixture (II) can optionally contain components such as polymerization initiators, chain transfer agents, reducing agents, and emulsifiers as listed above.
  • the monomer mixture (II) can be added dropwise as it is, it is desirable to disperse the monomer mixture (II) in an aqueous medium and add it dropwise as a monomer emulsion.
  • the particle size of the monomer emulsion in this case is not particularly limited.
  • Polymerization of the monomer mixture (II) can be carried out, for example, by adding the monomer mixture (II), which may be emulsified, all at once or dropwise to the emulsion, and heating to a suitable temperature while stirring. can.
  • the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11) obtained as described above comprises a polymerizable unsaturated monomer (c) having at least two polymerizable unsaturated groups in one molecule and the polymerizable unsaturated group
  • the core is a copolymer (I) formed from the monomer mixture (I) containing a polymerizable unsaturated monomer (d) having one per molecule, and the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a) and the copolymer (II) formed from the monomer mixture (II) containing a polymerizable unsaturated monomer (b) other than the monomer (a) as a shell. can.
  • the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11) is a polymerizable nonpolymer that forms another resin layer between the step of obtaining the copolymer (I) and the step of obtaining the copolymer (II).
  • the resin particles may be made up of three or more layers.
  • the "shell” of the water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A11) means the polymer layer present in the outermost layer of the resin particle, and the “core” means the inner layer of the resin particle excluding the shell portion.
  • a “core/shell type structure” means a structure having the above core and shell.
  • the core/shell type structure generally has a layered structure in which the core is completely covered with the shell. It may not be enough. In such a case, it is not necessary to have a complete layer structure as described above, and it may be a structure in which a part of the core is covered with a shell, or a polymerizable It may have a structure in which an unsaturated monomer is graft-polymerized.
  • the concept of multilayer structure in the above core/shell type structure also applies to the case where a multilayer structure is formed in the core of the water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A11).
  • the ratio of the copolymer (I) and the copolymer (II) in the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11) having a core/shell type multilayer structure is determined by the storage stability of the resulting coating composition, etc. From the viewpoint of the solid content mass ratio of copolymer (I) / copolymer (II), generally 10/90 to 90/10, particularly 50/50 to 85/15, more particularly 65/35 to 80/ It is preferably in the range of 20.
  • the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11) obtained as described above generally has an average particle size within the range of 10 to 1,000 nm, particularly 20 to 500 nm.
  • the average particle size of the hydroxyl group-containing acrylic resin is a value measured at 20°C after diluting with deionized water in a conventional manner using a particle size distribution measuring device based on dynamic light scattering.
  • a particle size distribution measuring device using the dynamic light scattering method for example, "ELSZ-2000" (trade name, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) can be used.
  • acidic groups such as carboxyl groups possessed by the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11) are Neutralization with a soothing agent is desirable.
  • the neutralizing agent is not particularly limited as long as it can neutralize acidic groups.
  • Examples include sodium hydroxide, potassium hydroxide, trimethylamine, 2-(dimethylamino)ethanol, 2-amino-2-methyl-1-propanol, triethylamine, aqueous ammonia, etc., can be mentioned, and these neutralizing agents are used to adjust the pH of the aqueous dispersion of the dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A11) after neutralization to about It is desirable to use an amount of 6.5 to about 9.0.
  • the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11) can contain a water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11') containing a gradient polymer layer.
  • the gradient polymer layer of the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11') containing the gradient polymer layer means a polymer layer having a layer structure in which the composition changes continuously (having a composition gradient).
  • the gradient polymer layer can generally be obtained by a known polymerization method called power feed polymerization. Specifically, for example, when two types of monomer A (or monomer mixture A) and monomer B (or monomer mixture B) are polymerized, monomer B (or monomer mixture B) is added to monomer A (or monomer A gradient polymer layer can be obtained by introducing the monomer A (or the monomer mixture A) into a reaction vessel and conducting a polymerization reaction while dropping it into a vessel containing the mixture A).
  • the synthesis conditions timing of starting mixing of monomer A (or monomer mixture A) and monomer B (or monomer mixture B), monomer B (or monomer mixture B), monomer A (or monomer mixture A ) and the rate of introducing monomer A (or monomer mixture A) into the reaction vessel, a gradient polymer layer having a desired composition gradient can be obtained.
  • the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11′) containing a gradient polymer layer comprises a core portion which is a copolymer (I) having a polymerizable unsaturated monomer as a copolymerization component, and a polymerizable unsaturated monomer as a copolymerization component. It is an acrylic resin consisting of a shell portion which is a copolymer (II) which is a polymer (II), and a gradient polymer layer which exists between the core portion and the shell portion.
  • the polymerizable unsaturated monomers which are constituent monomers of the core portion and the shell portion, respectively, include the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer and other polymerizable unsaturated monomers copolymerizable with the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer. Any appropriate combination of monomers can be used.
  • Emulsion polymerization for preparing an emulsion of the core copolymer (I) can be carried out by a conventionally known method. For example, it can be carried out by emulsion polymerization of a polymerizable unsaturated monomer mixture using a polymerization initiator in the presence of an emulsifier.
  • a polymerization initiator for example, the emulsifier and polymerization initiator described above can be used.
  • the gradient polymer layer can be formed by the aforementioned power feed polymerization or the like.
  • a polymerizable unsaturated monomer mixture used for emulsion polymerization of the core copolymer (I) and a polymerizable unsaturated monomer mixture used for emulsion polymerization of the shell copolymer (II) are generally used.
  • Monomer mixtures can be used.
  • the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11') containing the gradient polymer layer can be obtained by further forming the shell portion copolymer (II).
  • the monomer mixture for forming the shell portion copolymer (II) can optionally contain components such as the polymerization initiator, chain transfer agent, reducing agent, and emulsifier.
  • the monomer mixture can be added dropwise as it is, it is preferable to add dropwise as a monomer emulsion obtained by dispersing the monomer mixture in an aqueous medium.
  • the particle size of the monomer emulsion in this case is not particularly limited.
  • the monomer mixture or an emulsion thereof is added dropwise all at once or gradually added dropwise to obtain the above-mentioned core portion copolymerization.
  • a method of adding to the emulsion of united (I) and heating to a suitable temperature while stirring can be mentioned.
  • the ratio of the gradient polymer layer in the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11′) containing the gradient polymer layer is determined from the viewpoint of the water resistance of the resulting coating film, etc., the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin containing the gradient polymer layer. It is preferably in the range of 20 to 80% by mass, more preferably in the range of 25 to 75% by mass, more preferably in the range of 30 to 70% by mass, based on the total amount of all copolymerization components of (A11'). Within the range is particularly preferred.
  • the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11′) containing the gradient polymer layer has a hydroxyl value of 1 to 150 mgKOH/g from the viewpoint of curability, chipping resistance, adhesion and finished appearance of the resulting coating film. is preferably within the range of , more preferably within the range of 2 to 120 mgKOH/g, and particularly preferably within the range of 5 to 100 mgKOH/g.
  • the core part of the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11′) containing the gradient polymer layer has a hydroxyl value in the range of 0 to 150 mgKOH/g from the viewpoint of water resistance and chipping resistance of the resulting coating film. , more preferably in the range of 5 to 120 mgKOH/g, particularly preferably in the range of 10 to 100 mgKOH/g.
  • the shell part of the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11′) containing the gradient polymer layer has a hydroxyl value in the range of 0 to 150 mgKOH/g from the viewpoint of water resistance and chipping resistance of the resulting coating film. , more preferably in the range of 2 to 120 mgKOH/g, particularly preferably in the range of 5 to 100 mgKOH/g.
  • the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11') containing the gradient polymer layer has an acid value in the range of 1 to 80 mgKOH/g from the viewpoint of the storage stability of the paint and the water resistance of the resulting coating film. preferably within the range of 5 to 50 mgKOH/g, particularly preferably within the range of 5 to 30 mgKOH/g.
  • the core part of the water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A11′) containing the gradient polymer layer has an acid value in the range of 0 to 50 mgKOH/g from the viewpoint of production stability and storage stability of the paint. preferably in the range of 0 to 30 mgKOH/g, particularly preferably in the range of 0 to 10 mgKOH/g.
  • the shell portion of the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11′) containing the gradient polymer layer has an acid value of 1 to 100 mgKOH/g from the viewpoint of the storage stability of the paint and the water resistance of the resulting coating film. It is preferably within the range, more preferably within the range of 5 to 80 mgKOH/g, and particularly preferably within the range of 10 to 50 mgKOH/g.
  • the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11′) containing the gradient polymer layer preferably has a glass transition temperature of 20° C. or higher from the viewpoint of the water resistance, hardness, chipping resistance, etc. of the resulting coating film. , more preferably 30°C or higher, and particularly preferably 30 to 100°C.
  • the core portion of the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11′) containing the gradient polymer layer has a glass transition temperature of ⁇ It is preferably in the range of 50 to 50°C, more preferably in the range of -30 to 50°C, and particularly preferably in the range of 0 to 50°C.
  • the shell portion of the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11′) containing the gradient polymer layer preferably has a glass transition temperature of 40° C. or higher from the viewpoint of the hardness and water resistance of the resulting coating film. It is more preferably 50°C or higher, and particularly preferably in the range of 50 to 100°C.
  • W1, W2, . . . Wn are the mass fractions of each monomer
  • the glass transition temperature of the homopolymer of each monomer is described in POLYMER HANDBOOK Fourth Edition, J. Am. Brandrup, E. h. Immergut, E.; A. Grulke (1999). Values are used as the temperature is measured by differential scanning calorimetry.
  • the content of the hydroxyl group-containing acrylic resin (A1) is determined from the viewpoint of flip-flop properties and chipping resistance of the formed coating film. , Based on the resin solid content in the coating composition, it is preferably in the range of 1 to 60% by mass, more preferably in the range of 10 to 55% by mass, and in the range of 15 to 50% by mass. is particularly preferred.
  • the hydroxyl-containing polyester resin (A2) for example, uses a polyol having two or more hydroxyl groups as an alcohol component, uses a polycarboxylic acid having two or more carboxyl groups as an acid component, and It can be obtained by condensing the components.
  • a polyhydric alcohol having two or more hydroxyl groups in one molecule can be suitably used as the polyol.
  • the polyhydric alcohol include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, trimethylene glycol, tetraethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 2,3 -butanediol, 1,2-butanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 3-methyl-1,2-butanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 1, 2-pentanediol, 1,5-pentanediol, 1,4-pentanediol, 2,4-pentanediol, 2,3-dimethyltrimethylene glycol, tetramethylene glycol, 3-methyl-4,3-pentanediol, 3-methyl
  • polyether diol compound of trihydric or higher alcohols such as mannite; polylactone polyol compounds obtained by adding lactone compounds such as ⁇ -caprolactone to these trihydric or higher alcohols; fatty acid esters of glycerin;
  • alcohol components other than the above polyols can also be used.
  • Such alcohol components are not particularly limited, and examples include monoalcohols such as methanol, ethanol, propyl alcohol, butyl alcohol, stearyl alcohol, and 2-phenoxyethanol; and alcohol compounds obtained by reacting monoepoxy compounds such as glycidyl esters of synthetic highly branched saturated fatty acids with acids.
  • polycarboxylic acid compounds commonly used in the production of polyester resins can be used.
  • examples of such polycarboxylic acids include aliphatic polybasic acids, alicyclic polybasic acids, and aromatic polybasic acids.
  • the above-mentioned aliphatic polybasic acids are generally aliphatic compounds having two or more carboxyl groups in one molecule, acid anhydrides of the aliphatic compounds, and esters of the aliphatic compounds.
  • aliphatic polybasic acids include succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, brassylic acid, octadecanedioic acid, citric acid, butane Aliphatic polycarboxylic acids such as tetracarboxylic acids; anhydrides of the aliphatic polycarboxylic acids; lower alkyl esters of the aliphatic polycarboxylic acids having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4, and the like. be done.
  • the above aliphatic polybasic acids can be used either singly or in combination of two or more.
  • the above alicyclic polybasic acids are generally compounds having one or more alicyclic structures and two or more carboxyl groups in one molecule, acid anhydrides of these compounds, and esterified compounds of these compounds.
  • Alicyclic structures can be predominantly 4- to 6-membered ring structures.
  • Alicyclic polybasic acids include, for example, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, 3-methyl- Alicyclic polycarboxylic acids such as 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 4-methyl-1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, and 1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid; Anhydrides of alicyclic polycarboxylic acids; lower alkyl esters of alicyclic polycarboxylic acids having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, and the like. The above alicyclic polybasic acids can be used alone or in combination of two or more.
  • the aromatic polybasic acid is generally an aromatic compound having two or more carboxyl groups in one molecule, an acid anhydride of the aromatic compound, and an esterified product of the aromatic compound.
  • aromatic polybasic acids include aromatic polycarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid, trimellitic acid, and pyromellitic acid; anhydrides of group polyvalent carboxylic acids; lower alkyl esters of said aromatic polyvalent carboxylic acids having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, and the like.
  • the above aromatic polybasic acids can be used alone or in combination of two or more.
  • phthalic acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, trimellitic acid, and trimellitic anhydride are preferably used, and trimellitic anhydride is more preferably used.
  • Acid components other than the above aliphatic polybasic acids, alicyclic polybasic acids, and aromatic polybasic acids can also be used.
  • Such acid components are not particularly limited, and examples include coconut oil fatty acid, cotton seed oil fatty acid, hemp seed oil fatty acid, rice bran oil fatty acid, fish oil fatty acid, tall oil fatty acid, soybean oil fatty acid, linseed oil fatty acid, tung oil fatty acid, rapeseed oil fatty acid, Fatty acids such as castor oil fatty acid, dehydrated castor oil fatty acid, safflower oil fatty acid; lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, benzoic acid, p-tert-butylbenzoic acid, cyclohexane acids, monocarboxylic acids such as 10-phenyloctadecanoic acid; hydroxycarboxylic acids such as lactic
  • the method for producing the hydroxyl group-containing polyester resin (A2) is not particularly limited, and can be carried out according to ordinary methods.
  • the alcohol component and the acid component are heated in a nitrogen stream at about 150 to 250° C. for about 5 to 10 hours, and the alcohol component and the acid component are subjected to an esterification reaction or a transesterification reaction. , the hydroxyl group-containing polyester resin (A2) can be produced.
  • the alcohol component and the acid component are subjected to the esterification reaction or the transesterification reaction, these components may be added at once to the reaction vessel, or one or both may be added in several batches. good too.
  • the resulting hydroxyl group-containing polyester resin may be reacted with an acid anhydride to effect half-esterification to obtain a carboxyl group- and hydroxyl group-containing polyester resin.
  • the hydroxyl group-containing polyester resin may be produced by first synthesizing the carboxyl group-containing polyester resin and then adding the alcohol component thereto.
  • dibutyltin oxide, antimony trioxide, zinc acetate, manganese acetate, cobalt acetate, calcium acetate, lead acetate, tetrabutyl titanate, and tetraisopropyl are used as catalysts to promote the reaction.
  • Catalysts known per se, such as titanates, can be used.
  • the hydroxyl group-containing polyester resin (A2) can be modified with a fatty acid, a monoepoxy compound, a polyisocyanate compound, or the like during or after production of the resin.
  • fatty acids examples include coconut oil fatty acid, cottonseed oil fatty acid, hemp seed oil fatty acid, rice bran oil fatty acid, fish oil fatty acid, tall oil fatty acid, soybean oil fatty acid, linseed oil fatty acid, tung oil fatty acid, rapeseed oil fatty acid, castor oil fatty acid, and dehydrated castor.
  • Oil fatty acids, safflower oil fatty acids, and the like can be mentioned, and as the monoepoxy compound, for example, "Cardura E10P" (trade name, manufactured by HEXION, glycidyl ester of synthetic highly branched saturated fatty acid) can be preferably used.
  • polyisocyanate compound the polyisocyanates exemplified in the polyisocyanate component (a2) can be used. These can be used individually or in combination of 2 or more types.
  • the hydroxyl value of the hydroxyl-containing polyester resin (A2) is preferably in the range of 1 to 200 mgKOH/g, and 2 to 180 mgKOH/g, from the viewpoint of the storage stability and popping resistance of the resulting coating composition. is more preferably within the range of , and particularly preferably within the range of 5 to 170 mgKOH/g.
  • the weight average molecular weight of the hydroxyl group-containing polyester resin (A2) is preferably within the range of 500 to 50,000 from the viewpoint of the storage stability and popping resistance of the resulting coating composition. It is more preferably in the range of 000 to 30,000, and particularly preferably in the range of 1,200 to 10,000.
  • the glass transition temperature (Tg) of the hydroxyl group-containing polyester resin (A2) is in the range of -20°C to 50°C from the viewpoint of the storage stability and popping resistance of the resulting coating composition. It is preferably in the range of -10°C to 40°C, and particularly preferably in the range of -5°C to 35°C.
  • the hydroxyl-containing polyester resin (A2) preferably has a carboxyl group from the viewpoint of the storage stability of the resulting coating composition.
  • the acid value of the hydroxyl group-containing polyester resin (A2) is 5 to 150 mgKOH/ from the viewpoint of the storage stability and popping resistance of the resulting coating composition. preferably within the range of 10 to 140 mg KOH/g, particularly preferably within the range of 15 to 120 mg KOH/g.
  • the content of the hydroxyl-containing polyester resin (A2) is determined from the viewpoint of the storage stability and popping resistance of the resulting coating composition. , Based on the resin solid content in the coating composition, it is preferably in the range of 1 to 45% by mass, more preferably in the range of 5 to 40% by mass, and in the range of 10 to 35% by mass. is particularly preferred.
  • Hydroxyl group-containing polyurethane resin (A3) examples include a hydroxyl group-containing polyurethane resin obtained by reacting a polyol with a polyisocyanate.
  • polyols examples include low-molecular-weight polyols such as dihydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol and hexamethylene glycol, and trihydric alcohols such as trimethylolpropane, glycerin and pentaerythritol. can be done.
  • Polyether polyols, polyester polyols, acrylic polyols, epoxy polyols and the like can be mentioned as those having high molecular weights.
  • Polyether polyols include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol and the like.
  • polyester polyol examples include alcohols such as the aforementioned dihydric alcohols, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, and neopentyl glycol, and dibasic acids such as adipic acid, azelaic acid, and sebacic acid.
  • Carboxyl group-containing polyols such as 2,2-dimethylolpropionic acid and 2,2-dimethylolbutanoic acid can also be used.
  • polyisocyanates to be reacted with the above polyols include aliphatic polyisocyanate compounds such as hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, dimer acid diisocyanate, and lysine diisocyanate; and burette type addition of these polyisocyanates.
  • isocyanurate cycloadduct isophorone diisocyanate, 4,4'-methylenebis(cyclohexyl isocyanate), methylcyclohexane-2,4- (or -2,6-) diisocyanate, 1,3- (or 1,4-) Alicyclic diisocyanate compounds such as di(isocyanatomethyl)cyclohexane, 1,4-cyclohexanediisocyanate, 1,3-cyclopentanediisocyanate, 1,2-cyclohexanediisocyanate; and biuret-type adducts of these polyisocyanates, isocyanate Nurate cycloadduct; xylylene diisocyanate, meta-xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthalene diiso
  • the hydroxyl value of the hydroxyl-containing polyurethane resin (A3) is preferably in the range of 1 to 150 mgKOH/g, more preferably 1 to 100 mgKOH/g, from the viewpoint of the storage stability and popping resistance of the resulting coating composition. is more preferably within the range of , particularly preferably within the range of 1 to 50 mgKOH/g.
  • the acid value of the hydroxyl group-containing polyurethane resin (A3) is preferably in the range of 3 to 90 mgKOH/g, more preferably 4 to 70 mgKOH/g, from the viewpoint of the storage stability and popping resistance of the resulting coating composition. is more preferably within the range of , and particularly preferably within the range of 5 to 50 mgKOH/g.
  • the number average molecular weight of the hydroxyl group-containing polyurethane resin (A3) is preferably 10,000 or more, more preferably 50,000 or more, more preferably 100,000 or more, from the viewpoint of the storage stability and popping resistance of the resulting coating composition. is particularly preferred.
  • the content of the hydroxyl group-containing polyurethane resin (A3) is, from the viewpoint of the storage stability and popping resistance of the resulting coating composition, Based on the resin solid content in the coating composition, it is preferably within the range of 3 to 60% by mass, more preferably within the range of 5 to 40% by mass, and within the range of 7 to 30% by mass. It is particularly preferred to have
  • Curing agent (B) is not particularly limited.
  • a cross-linking agent having reactivity with the hydroxyl groups of the hydroxyl-containing resin (B) can be used.
  • cross-linking agents specifically, for example, amino resin (B1), polyisocyanate compound (B2), blocked polyisocyanate compound (B3), polyhydrazide compound, polysemicarbazide compound, Examples include carbodiimide compounds, oxazoline group-containing compounds, epoxy compounds, and polycarboxylic acids.
  • the cross-linking agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the curing agent (B) is selected from amino resins (B1), polyisocyanate compounds (B2), and blocked polyisocyanate compounds (B3) from the viewpoint of glass adhesion and chipping resistance of the coating film to be formed. It preferably contains at least one cross-linking agent, more preferably contains the amino resin (B1) and/or the blocked polyisocyanate compound (B3), and the amino resin (B1) and the blocked polyisocyanate compound (B3) are It is particularly preferred to include
  • Amino resin (B1) As the amino resin (B1), a partially methylolated amino resin or a fully methylolated amino resin obtained by reacting an amino component and an aldehyde component can be used.
  • amino components include melamine, urea, benzoguanamine, acetoguanamine, steroguanamine, spiroguanamine, dicyandiamide, and the like.
  • aldehyde components include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, and benzaldehyde.
  • a product obtained by partially or completely etherifying the methylol group of the above methylolated amino resin with a suitable alcohol can also be used.
  • suitable alcohols that can be used for etherification include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, 2-ethyl-1-butanol, 2-ethyl-1-hexanol, and the like. mentioned.
  • a melamine resin is preferable as the amino resin (B1).
