WO2023181492A1 - 水性塗料組成物及び複層塗膜形成方法 - Google Patents

水性塗料組成物及び複層塗膜形成方法 Download PDF

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WO2023181492A1
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和也 渡辺
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    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/65Additives macromolecular

Definitions

  • the present invention relates to an aqueous coating composition and a method for forming a multilayer coating film.
  • the outer panel of an automobile body is usually coated with a multilayer coating film formed from an undercoat, an intermediate coat, and a top coat of cationic electrodeposition paint for the purpose of corrosion protection and aesthetic appearance.
  • a paint color with a metallic tone is one of the paint colors that is highly requested by users.
  • a metallic tone is a brightness when viewed perpendicular to the painted plate (highlight) and dark when viewed from diagonally above the painted plate (shade), i.e. the brightness of the highlight and shade areas.
  • the texture is characterized by a large difference.
  • a large brightness difference between the highlight area and the shade area is said to indicate a high flip-flop property.
  • WO 2005/000001 describes (i) first charging an aqueous dispersion of at least one polyurethane and then (ii) polymerizing a mixture of olefinically unsaturated monomers in the presence of the polyurethane from (i). (a) a water-soluble initiator is used, and (b) an olefinically unsaturated monomer is present in a reaction solution at 6.0% by weight based on the total amount of olefinically unsaturated monomers used in the polymerization.
  • the mixture of olefinically unsaturated monomers comprises at least one polyolefinically unsaturated monomer; at least one aqueous dispersion comprising at least one copolymer (CP) that can and, for its preparation, two functional groups (v.a) and an aliphatic or araliphatic hydrocarbyl group (v.b) arranged between said functional groups and having from 12 to 70 carbon atoms. and at least one polyurethane resin (X), the production of which involves the use of at least one compound (v) containing , at least one carboxylic acid group and at least one group reactive towards isocyanate groups. It is described that a multilayer coating system obtained by using an aqueous coating composition containing as a base coat material has excellent stability against pinholes.
  • the multilayer coating system obtained by using the aqueous coating composition as a base coat material has excellent scuffing resistance, but sometimes does not have sufficient flip-flop properties.
  • An object of the present invention is to provide an aqueous coating composition that can form a coating film with excellent scuff resistance and flip-flop properties.
  • the urethane resin part (a1) has one polymerizable unsaturated group and no hydroxyl group or one hydroxyl group. and at least one member selected from the group consisting of a compound (a21) having two or more polymerizable unsaturated groups and no hydroxyl group or one hydroxyl group. and the obtained acrylic resin part (a2).
  • Acrylic urethane composite resin (A) An aqueous coating composition containing a curing agent (B), The acrylic urethane composite resin (A) was mixed with the acrylic urethane composite resin (A) dispersion liquid adjusted so that the solid content concentration was 30% and the water content in the solvent was 90% by mass or more.
  • the present invention relates to the following ⁇ 1> to ⁇ 8>.
  • ⁇ 1> (A) (a1) Urethane resin part, (a2) (a21) Compounds having one polymerizable unsaturated group and no hydroxyl group or one hydroxyl group; and (a22) Compounds having two or more polymerizable unsaturated groups and no hydroxyl group. and an acrylic resin portion obtained from a component containing at least one compound selected from the group consisting of compounds having no or one hydroxyl group.
  • Acrylic urethane composite resin (B) A water-based coating composition containing a curing agent, The acrylic urethane composite resin (A) was mixed with the acrylic urethane composite resin (A) dispersion liquid adjusted so that the solid content concentration was 30% and the water content in the solvent was 90% by mass or more. Rotor rotation speed measured by a Brookfield viscometer after mixing 25% by mass of ethylene glycol monobutyl ether based on the total amount of the urethane composite resin (A) dispersion and allowing it to stand at 25°C for 30 minutes A water-based paint composition having a viscosity in the range of 50 to 1500 mPa ⁇ s at 60 rpm and 25°C.
  • ⁇ 2> The aqueous coating composition according to ⁇ 1>, wherein the acrylic urethane composite resin (A) has an average particle diameter within the range of 50 to 150 nm.
  • ⁇ 3> The water-based paint according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the urethane resin portion (a1) contains a compound (a12-1) having two or more hydroxyl groups and one or more polymerizable unsaturated groups.