  • methyl-etherified melamine resins in which the methylol groups of partially or fully methylolated melamine resins are partially or fully etherified with methyl alcohol, and methylol groups of partially or fully methylolated melamine resins are partially or fully etherified with butyl alcohol.
  • butyl-etherified melamine resins, methyl-butyl mixed etherified melamine resins in which the methylol groups of partially or fully methylolated melamine resins are partially or fully etherified with methyl alcohol and butyl alcohol are preferred, and methyl-butyl mixed Etherified melamine resins are more preferred.
  • the weight average molecular weight of the melamine resin is preferably within the range of 450 to 6,000, more preferably within the range of 500 to 4,000, and within the range of 550 to 3,000. is particularly preferred.
  • a commercially available product can be used as the melamine resin.
  • Commercial product names include, for example, “Cymel 202", “Cymel 203", “Cymel 211", “Cymel 238", “Cymel 251", “Cymel 254", “Cymel 303", “Cymel 325", “Cymel 327”, “Cymel 350”, “Cymel 370”, “Cymel 385”, “Cymel 1156”, “Cymel 1158”, “Cymel 1130” (manufactured by Allnex Japan Co., Ltd.); “Uban 28-60” (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.);
  • a sulfonic acid such as p-toluenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, or dinonylnaphthalenesulfonic acid may optionally be used as a curing catalyst;
  • a salt; a neutralized salt of a phosphoric acid ester compound and an amine, etc. can be used.
  • the amino resin (B1) can be used, for example, as a cross-linking agent for resins containing hydroxyl groups.
  • Polyisocyanate compound (B2) The polyisocyanate compound (B2) is a compound having two or more isocyanate groups in one molecule.
  • the polyisocyanate compound (B2) includes, for example, aliphatic polyisocyanates, alicyclic polyisocyanates, araliphatic polyisocyanates, aromatic polyisocyanates, derivatives of these polyisocyanates, and the like.
  • aliphatic polyisocyanate examples include trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, 1,2-propylene diisocyanate, 1,2-butylene diisocyanate, 2,3-butylene diisocyanate, 1,3 -aliphatic diisocyanates such as butylene diisocyanate, 2,4,4- or 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, dimer acid diisocyanate, methyl 2,6-diisocyanatohexanoate (common name: lysine diisocyanate);2 ,6-diisocyanatohexanoate 2-isocyanatoethyl, 1,6-diisocyanato-3-isocyanatomethylhexane, 1,4,8-triisocyanatooctane, 1,6,11-triisocyanatoundecane,
  • alicyclic polyisocyanate examples include 1,3-cyclopentene diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, 1,3-cyclohexane diisocyanate, 3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate (common name : isophorone diisocyanate), methyl-2,4-cyclohexane diisocyanate, methyl-2,6-cyclohexane diisocyanate, 1,3- or 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane (common name: hydrogenated xylylene diisocyanate) or Alicyclic diisocyanates such as mixtures thereof, norbornane diisocyanate; 1,3,5-triisocyanatocyclohexane, 1,3,5-trimethylisocyanatocyclohexane, 2-(3-isocyanatopropyl)-2,5-di( isocyan
  • araliphatic polyisocyanate examples include 1,3- or 1,4-xylylene diisocyanate or a mixture thereof, ⁇ , ⁇ '-diisocyanato-1,4-diethylbenzene, 1,3- or 1,4-bis Aroliphatic diisocyanates such as (1-isocyanato-1-methylethyl)benzene (common name: tetramethylxylylene diisocyanate) or mixtures thereof; araliphatic triisocyanates such as 1,3,5-triisocyanatomethylbenzene; can be mentioned.
  • aromatic polyisocyanate examples include m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4′-diphenyl diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 2,4′- or 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, or Aromatic diisocyanates such as mixtures, 2,4- or 2,6-tolylene diisocyanate or mixtures thereof, 4,4'-toluidine diisocyanate, 4,4'-diphenylether diisocyanate; triphenylmethane-4,4',4' Aromatic triisocyanates such as '-triisocyanate, 1,3,5-triisocyanatobenzene, 2,4,6-triisocyanatotoluene; 4,4'-diphenylmethane-2,2',5,5'- Aromatic tetraisocyanates such as tetraisocyanate can be mentioned.
  • polyisocyanate derivatives examples include dimers, trimers, biurets, allophanates, uretdiones, urethymines, isocyanurates, oxadiazinetriones, polymethylene polyphenyl polyisocyanates (crude MDI, polymeric MDI) of the polyisocyanate compounds described above, Crude TDI etc. can be mentioned.
  • polyisocyanates and derivatives thereof may be used alone or in combination of two or more.
  • aliphatic diisocyanates, alicyclic diisocyanates and derivatives thereof are preferably used alone or in combination of two or more.
  • polyisocyanate compound (B2) a prepolymer obtained by subjecting the above polyisocyanate and its derivatives to a polyhydric alcohol, a low-molecular-weight polyester resin, or water to undergo a urethanization reaction under conditions in which the isocyanate groups are in excess is used.
  • an organic metal compound, an acid compound, a base compound, or the like can optionally be used as a curing catalyst.
  • the above polyisocyanate compound (B2) can be used, for example, as a cross-linking agent for resins containing hydroxyl groups or amino groups.
  • the blocked polyisocyanate compound (B3) is a compound obtained by blocking the isocyanate groups of the polyisocyanate compound (B2) with a blocking agent.
  • the blocking agent examples include phenolic blocking agents such as phenol, cresol, xylenol, nitrophenol, ethylphenol, hydroxydiphenyl, butylphenol, isopropylphenol, nonylphenol, octylphenol, and methyl hydroxybenzoate; ⁇ -caprolactam, ⁇ -valero; Lactam blocking agents such as lactam, ⁇ -butyrolactam and ⁇ -propiolactam; Aliphatic alcohol blocking agents such as methanol, ethanol, propyl alcohol, butyl alcohol, amyl alcohol and lauryl alcohol; Ether-based blocking agents such as ethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, methoxymethanol; benzyl alcohol, glycolic acid, methyl glycolate, ethyl glycolate, butyl glycolate, lactic acid
  • azole blocking agent examples include pyrazole, 3,5-dimethylpyrazole, 3-methylpyrazole, 4-benzyl-3,5-dimethylpyrazole, 4-nitro-3,5-dimethylpyrazole, 4-bromo-3 ,5-dimethylpyrazole, 3-methyl-5-phenylpyrazole and the like pyrazole or pyrazole derivatives; imidazole, benzimidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-phenylimidazole and other imidazole or imidazole derivatives; 2-methyl Examples include imidazoline derivatives such as imidazoline and 2-phenylimidazoline.
  • an oxime-based blocking agent an active methylene-based blocking agent, pyrazole or a pyrazole derivative are suitable.
  • a hydroxycarboxylic acid having one or more hydroxyl groups and one or more carboxyl groups such as hydroxypivalic acid and dimethylolpropionic acid, can be used.
  • the blocked polyisocyanate is used in the coating composition of the present invention
  • the hydroxycarboxylic acid is used to block the isocyanate group, and then the carboxyl group of the hydroxycarboxylic acid is neutralized to impart water dispersibility.
  • a blocked polyisocyanate compound can be preferably used.
  • the blocked polyisocyanate compound (B3) is derived from a spacer having at least two isocyanate-reactive functional groups from the viewpoint of the appearance of the coating film formed and the adhesion between the coating film formed and the substrate. It preferably contains a structure.
  • the above functional group is not particularly limited as long as it is a functional group having reactivity with an isocyanate group.
  • the isocyanate-reactive functional group include hydroxyl group, amino group, carboxyl group, thiol group, etc. Among them, hydroxyl group and amino group are preferable, and hydroxyl group is particularly preferable.
  • the spacer is preferably a compound having at least two hydroxyl groups or a compound having at least two amino groups, more preferably a compound having at least two hydroxyl groups.
  • Examples of the compound having at least two hydroxyl groups include, for example, low-molecular-weight compounds such as dihydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, and hexamethylene glycol, trimethylolpropane, glycerin, pentaerythritol, and the like.
  • trihydric alcohols, etc., and high-molecular-weight ones include polyether polyols, polyester polyols, acrylic polyols, epoxy polyols, and the like. Among these, polyether polyols are preferred from the viewpoint of the storage stability of the resulting coating composition.
  • an alkylene oxide adduct of the low-molecular-weight compound having at least two hydroxyl groups, a ring-opening (co)polymer of alkylene oxide or a cyclic ether (tetrahydrofuran, etc.), or the like can be used.
  • Specific examples include polyethylene glycol, polypropylene glycol, ethylene glycol-propylene glycol (block or random) copolymer, polytetramethylene glycol, polyhexamethylene glycol, polyoctamethylene glycol and the like.
  • polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol can be preferably used as the polyether polyol.
  • polyether polyol one type can be used alone, or two or more types can be used in combination.
  • examples of the compound having at least two amino groups include polyetheramine.
  • the molecular weight of the spacer is preferably in the range of 500 to 6,000, more preferably in the range of 800 to 5,000, from the viewpoint of the storage stability and popping resistance of the resulting coating composition. is more preferable, and more preferably within the range of 1,500 to 3,500.
  • the number of functional groups of the spacer is preferably 2 to 3, more preferably 2, from the viewpoint of the storage stability of the resulting coating composition.
  • a polyisocyanate compound containing a structure derived from the spacer By reacting some isocyanate groups in the polyisocyanate compound with the spacer, a polyisocyanate compound containing a structure derived from the spacer can be formed.
  • the ratio of the polyisocyanate compound to the spacer is based on 1 mol of isocyanate groups in the polyisocyanate compound, and the active hydrogen in the spacer is The number of moles is preferably in the range of 0.03-0.6 moles.
  • the blocked polyisocyanate compound contains a blocked polyisocyanate compound having a weight average molecular weight within the range of 20,000 to 200,000 from the viewpoint of the storage stability and popping resistance of the resulting coating composition. is preferred.
  • an organometallic compound, an acid compound, a base compound, or the like can optionally be used as a curing catalyst.
  • the content of the curing agent (B) is 5 based on the resin solid content in the coating composition, from the viewpoint of the storage stability and popping resistance of the resulting coating composition. It is preferably in the range of 10 to 55% by mass, more preferably in the range of 10 to 50% by mass, and particularly preferably in the range of 15 to 45% by mass.
  • Cellulose nanocrystal particles (C) can be obtained by a known method.
  • the cellulose nanocrystal particles (C) can be obtained by treating the cellulose raw material with an acid such as sulfuric acid to hydrolyze and remove the amorphous portion, followed by mechanical fibrillation.
  • the cellulose raw material is not particularly limited as long as it contains cellulose, but examples include various wood pulps, non-wood pulps, bacterial cellulose, regenerated cellulose, waste paper pulp, cotton, valonia cellulose, sea squirt cellulose, and the like. Various commercially available cellulose powders, microcrystalline cellulose powders, and the like may also be used.
  • the mechanical fibrillation treatment is also not particularly limited, and conventionally known methods such as high-pressure homogenizers, ultra-high-pressure homogenizers, ball mills, roll mills, cutter mills, planetary mills, jet mills, attritors, grinders, juicer mixers, and homomixers. , an ultrasonic homogenizer, a nanogenizer, underwater counter-impingement, a method using a single-screw or twin-screw extruder, or the like can be used.
  • the cellulose nanocrystal particles (C) can be chemically modified in various ways.
  • Types of chemical modification include, for example, carboxymethylation, acylation, esterification such as phosphorylation, oxidation such as carboxylation, sulfonation, fluorination, cationization, and treatment with a silane coupling agent.
  • sulfonation is preferable as the type of chemical modification from the viewpoint of the storage stability of the resulting coating composition.
  • nanocellulose nanocrystal particles (C) may be chemically modified after being defibrated.
  • the cellulose nanocrystal particles (C) may be neutralized with a neutralizing agent.
  • a neutralizing agent for example, the neutralizing agent described in the explanation column of the water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A11) can be used.
  • the specific surface area of the cellulose nanocrystal particles (C) is preferably in the range of 320 to 500 m 2 /g, preferably 350 to 470 m 2 /g, from the viewpoint of the storage stability and popping resistance of the resulting coating composition. 2 /g, and particularly preferably 370 to 450 m 2 /g.
  • the specific surface area means the total surface area (m 2 /g) per 1 g of cellulose nanocrystal particles, and is calculated by measuring the adsorption isotherm of nitrogen gas by the BET method. be.
  • the number average diameter of the cellulose nanocrystal particles (C) is preferably within the range of 1 to 5 nm from the viewpoint of the storage stability and popping resistance of the resulting coating composition.
  • the number average length of the cellulose nanocrystal particles (C) is preferably in the range of 20 to 500 nm, more preferably 20 to 300 nm, from the viewpoint of the storage stability and popping resistance of the resulting coating composition. is more preferably within the range of , particularly preferably within the range of 25 to 250 nm, and particularly preferably within the range of 30 to 150 nm.
  • the above number average diameter and number average fiber length are obtained, for example, by dispersing a sample obtained by diluting the cellulose nanocrystal particles (C) with water, casting it on a hydrophilized carbon film-coated grid, and applying it to the transmission type. It is measured and calculated from an image observed with an electron microscope (TEM). Specifically, the observation field is adjusted so that at least 100 cellulose nanocrystal particles are observed, the diameter and fiber length of 100 randomly selected cellulose nanocrystal particles are measured, and the number average diameter and number Calculate the average fiber length.
  • TEM electron microscope
  • the ratio of the number average length to the number average diameter of the cellulose nanocrystal particles (C) is 3 from the viewpoint of storage stability and popping resistance of the resulting coating composition. It is preferably 5 or more and less than 50, more preferably 5 or more and less than 50, and particularly preferably 10 or more and less than 50.
  • the zeta potential of the cellulose nanocrystal particles (C) is preferably in the range of -50 to -1 mV, more preferably in the range of -45 to -10 mV, and in the range of -42 to -20 mV. is particularly preferred.
  • the zeta potential is determined by the following Helmholtz-Smoluchowski formula (1) by measuring the movement speed of particles by electrophoresis.
  • Zeta potential ( ⁇ ) ⁇ V/ ⁇ E Equation (1) [ ⁇ : viscosity (poise), V: moving speed (cm/sec), ⁇ : permittivity, E: electric field (V/cm)]
  • the zeta potential means a value measured by dynamic light scattering measurement after adding deionized water to cellulose nanocrystal particles and dispersing the mixture with an ultrasonic vibrator for 1 hour.
  • "Zetasizer Nano ZS” trade name, manufactured by Malvern Panalytical
  • cellulose nanocrystal particles include, for example, "Celluforce NCC” (manufactured by Celluforce, number average diameter 2.3 to 4.5 nm, number average length 44 to 108 nm, specific surface area 400 m 2 /g and a zeta potential of ⁇ 37 mV, sulfonic acid sodium salt type nanocellulose crystal).
  • Celluforce NCC manufactured by Celluforce, number average diameter 2.3 to 4.5 nm, number average length 44 to 108 nm, specific surface area 400 m 2 /g and a zeta potential of ⁇ 37 mV, sulfonic acid sodium salt type nanocellulose crystal.
  • the content of the cellulose nanocrystal particles (C) is, from the viewpoint of the storage stability and popping resistance of the resulting coating composition, relative to 100 parts by mass of the resin solid content in the coating composition, It is preferably in the range of 0.6 to 7 parts by mass, more preferably in the range of 1.0 to 5.0 parts by mass, and in the range of 1.5 to 4.5 parts by mass. is particularly preferred.
  • the coating composition of the present invention further optionally contains a resin other than the hydroxyl-containing resin (A) and the curing agent (B), a pigment, an organic solvent, a curing catalyst, a dispersant, an anti-settling agent, an antifoaming agent, and a viscosity adjusting agent. agents, ultraviolet absorbers, light stabilizers, surface conditioners, and the like.
  • resins other than the hydroxyl-containing resin (A) and the curing agent (B) include acrylic resins having no hydroxyl groups, polyester resins having no hydroxyl groups, acrylic-modified polyester resins having no hydroxyl groups, and acrylic-modified resins having no hydroxyl groups.
  • examples include polyurethane resins, polyurethane resins having no hydroxyl groups, polyether resins having no hydroxyl groups, polycarbonate resins having no hydroxyl groups, epoxy resins having no hydroxyl groups, alkyd resins having no hydroxyl groups, and polyolefin resins having no hydroxyl groups.
  • the coating composition of the present invention preferably contains a polyurethane resin containing no hydroxyl group as at least one of the resins other than the hydroxyl group-containing resin (A) and the curing agent (B).
  • the content of the hydroxyl-free polyurethane resin is determined from the viewpoint of the storage stability and popping resistance of the resulting coating composition. It is preferably in the range of 3 to 60% by mass, more preferably in the range of 5 to 40% by mass, and in the range of 7 to 30% by mass, based on the resin solid content in the product. is particularly preferred.
  • pigments examples include coloring pigments, extender pigments, luster pigments, and the like.
  • the pigments may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the pigment is in the range of 1 to 200 parts by mass based on 100 parts by mass of the resin solid content in the coating composition. It is preferably in the range of 5 to 160 parts by mass, particularly preferably in the range of 5 to 140 parts by mass.
  • coloring pigments examples include titanium oxide, zinc oxide, carbon black, molybdenum red, Prussian blue, cobalt blue, azo pigments, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, isoindoline pigments, threne pigments, and perylene pigments. , dioxazine-based pigments, diketopyrrolopyrrole-based pigments, etc. Among them, titanium oxide and carbon black can be preferably used.
  • the amount of the coloring pigment is preferably in the range of 1 to 180 parts by mass based on 100 parts by mass of the resin solid content in the coating composition. It is more preferably in the range of 5 to 150 parts by mass, particularly preferably in the range of 15 to 130 parts by mass.
  • the extender pigment examples include barium sulfate, talc, clay, kaolin, barium carbonate, calcium carbonate, silica, and alumina white.
  • barium sulfate and talc can be preferably used from the viewpoint of paint stability and smoothness.
  • the amount of the extender pigment is preferably in the range of 1 to 180 parts by mass based on 100 parts by mass of the resin solid content in the coating composition. It is more preferably within the range of 5 to 140 parts by mass, and particularly preferably within the range of 10 to 120 parts by mass.
  • the bright pigment examples include aluminum (including evaporated aluminum), copper, zinc, brass, nickel, glass flakes, aluminum oxide, mica, aluminum oxide coated with titanium oxide and/or iron oxide, oxide Examples include mica coated with titanium and/or iron oxide. Among them, it is preferable.
  • Aluminum pigments include non-leafing aluminum pigments, aluminum pigments, and leafing aluminum pigments, any of which can be used.
  • the bright pigment is preferably scaly.
  • the luster pigment has a longitudinal dimension in the range of 1 to 100 ⁇ m, particularly 5 to 40 ⁇ m, and a thickness in the range of 0.001 to 5 ⁇ m, particularly 0.01 to 2 ⁇ m. one is suitable.
  • the amount of the bright pigment is in the range of 0.1 to 100 parts by mass based on 100 parts by mass of the resin solid content in the coating composition. preferably 1 to 50 parts by mass, particularly preferably 3 to 25 parts by mass.
  • organic solvent examples include ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone; ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, methyl benzoate, ethyl ethoxypropionate, ethyl propionate, and methyl propionate; and isopropanol.
  • ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone
  • ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, methyl benzoate, ethyl ethoxypropionate, ethyl propionate, and methyl propionate
  • isopropanol examples of the organic solvent.
  • n-butanol isobutanol, 2-ethylhexanol and other alcohol solvents; tetrahydrofuran, dioxane, dimethoxyethane and other ether solvents; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate , 3-methoxybutyl acetate, and other glycol ether solvents; aromatic hydrocarbon solvents, aliphatic hydrocarbon solvents, and the like.
  • viscosity modifier examples include inorganic viscosity modifiers such as silicates, metal silicates, montmorillonite, and colloidal alumina; copolymers of (meth)acrylic acid and (meth)acrylic acid ester; A polyacrylic acid-based viscosity modifier such as sodium acrylate; having a hydrophilic portion and a hydrophobic portion in one molecule, and in an aqueous medium, the hydrophobic portion adheres to the surface of the pigment and/or emulsion particles in the paint.
  • inorganic viscosity modifiers such as silicates, metal silicates, montmorillonite, and colloidal alumina
  • copolymers of (meth)acrylic acid and (meth)acrylic acid ester examples include A polyacrylic acid-based viscosity modifier such as sodium acrylate; having a hydrophilic portion and a hydrophobic portion in one molecule, and in an aqueous medium, the hydrophobic portion adheres to the surface of the
  • Associative viscosity modifiers exhibiting effective thickening action by adsorption or association of the hydrophobic moieties; Protein-based viscosity modifiers such as casein, sodium caseinate, and ammonium caseinate; Sodium alginate, etc.
  • Alginic acid-based viscosity modifier polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl benzyl ether copolymer and other polyvinyl-based viscosity modifiers; Pluronic (registered trademark) polyether, polyether dialkyl ester, polyether dialkyl ether, polyether epoxy modified product maleic anhydride copolymer viscosity modifiers such as vinyl methyl ether-maleic anhydride copolymer partial esters; and polyamide viscosity modifiers such as polyamide amine salts.
  • Pluronic (registered trademark) polyether polyether dialkyl ester, polyether dialkyl ether, polyether epoxy modified product maleic anhydride copolymer viscosity modifiers such as vinyl methyl ether-maleic anhydride copolymer partial esters
  • polyamide viscosity modifiers such as polyamide amine salts.
  • These viscosity modifiers can be used alone or in combination of two or more.
  • a polyacrylic acid-based thickener and/or an associative thickener are particularly suitable.
  • ultraviolet absorbents include benzotriazole-based absorbents, triazine-based absorbents, salicylic acid derivative-based absorbents, and benzophenone-based absorbents.
  • Examples of light stabilizers include hindered amine light stabilizers.