  • Composition. ⁇ 4> The aqueous coating composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the urethane resin portion (a1) contains a compound having two or more amino groups as a chain extender.
  • the acrylic resin portion (a2) has one polymerizable unsaturated group, a compound (a21) that does not have a hydroxyl group or has one hydroxyl group, and two or more polymerizable unsaturated groups
  • the curing agent (B) contains at least one selected from the group consisting of an amino resin (B1), a polyisocyanate compound (B2), and a blocked polyisocyanate compound (B3), ⁇ 1> to ⁇ 5 >The aqueous coating composition according to any one of >.
  • ⁇ 7> Any one of ⁇ 1> to ⁇ 6> containing an organic solvent having a hydroxyl group in the range of 40 to 75 parts by mass based on 100 parts by mass of resin solid content in the aqueous coating composition.
  • Step (1) a step of coating the aqueous coating composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7> on the object to be coated to form a base coat film;
  • Step (2) A step of coating a clear coat paint composition on the base coat film formed in the step (1) to form a clear coat film
  • Step (3) A method for forming a multilayer coating film, comprising the step of heating and curing the base coat coating film formed in the step (1) above and the clear coat coating film formed in the above (2) at once.
  • a coating film with excellent scuffing resistance and flip-flop properties can be obtained.
  • the aqueous coating composition of the present invention comprises a urethane resin part (a1), a compound (a21) having one polymerizable unsaturated group, no hydroxyl group or one hydroxyl group, and two or more hydroxyl groups.
  • An acrylic resin portion (a2) obtained from a component containing at least one compound selected from the group consisting of a compound (a22) having a polymerizable unsaturated group and no hydroxyl group or one hydroxyl group.
  • acrylic urethane composite resin (A) An aqueous coating composition containing a curing agent (B), The acrylic urethane composite resin (A) was mixed with the acrylic urethane composite resin (A) dispersion liquid adjusted so that the solid content concentration was 30% and the water content in the solvent was 90% by mass or more. Rotor rotation speed measured by a Brookfield viscometer after mixing 25% by mass of ethylene glycol monobutyl ether based on the total amount of the urethane composite resin (A) dispersion and allowing it to stand at 25°C for 30 minutes This is an aqueous coating composition characterized in that the viscosity at 60 rpm and 25° C. is within the range of 50 to 1500 mPa ⁇ s.
  • the acrylic urethane composite resin (A) has a urethane resin part (a1), one polymerizable unsaturated group, a compound (a21) that does not have a hydroxyl group or has one hydroxyl group, and two or more An acrylic resin portion (a2) obtained from a component containing at least one compound selected from the group consisting of a compound (a22) having a polymerizable unsaturated group and no hydroxyl group or one hydroxyl group. and the acrylic urethane composite resin (A) dispersion, which is adjusted so that the solid content concentration is 30% and the water content in the solvent is 90% by mass or more.
  • the acrylic urethane composite resin (A) has a viscosity within the range of 50 to 1500 mPa ⁇ s.
  • the above-mentioned acrylic urethane composite resin (A) was added to the acrylic urethane composite resin (A) dispersion liquid, which had been adjusted so that the solid content concentration was 30% and the water content in the solvent was 90% by mass or more.
  • Rotor rotation speed measured by a Brookfield viscometer after mixing 25% by mass of ethylene glycol monobutyl ether based on the total amount of the urethane composite resin (A) dispersion and allowing it to stand at 25°C for 30 minutes The viscosity at 25° C.
  • the viscosity at 60 rpm is preferably within the range of 60 to 1,400 mPa ⁇ s, from the viewpoint of the scuffing resistance and flip-flop properties of the coating film formed, and the viscosity is preferably within the range of 60 to 1,200 mPa ⁇ s. It is more preferably within the range, and even more preferably within the range of 100 to 1000 mPa ⁇ s.
  • a rotor suitable for the viscosity range of the mixture of the acrylic urethane composite resin (A) dispersion and ethylene glycol monobutyl ether can be used.
  • LVDV-I Brand name, manufactured by BROOKFIELD, B-type viscometer
  • LVDV-I Brand name, manufactured by BROOKFIELD, B-type viscometer
  • the acrylic urethane composite resin (A) is added to the acrylic urethane composite resin (A) dispersion adjusted so that the solid content concentration is 30% and the water content in the solvent is 90% by mass or more.