  • the coating composition of the present invention has a viscosity (V 1 ) measured at a temperature of 25° C. and a shear rate of 1,500 sec ⁇ 1 within the range of 10 to 70 mPa s, and a temperature of 25° C. and a shear rate of 0
  • the viscosity (V 2 ) measured under the condition of .1 sec ⁇ 1 is within the range of 10,000 to 50,000 mPa ⁇ s.
  • the viscosity (V 1 ) measured under the conditions of a temperature of 25° C. and a shear rate of 1,500 sec ⁇ 1 and/or the viscosity (V 2 ) measured under the conditions of a temperature of 25° C. and a shear rate of 0.1 sec ⁇ 1 If it is outside the range, the storage stability and/or popping resistance of the resulting coating composition will be low.
  • the viscosity (V 1 ) measured under the conditions of a temperature of 25° C. and a shear rate of 1,500 sec ⁇ 1 and the viscosity (V 2 ) measured under the conditions of a temperature of 25° C. and a shear rate of 0.1 sec ⁇ 1 are, for example, It can be measured using a viscoelasticity measuring device such as "HAAKE RheoStress RS150" (trade name, manufactured by HAAKE).
  • the viscosity (V 1 ) of the coating composition of the present invention measured under conditions of a temperature of 25° C. and a shear rate of 1,500 sec ⁇ 1 is 20 to 65 mPa from the viewpoint of popping resistance of the resulting coating composition. ⁇ s, more preferably 30 to 60 mPa ⁇ s, and particularly preferably 40 to 55 mPa ⁇ s.
  • the viscosity (V 2 ) of the coating composition of the present invention measured under conditions of a temperature of 25° C. and a shear rate of 0.1 sec ⁇ 1 is 12,000 from the viewpoint of the storage stability of the resulting coating composition. It is preferably within the range of ⁇ 40,000 mPa s, more preferably within the range of 15,000 to 35,000 mPa s, and preferably within the range of 20,000 to 30,000 mPa s. Especially preferred.
  • the coating solid content concentration of the coating composition of the present invention is preferably in the range of 10 to 45% by mass, from the viewpoint of the storage stability and popping resistance of the resulting coating composition. It is more preferably in the range of 17-30% by mass, and even more preferably in the range of 17-30% by mass.
  • the coating composition of the present invention can be prepared by mixing the hydroxyl group-containing resin (A), the curing agent (B), the cellulose nanocrystal particles (C) and optionally other components in a solvent by a conventional means for coating.
  • a solvent that can be used include organic solvents and water.
  • the paint solid content concentration can be adjusted, for example, by adjusting the amount of the solvent.
  • the coating composition of the present invention preferably contains water as a solvent from the viewpoint of storage stability and the like.
  • the content of water is in the range of 30 to 80% by mass based on the total amount of the coating composition from the viewpoint of the storage stability of the resulting coating composition. preferably within the range of 40 to 75% by mass, particularly preferably within the range of 50 to 70% by mass.
  • the paint composition may be either a one-component paint or a multi-component paint. It is preferably a mold paint.
  • the coating composition can be applied to an object to be coated by a method known per se, such as air spray coating, airless spray coating, rotary atomization coating, curtain coating, etc. During coating, static electricity is applied. may Among these, air spray coating and rotary atomization coating are preferred. Moreover, such a coating method can be carried out once or several times until the desired film thickness is obtained.
  • the coating amount of the coating composition is such that the cured film thickness is usually 5 to 40 ⁇ m, preferably 7 to 35 ⁇ m, more preferably 10 to 30 ⁇ m. preferable.
  • the coating composition of the present invention can be used for forming a base coat film when a multi-layer coating film consisting of a base coat film and a clear coat film is formed on the above-described object to be coated by a two-coat, one-bake method. can be done.
  • the coating film formation method in this case can be carried out according to method I below.
  • Step (I-1) A step of applying the base coat paint composition (Y) to an object to be coated to form an uncured base coat film
  • Step (I-2) A step of applying the clear coat coating composition (Z) onto the uncured base coat coating film to form an uncured clear coat coating film
  • Step (I-3) the above A method for forming a multilayer coating film comprising the step of heating an uncured base coat coating film and the uncured clear coat coating film to simultaneously cure both coating films, wherein the base coat coating composition (Y) is A method for forming a multilayer coating film using the coating composition of the present invention.
  • the object to be coated in Method I is preferably an automobile body having an undercoat film formed thereon or an automobile body having a colored paint film formed on the undercoat film.
  • the undercoat film is preferably formed from an electrodeposition paint, more preferably from a cationic electrodeposition paint.
  • the uncured coating film includes a dry-to-touch coating film and a semi-cured dry coating film.
  • the coating film thickness is preferably in the range of 0.5 to 50 ⁇ m as a cured film thickness, and 2 to 40 ⁇ m. It is more preferably within the range, particularly preferably within the range of 5 to 30 ⁇ m, and even more preferably within the range of 8 to 27 ⁇ m.
  • the uncured base coat coating film is usually formed using one type of base coat coating composition, it can also be formed using two or more types of base coat coating composition.
  • the paint composition of the present invention is applied onto the first base coat coat.
  • a second base coat paint film can be formed by applying a second base coat paint using the paint composition of .
  • the cured film thickness of the first base coating film is preferably within the range of 5 to 15 ⁇ m, more preferably within the range of 7 to 13 ⁇ m. Further preferably, the thickness of the cured film of the second base coat film is preferably in the range of 0.5 to 8 ⁇ m, more preferably in the range of 1 to 8 ⁇ m, and more preferably in the range of 2 to 8 ⁇ m. is particularly preferred.
  • the coating film thickness of the clear coating composition (Z) is preferably within the range of 10 to 80 ⁇ m, more preferably within the range of 15 to 60 ⁇ m, as the cured film thickness.
  • the coating composition of the present invention after coating the coating composition of the present invention, from the viewpoint of preventing the occurrence of coating film defects such as popping, preheating, air blowing, etc. may be performed under heating conditions in which the coating film is not substantially cured.
  • the preheating temperature is preferably in the range of 40 to 100.degree. C., more preferably in the range of 50 to 90.degree. C., and particularly preferably in the range of 60 to 80.degree.
  • the preheating time is preferably in the range of 30 seconds to 15 minutes, more preferably in the range of 1 to 10 minutes, particularly preferably in the range of 2 to 5 minutes.
  • the air blowing can be carried out, for example, by blowing air heated to room temperature or 25° C. to 80° C.
  • an interval of 1 to 60 minutes may optionally be provided at room temperature, or preheating may be performed at 40 to 80° C. for 1 to 60 minutes.
  • the coating film can be cured by the above-described known heating means.
  • the heating temperature is preferably within the range of 60 to 180°C, more preferably within the range of 65 to 170°C, and particularly preferably within the range of 70 to 160°C.
  • the heating time is preferably in the range of 10 to 60 minutes, more preferably in the range of 20 to 40 minutes.
  • the coating composition of the present invention is used when a multi-layer coating film comprising a colored coating film, a base coating film and a clear coating film is formed on an object to be coated such as an automobile body by a 3-coat 1-bake method. It can be suitably used for forming a base coat.
  • the coating film formation method in this case can be carried out according to the following method II.
  • Step (II-1) A step of applying the colored coating composition (X) to the object to be coated to form an uncured colored coating film
  • Step (II-2) A step of applying the base coat paint composition (Y) onto the uncured colored paint film to form an uncured base coat paint film
  • Step (II-3) A step of applying the clear coat paint composition (Z) onto the uncured base coat paint film to form an uncured clear coat paint film
  • Step (II-4) the above A method for forming a multilayer coating film comprising a step of heating an uncured colored coating film, an uncured base coating film and an uncured clear coating film to simultaneously cure them, wherein the base coating composition (Y ) is the coating composition of the present invention.
  • the above method II is a method in which the coating film forming method of the method I is performed on an uncured colored coating film.
  • the object to be coated in method II is preferably an automobile body having an undercoat film formed thereon.
  • the undercoat film is preferably formed from an electrodeposition paint, more preferably from a cationic electrodeposition paint.
  • the coating film thickness of the colored coating composition is preferably within the range of 10 to 60 ⁇ m, more preferably within the range of 20 to 40 ⁇ m, in terms of cured film thickness.
  • the coating film thickness of the coating composition of the present invention is preferably in the range of 0.5 to 50 ⁇ m, more preferably in the range of 2 to 40 ⁇ m, more preferably in the range of 5 to 30 ⁇ m, as a cured film thickness. It is particularly preferably within the range, more particularly preferably within the range of 8 to 27 ⁇ m.
  • the coating film thickness of the clear coat coating composition (Z) is preferably within the range of 10 to 80 ⁇ m, more preferably within the range of 15 to 60 ⁇ m, in terms of cured film thickness.
  • the preheating temperature is preferably in the range of 40 to 100.degree. C., more preferably in the range of 50 to 90.degree. C., and particularly preferably in the range of 60 to 80.degree.
  • the preheating time is preferably in the range of 30 seconds to 15 minutes, more preferably in the range of 1 to 10 minutes, particularly preferably in the range of 2 to 5 minutes.
  • the preheating temperature is preferably in the range of 40 to 100.degree. C., more preferably in the range of 50 to 90.degree. C., and particularly preferably in the range of 60 to 80.degree.
  • the preheating time is preferably in the range of 30 seconds to 15 minutes, more preferably in the range of 1 to 10 minutes, particularly preferably in the range of 2 to 5 minutes.
  • the uncured base coat coating film is usually formed using one type of base coat paint composition, but it can also be formed using two or more types of base coat paint compositions.
  • the coating composition of the present invention can be used as a base coat coating composition that forms at least the base coat coating film of the uppermost layer.
  • an interval of 1 to 60 minutes may optionally be provided at room temperature, or preheating may be performed at 40 to 80°C for 1 to 60 minutes.
  • Curing of the three-layer coating film of the uncured colored coating film, the uncured base coat coating film, and the uncured clear coat coating film can be performed by the above-described known heating means.
  • the heating temperature is preferably within the range of 60 to 180°C, more preferably within the range of 65 to 170°C, and particularly preferably within the range of 70 to 160°C.
  • the heating time is preferably in the range of 10 to 60 minutes, particularly preferably in the range of 20 to 40 minutes. By this heating, the three-layer coating film of the colored coating film, the base coating film and the clear coating film can be cured at the same time.
  • thermosetting clear coat paint composition for painting automobile bodies and the like
  • any known thermosetting clear coat paint composition for painting automobile bodies and the like can be used.
  • examples thereof include a base resin having a crosslinkable functional group, an organic solvent type thermosetting coating composition containing a crosslinking agent, an aqueous thermosetting coating composition, a powder thermosetting coating composition, and the like.
  • Examples of crosslinkable functional groups possessed by the base resin include carboxyl groups, hydroxyl groups, epoxy groups, and silanol groups.
  • Examples of types of base resins include acrylic resins, polyester resins, alkyd resins, urethane resins, epoxy resins, and fluorine resins.
  • Examples of cross-linking agents include polyisocyanate compounds, blocked polyisocyanate compounds, melamine resins, urea resins, carboxyl group-containing compounds, carboxyl group-containing resins, epoxy group-containing resins, and epoxy group-containing compounds.
  • the clear coat paint may be a one-component paint or a multi-component paint such as a two-component urethane resin paint.
  • the clear coat coating composition (Z) may optionally contain coloring pigments, luster pigments, dyes, etc., to such an extent that transparency is not impaired.
  • Coloring pigments luster pigments, dyes, etc.
  • Light stabilizers, antifoaming agents, viscosity modifiers, rust preventives, surface modifiers and the like can be incorporated as appropriate.
  • Combinations of the base resin/crosslinking agent for the clear coat coating composition (Z) include carboxyl group-containing resin/epoxy group-containing resin, hydroxyl group-containing resin/polyisocyanate compound, hydroxyl group-containing resin/blocked polyisocyanate compound, and hydroxyl group-containing resin. / melamine resin and the like are preferable. Among them, a combination of a hydroxyl group-containing resin/polyisocyanate compound is preferable from the viewpoint of graininess of the coating film to be formed.
  • thermosetting colored coating composition can be used as the colored coating composition used in Method II.
  • a thermosetting coating composition containing a base resin having a crosslinkable functional group, a crosslinker, a color pigment and an extender pigment can be preferably used.
  • Examples of crosslinkable functional groups possessed by the base resin include carboxyl groups, hydroxyl groups, and epoxy groups.
  • Examples of types of base resins include acrylic resins, polyester resins, alkyd resins, and urethane resins.
  • Examples of cross-linking agents include melamine resins, polyisocyanate compounds, blocked polyisocyanate compounds, and the like.
  • any of an organic solvent-based coating composition, a coating composition, and a powder coating composition may be used as the colored coating composition. Among these, it is preferable to use the coating composition.
  • the coating can be applied by known methods such as air spray coating, airless spray coating, rotary atomization coating, and the like.
  • the present invention will be described more specifically with production examples, examples, and comparative examples. However, the present invention is not limited to these. In each example, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified. Moreover, the film thickness of the coating film is based on the cured coating film.
  • Production example 1 for production of hydroxyl group-containing acrylic resin A reaction vessel equipped with a thermometer, a thermostat, a stirrer, a reflux condenser, a nitrogen inlet tube and a dropping device is charged with 130 parts of deionized water and "Aqualon KH-10" (trade name, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., emulsifier , active ingredient 97%) was charged, stirred and mixed in a nitrogen stream, and the temperature was raised to 80°C.
  • "Aqualon KH-10" trade name, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., emulsifier , active ingredient 97
  • the mixture was discharged while being filtered through a nylon cloth to obtain an aqueous dispersion of a hydroxyl group-containing acrylic resin (A1-1) having a solid concentration of 30%.
  • the obtained hydroxyl-containing acrylic resin (A1-1) had an acid value of 16 mgKOH/g, a hydroxyl value of 66 mgKOH/g and a glass transition temperature of 21°C.
  • the hydroxyl-containing acrylic resin (A1-1) corresponds to the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11) having a core/shell type multilayer structure.
  • Monomer emulsion (1) 42 parts of deionized water, 0.72 parts of "Aqualon KH-10", 2 parts of methylenebisacrylamide, 5 parts of styrene, 15 parts of methyl methacrylate, 5 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate and n-butyl 23 parts of acrylate was mixed and stirred to obtain a monomer emulsion (1).
  • Monomer emulsion (2) 42 parts of deionized water, 0.72 parts of "Aqualon KH-10", 0.05 parts of ammonium persulfate, 2.5 parts of methacrylic acid, 10 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 5 parts of styrene, 12.5 parts of methyl methacrylate, 10 parts of n-butyl acrylate and 10 parts of n-butyl methacrylate were mixed and stirred to obtain a monomer emulsion (2).
  • Production example 2 A reaction vessel equipped with a thermometer, a thermostat, a stirrer, a reflux condenser, a nitrogen inlet tube and a dropping device is charged with 130 parts of deionized water and "Aqualon KH-10" (trade name, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., emulsifier , active ingredient 97%) was charged, stirred and mixed in a nitrogen stream, and the temperature was raised to 80°C.
  • "Aqualon KH-10" trade name, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., emulsifier , active ingredient 97
  • hydroxyl-containing acrylic resin (A1-2) had an acid value of 16 mgKOH/g, a hydroxyl value of 66 mgKOH/g and a glass transition temperature of 21°C.
  • the hydroxyl-containing acrylic resin (A1-2) corresponds to the water-dispersible hydroxyl-containing acrylic resin (A11') containing the gradient polymer layer.
  • Monomer emulsion (1) 42 parts of deionized water, 0.72 parts of "Aqualon KH-10", 2 parts of methylenebisacrylamide, 5 parts of styrene, 15 parts of methyl methacrylate, 5 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate and n-butyl 23 parts of acrylate was mixed and stirred to obtain a monomer emulsion (1).
  • Monomer emulsion (2) 42 parts of deionized water, 0.72 parts of "Aqualon KH-10", 0.05 parts of ammonium persulfate, 2.5 parts of methacrylic acid, 10 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 5 parts of styrene, 12.5 parts of methyl methacrylate, 10 parts of n-butyl acrylate and 10 parts of n-butyl methacrylate were mixed and stirred to obtain a monomer emulsion (2).
  • Production example 3 A mixed solvent of 27.5 parts of methoxypropanol and 27.5 parts of isobutanol was placed in a reaction vessel equipped with a thermometer, thermostat, stirrer, reflux condenser and dropping device and heated to 110°C.
  • a mixture of 0.5 parts of t-butyl peroxyoctanoate and 20 parts of isopropanol was added dropwise for 1 hour. After that, the mixture was stirred and aged for 1 hour to obtain a hydroxyl group- and phosphoric acid group-containing acrylic resin (A1-3) solution having a solid concentration of 50%.
  • the resin had an acid value of 83 mgKOH/g due to phosphate groups, a hydroxyl value of 29 mgKOH/g, and a weight average molecular weight of 10,000.
  • Phosphate group-containing polymerizable monomer 57.5 parts of monobutyl phosphate and 41 parts of isobutanol were placed in a reaction vessel equipped with a thermometer, thermostat, stirrer, reflux condenser and dropping device, and the temperature was raised to 90°C. Then, 42.5 parts of glycidyl methacrylate was added dropwise over 2 hours, and the mixture was further stirred and aged for 1 hour. After that, 59 parts of isopropanol was added to obtain a phosphate group-containing polymerizable monomer solution having a solid concentration of 50%. The acid value due to the phosphoric acid group of the obtained monomer was 285 mgKOH/g.
  • Production example 4 for production of hydroxyl group-containing polyester resin (A2) 174 parts trimethylolpropane, 327 parts neopentyl glycol, 352 parts adipic acid, 109 parts isophthalic acid and 1,2-cyclohexanedicarbonate were added to a reaction vessel equipped with a thermometer, thermostat, stirrer, reflux condenser and water separator. After charging 101 parts of acid anhydride and raising the temperature from 160° C. to 230° C. over 3 hours, the temperature was maintained at 230° C. while distilling off the generated condensation water with a water separator, and the acid value was 3 mgKOH/g or less.
  • Production example 5 for production of hydroxyl group-containing polyurethane resin (A3) In a reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer and a reflux condenser, "PTMG1000” (trade name, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, polytetramethylene ether glycol having a number average molecular weight of 1000) 316.0 parts, 2,2- Dimethylolpropionic acid 17.0 parts, trimethylolpropane 21.9 parts, isophorone diisocyanate 113.0 parts, "Neostan U-600” (trade name, manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd., bismuth-based catalyst) 0.19 parts and methyl ethyl ketone After charging 235.0 parts and purging the reaction system with nitrogen gas, the reaction was allowed to proceed at 80° C.
  • PTMG1000 trade name, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, polytetramethylene ether glycol having a number average molecular weight of 1000
  • an NCO-terminated urethane prepolymer having a free isocyanate group content of 3.2% was obtained.
  • the obtained methyl ethyl ketone solution was cooled to 40° C., 493.2 g of deionized water containing 9.8 parts of N-ethylmorpholine was added for emulsification, and 159.2 parts of a 5% aqueous ethylenediamine solution was added thereto, After stirring for 60 minutes, methyl ethyl ketone was distilled off under heating under reduced pressure, the concentration was adjusted with deionized water, and a hydroxyl-free polyurethane resin (U-1 ) to obtain a dispersion.
  • U-1 hydroxyl-free polyurethane resin
  • Production example 10 55.6 parts of the hydroxyl group-containing polyester resin solution (A2-1) obtained in Production Example 4 (25 parts of solid content), 120 parts of "JR-806" (trade name, manufactured by Tayca Co., Ltd., rutile type titanium dioxide) and desorption 10 parts of ionized water was mixed and adjusted to pH 8.0 with 2-(dimethylamino)ethanol. Next, the resulting mixed solution was placed in a wide-mouthed glass bottle, glass beads having a diameter of about 1.3 mm ⁇ were added as dispersion media, the bottle was sealed, and the mixture was dispersed for 30 minutes with a paint shaker to obtain a pigment dispersion (P-3). Obtained.
  • JR-806 trade name, manufactured by Tayca Co., Ltd., rutile type titanium dioxide
  • cellulose nanocrystal particles (C) aqueous dispersion Production example 11 "Celluforce NCC” (trade name, manufactured by Celluforce, number average diameter 2.3 to 4.5 nm, number average length 44 to 108 nm, a specific surface area of 400 m 2 /g, a zeta potential of ⁇ 37 mV, a sodium sulfonate salt-type nanocellulose crystal, a solid concentration of 100%) was gradually added, and then stirring was continued for 2 hours. An aqueous dispersion of cellulose nanocrystal particles (C-1) was obtained.
  • Celluforce NCC trade name, manufactured by Celluforce, number average diameter 2.3 to 4.5 nm, number average length 44 to 108 nm, a specific surface area of 400 m 2 /g, a zeta potential of ⁇ 37 mV, a sodium sulfonate salt-type nanocellulose crystal, a solid concentration of 100%
  • each component described in Table 1 is as follows.
  • “Rheocrysta I-2SX” trade name, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., cellulose nanofiber, viscosity modifier
  • “Primal ASE-60” trade name, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd., polyacrylic acid-based viscosity modifier
  • (Note 3) “UH-752” trade name, manufactured by ADEKA Corporation, a urethane associative viscosity modifier.
  • the coating composition Nos. obtained in Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 6 above. 1 to No. 21 was used and evaluated by the following test method. The evaluation results are shown in Table 1 below.
  • Electrode GT-10 (trade name, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., a cationic electrodeposition paint ) was electrodeposition coated so as to give a cured film thickness of 20 ⁇ m, and cured by heating at 170° C. for 30 minutes to obtain an electrodeposition coated steel sheet.
  • 21 punch holes with a diameter of 5 mm were formed in a line at intervals of 2 cm at a portion of 3 cm from the end of the long side of the obtained electrodeposition coated steel sheet.
  • a colored coating composition (trade name “WP-505T” manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., a polyester resin/amino resin water-based coating composition) was applied to the electrodeposition coated steel plate provided with punch holes so that the film thickness was 20 ⁇ m. After standing for 2 minutes, preheating was performed at 90° C. for 3 minutes to obtain an uncured colored coating film.