  • the acrylic urethane composite resin (A) dispersion 25% by mass of ethylene glycol monobutyl ether was mixed and left to stand for 30 minutes at 25°C.
  • the viscosity at 25°C at a rotor rotational speed of 60 rpm is within the range of Urethane composite resin (A) was obtained by preparing a mixture of acrylic urethane composite resin (A) dispersion and ethylene glycol monobutyl ether using the acrylic urethane composite resin (A) under the above conditions, and measuring the viscosity by the above method.
  • Urethane composite resin (A) was obtained by preparing a mixture of acrylic urethane composite resin (A) dispersion and ethylene glycol monobutyl ether using the acrylic urethane composite resin (A) under the above conditions, and measuring the viscosity by the above method.
  • it means an acrylic urethane composite resin whose viscosity is XXX mPa ⁇ s.
  • the acrylic urethane composite resin (A) dispersion liquid adjusted so that the solid content concentration is 30% and the water content in the solvent is 90% by mass or more
  • the acrylic urethane composite resin (A) Based on the total amount of the dispersion, 25% by mass of ethylene glycol monobutyl ether was mixed and left to stand at 25°C for 30 minutes.
  • the acrylic urethane composite resin (A) can be produced by conventionally known methods for producing acrylic urethane composite resins. Among them, from the viewpoint of production stability, etc., the following method (from the production steps 1 to 3 below) is used. Preferably, it is manufactured by
  • the urethane resin portion (a1) is synthesized in the presence of at least one compound selected from the group consisting of compounds (a22) having a sexually unsaturated group, no hydroxyl group, or one hydroxyl group.
  • the urethane resin portion (a1) is synthesized in the presence of at least one compound selected from the group consisting of compounds (a22) having a sexually unsaturated group, no hydroxyl group, or one hydroxyl group.
  • the polymerizable unsaturated group is an unsaturated group that can undergo radical polymerization, and specifically includes, for example, an acryloyl group, a methacryloyl group, a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, an isopropenyl group, a maleimide group, a vinyl ether group, etc. can be mentioned.
  • acryloyl groups and methacryloyl groups are preferred, and acryloyl groups are particularly preferred.
  • (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 acrylic resin portion (a2) has one polymerizable unsaturated group and is a compound (a21 ) and two or more polymerizable unsaturated groups, and preferably contains a compound (a22) having no hydroxyl group or one hydroxyl group.
  • the compound (a21) having one polymerizable unsaturated group and no hydroxyl group or having one hydroxyl group is a compound (a21) having one hydroxyl group and one polymerizable unsaturated group. -1), and a compound (a21-2) having no hydroxyl group but one polymerizable unsaturated group.
  • Examples of the compound (a21-1) having one hydroxyl group and one polymerizable unsaturated group include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, and 3-hydroxypropyl (meth)acrylate.
  • acrylate monoesters of (meth)acrylic acid such as 4-hydroxybutyl (meth)acrylate and dihydric alcohols having 2 to 8 carbon atoms, ⁇ -caprolactone modified products of the monoesters, N-hydroxymethyl (meth)acrylate, etc.
  • Hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomers such as acrylamide, allyl alcohol, and (meth)acrylate having a polyoxyethylene chain whose molecular terminal is a hydroxyl group can be mentioned.
  • These compounds (a21-1) having one hydroxyl group and one polymerizable unsaturated group can be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the compound (a21-2) having no hydroxyl group and one polymerizable unsaturated group include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, i-propyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, i-butyl (meth)acrylate, tert-butyl (meth)acrylate, n-hexyl (meth)acrylate, n-octyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, ) 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)acrylate, Alkyl or
  • These compounds (a21-2) having no hydroxyl group and one polymerizable unsaturated group can be used alone or in combination of two or more.
  • the compound (a21) having one polymerizable unsaturated group and no hydroxyl group or having one hydroxyl group is, from the viewpoint of production stability, etc. It is preferable to include a compound (a21-2) having an unsaturated group.
  • the compound (a21) When containing the compound (a21) having one polymerizable unsaturated group and no hydroxyl group or having one hydroxyl group, the compound (a21) has one polymerizable unsaturated group and has one hydroxyl group.
  • the content of the compound (a21) having no or one hydroxyl group should be within the range of 30 to 99% by mass based on the total solid content of the acrylic resin part (a2) from the viewpoint of manufacturing stability etc. It is preferably within the range of 40 to 98% by mass, more preferably within the range of 50 to 98% by mass.
  • Examples of the compound (a22) having two or more polymerizable unsaturated groups and no hydroxyl group or one hydroxyl group include 2 to 5 (preferably 2 to 4) polymerizable unsaturated groups. Examples include compounds having an unsaturated group and no hydroxyl group or one hydroxyl group. Further, as the compound (a22) having two or more polymerizable unsaturated groups and no hydroxyl group or one hydroxyl group, the compound (a22) has one hydroxyl group and two or more polymerizable unsaturated groups. and a compound (a22-2) which does not have a hydroxyl group but has two or more polymerizable unsaturated groups.
  • the compound (a22-1) having one hydroxyl group and two or more polymerizable unsaturated groups is, for example, one hydroxyl group and 2 to 5 (preferably 2 to 3, more preferably 2) )
  • Compounds having a polymerizable unsaturated group can be mentioned. More specifically, examples of the compound (a22-1) having one hydroxyl group and two or more polymerizable unsaturated groups include glycerol di(meth)acrylate, 1,1,1-trishydroxymethyl Ethanedi(meth)acrylate, etc. can be mentioned.
  • These compounds (a22-1) having one hydroxyl group and two or more polymerizable unsaturated groups can be used alone or in combination of two or more.
  • the compound (a22-2) that does not have a hydroxyl group and has two or more polymerizable unsaturated groups is, for example, a compound that does not have a hydroxyl group and has 2 to 5 (preferably 2 to 4) polymerizable unsaturated groups.
  • Examples include compounds having groups. More specifically, examples of the compound (a22-2) having no hydroxyl group and having two or more polymerizable unsaturated groups include allyl (meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate (ethylene di(meth)acrylate), etc.
  • These compounds (a22-2) that do not have a hydroxyl group but have two or more polymerizable unsaturated groups can be used alone or in combination of two or more.
  • the compound (a22) having two or more polymerizable unsaturated groups and no hydroxyl group or one hydroxyl group is a compound (a22) that does not have a hydroxyl group and has two or more hydroxyl groups. It is preferable to include a compound (a22-2) having a polymerizable unsaturated group.
  • the compound (a22) having two or more polymerizable unsaturated groups and having no hydroxyl group or one hydroxyl group has a function of imparting a crosslinked structure to the copolymer.
  • the compound (a22) When containing a compound (a22) having two or more polymerizable unsaturated groups and no hydroxyl group or one hydroxyl group, the compound (a22) has two or more polymerizable unsaturated groups and has no hydroxyl group.
  • the content of the compound (a22) having no or one hydroxyl group is 0.5 based on the total solid content of the acrylic resin part (a2) from the viewpoint of flip-flop properties of the coating film to be formed. It is preferably within the range of ⁇ 50% by weight, more preferably within the range of 1.0 ⁇ 40% by weight, and even more preferably within the range of 2.0 ⁇ 20% by weight.
  • the synthetic urethane resin portion of the urethane resin portion (a1) generally contains a polyisocyanate component (a11), a polyol component (a12), and optionally further an active hydrogen group and an ion-forming group as water-dispersing group-providing components. It can be obtained from a component containing a compound having.
  • the urethane resin portion generally comprises a polyisocyanate component (a11), a polyol component (a12), and optionally a compound having both an active hydrogen group and an ion-forming group as a water-dispersing group-providing component. It can be obtained by copolymerizing constituent components (raw materials) containing.
  • Polyisocyanate component (a11) examples include alicyclic polyisocyanates, aliphatic polyisocyanates, araliphatic polyisocyanates, aromatic polyisocyanates, and derivatives of the polyisocyanates.
  • the polyisocyanate component (a11) preferably contains an alicyclic polyisocyanate from the viewpoints of flip-flop properties, weather resistance, etc. of the formed coating film.
  • 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), 4-methyl-1,3-cyclohexylene diisocyanate (common name: hydrogenated TDI), 2-methyl-1,3-cyclohexylene diisocyanate, 1,3- or 1,4-bis(isocyanate) methyl)cyclohexane (common name: hydrogenated xylylene diisocyanate) or a mixture thereof, methylenebis(4,1-cyclohexanediyl) diisocyanate (sometimes referred to as dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate.