  • each coating composition obtained in the above Examples and Comparative Examples was applied onto the uncured colored coating film at 27°C and a relative humidity of 50% using a rotary atomizing electrostatic coating machine. Then, apply a film thickness gradient so that a film thickness of approximately 10 ⁇ m to 50 ⁇ m is obtained in the longitudinal direction, leave for 3 minutes, and then preheat at 90° C.
  • Electrodeposition coated so as to give a cured film thickness of 20 ⁇ m, and cured by heating at 170° C. for 30 minutes to obtain an electrodeposition coated steel sheet.
  • 21 punch holes with a diameter of 5 mm were formed in a line at intervals of 2 cm at a portion of 3 cm from the end of the long side of the obtained electrodeposition coated steel sheet.
  • a colored coating composition (trade name “WP-505T” manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., a polyester resin/amino resin water-based coating composition) was applied to the electrodeposition coated steel plate provided with punch holes so that the film thickness was 20 ⁇ m. After standing for 2 minutes, preheating was performed at 80° C. for 3 minutes to obtain an uncured colored coating film. Next, each coating composition obtained in the above Examples and Comparative Examples was applied onto the uncured colored coating film at 27°C and a relative humidity of 50% using a rotary atomizing electrostatic coating machine. Then, apply a film thickness gradient so that a film thickness of approximately 10 ⁇ m to 50 ⁇ m is obtained in the longitudinal direction, leave for 3 minutes, and then preheat at 90° C.
  • WP-505T manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., a polyester resin/amino resin water-based coating composition

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Abstract

水酸基含有樹脂(A)、硬化剤(B)及びセルロースナノクリスタル粒子(C)を含む塗料組成物であって、温度25℃及びせん断速度1,500sec-1の条件下で測定した粘度(V1)が10~70mPa・sの範囲内であり、かつ温度25℃及びせん断速度0.1sec-1の条件下で測定した粘度(V2)が10,000~50,000mPa・sの範囲内である、塗料組成物を提供する。

Description

塗料組成物
 本発明は、塗料組成物に関する。
 従来、自動車車体又は自動車部品における複層塗膜形成方法としては、被塗物(電着塗装された鋼板、プラスチック等)に、中塗り塗料の塗装→加熱硬化→ベースコート塗料の塗装→クリヤー塗料の塗装→加熱硬化を順次行なう3コート2ベーク方式により複層塗膜を形成せしめる方法が広く採用されている。
 これに対し、近年、ライン工程の短縮及び省エネルギーの観点から、中塗り塗料塗装後の加熱硬化工程又は中塗り塗料塗装工程を省略し、中塗り塗料の塗装→ベースコート塗料の塗装→クリヤー塗料の塗装→加熱硬化を順次行なう3コート1ベーク方式及びベースコート塗料の塗装→クリヤー塗料の塗装→加熱硬化を順次行なう2コート1ベーク方式(塗料を塗装後にプレヒート(予備加熱)工程を入れても良い)が検討されている。なかでも、有機溶剤の揮散による環境汚染を抑制する観点から、ベース塗料として水性塗料を用いた3コート1ベーク方式及び2コート1ベーク方式が特に求められている。
 また、一般に、上記加熱硬化型塗料は、加熱硬化過程において急激に温度が上昇した場合、形成される硬化塗膜にワキと呼ばれる現象が発生することが知られている。ワキとは、塗膜表面の泡状の塗膜欠陥であり、塗膜内部に残留している溶媒が、加熱硬化中に急激に蒸発して塗膜内に気泡を生じ、これと同時に塗膜中の樹脂成分が固形化することにより、気泡が生じた部分が泡状欠陥となって現れるものである。上記ワキはピンホールと呼ばれる場合もある。
 ワキは、塗膜中の溶媒が、加熱硬化中に急激に蒸発することにより発生するため、一般に、塗料中の溶媒として、沸点が比較的高い有機溶剤を使用し、溶媒の蒸発速度を遅くすることによって改善する。しかしながら、前記水性塗料は、溶媒の主成分が水であり、沸点が比較的高い有機溶剤の使用量が制限されるため、溶剤型塗料に比べ、ワキが発生しやすい。
 特に、前記水性中塗り塗料及び水性ベースコート塗料を用いた3コート1ベーク方式ならびに水性ベースコート塗料を用いた2コート1ベーク方式は、比較的厚く塗装された塗膜が一度に加熱硬化されるため、ワキが発生しやすく、この点が課題とされている。
 また、自動車車体又は自動車部品等の優れた外観が要求される被塗物に対する塗装は、形成される塗膜の外観及び/又は生産効率等の観点から、一般に、塗料を微粒化して塗装する方法が用いられる。このような塗装方法としては、具体的には、例えば、スプレー塗装、回転霧化塗装等が挙げられる。
 塗料を微粒化して塗装する場合、使用される塗料は、一般に、スプレー時、回転霧化時等の塗料微粒化時には、その粘度が低く、より小さな塗料粒子が形成されることで、ワキの発生を抑えられることが知られている。
 一方で、塗料の貯蔵中に増粘及び/又は沈降が起こると塗装が困難になることから、塗料には貯蔵安定性も求められる。
 上記水性ベースコート塗料において、粘度を制御する手段としては、塗料中に会合型粘性調整剤を配合する方法が挙げられる。該会合型粘性調整剤は、一般に、1分子中に親水性部分と疎水性部分を有し、水性塗料中において、親水性部分が水溶液中での安定性に寄与し、疎水性部分が水性塗料中に配合している顔料及び/又は樹脂粒子の表面に吸着したり、疎水性部分同士が会合したりすることにより、網状構造を形成し、効果的に増粘作用を示す粘性調整剤である。
 上記会合型粘性調整剤は、通常、疎水性相互作用によって網状構造を形成し、粘度を発現する。一方で、大きなせん断力が加わった場合は、疎水性相互作用及び網状構造が崩れ、粘度が低下する。このため、該会合型粘性調整剤を含有する水性塗料は、せん断速度の増加と共に粘度が低下する粘性特性を有する。
 上記水性ベースコート塗料は、一般に、疎水性の樹脂成分を水中に分散させるため、界面活性剤を含有する場合がある。また、水溶性樹脂、添加剤、又は顔料分散ペ-ストを含有する場合、含有する親水性有機溶媒が水性塗料に持ち込まれる場合がある。
 しかしながら、上記界面活性剤及び/又は親水性有機溶媒を含有する水性ベースコート塗料において、会合型粘性調整剤を使用する場合、会合型粘性調整剤による粘度が発現しにくくなり、貯蔵安定性が低下する場合がある。一方で、水性塗料中の会合型粘性調整剤の含有量を増やすことにより、該水性塗料の粘度を高くする場合は、せん断速度が大きい時の粘度も高くなり、塗料を微粒化した時の塗料粒子が大きくなるため、耐ワキ性が劣る場合があった。
 特許文献1には、アクリル樹脂粒子(A)、水酸基含有樹脂(B)、架橋剤(C)、粘性調整剤(D)及び顔料(E)を含有する水性塗料組成物において、該アクリル樹脂粒子(A)は、質量比10/90~90/10のコア・シェル構造を有し、コア部は架橋されており、かつ該アクリル樹脂粒子(A)を構成する重合性不飽和モノマーの総量100質量部に対して、炭素数4以上の直鎖状、分岐状又は環状の飽和若しくは不飽和の炭化水素基を有する重合性不飽和モノマー(a1)量が3~70質量部であり、該水酸基含有樹脂(B)は、1,000以上で、かつ100,000未満の重量平均分子量を有し、該粘性調整剤(D)は、100,000以上の重量平均分子量を有し、かつ構成するモノマー総量100質量部に対して、ポリオキシアルキレン鎖を有する重合性不飽和モノマー(d1)5~50質量部、N-ビニル-2-ピロリドン、N-置換(メタ)アクリルアミド、水酸基含有重合性不飽和モノマー及び酸基含有重合性不飽和モノマーから選ばれる少なくとも一種のポリオキシアルキレン鎖を有さない親水性官能基含有重合性不飽和モノマー(d2)5~90質量部、その他の重合性不飽和モノマー(d3)5~90質量部、であることを特徴とする水性塗料組成物が、粘度の発現性が高く、かつ剪断速度の増加とともに粘度が低下する粘度特性を有することが開示されている。
日本国特開2013-221041号公報
 特許文献1に記載の技術では、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性を両立することが困難な場合があった。
 本発明の目的は、貯蔵安定性に優れ、かつ耐ワキ性に優れた複層塗膜を形成することができる塗料組成物を提供することにある。
 本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、水酸基含有樹脂(A)、硬化剤(B)及びセルロースナノクリスタル粒子(C)を含む塗料組成物であって、温度25℃及びせん断速度1,500sec-1の条件下で測定した粘度(V)が10~70mPa・sの範囲内であり、かつ温度25℃及びせん断速度0.1sec-1の条件下で測定した粘度(V)が10,000~50,000mPa・sの範囲内である塗料組成物を用いることで、上記課題を解決できることを見出した。
 すなわち、本発明は<1>~<11>に関するものである。
<1>水酸基含有樹脂(A)、硬化剤(B)及びセルロースナノクリスタル粒子(C)を含む塗料組成物であって、温度25℃及びせん断速度1,500sec-1の条件下で測定した粘度(V)が10~70mPa・sの範囲内であり、かつ温度25℃及びせん断速度0.1sec-1の条件下で測定した粘度(V)が10,000~50,000mPa・sの範囲内である、塗料組成物。
<2>前記セルロースナノクリスタル粒子(C)がスルホン酸基を有する、<1>に記載の塗料組成物。
<3>前記セルロースナノクリスタル粒子(C)の数平均直径が1~5nmの範囲内であり、かつ比表面積が320~500m/gの範囲内である、<1>又は<2>に記載の塗料組成物。
<4>前記セルロースナノクリスタル粒子(C)の数平均長さが20~500nmの範囲内である、<1>~<3>のいずれか1つに記載の塗料組成物。
<5>前記セルロースナノクリスタル粒子(C)のゼータ電位が-50~-1mVの範囲内である、<1>~<4>のいずれか1つに記載の塗料組成物。
<6>さらに水を含む、<1>~<5>のいずれか1つに記載の塗料組成物。
<7>前記水の含有量が、塗料組成物の総量を基準として、30~80質量%の範囲内である、<6>に記載の塗料組成物。
<8>前記水酸基含有樹脂(A)が、重合性不飽和基を1分子中に少なくとも2個有する重合性不飽和モノマー(c)及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー(d)を共重合することにより得られる共重合体(I)のコアと、水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)及び水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)以外の重合性不飽和モノマー(b)を共重合することにより得られる共重合体(II)のシェルを構成成分とするコア/シェル型複層構造を有する水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11)を含む、<6>又は<7>に記載の塗料組成物。
<9>塗料固形分濃度が10~45質量%の範囲内である、<1>~<8>のいずれか1つに記載の塗料組成物。
<10>工程(I-1):被塗物に、ベースコート塗料組成物(Y)を塗装して未硬化のベースコート塗膜を形成する工程、
 工程(I-2):前記未硬化のベースコート塗膜上にクリヤーコート塗料組成物(Z)を塗装して未硬化のクリヤーコート塗膜を形成する工程、並びに
 工程(I-3):前記未硬化のベースコート塗膜及び前記未硬化のクリヤーコート塗膜を加熱して、両塗膜を同時に硬化させる工程を含む複層塗膜形成方法であって、
 前記ベースコート塗料組成物(Y)が<1>~<9>のいずれか1つに記載の塗料組成物である複層塗膜形成方法。
<11>工程(II-1):被塗物に、着色塗料組成物(X)を塗装して未硬化の着色塗膜を形成する工程、
 工程(II-2):前記未硬化の着色塗膜上に、ベースコート塗料組成物(Y)を塗装して未硬化のベースコート塗膜を形成する工程、
 工程(II-3):前記未硬化のベースコート塗膜上に、クリヤーコート塗料組成物(Z)を塗装して未硬化のクリヤーコート塗膜を形成する工程、並びに
 工程(II-4):前記未硬化の着色塗膜、前記未硬化のベースコート塗膜及び前記未硬化のクリヤーコート塗膜を加熱して、同時に硬化させる工程を含む複層塗膜形成方法であって、
 前記ベースコート塗料組成物(Y)が請求項<1>~<9>のいずれか1つに記載の塗料組成物である複層塗膜形成方法。
 本発明によれば、貯蔵安定性に優れ、かつ耐ワキ性に優れた複層塗膜を形成することができる塗料組成物を提供することができる。
 本明細書において、単数形(a, an, the等)は、本明細書で別途明示がある場合又は文脈上明らかに矛盾する場合を除き、単数と複数を含むものとする。
 以下、本発明について詳述するが、これらは望ましい実施態様の一例を示すものであり、本発明はこれらの内容に特定されるものではない。
 本発明の塗料組成物は、水酸基含有樹脂(A)、硬化剤(B)及びセルロースナノクリスタル粒子(C)を含む塗料組成物であって、温度25℃及びせん断速度1,500sec-1の条件下で測定した粘度(V)が10~70mPa・sの範囲内であり、かつ温度25℃及びせん断速度0.1sec-1の条件下で測定した粘度(V)が10,000~50,000mPa・sの範囲内であることを特徴とする、塗料組成物である。
 〔水酸基含有樹脂(A)〕
 水酸基含有樹脂(A)は、1分子中に少なくとも1個の水酸基を有する樹脂である。水酸基含有樹脂(A)としては、例えば、水酸基含有アクリル樹脂(A1)、水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)、水酸基含有ポリウレタン樹脂(A3)、水酸基含有アクリル変性ポリエステル樹脂、水酸基含有ポリエーテル樹脂、水酸基含有ポリカーボネート樹脂、水酸基含有エポキシ樹脂、水酸基含有アルキド樹脂等の樹脂が挙げられる。これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
 上記水酸基含有樹脂(A)の水酸基価は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、1~200mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、2~180mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましく、5~170mgKOH/gの範囲内であることが特に好ましい。
 本発明の塗料組成物中の上記水酸基含有樹脂(A)の含有量は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、塗料組成物中の樹脂固形分量を基準として、20~90質量%が好ましく、25~87質量%がより好ましく、30~85質量%が特に好ましい。
 なお、本明細書において、「固形分」は、110℃で1時間乾燥させた後に残存する、樹脂、硬化剤、顔料等の不揮発性成分を意味する。上記固形分は、例えば、アルミ箔カップ等の耐熱容器に試料を量り取り、容器底面に該試料を塗り広げた後、110℃で1時間乾燥させ、乾燥後に残存する成分の質量を秤量して求めることができる。
 また、本明細書において、「固形分濃度」は、組成物中の上記固形分の含有質量割合を意味する。このため、例えば、組成物の固形分濃度は、アルミ箔カップ等の耐熱容器に組成物を量り取り、容器底面に該組成物を塗り広げた後、110℃で1時間乾燥させ、乾燥後に残存する組成物中の成分の質量を秤量して、乾燥前の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。
 上記水酸基含有樹脂(A)としては、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、水酸基含有アクリル樹脂(A1)を含有することが好ましい。
 また、上記水酸基含有樹脂(A)としては、得られる塗料組成物の耐ワキ性及び形成される塗膜の外観等の観点から、水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)を含むことが好ましい。
 また、上記水酸基含有樹脂(A)としては、得られる塗料組成物の耐チッピング性等の観点から、水酸基含有ポリウレタン樹脂(A3)を含有することが好ましい。
 水酸基含有アクリル樹脂(A1)
 水酸基含有アクリル樹脂(A1)は、通常、水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)及び該水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)と共重合可能な他の重合性不飽和モノマー(b)を、例えば、有機溶媒中での溶液重合法、水性媒体中でのエマルション重合法等のそれ自体既知の方法によって共重合させることにより製造することができる。
 上記水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)は、1分子中に水酸基及び重合性不飽和基をそれぞれ少なくとも1個有する化合物であり、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ-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;これらのモノエステル化物のε-カプロラクトン変性体;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;分子末端に水酸基を有す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。
 但し、本発明においては、後述する(xvii)紫外線吸収性官能基を有する重合性不飽和モノマーに該当するモノマーは、上記水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)と前記共重合可能な他の重合性不飽和モノマー(b)として規定されるべきものであり、該水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)からは除かれる。上記水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)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。
 なお、本明細書において、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。
 なお、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し、「(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。さらに、「(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。
 前記水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)と前記共重合可能な他の重合性不飽和モノマー(b)としては、前記水酸基含有アクリル樹脂(A1)に望まれる特性に応じて適宜選択して使用することができる。該モノマー(b)の具体例としては、以下の(i)~(xix)に記載するものを挙げることができる。これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
(i)アルキル又はシクロアルキル(メタ)アクリレート:例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、tert-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート等。
(ii)イソボルニル基を有する重合性不飽和モノマー:例えば、イソボルニル(メタ)アクリレート等。
(iii)アダマンチル基を有する重合性不飽和モノマー:例えば、アダマンチル(メタ)アクリレート等。
(iv)トリシクロデセニル基を有する重合性不飽和モノマー:例えば、トリシクロデセニル(メタ)アクリレート等。
(v)芳香環含有重合性不飽和モノマー:例えば、ベンジル(メタ)アクリレート、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン等。
(vi)アルコキシシリル基を有する重合性不飽和モノマー: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、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン等。
(vii)フッ素化アルキル基を有する重合性不飽和モノマー:例えば、パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート等のパーフルオロアルキル(メタ)アクリレート;フルオロオレフィン等。
(viii)マレイミド基等の光重合性官能基を有する重合性不飽和モノマー。
(ix)ビニル化合物:例えば、N-ビニルピロリドン、エチレン、ブタジエン、クロロプレン、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル等。
(x)カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー:例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、β-カルボキシエチルアクリレート等。
(xi)含窒素重合性不飽和モノマー:例えば、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、エチレンビス(メタ)アクリルアミド、2-(メタクリロイルオキシ)エチルトリメチルアンモニウムクロライド、グリシジル(メタ)アクリレートとアミン化合物との付加物等。
(xii)重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマー:例えば、アリル(メタ)アクリレート、エチレングリコ-ルジ(メタ)アクリレ-ト、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等。
(xiii)エポキシ基含有重合性不飽和モノマー:例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、β-メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等。
(xiv)分子末端にアルコキシ基を有するポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート。
(xv)スルホン酸基を有する重合性不飽和モノマー:例えば、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、2-スルホエチル(メタ)アクリレート、アリルスルホン酸、4-スチレンスルホン酸等;これらスルホン酸のナトリウム塩、アンモニウム塩等。
(xvi)リン酸基を有する重合性不飽和モノマー:アシッドホスホオキシエチル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシプロピル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシポリ(オキシエチレン)グリコール(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシポリ(オキシプロピレン)グリコール(メタ)アクリレート等。
(xvii)紫外線吸収性官能基を有する重合性不飽和モノマー:例えば、2-ヒドロキシ-4-(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-(3-アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4-(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4-(3-アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2-(2’-ヒドロキシ-5’-メタクリロイルオキシエチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール等。
(xviii)光安定性重合性不飽和モノマー:例えば、4-(メタ)アクリロイルオキシ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン、4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-シアノ-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-(メタ)アクリロイル-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-(メタ)アクリロイル-4-シアノ-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-クロトノイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-クロトノイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-クロトノイル-4-クロトノイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン等。
(xix)カルボニル基を有する重合性不飽和モノマー:例えば、アクロレイン、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミド、アセトアセトキシエチルメタクリレート、ホルミルスチロール、4~7個の炭素原子を有するビニルアルキルケトン(例えば、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン)等。
 前記水酸基含有アクリル樹脂(A1)は、該樹脂中の水酸基の一部にポリイソシアネート化合物をウレタン化反応させることにより伸長させ高分子量化した、いわゆるウレタン変性アクリル樹脂と併用することもできる。
 前記水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)は、該水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)及び前記共重合可能な他の重合性不飽和モノマー(b)の合計量を基準にして、一般に1~50質量%、好ましくは2~40質量%、さらに好ましくは3~30質量%の範囲内で使用することができる。
 前記水酸基含有アクリル樹脂(A1)の水酸基価は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性等の観点から、1~200mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、2~150mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましく、5~100mgKOH/gの範囲内であることが特に好ましい。
 また、前記水酸基含有アクリル樹脂(A1)の酸価は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、1~200mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、2~150mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましく、5~80mgKOH/gの範囲内であることが特に好ましい。