  • norbornan norborn
  • aliphatic polyisocyanate examples include trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, 1,2-propylene diisocyanate, 1,2-butylene diisocyanate, 2,3-butylene diisocyanate, and 1,3-butylene diisocyanate.
  • 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, 2-isocyanatoethyl 6-diisocyanatohexanoate, 1,6-diisocyanato-3-isocyanatomethylhexane, 1,4,8-triisocyanatooctane, 1,6,11-triisocyanatoundecane, 1, Aliphatic triisocyanates such as 8-diisocyanato-4-isocyanatomethyloctane, 1,3,6-triisocyanatohexane, 2,5,7-trimethyl-1,8-diisocyanato-5-isocyanatomethyloctane, etc. can be mentioned.
  • araliphatic polyisocyanate examples include methylene bis(4,1-phenylene) diisocyanate (common name: MDI), 1,3- or 1,4-xylylene diisocyanate or a mixture thereof, ⁇ , ⁇ '-diisocyanato- Aroaliphatic diisocyanates such as 1,4-diethylbenzene, 1,3- or 1,4-bis(1-isocyanato-1-methylethyl)benzene (common name: tetramethylxylylene diisocyanate) or mixtures thereof; 1,3 , 5-triisocyanatomethylbenzene and other aromatic aliphatic triisocyanates.
  • MDI methylene bis(4,1-phenylene) diisocyanate
  • 1,3- or 1,4-xylylene diisocyanate or a mixture thereof ⁇ , ⁇ '-diisocyanato- Aroaliphatic diisocyanates
  • aromatic polyisocyanate examples include m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4'-diphenyl diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate (common name: 2,4- Aromatic diisocyanates such as 2,6-tolylene diisocyanate (common name: 2,6-TDI) or mixtures thereof, 4,4'-toluidine diisocyanate, 4,4'-diphenyl ether diisocyanate; triphenylmethane-4 , 4',4''-triisocyanate, 1,3,5-triisocyanatobenzene, 2,4,6-triisocyanatotoluene and other aromatic triisocyanates; 4,4'-diphenylmethane-2,2' , 5,5'-tetraisocyanate and the like.
  • 2,4- Aromatic diisocyanates such as 2,6-
  • derivatives of the polyisocyanate for example, dimer, trimer, biuret, allophanate, uretdione, uretoimine, isocyanurate, oxadiazinetrione, polymethylene polyphenyl polyisocyanate (crude MDI, polymeric MDI), Examples include crude TDI.
  • the above polyisocyanates and their derivatives may be used alone or in combination of two or more.
  • the above polyisocyanate may be used in the form of a blocked isocyanate blocked with a blocking agent.
  • the blocking agent examples include phenols such as phenol, cresol, xylenol, nitrophenol, ethylphenol, hydroxydiphenyl, butylphenol, isopropylphenol, nonylphenol, octylphenol, and methyl hydroxybenzoate; ⁇ -caprolactam, ⁇ -valerolactam, Lactams such as ⁇ -butyrolactam and ⁇ -propiolactam; aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, propyl alcohol, butyl alcohol, amyl alcohol, lauryl alcohol; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono Ethers such as butyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, methoxymethanol; benzyl alcohol, glycolic acid, methyl glycolate, ethyl glycolate, butyl glycolate
  • Oxime series active methylene series such as dimethyl malonate, diethyl malonate, ethyl acetoacetate, methyl acetoacetate, acetylacetone; butyl mercaptan, t-butyl mercaptan, hexyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, 2-mercaptobenzothiazole, thio Mercaptans such as phenol, methylthiophenol and ethylthiophenol; acidamides such as acetanilide, acetanisidide, acetotoluide, acrylamide, methacrylamide, acetamide, stearamide and benzamide; succinimide, phthalimide, maleimide, etc.
  • active methylene series such as dimethyl malonate, diethyl malonate, ethyl acetoacetate, methyl acetoacetate, acetylacetone
  • Imide series diphenylamine, phenylnaphthylamine, xylidine, N-phenylxylidine, carbazole, aniline, naphthylamine, butylamine, dibutylamine, butylphenylamine, etc.; amine series; imidazole series, such as imidazole, 2-ethylimidazole; urea, thiourea , urea types such as ethylene urea, ethylene thiourea, and diphenyl urea; carbamate ester types such as phenyl N-phenylcarbamate; imine types such as ethylene imine and propylene imine; sulfite types such as sodium bisulfite and potassium bisulfite; Examples include azole compounds.