 また、前記水酸基含有アクリル樹脂(A1)の重量平均分子量は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性等の観点から、2,000~5,000,000の範囲内であることが好ましく、4,000~1,000,000の範囲内であることがさらに好ましく、8,000~500,000の範囲内であることが特に好ましい。
 なお、本明細書において、数平均分子量及び重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定した保持時間(保持容量)を、同一条件で測定した分子量既知の標準ポリスチレンの保持時間(保持容量)に基づいて、ポリスチレンの分子量に換算して求めた値である。具体的には、ゲルパーミエーションクロマトグラフ装置として、「HLC-8120GPC」(商品名、東ソー株式会社製)を使用し、カラムとして、「TSKgel G4000HXL」、「TSKgel G3000HXL」、「TSKgel G2500HXL」及び「TSKgel G2000HXL」(商品名、いずれも東ソー株式会社製)の計4本を使用し、検出器として、示差屈折率計を使用し、移動相:テトラヒドロフラン、測定温度:40℃、流速:1mL/minの条件下で測定することができる。
 本発明の塗料組成物が水性塗料である場合、前記水酸基含有アクリル樹脂(A1)は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、重合性不飽和基を1分子中に少なくとも2個有する重合性不飽和モノマー(c)及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー(d)を共重合することにより得られる共重合体(I)のコアと、前記水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)及び水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)以外の重合性不飽和モノマー(b)を共重合することにより得られる共重合体(II)のシェルを構成成分とするコア/シェル型複層構造を有する水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11)を含むことが好ましい。
 コアを構成する重合性不飽和基を1分子中に少なくとも2個有する重合性不飽和モノマー(c)としては、例えば、アリル(メタ)アクリレ-ト、エチレングリコ-ルジ(メタ)アクリレ-ト、トリエチレングリコ-ルジ(メタ)アクリレ-ト、テトラエチレングリコ-ルジ(メタ)アクリレ-ト、1,3-ブチレングリコ-ルジ(メタ)アクリレ-ト、トリメチロ-ルプロパントリ(メタ)アクリレ-ト、1,4-ブタンジオ-ルジ(メタ)アクリレ-ト、ネオペンチルグリコ-ルジ(メタ)アクリレ-ト、1,6-ヘキサンジオ-ルジ(メタ)アクリレ-ト、ペンタエリスリト-ルジ(メタ)アクリレ-ト、ペンタエリスリト-ルテトラ(メタ)アクリレ-ト、グリセロ-ルジ(メタ)アクリレ-ト、1,1,1-トリスヒドロキシメチルエタンジ(メタ)アクリレ-ト、1,1,1-トリスヒドロキシメチルエタントリ(メタ)アクリレ-ト、1,1,1-トリスヒドロキシメチルプロパントリ(メタ)アクリレ-ト、トリアリルイソシアヌレ-ト、ジアリルテレフタレ-ト、ジビニルベンゼン等が挙げられ、これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
 前記重合性不飽和基を1分子中に少なくとも2個有する重合性不飽和モノマー(c)は、モノマー(c)及びモノマー(d)の合計質量を基準として、一般に0.1~30質量%、好ましくは0.1~10質量%、さらに好ましくは0.1~5質量%の範囲内で使用することができる。
 また、コアを構成する前記重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー(d)は、前記重合性不飽和基を1分子中に少なくとも2個有する重合性不飽和モノマー(c)と共重合可能な重合性不飽和モノマーであり、1分子中に1個の重合性不飽和基、例えば、ビニル基、(メタ)アクリロイル基、アリル基等を含有する化合物が包含される。
 前記重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー(d)の具体例としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、「イソステアリルアクリレート」(商品名、大阪有機化学工業株式会社製)、シクロヘキシル(メタ)アクリレ-ト、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレ-ト、tert-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレ-ト、シクロドデシル(メタ)アクリレ-ト等のアルキル又はシクロアルキル(メタ)アクリレート;イソボルニル(メタ)アクリレート等のイソボルニル基を有する重合性不飽和モノマー;アダマンチル(メタ)アクリレート等のアダマンチル基を有する重合性不飽和モノマー;スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン等のビニル芳香族化合物;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ-ト、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ-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、アリルアルコ-ル、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)アクリレート等の水酸基含有重合性不飽和モノマー;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、β-カルボキシエチルアクリレート等のカルボキシル基含有重合性不飽和モノマー;(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートとアミン化合物との付加物等の含窒素重合性不飽和モノマー等が挙げられ、これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
 他方、シェルを構成する前記水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)としては、前述したように、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ-ト、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ-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;(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;アリルアルコ-ル;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、これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて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(a)は、モノマー(a)及びモノマー(b)の合計質量を基準として、一般に1~35質量%、好ましくは2~25質量%、さらに好ましくは3~20質量%の範囲内で使用することができる。
 また、シェルを構成する前記水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)以外の重合性不飽和モノマー(b)としては、前述した該水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)以外の重合性不飽和モノマー(b)を使用することができる。これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて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(a)以外の重合性不飽和モノマー(b)は、形成される塗膜の平滑性を確保できる点から、その成分の少なくとも一部として、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(e)を含むことが好適である。
 上記カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(e)としては、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、β-カルボキシエチルアクリレート等を挙げることができ、なかでも、(メタ)アクリル酸が好適である。
 上記カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(e)は、水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11)の水性媒体中における安定性等の観点から、モノマー(a)及びモノマー(b)の合計質量を基準として、一般に1~40質量%、特に1~25質量%、さらに特に1~19質量%の範囲内で使用することが好ましい。
 前記水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11)の水酸基価は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性等の観点から、1~100mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、2~90mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましく、5~85mgKOH/gの範囲内であることが特に好ましい。
 また、上記水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11)の酸価は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、3~90mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、4~70mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましく、5~50mgKOH/gの範囲内であることが特に好ましい。
 さらに、形成される塗膜の耐ワキ性及び貯蔵安定性等の観点から、前記モノマー(a)、及び前記モノマー(b)として、重合性不飽和基を1分子中に1個のみ有する重合性不飽和モノマーを使用し、上記水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11)のシェルを未架橋型とすることが好ましい。
 上記水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11)は、例えば、前記重合性不飽和基を1分子中に少なくとも2個有する重合性不飽和モノマー(c)0.1~30質量%及び前記重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー(d)70~99.9質量%を含有するモノマー混合物(I)を乳化重合して得られるエマルション中に、前記水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)1~35質量%及び前記モノマー(a)以外の重合性不飽和モノマー(b)65~99質量%を含有するモノマー混合物(II)を添加し、さらに重合させることによって得ることができる。
 上記モノマー混合物の乳化重合は、それ自体既知の方法、例えば、乳化剤の存在下で重合開始剤を使用して行うことができる。
 上記乳化剤としては、アニオン性乳化剤又はノニオン性乳化剤が好適である。該アニオン性乳化剤としては、例えば、アルキルスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルリン酸等の有機酸のナトリウム塩、アンモニウム塩等が挙げられ、また、該ノニオン系乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリオレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート等が挙げられる。
 1分子中にアニオン性基とポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基等のポリオキシアルキレン基を有するポリオキシアルキレン基含有アニオン性乳化剤又は、1分子中に該アニオン性基とラジカル重合性不飽和基とを有する反応性アニオン性乳化剤を使用してもよく、なかでも、反応性アニオン性乳化剤を使用することが好適である。
 上記反応性アニオン性乳化剤としては、(メタ)アリル基、(メタ)アクリロイル基、プロペニル基、ブテニル基等のラジカル重合性不飽和基を有するスルホン酸化合物のナトリウム塩、アンモニウム塩等を挙げることができる。なかでも、形成塗膜の耐水性に優れるため、ラジカル重合性不飽和基を有するスルホン酸化合物のアンモニウム塩が好ましい。該スルホン酸化合物のアンモニウム塩としては、例えば、「ラテムルS-180A」(商品名、花王株式会社製)等の市販品を挙げることができる。
 上記ラジカル重合性不飽和基を有するスルホン酸化合物のアンモニウム塩の中でも、ラジカル重合性不飽和基とポリオキシアルキレン基を有するスルホン酸化合物のアンモニウム塩がさらに好ましい。上記ラジカル重合性不飽和基とポリオキシアルキレン基を有するスルホン酸化合物のアンモニウム塩としては、例えば、「アクアロンKH-10」(商品名、第一工業製薬株式会社製)、「SR-1025A」(商品名、旭電化工業株式会社製)等の市販品を挙げることができる。
 上記乳化剤は、使用される全モノマーの合計量を基準にして、通常0.1~15質量%、好ましくは0.5~10質量%、さらに好ましくは1~5質量%の範囲内で使用することができる。
 前記重合開始剤としては、油溶性、水溶性のいずれのタイプのものであってもよく、例えば、ベンゾイルパーオキシド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキシド、ステアロイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、tert-ブチルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシラウレート、tert-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、tert-ブチルパーオキシアセテート、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、アゾビス(2-メチルプロピオンニトリル)、アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、4、4’-アゾビス(4-シアノブタン酸)、ジメチルアゾビス(2-メチルプロピオネート)、アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)-プロピオンアミド]、アゾビス{2-メチル-N-[2-(1-ヒドロキシブチル)]-プロピオンアミド}等のアゾ化合物;過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩等が挙げられる。これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて用いることができる。
 また、上記重合開始剤に、任意選択で、例えば、糖、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート、鉄錯体等の還元剤を併用し、レドックス重合系としてもよい。
 上記重合開始剤は、使用される全モノマーの合計質量を基準にして、通常0.1~5質量%、特に0.2~3質量%の範囲内で使用することが好ましい。該重合開始剤の添加方法は、特に制限されるものではなく、その種類、量等に応じて適宜選択することができる。例えば、該重合開始剤は、予めモノマー混合物又は水性媒体に含ませてもよく、或いは重合時に一括して添加してもよく又は滴下してもよい。
 前記水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11)は、上記のようにして得られるエマルションに、前記水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)及び前記モノマー(a)以外の重合性不飽和モノマー(b)を含むモノマー混合物(II)を添加し、さらに重合させることによって得ることができる。
 上記モノマー混合物(II)は、任意選択で、前記で列記したような重合開始剤、連鎖移動剤、還元剤、乳化剤等の成分を適宜含有することができる。
 また、上記モノマー混合物(II)はそのまま滴下することもできるが、該モノマー混合物(II)を水性媒体に分散し、モノマー乳化物として滴下することが望ましい。この場合におけるモノマー乳化物の粒子径は特に制限されるものではない。
 上記モノマー混合物(II)の重合は、例えば、乳化されていてもよい該モノマー混合物(II)を一括で又は滴下で上記エマルションに添加し、撹拌しながら好適な温度に加熱することにより行うことができる。
 上記の如くして得られる前記水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11)は、前記重合性不飽和基を1分子中に少なくとも2個有する重合性不飽和モノマー(c)及び前記重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー(d)を含有する前記モノマー混合物(I)から形成される共重合体(I)をコアとし、前記水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)及び前記モノマー(a)以外の重合性不飽和モノマー(b)を含有する前記モノマー混合物(II)から形成される共重合体(II)をシェルとするコア/シェル型複層構造を有することができる。
 また、上記水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11)は、上記共重合体(I)を得る工程と上記共重合体(II)を得る工程の間に、他の樹脂層を形成する重合性不飽和モノマー(1種又は2種以上の混合物)を供給して乳化重合を行なう工程を追加することによって、3層又はそれ以上の層からなる樹脂粒子としてもよい。
 なお、本発明において、上記水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11)の「シェル」は樹脂粒子の最外層に存在する重合体層を意味し、「コア」は上記シェル部を除く樹脂粒子内層の重合体層を意味し、「コア/シェル型構造」は上記コアとシェルを有する構造を意味するものである。上記コア/シェル型構造は、通常、コアがシェルに完全に被覆された層構造が一般的であるが、コアとシェルの質量比率等によっては、シェルのモノマー量が層構造を形成するのに不十分な場合もあり得る。そのような場合は、上記のような完全な層構造である必要はなく、コアの一部をシェルが被覆した構造であってもよく、あるいはコアの一部にシェルの構成要素である重合性不飽和モノマーがグラフト重合した構造であってもよい。また、上記コア/シェル型構造における多層構造の概念は、該水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11)においてコアに多層構造が形成される場合にも同様に当てはまるものとする。
 コア/シェル型複層構造を有する上記水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11)における前記共重合体(I)と前記共重合体(II)の割合は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性等の観点から、共重合体(I)/共重合体(II)の固形分質量比で、一般に10/90~90/10、特に50/50~85/15、さらに特に65/35~80/20の範囲内にあることが好ましい。
 上記のようにして得られる水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11)は、一般に10~1,000nm、特に20~500nmの範囲内の平均粒子径を有することができる。
 本明細書において、上記水酸基含有アクリル樹脂の平均粒子径は、動的光散乱法による粒度分布測定装置を用いて、常法により脱イオン水で希釈してから20℃で測定した値である。動的光散乱法による粒度分布測定装置としては、例えば、「ELSZ-2000」(商品名、大塚電子株式会社製)を用いることができる。
 得られる上記水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11)の水分散体粒子の機械的安定性を向上させるために、該水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11)が有するカルボキシル基等の酸性基を中和剤により中和することが望ましい。該中和剤としては、酸性基を中和することができるものであれば特に制限はなく使用することができ、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、トリメチルアミン、2-(ジメチルアミノ)エタノール、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール、トリエチルアミン、アンモニア水等が挙げられ、これらの中和剤は、中和後の該分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11)の水分散液のpHが約6.5~約9.0となるような量で用いることが望ましい。
 また、上記水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11)は、グラジエントポリマー層を含む水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11’)を含むことができる。
 上記グラジエントポリマー層を含む水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11’)のグラジエントポリマー層とは、組成が連続的に変化する(組成勾配を有する)層構造を有するポリマー層を意味するものである。
 より具体的には、例えばモノマーA(又はモノマー混合物A)からモノマーB(又はモノマー混合物B)へとモノマー(又はモノマー混合物)組成が連続的に変化した、組成勾配を有するポリマー層を意味するものである。
 上記グラジエントポリマー層は一般に、パワーフィード重合とよばれる公知の重合方法により得ることができる。具体的には、例えば2種類のモノマーA(又はモノマー混合物A)とモノマーB(又はモノマー混合物B)とを重合反応する場合には、モノマーB(又はモノマー混合物B)を、モノマーA(又はモノマー混合物A)を収容する容器内に滴下しながら、モノマーA(又はモノマー混合物A)を反応容器に導入して重合反応を行うことにより、グラジエントポリマー層を得ることができる。
 上記パワーフィード重合において、合成条件(モノマーA(又はモノマー混合物A)とモノマーB(又はモノマー混合物B)との混合開始のタイミング、モノマーB(又はモノマー混合物B)を、モノマーA(又はモノマー混合物A)を収容する容器内に滴下する速度と、モノマーA(又はモノマー混合物A)を反応容器に導入する速度の設定等)により、所望の組成勾配を有するグラジエントポリマー層を得ることができる。
 グラジエントポリマー層を含む水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11’)は、重合性不飽和モノマーを共重合成分とする共重合体(I)であるコア部、重合性不飽和モノマーを共重合成分とする共重合体(II)であるシェル部、及びコア部とシェル部の間に存在するグラジエントポリマー層、からなるアクリル樹脂である。
 上記コア部及びシェル部のそれぞれの構成モノマーである重合性不飽和モノマーは、前記水酸基含有重合性不飽和モノマー、及び前記該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不飽和モノマーを、適宜組み合わせて使用することができる。
 上記グラジエントポリマー層を含む水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11’)を製造するためには、まず、重合性不飽和モノマー混合物を乳化重合してコア部共重合体(I)のエマルションを調製する。
 コア部共重合体(I)のエマルションを調製するための乳化重合は、従来公知の方法により行うことができる。例えば、乳化剤の存在下で、重合開始剤を使用して重合性不飽和モノマー混合物を乳化重合することにより行うことができる。該乳化剤及び重合開始剤としては、例えば前記の乳化剤及び重合開始剤等を使用することができる。
 上記グラジエントポリマー層を含む水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11’)を得るために、続いて、グラジエントポリマー層を形成する。該グラジエントポリマー層は、前記したパワーフィード重合等により形成することができる。
 グラジエントポリマー層の形成には、通常、コア部共重合体(I)の乳化重合に使用する重合性不飽和モノマー混合物と、シェル部共重合体(II)の乳化重合に使用する重合性不飽和モノマー混合物とを用いることができる。
 上記グラジエントポリマー層を含む水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11’)は、さらに、シェル部共重合体(II)を形成することにより得ることができる。
 上記シェル部共重合体(II)を形成するためのモノマー混合物は、任意選択で、前記重合開始剤、連鎖移動剤、還元剤、乳化剤等の成分を適宜含有することができる。また、当該モノマー混合物は、そのまま滴下することもできるが、該モノマー混合物を水性媒体に分散して得られるモノマー乳化物として滴下することが好ましい。この場合におけるモノマー乳化物の粒子径は特に制限されるものではない。
 シェル部共重合体(II)を形成するためのモノマー混合物を重合させる方法としては、例えば、該モノマー混合物又はその乳化物を、一括で滴下するか又は徐々に滴下して、上記コア部共重合体(I)のエマルションに添加し、攪拌しながら好適な温度に加熱する方法を挙げることができる。
 上記グラジエントポリマー層を含む水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11’)中におけるグラジエントポリマー層の比率は、得られる塗膜の耐水性等の観点から、グラジエントポリマー層を含む水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11’)の全共重合成分の総量に対して、20~80質量%の範囲内であることが好ましく、25~75質量%の範囲内であることがさらに好ましく、30~70質量%の範囲内であることが特に好ましい。
 上記グラジエントポリマー層を含む水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11’)は、得られる塗膜の硬化性、耐チッピング性、密着性及び仕上がり外観等の観点から、水酸基価が、1~150mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、2~120mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましく、5~100mgKOH/gの範囲内であることが特に好ましい。
 上記グラジエントポリマー層を含む水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11’)のコア部は、得られる塗膜の耐水性及び耐チッピング性等の観点から、水酸基価が、0~150mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、5~120mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましく、10~100mgKOH/gの範囲内であることが特に好ましい。
 上記グラジエントポリマー層を含む水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11’)のシェル部は、得られる塗膜の耐水性及び耐チッピング性等の観点から、水酸基価が、0~150mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、2~120mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましく、5~100mgKOH/gの範囲内であることが特に好ましい。
 上記グラジエントポリマー層を含む水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11’)は、塗料の貯蔵安定性及び得られる塗膜の耐水性等の観点から、酸価が、1~80mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、5~50mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましく、5~30mgKOH/gの範囲内であることが特に好ましい。
 上記グラジエントポリマー層を含む水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11’)のコア部は、製造安定性及び塗料の貯蔵安定性等の観点から、酸価が、0~50mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、0~30mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましく、0~10mgKOH/gの範囲内であることが特に好ましい。
 上記グラジエントポリマー層を含む水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11’)のシェル部は、塗料の貯蔵安定性及び得られる塗膜の耐水性等の観点から、酸価が、1~100mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、5~80mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましく、10~50mgKOH/gの範囲内であることが特に好ましい。
 上記グラジエントポリマー層を含む水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11’)は、得られる塗膜の耐水性、硬度及び耐チッピング性等の観点から、ガラス転移温度が、20℃以上であることが好ましく、30℃以上であることがさらに好ましく、30~100℃であることが特に好ましい。
 上記グラジエントポリマー層を含む水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11’)のコア部は、得られる塗膜の耐水性、硬度、造膜性及び耐チッピング等性の観点から、ガラス転移温度が、-50~50℃の範囲内であることが好ましく、-30~50℃の範囲内であることがさらに好ましく、0~50℃の範囲内であることが特に好ましい。
 上記グラジエントポリマー層を含む水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11’)のシェル部は、得られる塗膜の硬度及び耐水性等の観点から、ガラス転移温度が、40℃以上であることが好ましく、50℃以上であることがさらに好ましく、50~100℃の範囲内であることが特に好ましい。
 なお、本明細書において、グラジエントポリマー層を含む水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11’)のガラス転移温度Tgは、下記式により算出される値である。
1/Tg(K)=W1/T1+W2/T2+・・・Wn/Tn
Tg(℃)=Tg(K)-273
式中、W1、W2、・・・Wnは各モノマーの質量分率であり、T1、T2・・・Tnは各モノマーのホモポリマーのガラス転移温度Tg(K)である。
なお、各モノマーのホモポリマーのガラス転移温度は、POLYMER HANDBOOK Fourth Edition,J.Brandrup,E.h.Immergut,E.A.Grulke編(1999年)による値であり、該文献に記載されていないモノマーのガラス転移温度は、該モノマーのホモポリマーを重量平均分子量が50,000程度になるようにして合成し、そのガラス転移温度を示差走査型熱分析により測定したときの値を使用する。
 本発明の塗料組成物が上記水酸基含有アクリル樹脂(A1)を含有する場合、該水酸基含有アクリル樹脂(A1)の含有量は、形成される塗膜のフリップフロップ性及び耐チッピング性等の観点から、塗料組成物中の樹脂固形分量を基準として、1~60質量%の範囲内であることが好ましく、10~55質量%の範囲内であることがさらに好ましく、15~50質量%の範囲内であることが特に好ましい。
 水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)
 前記水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)は、例えば、アルコール成分として2個以上の水酸基を有するポリオールを使用し、酸成分として2個以上のカルボキシル基を有するポリカルボン酸を使用し、該アルコール成分及び酸成分を縮合させることによって得ることができる。
 上記ポリオールとしては、1分子中に2以上の水酸基を有する多価アルコールを好適に使用することができる。該多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,2-ブタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,2-ブタンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,4-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、2,3-ジメチルトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、3-メチル-4,3-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,5-ヘキサンジオール、1,4-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステル、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、ジメチロールプロピオン酸等の2価アルコール;これらの2価アルコールにε-カプロラクトン等のラクトン化合物を付加したポリラクトンジオール;ビス(ヒドロキシエチル)テレフタレート等のエステルジオール化合物;ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等のポリエーテルジオール化合物;グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジグリセリン、トリグリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌル酸、ソルビトール、マンニット等の3価以上のアルコール;これらの3価以上のアルコールにε-カプロラクトン等のラクトン化合物を付加させたポリラクトンポリオール化合物;グリセリンの脂肪酸エステル化物等が挙げられる。
 また、上記ポリオール以外のアルコール成分を使用することもできる。かかるアルコール成分としては、特に限定されず、例えば、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、ステアリルアルコール、2-フェノキシエタノール等のモノアルコール;プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、「カージュラE10」(商品名、HEXION社製、合成高分岐飽和脂肪酸のグリシジルエステル)等のモノエポキシ化合物と酸を反応させて得られるアルコール化合物等が挙げられる。
 前記ポリカルボン酸としては、ポリエステル樹脂の製造に際して、通常使用される化合物を使用することができる。かかるポリカルボン酸としては、例えば、脂肪族多塩基酸、脂環族多塩基酸、芳香族多塩基酸等を挙げることができる。
 上記脂肪族多塩基酸は、一般に、1分子中に2以上のカルボキシル基を有する脂肪族化合物、該脂肪族化合物の酸無水物及び該脂肪族化合物のエステル化物である。脂肪族多塩基酸としては、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ブラシル酸、オクタデカン二酸、クエン酸、ブタンテトラカルボン酸等の脂肪族多価カルボン酸;該脂肪族多価カルボン酸の無水物;該脂肪族多価カルボン酸の炭素数1~6、好ましくは1~4の低級アルキルエステル化物等が挙げられる。上記脂肪族多塩基酸はそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
 上記脂環族多塩基酸は、一般に、1分子中に1以上の脂環式構造と2以上のカルボキシル基を有する化合物、該化合物の酸無水物及び該化合物のエステル化物である。脂環式構造は、主として4~6員環構造であることができる。脂環族多塩基酸としては、例えば、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸、3-メチル-1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、4-メチル-1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸、1,3,5-シクロヘキサントリカルボン酸等の脂環族多価カルボン酸;該脂環族多価カルボン酸の無水物;該脂環族多価カルボン酸の炭素数1~6、好ましくは1~4の低級アルキルエステル化物等が挙げられる。上記脂環族多塩基酸はそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
 上記芳香族多塩基酸は、一般に、1分子中に2個以上のカルボキシル基を有する芳香族化合物、該芳香族化合物の酸無水物及び該芳香族化合物のエステル化物である。芳香族多塩基酸としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、4,4’-ビフェニルジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の芳香族多価カルボン酸;該芳香族多価カルボン酸の無水物;該芳香族多価カルボン酸の炭素数1~6、好ましくは1~4の低級アルキルエステル化物等が挙げられる。上記芳香族多塩基酸はそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。上記芳香族多塩基酸としては、フタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸を使用することが好ましく、なかでも、無水トリメリット酸を用いることがより好ましい。
 また、上記脂肪族多塩基酸、脂環族多塩基酸及び芳香族多塩基酸以外の酸成分を使用することもできる。かかる酸成分としては、特に限定されず、例えば、ヤシ油脂肪酸、綿実油脂肪酸、麻実油脂肪酸、米ぬか油脂肪酸、魚油脂肪酸、トール油脂肪酸、大豆油脂肪酸、アマニ油脂肪酸、桐油脂肪酸、ナタネ油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、脱水ヒマシ油脂肪酸、サフラワー油脂肪酸等の脂肪酸;ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、安息香酸、p-tert-ブチル安息香酸、シクロヘキサン酸、10-フェニルオクタデカン酸等のモノカルボン酸;乳酸、3-ヒドロキシブタン酸、3-ヒドロキシ-4-エトキシ安息香酸等のヒドロキシカルボン酸等が挙げられる。これらの酸成分は、それぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
 前記水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)の製造方法は、特に限定されるものではなく、通常の方法に従って行なうことができる。例えば、前記アルコール成分と前記酸成分とを、窒素気流中、150~250℃程度で、5~10時間程度加熱し、該アルコール成分と該酸成分のエステル化反応又はエステル交換反応を行なう方法により、該水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)を製造することができる。
 上記アルコール成分及び上記酸成分をエステル化反応又はエステル交換反応せしめる際には、反応容器中に、これらの成分を一度に添加してもよいし、一方又は両者を数回に分けて添加してもよい。また、まず、水酸基含有ポリエステル樹脂を合成した後、得られる水酸基含有ポリエステル樹脂に酸無水物を反応させてハーフエステル化させてカルボキシル基及び水酸基含有ポリエステル樹脂としてもよい。また、まず、カルボキシル基含有ポリエステル樹脂を合成した後、上記アルコール成分を付加させて上記水酸基含有ポリエステル樹脂を製造してもよい。
 前記エステル化又はエステル交換反応の際には、反応を促進させるための触媒として、ジブチル錫オキサイド、三酸化アンチモン、酢酸亜鉛、酢酸マンガン、酢酸コバルト、酢酸カルシウム、酢酸鉛、テトラブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート等のそれ自体既知の触媒を使用することができる。
 また、前記水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)は、該樹脂の製造中又は製造後に、脂肪酸、モノエポキシ化合物、ポリイソシアネート化合物等で変性することができる。
 上記脂肪酸としては、例えば、ヤシ油脂肪酸、綿実油脂肪酸、麻実油脂肪酸、米ぬか油脂肪酸、魚油脂肪酸、トール油脂肪酸、大豆油脂肪酸、アマニ油脂肪酸、桐油脂肪酸、ナタネ油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、脱水ヒマシ油脂肪酸、サフラワー油脂肪酸等が挙げられ、上記モノエポキシ化合物としては、例えば、「カージュラE10P」(商品名、HEXION社製、合成高分岐飽和脂肪酸のグリシジルエステル)を好適に用いることができる。
 また、上記ポリイソシアネート化合物としては、前記ポリイソシアネート成分(a2)において例示したポリイソシアネートを使用することができる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 前記水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)の水酸基価は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、1~200mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、2~180mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましく、5~170mgKOH/gの範囲内であることが特に好ましい。
 また、前記水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)の重量平均分子量は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、500~50,000の範囲内であることが好ましく、1,000~30,000の範囲内であることがさらに好ましく、1,200~10,000の範囲内であることが特に好ましい。
 また、前記水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)のガラス転移温度(Tg)は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、-20℃~50℃の範囲内であることが好ましく、-10℃~40℃の範囲内であることがさらに好ましく、-5℃~35℃の範囲内であることが特に好ましい。
 上記水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性等の観点から、カルボキシル基を有することが好ましい。
 上記水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)がカルボキシル基を有する場合、該水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)の酸価は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、5~150mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、10~140mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましく、15~120mgKOH/gの範囲内であることが特に好ましい。
 本発明の塗料組成物が上記水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)を含有する場合、該水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)の含有量は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、塗料組成物中の樹脂固形分量を基準として、1~45質量%の範囲内であることが好ましく、5~40質量%の範囲内であることがより好ましく、10~35質量%の範囲内であることが特に好ましい。
 水酸基含有ポリウレタン樹脂(A3)
 前記水酸基含有ポリウレタン樹脂(A3)としては、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させることにより得られる水酸基含有ポリウレタン樹脂を挙げることができる。
 ポリオールとしては、例えば、低分子量のものとして、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサメチレングリコール等の2価のアルコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等の3価アルコール等を挙げることができる。高分子量のものとして、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、エポキシポリオール等を挙げることができる。ポリエーテルポリオールとしてはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等があげられる。ポリエステルポリオールとしては前記の2価のアルコール、ジプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等のアルコールとアジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸等の2塩基酸との重縮合物、ポリカプロラクトン等のラクトン系開環重合体ポリオール、ポリカーボネートジオール等を挙げることができる。また、例えば、2,2-ジメチロールプロピオン酸、2,2-ジメチロールブタン酸等のカルボキシル基含有ポリオールも使用することができる。
 上記のポリオールと反応させるポリイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネ-ト、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、リジンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート化合物;及びこれらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;イソホロンジイソシアネート、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチルシクロヘキサン-2,4-(又は-2,6-)ジイソシアネート、1,3-(又は1,4-)ジ(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、1,3-シクロペンタンジイソシアネート、1,2-シクロヘキサ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;及びこれらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;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、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、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、1,5-ナフタレンジイソシアネート、1,4-ナフタレンジイソシアネート、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、(m-又はp-)フェニレンジイソシアネート、4,4’-ビフェニレンジイソシアネート、3,3’-ジメチル-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート、ビス(4-イソシアナトフェニル)スルホン、イソプロピリデンビス(4-フェニルイソシアネート)等の芳香族ジイソシアネート化合物;及びこれらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;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、4,4’-ジメチルジフェニルメタン-2,2’,5,5’-テトライソシアネート等の1分子中に3個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物;及びこれらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;等を挙げることができる。
 上記水酸基含有ポリウレタン樹脂(A3)の水酸基価は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、1~150mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、1~100mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましく、1~50mgKOH/gの範囲内であることが特に好ましい。
 上記水酸基含有ポリウレタン樹脂(A3)の酸価は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、3~90mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、4~70mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましく、5~50mgKOH/gの範囲内であることが特に好ましい。
 前記水酸基含有ポリウレタン樹脂(A3)の数平均分子量は、得られる塗料組成の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、10000以上であることが好ましく、50000以上であることがさらに好ましく、100000以上であることが特に好ましい。
 本発明の塗料組成物が上記水酸基含有ポリウレタン樹脂(A3)を含有する場合、該水酸基含有ポリウレタン樹脂(A3)の含有量は得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、塗料組成物中の樹脂固形分量を基準として、3~60質量%の範囲内であることが好ましく、5~40質量%の範囲内であることがさらに好ましく、7~30質量%の範囲内であることが特に好ましい。
 〔硬化剤(B)〕
 硬化剤(B)は特に制限されるものではない。例えば、水酸基含有樹脂(B)の水酸基との反応性を有する架橋剤を使用することができる。
 硬化剤(B)としては、公知の架橋剤、具体的には、例えば、アミノ樹脂(B1)、ポリイソシアネート化合物(B2)、ブロック化ポリイソシアネート化合物(B3)、ポリヒドラジド化合物、ポリセミカルバジド化合物、カルボジイミド化合物、オキサゾリン基含有化合物、エポキシ化合物、ポリカルボン酸等を挙げることができる。架橋剤は、単独で用いてもよく、また、2種以上併用してもよい。
 上記硬化剤(B)は、形成される塗膜のガラス接着性及び耐チッピング性等の観点から、アミノ樹脂(B1)、ポリイソシアネート化合物(B2)、ブロック化ポリイソシアネート化合物(B3)から選ばれる少なくとも1種の架橋剤を含むことが好ましく、アミノ樹脂(B1)及び/又はブロック化ポリイソシアネート化合物(B3)を含むことがさらに好ましく、アミノ樹脂(B1)及びブロック化ポリイソシアネート化合物(B3)を含むことが特に好ましい。
 アミノ樹脂(B1)
 上記アミノ樹脂(B1)としては、アミノ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アミノ樹脂又は完全メチロール化アミノ樹脂を使用することができる。アミノ成分としては、例えば、メラミン、尿素、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン、ステログアナミン、スピログアナミン、ジシアンジアミド等が挙げられる。アルデヒド成分としては、例えば、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が挙げられる。
 上記メチロール化アミノ樹脂のメチロール基を好適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。エーテル化に用いう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、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、2-エチル-1-ブタノール、2-エチル-1-ヘキサノール等が挙げられる。
 上記アミノ樹脂(B1)としてはメラミン樹脂が好ましい。特に、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く、メチル-ブチル混合エーテル化メラミン樹脂がより好ましい。
 また、上記メラミン樹脂の重量平均分子量は、450~6,000の範囲内であることが好ましく、500~4,000の範囲内であることがさらに好ましく、550~3,000の範囲内であることが特に好ましい。
 メラミン樹脂としては市販品を使用することができる。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211」、「サイメル238」、「サイメル251」、「サイメル254」、「サイメル303」、「サイメル325」、「サイメル327」、「サイメル350」、「サイメル370」、「サイメル385」、「サイメル1156」、「サイメル1158」、「サイメル1130」(以上、オルネクスジャパン株式会社製);「ユーバン20SE60」、「ユーバン28-60」(以上、三井化学株式会社製);等が挙げられる。
 硬化剤(B)として、上記メラミン樹脂を使用する場合、任意選択で硬化触媒として、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;該スルホン酸とアミンとの中和塩;リン酸エステル化合物とアミンとの中和塩等を使用することができる。
 前記アミノ樹脂(B1)は、例えば、水酸基を含有する樹脂の架橋剤として使用することができる。
 ポリイソシアネート化合物(B2)
 前記ポリイソシアネート化合物(B2)は、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有する化合物である。
 前記ポリイソシアネート化合物(B2)は、例えば、脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート、該ポリイソシアネートの誘導体等が包含される。
 上記脂肪族ポリイソシアネートとしては、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;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)、メチル-2,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチル-2,6-シクロヘキサ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)又はその混合物、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;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としては、例えば、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-もしくは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)又はその混合物等の芳香脂肪族ジイソシアネート;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’-もしくは4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート又はその混合物、2,4-もしくは2,6-トリレンジイソシアネート又はその混合物、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;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;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等を挙げることができる。
 前記ポリイソシアネートの誘導体としては、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及びその誘導体は、それぞれ単独で用いてもよく又は2種以上併用してもよい。これらポリイソシアネートのうち、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート及びこれらの誘導体をそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することが好適である。
 また、前記ポリイソシアネート化合物(B2)としては、上記ポリイソシアネート及びその誘導体と、多価アルコール、低分子量ポリエステル樹脂又は水とをイソシアネート基過剰の条件でウレタン化反応させてなるプレポリマーを使用することもできる。
 硬化剤(B)としてポリイソシアネート化合物(B2)を使用する場合、任意選択で硬化触媒として、有機金属化合物、酸化合物、塩基化合物等を使用することができる。
 上記ポリイソシアネート化合物(B2)は、例えば、水酸基或いはアミノ基を含有する樹脂の架橋剤として使用することができる。
 ブロック化ポリイソシアネート化合物(B3)