  • azole compounds examples include pyrazole, 3,5-dimethylpyrazole, 3-methylpyrazole, 4-benzyl-3,5-dimethylpyrazole, 4-nitro-3,5-dimethylpyrazole, 4-bromo-3, Pyrazole or pyrazole derivatives such as 5-dimethylpyrazole and 3-methyl-5-phenylpyrazole; imidazole or imidazole derivatives such as imidazole, benzimidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-phenylimidazole; 2-methylimidazoline and imidazoline derivatives such as 2-phenylimidazoline.
  • a solvent can be optionally added.
  • the solvent used in the blocking reaction is preferably one that is not reactive with isocyanate groups, such as acetone, ketones such as methyl ethyl ketone, esters such as ethyl acetate, and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP).
  • solvents such as:
  • Polyol component (a12) is a compound having at least two hydroxyl groups in one molecule.
  • Examples of the polyol component (a12) include compounds having 2 to 4 (preferably 2 to 3) hydroxyl groups in one molecule.
  • the polyol component (a12) has two or more (for example, 2 to 4 (preferably 2 to 3)) hydroxyl groups and one or more polymerized It is preferable that the compound (a12-1) contains a compound (a12-1) having a sexually unsaturated group.
  • the compound (a12-1) having two or more hydroxyl groups and one or more polymerizable unsaturated groups imparts a polymerizable unsaturated group to the side chain of the urethane resin portion (a1).
  • Examples of the compound (a12-1) having two or more hydroxyl groups and one or more polymerizable unsaturated groups include a reaction product of a glycidyl group-containing compound and (meth)acrylic acid, a trifunctional or more functional polyol, Examples include reactants with (meth)acrylic acid.
  • the compound (a12-1) having two or more hydroxyl groups and one or more polymerizable unsaturated group may have two or more hydroxyl groups (for example, 2 to 4
  • the compound preferably contains a compound having 2 (preferably 2 to 3) hydroxyl groups and one polymerizable unsaturated group.
  • the compound (a12-1) having two or more hydroxyl groups and one or more polymerizable unsaturated group When containing the compound (a12-1) having two or more hydroxyl groups and one or more polymerizable unsaturated group, the compound (a12-1) having two or more hydroxyl groups and one or more polymerizable unsaturated group
  • the content of -1) is preferably within the range of 1.0 to 15% by mass based on the total solid content of the polyol component (a12) from the viewpoint of flip-flop properties of the coating film formed. , more preferably within the range of 2.0 to 10% by mass, and even more preferably within the range of 4.0 to 8.0% by mass.
  • the polyol component (a12) preferably contains polycarbonate polyol (a12-2) from the viewpoint of flip-flop properties of the coating film formed.
  • the above polycarbonate polyol (a12-2) is a compound obtained by subjecting a known polyol component and a carbonylating agent to a polycondensation reaction using a conventional method.
  • the polyol component include a diol component and a polyhydric alcohol component such as trihydric or higher alcohol.
  • the diol components include 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1, Linear diols such as 9-nonanediol and 1,10-decanediol; 2-methyl-1,3-propanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 2-ethyl-1, 6-hexanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, 2,2,4- Branched diols such as trimethyl-1,3-pentanediol, 2-ethyl-1,
  • trivalent or higher alcohol examples include glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, a dimer of trimethylolpropane, pentaerythritol, and the like. These trihydric or higher alcohols can be used alone or in combination of two or more.
  • the carbonylating agent known ones can be used. Specifically, examples thereof include alkylene carbonate, dialkyl carbonate, diallyl carbonate, phosgene, etc., and one type thereof or a combination of two or more types thereof can be used. Preferred among these include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dibutyl carbonate, diphenyl carbonate, and the like.
  • the number average molecular weight of the polycarbonate polyol (a12-2) is preferably within the range of 1000 to 5000, and preferably within the range of 1300 to 4500, from the viewpoint of flip-flop properties of the coating film formed. More preferably, it is within the range of 1500 to 3500.