 前記ブロック化ポリイソシアネート化合物(B3)は、前記ポリイソシアネート化合物(B2)のイソシアネート基を、ブロック剤でブロックした化合物である。
 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ブロック剤;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ブロック剤;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ブロック剤;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ブロック剤;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ブロック剤;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ブロック剤;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ロック剤;ブチルメルカプタン、tert-ブチルメルカプタン、ヘキシルメルカプタン、tert-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ブロック剤;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ブロック剤;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ブロック剤;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のアミン系ブロック剤;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ブロック剤;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ブロック剤;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ブロック剤;エチレンイミン、プロピレンイミン等のイミン系ブロック剤;重亜硫酸ソーダ、重亜硫酸カリ等の亜硫酸塩系ブロック剤;アゾール系のブロック剤等が挙げられる。上記アゾール系のブロック剤としては、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。
 ブロック剤としては、なかでも、オキシム系のブロック剤、活性メチレン系のブロック剤、ピラゾール又はピラゾール誘導体が好適である。
 また、上記ブロック剤として、1個以上のヒドロキシル基と1個以上のカルボキシル基を有するヒドロキシカルボン酸、例えば、ヒドロキシピバリン酸、ジメチロールプロピオン酸等を使用することもできる。
 本発明の塗料組成物において、上記ブロック化ポリイソシアネートを使用する場合、上記ヒドロキシカルボン酸を用いてイソシアネート基をブロックした後、該ヒドロキシカルボン酸のカルボキシル基を中和して水分散性を付与したブロック化ポリイソシアネート化合物を好適に用いることができる。
 上記ブロック化ポリイソシアネート化合物(B3)は、形成される塗膜外観及び形成される塗膜と基材との密着性等の観点から、少なくとも2個のイソシアネート反応性官能基を有するスペーサーに由来する構造を含むものであることが好ましい。
 上記官能基は、イソシアネート基に対して反応性を有している官能基であれば特に制限されない。該イソシアネート反応性官能基としては、例えば、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、チオール基等が挙げられ、なかでも水酸基、アミノ基が好ましく、特に、水酸基が好ましい。
 したがって、スペーサーは、少なくとも2個の水酸基を有する化合物であるか、又は少なくとも2個のアミノ基を有する化合物であることが好ましく、なかでも少なくとも2個の水酸基を有する化合物であることが好ましい。
 上記少なくとも2個の水酸基を有する化合物としては、例えば、低分子量のものとして、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサメチレングリコール等の2価のアルコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等の3価アルコール等を挙げることができ、高分子量のものとして、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、エポキシポリオール等を挙げることができる。なかでも、得られる塗料組成物の貯蔵安定性等の観点から、ポリエーテルポリオールが好ましい。
 上記ポリエーテルポリオールとしては、前記低分子量の少なくとも2個の水酸基を有する化合物のアルキレンオキシド付加物、アルキレンオキシド又は環状エーテル(テトラヒドロフラン等)の開環(共)重合体等を使用することができる。具体的には、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコール-プロピレングリコールの(ブロック又はランダム)共重合体、ポリテトラメチレングリコール、ポリヘキサメチレングリコール、ポリオクタメチレングリコール等が挙げられる。
 なかでも、上記ポリエーテルポリオールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールを好適に使用することができる。
 上記ポリエーテルポリオールとしては、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 また、前記少なくとも2個のアミノ基を有する化合物としては、例えば、ポリエーテルアミンを挙げることができる。
 上記ポリエーテルアミンは、市販品を使用することもできる。該市販品としては、例えば、HUNTSMAN社製の「JEFFAMINE D-400」、「JEFFAMINE D-2000」、「JEFFAMINE D-4000」、「JEFFAMINE ED-600」、「JEFFAMINE ED-900」、「JEFFAMINE ED-2003」、「ELASTAMINE RT-1000」、「JEFFAMINE T-403」、「JEFFAMINE T-3000」、「JEFFAMINE T-5000」等を挙げることができる。
 上記スペーサーの分子量としては、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、500~6,000の範囲内であることが好ましく、800~5,000の範囲内であることがより好ましく、1,500~3,500の範囲内であることがさらに好ましい。
 上記スペーサーの官能基数としては、得られる塗料組成物の貯蔵安定性等の観点から、2~3個であることが好ましく、2個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中の一部のイソシアネート基と、スペーサーとを反応させることにより、スペーサーに由来する構造を含むポリイソシアネート化合物を形成することができる。この場合、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及耐ワキ性等の観点から、ポリイソシアネート化合物とスペーサーとの比率は、ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基1モルを基準として、スペーサー中の活性水素のモル数が0.03~0.6モルの範囲内にあることが好ましい。スペーサーに由来する構造を含むポリイソシアネート化合物をブロック化することにより、スペーサーに由来する構造を含むブロック化ポリイソシアネート化合物を形成することができる。
 上記ブロック化ポリイソシアネート化合物は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、重量平均分子量が20,000~200,000の範囲内であるブロック化ポリイソシアネート化合物を含むことが好ましい。
 硬化剤(B)としてブロック化ポリイソシアネート化合物(B3)を使用する場合、任意選択で硬化触媒として、有機金属化合物、酸化合物、塩基化合物等を使用することができる。
 本発明の塗料組成物において、上記硬化剤(B)の含有量は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、塗料組成物中の樹脂固形分量を基準として、5~55質量%の範囲内であることが好ましく、10~50質量%の範囲内であることがさらに好ましく、15~45質量%の範囲内であることが特に好ましい。
 セルロースナノクリスタル粒子(C)
 セルロースナノクリスタル粒子(C)は公知の方法によって得ることができる。例えば、セルロース原料を硫酸等の酸によって処理することによって非結晶部分を加水分解して取り除き、次いで、機械的解繊処理することによりセルロースナノクリスタル粒子(C)を得ることができる。
 セルロース原料としては、セルロースを含むものであれば特に限定されないが、例えば、各種木材パルプ、非木材パルプ、バクテリアセルロース、再生セルロース、古紙パルプ、コットン、バロニアセルロース、ホヤセルロース等が挙げられる。また、市販されている各種セルロース粉末、微結晶セルロース粉末等を使用してもよい。
 また、機械解繊処理についても特に限定されず、従来公知の方法、例えば、高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザー、ボールミル、ロールミル、カッターミル、遊星ミル、ジェットミル、アトライター、グラインダー、ジューサーミキサー、ホモミキサー、超音波ホモジナイザー、ナノジナイザー、水中対向衝突、1軸又は2軸押出機等の装置を用いた方法を用いることができる。
 また、上記セルロースナノクリスタル粒子(C)は、各種の化学変性がされたものを使用することができる。化学変性の種類としては、例えば、カルボキシメチル化、アシル化、リン酸化等のエステル化、カルボキシル化等の酸化、スルホン化、フッ素化、カチオン化、シランカップリング剤による処理等が挙げられる。
 なかでも、上記セルロースナノクリスタルが化学変性されたものである場合、得られる塗料組成物の貯蔵安定性等の観点から、化学変性の種類としてはスルホン化が好ましい。
 また、上記ナノセルロースナノクリスタル粒子(C)は、解繊処理した後に上記化学変性がされていてもよい。
 また、上記セルロースナノクリスタル粒子(C)は、中和剤で中和されていてもよい。該中和剤としては、例えば、前記水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11)の説明欄において記載した中和剤を使用することができる。
 また、上記セルロースナノクリスタル粒子(C)の比表面積は得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、320~500m/gの範囲内であることが好ましく、350~470m/gの範囲内であることがさらに好ましく、370~450m/gの範囲内であることが特に好ましい。
 本明細書において比表面積は、セルロースナノクリスタル粒子1g当たりの全表面積(m2/g)を意味するものであり、BET法により窒素ガスの吸着等温線を測定することにより、算出されるものである。
 上記セルロースナノクリスタル粒子(C)の数平均直径は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、1~5nmの範囲内であることが好ましい。
 また、前記セルロースナノクリスタル粒子(C)の数平均長さは、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、20~500nmの範囲内であることが好ましく、20~300nmの範囲内であることがさらに好ましく、25~250nmの範囲内であることが特に好ましく、30~150nmの範囲内であることが特に好ましい。
 上記数平均直径及び数平均繊維長は、例えば、セルロースナノクリスタル粒子(C)を水で希釈した試料を分散処理し、親水化処理済みのカーボン膜被覆グリッド上にキャストして、これを透過型電子顕微鏡(TEM)で観察した画像から測定及び算出される。具体的には、少なくとも100本のセルロースナノクリスタル粒子が観察されるように観察視野を調整し、ランダムに選んだ100本のセルロースナノクリスタル粒子の直径及び繊維長を計測し、数平均直径及び数平均繊維長を算出する。
 前記セルロースナノクリスタル粒子(C)の数平均長さの数平均直径に対する比(数平均長さ/数平均直径)は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、3以上50未満であることが好ましく、5以上50未満であることがさらに好ましく、10以上50未満であることが特に好ましい。
 前記セルロースナノクリスタル粒子(C)のゼータ電位は、-50~-1mVの範囲内であることが好ましく、-45~-10mVの範囲内であることがさらに好ましく、-42~-20mVの範囲内であることが特に好ましい。
 上記ゼータ電位は、電気泳動法により粒子の移動速度を測定し、Helmholtz-Smoluchowskiの下記式(1)により求められる。
 ゼータ電位(ζ)=ηV/εE・・・式(1)
〔η:粘度(ポイズ)、V:移動速度(cm/sec)、ε:誘電率、E:電場(V/cm)〕
 本明細書では、ゼータ電位は、セルロースナノクリスタル粒子に、脱イオン水を添加し、超音波振動器で1時間分散させ、動的光散乱測定法により測定された値を意味する。上記ゼータ電位の測定には、例えば、「ゼータサイザーナノ ZS」(商品名、マルバーン・パナリティカル社製)を用いることができる。
 また、上記セルロースナノクリスタル粒子(C)の市販品としては、例えば、「Celluforce NCC」(Celluforce社製、数平均直径が2.3~4.5nm、数平均長さが44~108nm、比表面積が400m/g、ゼータ電位が-37mVである、スルホン酸ナトリウム塩型ナノセルロースクリスタル)等が挙げられる。
 本発明において、上記セルロースナノクリスタル粒子(C)の含有量は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、塗料組成物中の樹脂固形分100質量部に対して、0.6~7質量部の範囲内であることが好ましく、1.0~5.0質量部の範囲内であることがさらに好ましく、1.5~4.5質量部の範囲内であることが特に好ましい。
 〔その他の成分〕
 本発明の塗料組成物は、さらに任意選択で、水酸基含有樹脂(A)及び硬化剤(B)以外の樹脂、顔料、有機溶剤、硬化触媒、分散剤、沈降防止剤、消泡剤、粘性調整剤、紫外線吸収剤、光安定剤、表面調整剤等を含有することができる。
 上記水酸基含有樹脂(A)及び硬化剤(B)以外の樹脂としては、例えば、水酸基を有しないアクリル樹脂、水酸基を有しないポリエステル樹脂、水酸基を有しないアクリル変性ポリエステル樹脂、水酸基を有しないアクリル変性ポリウレタン樹脂、水酸基を有しないポリウレタン樹脂、水酸基を有しないポリエーテル樹脂、水酸基を有しないポリカーボネート樹脂、水酸基を有しないエポキシ樹脂、水酸基を有しないアルキド樹脂、水酸基を有しないポリオレフィン樹脂等が挙げられる。なかでも、本発明の塗料組成物が、上記水酸基含有樹脂(A)及び硬化剤(B)以外の樹脂の少なくともその一種として、水酸基を含有しないポリウレタン樹脂を含有することが好ましい。
 本発明の塗料組成物が上記水酸基を含有しないポリウレタン樹脂を含有する場合、該水酸基を含有しないポリウレタン樹脂の含有量は得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、塗料組成物中の樹脂固形分量を基準として、3~60質量%の範囲内であることが好ましく、5~40質量%の範囲内であることがさらに好ましく、7~30質量%の範囲内であることが特に好ましい。
 上記顔料としては、例えば、着色顔料、体質顔料、光輝性顔料等を挙げることができる。該顔料は単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
 本発明の塗料組成物が、上記顔料を含有する場合、該顔料の配合量は、該塗料組成物中の樹脂固形分100質量部を基準として、1~200質量部の範囲内であることが好ましく、5~160質量部の範囲内であることがさらに好ましく、5~140質量部の範囲内であることが特に好ましい。
 上記着色顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、カーボンブラック、モリブデンレッド、プルシアンブルー、コバルトブルー、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリン系顔料、スレン系顔料、ペリレン系顔料、ジオキサジン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料等が挙げられ、なかでも、酸化チタン、カーボンブラックを好適に使用することができる。
 塗料組成物が、上記着色顔料を含有する場合、該着色顔料の配合量は該塗料組成物中の樹脂固形分100質量部を基準として、1~180質量部の範囲内であることが好ましく、5~150質量部の範囲内であることがさらに好ましく、15~130質量部の範囲内であることが特に好ましい。
 また、前記体質顔料としては、例えば、硫酸バリウム、タルク、クレー、カオリン、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナホワイト等が挙げられる。該体質顔料としては、塗料安定性及び平滑性等の観点から硫酸バリウム、タルクを好適に使用することができる。
 塗料組成物が、上記体質顔料を含有する場合、該体質顔料の配合量は該塗料組成物中の樹脂固形分100質量部を基準として、1~180質量部の範囲内であることが好ましく、5~140質量部の範囲内であることがさらに好ましく、10~120質量部の範囲内であることが特に好ましい。
 また、前記光輝性顔料としては、例えば、アルミニウム(蒸着アルミニウムも含む)、銅、亜鉛、真ちゅう、ニッケル、ガラスフレーク、酸化アルミニウム、雲母、酸化チタン及び/又は酸化鉄で被覆された酸化アルミニウム、酸化チタン及び/又は酸化鉄で被覆された雲母等が挙げられる。なかでもが好ましい。アルミニウム顔料には、ノンリーフィング型アルミニウム顔料、アルミニウム顔料を使用することとリーフィング型アルミニウム顔料があるが、いずれも使用することができる。
 上記光輝性顔料はりん片状であることが好ましい。また、該光輝性顔料としては、長手方向寸法が1~100μmの範囲内、特に5~40μmの範囲内、厚さが0.001~5μmの範囲内、特に0.01~2μmの範囲内にあるものが適している。
 塗料組成物が、上記光輝性顔料を含有する場合、該光輝性顔料の配合量は、該塗料組成物中の樹脂固形分100質量部を基準として、0.1~100質量部の範囲内であることが好ましく、1~50質量部の範囲内であることがさらに好ましく、3~25質量部の範囲内であることが特に好ましい。
 前記有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸メチル等のエステル系溶剤;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;テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン等のエーテル系溶剤;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、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3-メトキシブチルアセテート等のグリコールエーテル系溶剤;芳香族炭化水素系溶剤、脂肪族炭化水素系溶剤等が挙げられる。
 前記粘性調整剤としては、例えば、ケイ酸塩、金属ケイ酸塩、モンモリロナイト、コロイド状アルミナ等の無機系粘性調整剤;(メタ)アクリル酸と(メタ)アクリル酸エステルとの共重合体、ポリアクリル酸ソーダ等のポリアクリル酸系粘性調整剤;1分子中に親水性部分と疎水性部分を有し、水性媒体中において、該疎水性部分が塗料中の顔料及び/又はエマルション粒子の表面に吸着したり、該疎水性部分同士が会合したりすることにより効果的に増粘作用を示す会合型粘性調整剤;カゼイン、カゼイン酸ソーダ、カゼイン酸アンモニウム等のタンパク質系粘性調整剤;アルギン酸ソーダ等のアルギン酸系粘性調整剤;ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルベンジルエーテル共重合体等のポリビニル系粘性調整剤;プルロニック(登録商標)ポリエーテル、ポリエーテルジアルキルエステル、ポリエーテルジアルキルエーテル、ポリエーテルエポキシ変性物等のポリエーテル系粘性調整剤;ビニルメチルエーテル-無水マレイン酸共重合体の部分エステル等の無水マレイン酸共重合体系粘性調整剤;ポリアマイドアミン塩等のポリアマイド系粘性調整剤等が挙げられる。
 これらの粘性調整剤はそれぞれ単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
 上記増粘剤としては、特にポリアクリル酸系増粘剤及び/又は会合型増粘剤が好適である。
紫外線吸収剤としては、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を挙げることができる。
 光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系光安定剤を挙げることができる。
 〔塗料組成物〕
 本発明の塗料組成物は、温度25℃及び剪断速度1,500sec-1の条件下で測定した粘度(V)が10~70mPa・sの範囲内であり、かつ温度25℃及びせん断速度0.1sec-1の条件下で測定した粘度(V)が10,000~50,000mPa・sの範囲内である。上記温度25℃及び剪断速度1,500sec-1の条件下で測定した粘度(V)及び/又は温度25℃及びせん断速度0.1sec-1の条件下で測定した粘度(V)が上記範囲外であると、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び/又は耐ワキ性が低くなる。
 上記温度25℃及び剪断速度1,500sec-1の条件下で測定した粘度(V)及び温度25℃及びせん断速度0.1sec-1の条件下で測定した粘度(V)は、例えば、「HAAKE  RheoStress  RS150」(商品名、HAAKE社製)等の粘弾性測定装置を用いて測定することができる。
 また、本発明の塗料組成物の温度25度及び剪断速度1,500sec-1の条件下で測定した粘度(V)は、得られる塗料組成物の耐ワキ性等の観点から、20~65mPa・sの範囲内であることが好ましく、30~60mPa・sの範囲内であることがさらに好ましく、40~55mPa・sの範囲内であることが特に好ましい。
 また、本発明の塗料組成物の温度25℃及び剪断速度0.1sec-1の条件下で測定した粘度(V)は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性等の観点から、12,000~40,000mPa・sの範囲内であることが好ましく、15,000~35,000mPa・sの範囲内であることがさらに好ましく、20,000~30,000mPa・sの範囲内であることが特に好ましい。
 また、本発明の塗料組成物の塗料固形分濃度は、得られる塗料組成物の貯蔵安定性及び耐ワキ性等の観点から、10~45質量%の範囲内であることが好ましく、15~40質量%の範囲内であることがさらに好ましく、17~30質量%の範囲内であることがさらに特に好ましい。
 本発明の塗料組成物は、水酸基含有樹脂(A)、硬化剤(B)、セルロースナノクリスタル粒子(C)及び任意選択で他の成分を、通常の塗料化手段により、溶媒中に混合することにより調製することができる。上記溶媒としては、例えば、有機溶剤、水等を使用することができる。
 上記塗料固形分濃度は、例えば、前記溶媒の量を調整することによって、調整することができる。
 なかでも、本発明の塗料組成物は、貯蔵安定性等の観点から、溶媒として水を含有することが好ましい。
 本発明の塗料組成物が上記水を含有する場合、得られる塗料組成物の貯蔵安定性等の観点から、水の含有量は、塗料組成物の総量を基準として、30~80質量%の範囲内であることが好ましく、40~75質量%の範囲内であることがさらに好ましく、50~70質量%の範囲内であることがさらに特に好ましい。
 塗料組成物は、一液型塗料又は多液型塗料のいずれであっても良いが、塗料の混合工程が無く生産性に優れる、塗装機械のメンテナンスの簡略化ができる等の観点から、一液型塗料であることが好ましい。
 塗料組成物は、それ自体既知の方法、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により被塗物に塗装することができ、塗装の際、静電印加を行ってもよい。これらの内、エアスプレー塗装、回転霧化塗装が好ましい。また、かかる塗装方法は、所望の膜厚が得られるまで、1回ないし数回に分けて行うことができる。
 塗料組成物の塗布量は、硬化膜厚として、通常、5~40μmとなる塗布量であり、7~35μmとなる塗布量であることが好ましく、10~30μmとなる塗布量であることがさらに好ましい。
 〔複層塗膜形成方法〕
 本発明の塗料組成物は、ベースコート塗膜及びクリヤーコート塗膜からなる複層塗膜を、2コート1ベーク方式で前述の被塗物に形成する場合に、該ベースコート塗膜形成用として用いることができる。この場合の塗膜形成方法は、下記方法Iに従って、行うことができる。
 <方法I>
工程(I-1):被塗物に、ベースコート塗料組成物(Y)を塗装して未硬化のベースコート塗膜を形成する工程、
工程(I-2):前記未硬化のベースコート塗膜上に、クリヤーコート塗料組成物(Z)を塗装して未硬化のクリヤーコート塗膜を形成する工程、並びに
工程(I-3):前記未硬化のベースコート塗膜及び前記未硬化のクリヤーコート塗膜を加熱して、両塗膜を同時に硬化させる工程、を含む複層塗膜形成方法であって、該ベースコート塗料組成物(Y)が本発明の塗料組成物である複層塗膜形成方法。
 上記方法Iにおける被塗物は、下塗り塗膜が形成された自動車車体又は該下塗り塗膜上に着色塗膜が形成された自動車車体が好ましい。該下塗り塗膜は電着塗料によって形成されることが好ましく、カチオン電着塗料によって形成されることがさらに好ましい。また、上記未硬化の塗膜には、指触乾燥状態の塗膜及び半硬化乾燥状態の塗膜が含まれる。
 本発明の塗料組成物を、方法Iの2コート1ベーク方式で塗装する場合、その塗装膜厚は、硬化膜厚として、0.5~50μmの範囲内であることが好ましく、2~40μmの範囲内であることがさらに好ましく、5~30μmの範囲内であることが特に好ましく、8~27μmの範囲内であることがさらに特に好ましい。
 また、上記未硬化のベースコート塗膜は、通常1種類のベースコート塗料組成物を使用して形成するが、2種以上のベースコート塗料組成物を使用して形成することもできる。
 なお、2種以上のベースコート塗料組成物を使用する場合は、2種のベースコート塗料組成物を使用することが好ましい。
 具体的には、例えば、本発明の塗料組成物を用いてもよい第1ベースコート塗料を被塗物に塗装して第1ベースコート塗膜を形成した後、該第1ベースコート塗膜上に本発明の塗料組成物を用いた第2ベースコート塗料を塗装して第2ベースコート塗膜を形成することができる。
 この場合、形成される塗膜の耐ワキ性等の観点から、上記第1ベースコート塗膜は、硬化膜厚として、5~15μmの範囲内であることが好ましく、7~13μmの範囲内であることがさらに好ましく、また、上記第2ベースコート塗膜は、硬化膜厚として、0.5~8μmの範囲内であることが好ましく、1~8μmの範囲内であることがさらに好ましく、2~8μmの範囲内であることが特に好ましい。
 また、上記クリヤーコート塗料組成物(Z)の塗装膜厚は、硬化膜厚として、10~80μmの範囲内であることが好ましく、15~60μmの範囲内であることがさらに好ましい。
 また、方法Iにおいて、本発明の塗料組成物の塗装後は、ワキ等の塗膜欠陥の発生を防止する観点から、塗膜が実質的に硬化しない加熱条件でプレヒート、エアブロー等を行うことが好ましい。プレヒートの温度は、40~100℃の範囲内であることが好ましく、50~90℃の範囲内であることがさらに好ましく、60~80℃の範囲内であることが特に好ましい。プレヒートの時間は、30秒間~15分間の範囲内であることが好ましく、1~10分間の範囲内であることがさらに好ましく、2~5分間の範囲内であることが特に好ましい。また、上記エアブローは、例えば、被塗物の塗装面に、常温又は25℃~80℃の温度に加熱された空気を、30秒間~15分間吹き付けることにより行うことができる。また、上記クリヤーコート塗料組成物(Y)の塗装後は、任意選択で、室温で1~60分間のインターバルをおいたり、40~80℃で1~60分間プレヒートしたりすることができる。
 塗膜の硬化は、前述の公知の加熱手段により行うことができる。加熱温度は、60~180℃の範囲内であることが好ましく、65~170℃の範囲内であることがさらに好ましく、70~160℃の範囲内であることが特に好ましい。また、加熱時間は、10~60分間の範囲内であることが好ましく、20~40分間の範囲内であることがさらに好ましい。この加熱により、ベースコート塗膜及びクリヤーコート塗膜の両塗膜を同時に硬化させることできる。
 また、本発明の塗料組成物は、着色塗膜、ベースコート塗膜及びクリヤーコート塗膜からなる複層塗膜を、3コート1ベーク方式で自動車車体等の被塗物に形成する場合に、該ベースコート形成用として、好適に用いることができる。この場合の塗膜形成方法は、下記方法IIに従って、行うことができる。
 <方法II>
工程(II-1):被塗物に、着色塗料組成物(X)を塗装して未硬化の着色塗膜を形成する工程、
工程(II-2):前記未硬化の着色塗膜上に、ベースコート塗料組成物(Y)を塗装して未硬化のベースコート塗膜を形成する工程、
工程(II-3):前記未硬化のベースコート塗膜上に、クリヤーコート塗料組成物(Z)を塗装して未硬化のクリヤーコート塗膜を形成する工程、並びに