  • the content of the polycarbonate polyol (a12-2) is determined based on the total solid content of the polyol component (a12) from the viewpoint of flip-flop properties of the coating film formed. As a standard, it is preferably within the range of 20 to 95% by mass, more preferably within the range of 40 to 95% by mass, and even more preferably within the range of 60 to 90% by mass.
  • the polyol component (a12) preferably further contains polytetramethylene ether glycol (a12-3) from the viewpoint of the scuffing resistance of the formed coating film.
  • the number average molecular weight of the polytetramethylene ether glycol (a12-3) is preferably within the range of 500 to 10,000, and preferably within the range of 1,000 to 5,000, from the viewpoint of the scuffing resistance of the coating film formed. It is more preferably within the range of 1,600 to 4,000.
  • the content of the polytetramethylene ether glycol (a12-3) is determined based on the scuffing resistance and flip-flop of the formed coating film. From the viewpoint of properties, etc., the amount is preferably within the range of 1 to 90% by mass, more preferably 1 to 70% by mass, based on the total solid content of the polyol component (a12), and more preferably 5 to 70% by mass. It is more preferably within the range of 50% by mass.
  • the polyol component (a12) includes a compound having two or more hydroxyl groups and one or more polymerizable unsaturated group (a12-1), a polycarbonate polyol (a12-2), and a polytetramethylene ether glycol (a12-3). ) may contain a polyol component (a12-4) other than the polyol component (a12-4).
  • the compound having two or more hydroxyl groups and one or more polymerizable unsaturated group (a12-1), polyol components other than the polycarbonate polyol (a12-2) and polytetramethylene ether glycol (a12-3) (a12-3) 4)
  • low molecular weight polyols include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-butylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,3-butylene glycol, 1,4- Butylene glycol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexane glycol, 2,5-hexanediol, dipropylene glycol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, tricyclode Candimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol, etc. can be used.
  • These low molecular weight polyols can be used alone or in combination of two or
  • polyol components other than the compound (a12-1) having two or more hydroxyl groups and one or more polymerizable unsaturated group polycarbonate polyol (a12-2), and polytetramethylene ether glycol (a12-3) ( As a12-4), for example, polyether polyols other than polytetramethylene ether glycol (a12-3), polyester polyols, polyether ester polyols, etc. can be used as high molecular weight polyols. These high molecular weight polyols can be used alone or in combination of two or more.
  • polyether polyols other than the above polytetramethylene ether glycol (a12-3) alkylene oxide adducts of the above low molecular weight polyols, ring-opened (co)polymers of alkylene oxides or cyclic ethers (tetrahydrofuran, etc.), etc. are used. can do.
  • Specific examples include polyethylene glycol, polypropylene glycol, ethylene glycol-propylene glycol (block or random) copolymerization, polyhexamethylene glycol, polyoctamethylene glycol, and the like.
  • Polyether polyols other than the above polytetramethylene ether glycol (a12-3) can be used alone or in combination of two or more.
  • the polyester polyols include dicarboxylic acids (anhydrides) such as adipic acid, succinic acid, sebacic acid, glutaric acid, maleic acid, fumaric acid, and phthalic acid, and ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, , 6-hexanediol, 1,8-octamethylene diol, neopentyl glycol, and the like, and those obtained by polycondensing the above-mentioned low molecular weight polyols under conditions with an excess of hydroxyl groups.
  • dicarboxylic acids anhydrides
  • examples include ethylene glycol-adipic acid condensate, butanediol-adipic acid condensate, hexamethylene glycol-adipic acid condensate, ethylene glycol-propylene glycol-adipic acid condensate, and lactone using glycol as an initiator.
  • examples include polylactone polyols obtained by ring-opening polymerization. These polyester polyols can be used alone or in combination of two or more.
  • the polyether ester polyols include ether group-containing polyols (the polytetramethylene ether glycol (a12-3), polyether polyols other than polytetramethylene ether glycol (a12-3), diethylene glycol, etc.) or others. and a mixture thereof with a dicarboxylic acid (anhydride) as exemplified in the above polyester polyol, and an alkylene oxide, such as a polytetramethylene glycol-adipic acid condensate. These polyether ester polyols can be used alone or in combination of two or more.