工程(II-4):前記未硬化の着色塗膜、未硬化のベースコート塗膜及び未硬化のクリヤーコート塗膜を加熱して、同時に硬化させる工程、を含む複層塗膜形成方法であって、該ベースコート塗料組成物(Y)が本発明の塗料組成物である複層塗膜形成方法。
 上記方法IIは、未硬化の着色塗膜上に、前記方法Iの塗膜形成方法を行うものである。方法IIにおける被塗物としては、下塗り塗膜を形成した自動車車体等が好ましい。上記下塗り塗膜は電着塗料によって形成されることが好ましく、カチオン電着塗料によって形成されることがさらに好ましい。
 方法IIにおいて、着色塗料組成物の塗装膜厚は、硬化膜厚で10~60μmの範囲内であることが好ましく、20~40μmの範囲内であることがさらに好ましい。また、本発明の塗料組成物の塗装膜厚は、硬化膜厚として、0.5~50μmの範囲内であることが好ましく、2~40μmの範囲内であることがさらに好ましく、5~30μmの範囲内であることが特に好ましく、8~27μmの範囲内であることがさらに特に好ましい。また、クリヤーコート塗料組成物(Z)の塗装膜厚は、硬化膜厚で10~80μmの範囲内であることが好ましく、15~60μmの範囲内であることがさらに好ましい。
 また、方法IIにおいて、上記着色塗料組成物(X)の塗装後に、プレヒートを行うことが好ましい。プレヒートの温度は、40~100℃の範囲内であることが好ましく、50~90℃の範囲内であることがさらに好ましく、60~80℃の範囲内であることが特に好ましい。プレヒートの時間は、30秒間~15分間の範囲内であることが好ましく、1~10分間の範囲内であることがさらに好ましく、2~5分間の範囲内であることが特に好ましい。
 また、本発明の塗料組成物の塗装後に、プレヒートを行うことが好ましい。プレヒートの温度は、40~100℃の範囲内であることが好ましく、50~90℃の範囲内であることがさらに好ましく、60~80℃の範囲内であることが特に好ましい。プレヒートの時間は、30秒間~15分間の範囲内であることが好ましく、1~10分間の範囲内であることがさらに好ましく、2~5分間の範囲内であることが特に好ましい。
 また、方法IIにおいても、上記未硬化のベースコート塗膜は、通常1種類のベースコート塗料組成物を使用して形成するが、2種以上のベースコート塗料組成物を使用して形成することもできる。その場合、少なくとも最上層のベースコート塗膜を形成するベースコート塗料組成物として本発明の塗料組成物を使用することができる。
 なお、2種以上のベースコート塗料組成物を使用する場合は、2種のベースコート塗料組成物を使用することが好ましい。
 上記クリヤーコート塗料組成物(Z)の塗装後は、任意選択で、室温で1~60分間のインターバルをおいたり、40~80℃で1~60分間プレヒートしたりすることができる。
 未硬化の着色塗膜、未硬化のベースコート塗膜及び未硬化のクリヤーコート塗膜の3層塗膜の硬化は、前述の公知の加熱手段により行うことができる。加熱温度は、60~180℃の範囲内であることが好ましく、65~170℃の範囲内であることがさらに好ましく、70~160℃の範囲内であることが特に好ましい。また、加熱時間は、10~60分間の範囲内であることが好ましく、20~40分間の範囲内であることが特に好ましい。この加熱により、着色塗膜、ベースコート塗膜及びクリヤーコート塗膜の三層塗膜を同時に硬化させることできる。
 上記方法I及びIIで用いられるクリヤーコート塗料組成物(Z)としては、自動車車体等の塗装用として公知の熱硬化性クリヤーコート塗料組成物をいずれも使用できる。例えば、架橋性官能基を有する基体樹脂、架橋剤を含有する有機溶剤型熱硬化性塗料組成物、水性熱硬化性塗料組成物、粉体熱硬化性塗料組成物等を挙げることができる。
 上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、エポキシ基、シラノール基等を挙げることができる。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、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等を挙げることができる。架橋剤としては、例えば、ポリイソシアネート化合物、ブロック化ポリイソシアネート化合物、メラミン樹脂、尿素樹脂、カルボキシル基含有化合物、カルボキシル基含有樹脂、エポキシ基含有樹脂、エポキシ基含有化合物等を挙げることができる。
 また、上記クリヤーコート塗料としては、一液型塗料であってもよいし、二液型ウレタン樹脂塗料等の多液型塗料であってもよい。
 また、上記クリヤーコート塗料組成物(Z)には、任意選択で、透明性を阻害しない程度に着色顔料、光輝性顔料、染料等を含有させることができ、さらに、体質顔料、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、粘性調整剤、防錆剤、表面調整剤等を適宜含有せしめることができる。
 クリヤーコート塗料組成物(Z)の基体樹脂/架橋剤の組み合わせとしては、カルボキシル基含有樹脂/エポキシ基含有樹脂、水酸基含有樹脂/ポリイソシアネート化合物、水酸基含有樹脂/ブロック化ポリイソシアネート化合物、水酸基含有樹脂/メラミン樹脂等が好ましい。なかでも、形成される塗膜の粒子感の観点から、水酸基含有樹脂/ポリイソシアネート化合物の組み合わせが好ましい。
 上記方法IIで用いられる着色塗料組成物としては、公知の熱硬化性着色塗料組成物をいずれも使用できる。例えば、架橋性官能基を有する基体樹脂、架橋剤、着色顔料及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、エポキシ基等を挙げることができる。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、ウレタン樹脂等を挙げることができる。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、ブロック化ポリイソシアネート化合物等を挙げることができる。
 着色塗料組成物としては、有機溶剤型塗料組成物、塗料組成物、粉体塗料組成物のいずれを用いてもよい。これらのうち、塗料組成物を用いるのが好ましい。
 上記方法I及びIIにおいて塗装は、公知の方法、例えば、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装、回転霧化塗装等の方法によって塗装することができる。
 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るものではない。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ものである。
 水酸基含有アクリル樹脂(A1)の製造
 製造例1
 温度計、サーモスタット、撹拌器、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、脱イオン水130部及び「アクアロンKH-10」(商品名、第一工業製薬株式会社製、乳化剤、有効成分97%)0.52部を仕込み、窒素気流中で撹拌混合し、80℃に昇温した。
 次いで下記のモノマー乳化物(1)1.72部及び6%過硫酸アンモニウム水溶液5.3部を反応容器内に導入し、80℃で15分間保持した。その後、残りのモノマー乳化物(1)を3時間かけて、同温度に保持した反応容器内に滴下し、滴下終了後1時間熟成を行なった。その後、下記のモノマー乳化物(2)を1時間かけて滴下し、1時間熟成した後、5%N-メチルモルホリン水溶液20部を反応容器に徐々に加えながら30℃まで冷却し、100メッシュのナイロンクロスで濾過しながら排出し、固形分濃度30%の水酸基含有アクリル樹脂(A1-1)水分散液を得た。得られた水酸基含有アクリル樹脂(A1-1)は、酸価が16mgKOH/g、水酸基価が66mgKOH/g、ガラス転移温度が21℃であった。上記水酸基含有アクリル樹脂(A1-1)は、前記コア/シェル型複層構造を有する水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11)に該当する。
 モノマー乳化物(1): 脱イオン水42部、「アクアロンKH-10」0.72部、メチレンビスアクリルアミド2部、スチレン5部、メチルメタクリレート15部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート5部及びn-ブチルアクリレート23部を混合攪拌して、モノマー乳化物(1)を得た。
 モノマー乳化物(2): 脱イオン水42部、「アクアロンKH-10」0.72部、過硫酸アンモニウム0.05部、メタクリル酸2.5部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート10部、スチレン5部、メチルメタクリレート12.5部、n-ブチルアクリレート10部及びn-ブチルメタクリレート10部を混合攪拌して、モノマー乳化物(2)を得た。
 製造例2
 温度計、サーモスタット、撹拌器、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、脱イオン水130部及び「アクアロンKH-10」(商品名、第一工業製薬株式会社製、乳化剤、有効成分97%)0.52部を仕込み、窒素気流中で撹拌混合し、80℃に昇温した。
 次いで下記のモノマー乳化物(1)1.72部及び6%過硫酸アンモニウム水溶液5.3部を反応容器内に導入し、80℃で15分間保持した。その後、モノマー乳化物(1)35.4部を1時間かけて、同温度に保持した反応容器内に滴下し、滴下終了後すぐに残りのモノマー乳化物(1)55.6部を反応容器内に滴下し始めた。それと同時に、モノマー乳化物(2)55.6部を、モノマー乳化物(1)に対して滴下を行い、2時間かけて、モノマー乳化物(1)及びモノマー乳化物(2)の滴下を終了した。その後、残りのモノマー乳化物(2)37.17部を反応容器内に1時間かけて滴下し、1時間熟成した後、5%N-メチルモルホリン水溶液20部を反応容器に徐々に加えながら30℃まで冷却し、次いで100メッシュのナイロンクロスで濾過しながら排出して、固形分濃度30%の水酸基含有アクリル樹脂(A1-2)水分散液を得た。得られた水酸基含有アクリル樹脂(A1-2)は、酸価が16mgKOH/g、水酸基価が66mgKOH/g、ガラス転移温度が21℃であった。上記水酸基含有アクリル樹脂(A1-2)は、前記グラジエントポリマー層を含む水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11’)に該当する。
 モノマー乳化物(1): 脱イオン水42部、「アクアロンKH-10」0.72部、メチレンビスアクリルアミド2部、スチレン5部、メチルメタクリレート15部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート5部及びn-ブチルアクリレート23部を混合攪拌して、モノマー乳化物(1)を得た。
 モノマー乳化物(2): 脱イオン水42部、「アクアロンKH-10」0.72部、過硫酸アンモニウム0.05部、メタクリル酸2.5部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート10部、スチレン5部、メチルメタクリレート12.5部、n-ブチルアクリレート10部及びn-ブチルメタクリレート10部を混合攪拌して、モノマー乳化物(2)を得た。
 製造例3
 温度計、サーモスタット、撹拌器、還流冷却器及び滴下装置を備えた反応容器に、メトキシプロパノール27.5部及びイソブタノール27.5部の混合溶剤を入れ、110℃に加熱した。次いで、スチレン25部、n-ブチルメタクリレート27.5部、「イソステアリルアクリレート」(商品名、大阪有機化学工業株式会社製、分岐高級アルキルアクリレート)20部、4-ヒドロキシブチルアクリレート7.5部、下記リン酸基含有重合性モノマー15部、2-メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート12.5部、イソブタノール10部及びt-ブチルパーオキシオクタノエート4部からなる混合物121.5部を、4時間かけて上記混合溶剤に加え、さらにt-ブチルパーオキシオクタノエート0.5部とイソプロパノール20部からなる混合物を1時間滴下した。その後、1時間攪拌熟成して固形分濃度50%の水酸基及びリン酸基含有アクリル樹脂(A1-3)溶液を得た。本樹脂のリン酸基による酸価は83mgKOH/g、水酸基価は29mgKOH/g、重量平均分子量は10,000であった。
 リン酸基含有重合性モノマー:温度計、サーモスタット、撹拌器、還流冷却器及び滴下装置を備えた反応容器に、モノブチルリン酸57.5部及びイソブタノール41部を入れ、90℃に昇温した、次いで、グリシジルメタクリレート42.5部を2時間かけて滴下した後、さらに1時間攪拌熟成した。その後、イソプロパノ-ル59部を加えて、固形分濃度50%のリン酸基含有重合性モノマー溶液を得た。得られたモノマーのリン酸基による酸価は285mgKOH/gであった。
 水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)の製造
 製造例4
 温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器及び水分離器を備えた反応容器に、トリメチロールプロパン174部、ネオペンチルグリコール327部、アジピン酸352部、イソフタル酸109部及び1,2-シクロヘキサンジカルボン酸無水物101部を仕込み、160℃から230℃まで3時間かけて昇温させた後、生成した縮合水を水分離器により留去させながら230℃で保持し、酸価が3mgKOH/g以下となるまで反応させた。この反応生成物に、無水トリメリット酸59部を添加し、170℃で30分間付加反応を行った後、50℃以下に冷却し、N-メチルモルホリンを酸基に対して当量添加し中和してから、脱イオン水を徐々に添加することにより、固形分濃度45%、pH7.2の水酸基含有ポリエステル樹脂(A2-1)溶液を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂は、水酸基価が128mgKOH/g、酸価が35mgKOH/g、重量平均分子量が13,000であった。
 水酸基含有ポリウレタン樹脂(A3)の製造
 製造例5
 温度計、撹拌機及び還流コンデンサーを備えた反応槽に、「PTMG1000」(商品名、三菱ケミカル株式会社製、数平均分子量が1000であるポリテトラメチレンエーテルグリコール)316.0部、2,2-ジメチロールプロピオン酸17.0部、トリメチロールプロパン21.9部、イソホロンジイソシアネート113.0部、「ネオスタン U-600」(商品名、日東化成株式会社製、ビスマス系触媒)0.19部及びメチルエチルケトン235.0部を仕込み、反応系を窒素ガスで置換した後、撹拌下80℃で反応させ遊離イソシアネート基含有量3.2%のNCO末端ウレタンプレポリマーを得た。得られた該メチルエチルケトン溶液を40℃に冷却し、N-メチルモルホリン13.8部を含む脱イオン水764.5gを加えて乳化した後、これに5%N-(2-ヒドロキシエチル)エチレンジアミン水溶液96.4部を添加し、120分間撹拌後、メチルエチルケトンを減圧加熱下に留去し、脱イオン水で濃度調整して、固形分濃度35%、酸価15mgKOH/g、水酸基価12mgKOH/g、平均粒子径120nm、ガラス転移温度-7℃の水酸基含有ポリウレタン樹脂(A3-1)分散液を得た。
 水酸基を含有しないポリウレタン樹脂(U)の製造
 製造例6
 温度計、撹拌機及び還流コンデンサーを備えた反応槽に、「PTMG1000」(商品名、三菱ケミカル株式会社製、数平均分子量が1000であるポリテトラメチレンエーテルグリコール)211.9部、2,2-ジメチロールプロピオン酸11.5部、トリメチロールプロパン6.9部、イソホロンジイソシアネート112.2部及びメチルエチルケトン298.5部を仕込み、反応系を窒素ガスで置換した後、撹拌下80℃で反応させて、遊離イソシアネート基含有量3.2%のNCO末端ウレタンプレポリマーを得た。得られた該メチルエチルケトン溶液を40℃に冷却し、N-エチルモルホリン9.8部を含む脱イオン水493.2gを加えて乳化した後、これに5%エチレンジアミン水溶液159.2部を添加し、60分間撹拌後、メチルエチルケトンを減圧加熱下に留去し、脱イオン水で濃度調整して、固形分35%、酸価14mgKOH/g、平均粒子径120nmの水酸基を含有しないポリウレタン樹脂(U-1)分散液を得た。
 ブロック化ポリイソシアネート化合物(B3)の製造
 製造例7
 温度計、サーモスタット、攪拌装置、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、「スミジュールN-3300」(商品名、住化バイエルウレタン株式会社製、ヘキサメチレンジイソシアネート由来のイソシアヌレート構造含有ポリイソシアネート、固形分濃度100%、イソシアネート基含有率21.8%)1650部、「PTMG2000」(商品名、三菱ケミカル株式会社製、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、平均分子量2,000、固形分濃度100%)1100部及び2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール0.9部を仕込み、よく混合して、窒素気流下で、130℃で3時間加熱した。次いで、酢酸エチル1200部及びマロン酸ジイソプロピル1200部を仕込み、窒素気流下で攪拌しながら、ナトリウムメトキシドの28%メタノール溶液14部を加え、65℃で8時間攪拌した。次いで、最終固形分濃度が70%となるよう酢酸エチルで希釈して、固形分濃度70%、重量平均分子量40,000のブロック化ポリイソシアネート化合物(B3-1)を得た。
 顔料分散液の製造
 製造例8
 撹拌混合容器内において、「アルペースト 6360NS」(商品名、東洋アルミニウム株式会社製、アルミニウム顔料ペースト、アルミニウム含有量70%)21.4部(固形分15部)、製造例3で得た水酸基及びリン酸基を有するアクリル樹脂(A1-3)溶液10部(固形分5部)及びエチレングルコールモノブチルエーテル35部を均一に混合して、顔料分散液(P-1)を得た。
 製造例9
 撹拌混合容器内において、「アルペースト 6360NS」(商品名、東洋アルミニウム株式会社製、アルミニウム顔料ペースト、アルミニウム含有量70%)21.4部(固形分15部)、製造例3で得た水酸基及びリン酸基を有するアクリル樹脂(A1-3)溶液10部(固形分5部)及び2-エチルヘキサノール35部を均一に混合して、顔料分散液(P-2)を得た。
 製造例10
 製造例4で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A2-1)55.6部(固形分25部)、「JR-806」(商品名、テイカ株式会社製、ルチル型二酸化チタン)120部及び脱イオン水10部を混合し、2-(ジメチルアミノ)エタノールでpH8.0に調整した。次いで、得られた混合液を広口ガラスビン中に入れ、分散メジアとして直径約1.3mmφのガラスビーズを加えて密封し、ペイントシェイカーにて30分間分散して、顔料分散液(P-3)を得た。
 セルロースナノクリスタル粒子(C)水分散液の製造
 製造例11
 マグネチックスターラーで攪拌した脱イオン水に対し、固形分濃度4%となるように「Celluforce NCC」(商品名、Celluforce社製、数平均直径が2.3~4.5nm、数平均長さが44~108nm、比表面積が400m/g、ゼータ電位が-37mVである、スルホン酸ナトリウム塩型ナノセルロースクリスタル、固形分濃度100%)を徐々に添加後、2時間攪拌を継続することで、セルロースナノクリスタル粒子(C-1)水分散液を得た。
 塗料組成物の調整
 実施例1
 撹拌混合容器に、製造例8で得た顔料分散液(P-1)66.4部(固形分20.0部)、エチレングリコールモノブチルエーテル5.0部、製造例1で得水酸基含有アクリル樹脂(A1-1)水分散液133.3部(固形分40.0部)、製造例4で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A2-1)55.6部(固形分25部)、製造例6で得た水酸基を含有しないポリウレタン樹脂(U-1)28.6部(固形分10部)、「サイメル325」(商品名、オルネクスジャパン株式会社製、メチル/ブチル混合エーテル化メラミン樹脂、固形分濃度80%)6.25部(固形分5.0部)及び「バイヒジュールVPLS2310」(商品名、住化バイエルウレタン株式会社製、ブロック化ポリイソシアネート化合物、固形分濃度38%)39.5部(固形分15.0部)を均一に混合し、更に、製造例11で得たセルロースナノクリスタル粒子(C-1)水分散液75.0部(固形分3.0部)、2-(ジメチルアミノ)エタノール及び脱イオン水を加えてpH8.0、塗料固形分濃度25%の塗料組成物No.1を得た。
 実施例2~15、比較例1~6
 実施例1において、配合組成を下記表1に示すものとする以外は、実施例1と同様にして、塗料組成物No.2~No.21を得た。
 表1において、有機溶剤は添加量が記載され、有機溶剤以外は、固形分が記載されている。また、表1に記載の各成分は以下の通りである。
(注1)「レオクリスタ I-2SX」:商品名、第一工業製薬株式会社製、セルロースナノファイバー、粘性調整剤、
(注2)「プライマル ASE-60」:商品名、ダウケミカル株式会社製、ポリアクリル酸系粘性調整剤、
(注3)「UH-752」:商品名、株式会社ADEKA製、ウレタン会合型粘性調整剤。
 上記実施例1~15及び比較例1~6で得られた塗料組成物No.1~No.21を使用して、下記の試験方法により評価を行った。評価結果を下記表1に示す。
 試験方法
 貯蔵安定性
 上記実施例及び比較例で得られた各塗料組成物について、下記試験方法に従って、貯蔵安定性試験を行った。
上記各塗料組成物を容量が約1Lのガラス瓶に800g入れ、40℃の恒温室中で10日間貯蔵した。その後、室温に戻し、容器の中の状態を目視にて観察し、以下の基準で貯蔵安定性の評価を行った。A及びBが合格である。結果を表1に示す。
A:沈降物の発生及び粘度変化が全く認められない。
B:沈降物の発生及び/又は粘度変化が僅かに認められるが撹拌により元に戻る。
C:沈降物の発生及び/又は粘度変化が認められる。
D:沈降物の著しい発生及び/又は著しい粘度変化が認められる。
 80℃加熱硬化条件での耐ワキ性
 11cm×45cmの大きさとしたリン酸亜鉛化成処理を施した冷延鋼板に、「エレクロンGT-10」(商品名、関西ペイント株式会社製、カチオン電着塗料)を硬化膜厚20μmとなるように電着塗装し、170℃で30分間加熱して硬化させて電着塗装鋼板を得た。次いで、得られた電着塗装鋼板の長尺側の端部から3cmの部分に、直径5mmのポンチ孔を、2cm間隔で21個一列状に設けた。次いで、ポンチ孔を設けた電着塗装鋼板上に着色塗料組成物(商品名「WP-505T」、関西ペイント株式会社製、ポリエステル樹脂・アミノ樹脂系水性塗料組成物)を膜厚20μmになるように塗装し、2分間放置後、90℃で3分間プレヒートを行なって、未硬化の着色塗膜を得た。次いで、該未硬化の着色塗膜上に、上記実施例及び比較例で得られた各塗料組成物を、27℃、相対湿度50%の条件下で回転霧化型の静電塗装機を用いて、長尺方向にほぼ10μm~50μmの膜厚が得られるように膜厚勾配をつけて塗装し、3分間放置後、90℃で3分間プレヒートを行なって、未硬化のベースコート塗膜を得た。次いで、該未硬化のベースコート塗膜上に、「KINO6510」(商品名、関西ペイント株式会社製、アクリル樹脂・ポリイソシアネート化合物系溶剤型上塗りクリヤーコート塗料)を硬化膜厚35μmとなるように静電塗装して、未硬化のクリヤーコート塗膜を得た。次いで、7分間放置した後、80℃で30分間加熱して、上記未硬化の着色塗膜、未硬化のベースコート塗膜及び未硬化のクリヤーコート塗膜からなる複層塗膜を硬化させることにより各耐ワキ性評価用塗装板を作製した。
得られた各ワキ性評価用塗装板のワキが観察される位置を調べ、該位置の膜厚[ワキ限界膜厚(μm)]を測定し、以下の基準で耐ワキ性の評価を行なった。ワキ限界膜厚が大きいほど耐ワキ性は良好であり、A及びBが合格である。結果を表1に示す。
A:ワキ限界膜厚が35μm以上。
B:ワキ限界膜厚が30μm以上35μm未満。
D:ワキ限界膜厚が30μm未満。
 140℃加熱硬化条件での耐ワキ性
 11cm×45cmの大きさとしたリン酸亜鉛化成処理を施した冷延鋼板に、「エレクロンGT-10」(商品名、関西ペイント株式会社製、カチオン電着塗料)を硬化膜厚20μmとなるように電着塗装し、170℃で30分間加熱して硬化させて電着塗装鋼板を得た。次いで、得られた電着塗装鋼板の長尺側の端部から3cmの部分に、直径5mmのポンチ孔を、2cm間隔で21個一列状に設けた。次いで、ポンチ孔を設けた電着塗装鋼板上に着色塗料組成物(商品名「WP-505T」、関西ペイント株式会社製、ポリエステル樹脂・アミノ樹脂系水性塗料組成物)を膜厚20μmになるように塗装し、2分間放置後、80℃で3分間プレヒートを行なって、未硬化の着色塗膜を得た。次いで、該未硬化の着色塗膜上に、上記実施例及び比較例で得られた各塗料組成物を、27℃、相対湿度50%の条件下で回転霧化型の静電塗装機を用いて、長尺方向にほぼ10μm~50μmの膜厚が得られるように膜厚勾配をつけて塗装し、3分間放置後、90℃で3分間プレヒートを行なって、未硬化のベースコート塗膜を得た。次いで、該未硬化のベースコート塗膜上に、「KINO6510」(商品名、関西ペイント株式会社製、アクリル樹脂・ポリイソシアネート化合物系溶剤型上塗りクリヤーコート塗料)を硬化膜厚35μmとなるように静電塗装して、未硬化のクリヤーコート塗膜を得た。次いで、7分間放置した後、140℃で30分間加熱して、上記未硬化の着色塗膜、未硬化のベースコート塗膜及び未硬化のクリヤーコート塗膜からなる複層塗膜を硬化させることにより各耐ワキ性評価用塗装板を作製した。
 得られた各ワキ性評価用塗装板のワキが観察される位置を調べ、該位置の膜厚[ワキ限界膜厚(μm)]を測定し、以下の基準で耐ワキ性の評価を行なった。ワキ限界膜厚が大きいほど耐ワキ性は良好であり、A及びBが合格である。結果を表1に示す。
A:ワキ限界膜厚が35μm以上。
B:ワキ限界膜厚が30μm以上35μm未満。
D:ワキ限界膜厚が30μm未満。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003

Claims (11)

  1.  水酸基含有樹脂(A)、硬化剤(B)及びセルロースナノクリスタル粒子(C)を含む塗料組成物であって、温度25℃及びせん断速度1,500sec-1の条件下で測定した粘度(V)が10~70mPa・sの範囲内であり、かつ温度25℃及びせん断速度0.1sec-1の条件下で測定した粘度(V)が10,000~50,000mPa・sの範囲内である、塗料組成物。
  2.  前記セルロースナノクリスタル粒子(C)がスルホン酸基を有する、請求項1に記載の塗料組成物。
  3.  前記セルロースナノクリスタル粒子(C)の数平均直径が1~5nmの範囲内であり、かつ比表面積が320~500m/gの範囲内である、請求項1又は2に記載の塗料組成物。
  4.  前記セルロースナノクリスタル粒子(C)の数平均長さが20~500nmの範囲内である、請求項1~3のいずれか1項に記載の塗料組成物。
  5.  前記セルロースナノクリスタル粒子(C)のゼータ電位が-50~-1mVの範囲内である、請求項1~4のいずれか1項に記載の塗料組成物。
  6.  さらに水を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の塗料組成物。
  7.  前記水の含有量が、塗料組成物の総量を基準として、30~80質量%の範囲内である、請求項6に記載の塗料組成物。
  8.  前記水酸基含有樹脂(A)が、重合性不飽和基を1分子中に少なくとも2個有する重合性不飽和モノマー(c)及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー(d)を共重合することにより得られる共重合体(I)のコアと、水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)及び水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)以外の重合性不飽和モノマー(b)を共重合することにより得られる共重合体(II)のシェルを構成成分とするコア/シェル型複層構造を有する水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A11)を含む、請求項6又は7に記載の塗料組成物。
  9.  塗料固形分濃度が10~45質量%の範囲内である、請求項1~8のいずれか1項に記載の塗料組成物。
  10.  工程(I-1):被塗物に、ベースコート塗料組成物(Y)を塗装して未硬化のベースコート塗膜を形成する工程、
     工程(I-2):前記未硬化のベースコート塗膜上にクリヤーコート塗料組成物(Z)を塗装して未硬化のクリヤーコート塗膜を形成する工程、並びに
     工程(I-3):前記未硬化のベースコート塗膜及び前記未硬化のクリヤーコート塗膜を加熱して、両塗膜を同時に硬化させる工程を含む複層塗膜形成方法であって、
     前記ベースコート塗料組成物(Y)が請求項1~9のいずれか1項に記載の塗料組成物である複層塗膜形成方法。
  11.  工程(II-1):被塗物に、着色塗料組成物(X)を塗装して未硬化の着色塗膜を形成する工程、
     工程(II-2):前記未硬化の着色塗膜上に、ベースコート塗料組成物(Y)を塗装して未硬化のベースコート塗膜を形成する工程、
     工程(II-3):前記未硬化のベースコート塗膜上に、クリヤーコート塗料組成物(Z)を塗装して未硬化のクリヤーコート塗膜を形成する工程、並びに
     工程(II-4):前記未硬化の着色塗膜、前記未硬化のベースコート塗膜及び前記未硬化のクリヤーコート塗膜を加熱して、同時に硬化させる工程を含む複層塗膜形成方法であって、
     前記ベースコート塗料組成物(Y)が請求項1~9のいずれか1項に記載の塗料組成物である複層塗膜形成方法。
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