  • Compounds having both an active hydrogen group and an ion-forming group include, for example, compounds having two or more hydroxyl groups and one or more carboxyl groups in one molecule; Examples include compounds having two or more hydroxyl groups and one or more sulfonic acid groups in a molecule, and compounds having two or more amino groups and one or more carboxyl groups in one molecule. Two or more types can be used in combination.
  • compounds having both an active hydrogen group and an ion-forming group include compounds having two or more hydroxyl groups and one or more carboxyl groups in one molecule, and compounds having two or more hydroxyl groups and one or more carboxyl groups in one molecule.
  • Compounds having more than one sulfonic acid group can be suitably used.
  • compounds having two or more hydroxyl groups and one or more carboxyl groups in one molecule and compounds having two or more hydroxyl groups and one or more sulfonic acid groups in one molecule, etc.
  • a compound having both hydroxyl groups and ion-forming groups of 1 or more is included in the polyol component (a12).
  • Examples of the above compounds having two or more hydroxyl groups and one or more carboxyl groups in one molecule include dimethylolpropionic acid, dimethylolacetic acid, dimethylolbutanoic acid, dimethylolheptanoic acid, dimethylolnonanoic acid, 1- Examples include alkanol carboxylic acid compounds such as carboxy-1,5-pentylene diamine, dihydroxybenzoic acid, and 3,5-diaminobenzoic acid, and half ester compounds of polyoxypropylene triol and maleic anhydride and/or phthalic anhydride. be able to.
  • Examples of the compound having two or more hydroxyl groups and one or more sulfonic acid group in one molecule include 2-sulfonic acid-1,4-butanediol, 5-sulfonic acid-di- ⁇ -hydroxyethyliso Examples include phthalate, N,N-bis(2-hydroxyethyl)aminoethylsulfonic acid, and the like.
  • a compound having two or more hydroxyl groups and one or more carboxyl group in one molecule is used from the viewpoint of flexibility of the coating film formed. It is preferable to do so.
  • the urethane resin portion (a1) preferably contains a compound having both the above-mentioned active hydrogen group and ion-forming group from the viewpoint of water dispersion stability and the like.
  • the amount used should be determined from the viewpoint of flip-flop properties of the coating film formed, etc. It is preferably within the range of 1 to 30% by mass, more preferably within the range of 1 to 25% by mass, and even more preferably within the range of 1 to 20% by mass, based on the total amount.
  • the method for producing the urethane resin portion (a1) is not particularly limited, and conventionally known methods can be applied.
  • the polyisocyanate component (a11) and the polyol component (a12) are subjected to a urethanization reaction in an organic solvent, or optionally a compound having both an active hydrogen group and an ion-forming group is used.
  • a prepolymer is synthesized by performing a urethanization reaction.
  • a compound (a21-1) having one hydroxyl group and one polymerizable unsaturated group and/or a compound (a22-1) having one hydroxyl group and two or more polymerizable unsaturated groups It may be reacted with 1) to form a compound having a polymerizable unsaturated group at the end.
  • a polymerization inhibitor can also be added as an option.
  • a catalyst can optionally be used in the urethanization reaction between the polyisocyanate component (a11) and the polyol component (a12).
  • Examples of the above-mentioned catalyst include bismuth carboxylic acid compounds such as tris(2-ethylhexanoate) bismuth (III); organotin compounds such as dibutyltin dilaurate, dibutyltin dioctoate, and stannath octoate; triethylamine, triethylenediamine, etc. Tertiary amine compounds and the like can be mentioned.
  • the urethanization reaction is preferably carried out at 50 to 120°C.
  • an organic solvent that is inert to isocyanate and does not interfere with the urethanization reaction can be used.
  • organic solvents include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, and ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone.
  • aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene
  • ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate
  • ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone.
  • ketone solvents and ester solvents can be preferably used from the viewpoint of water dispersion stability.
  • organic solvents can be used alone or in combination of two or more.
  • the compound (a21) having one polymerizable unsaturated group and no hydroxyl group or having one hydroxyl group and the compound (a21) having two or more polymerizable unsaturated groups and no hydroxyl group can be used instead of the solvent.
  • a compound (a21-2) that does not have a hydroxyl group and has one polymerizable unsaturated group and/or a compound that does not have a hydroxyl group and has two or more polymerizable unsaturated groups Preferably, compound (a22-2) is used.
  • polymerization inhibitor examples include compounds containing a phenolic hydroxyl group such as di-t-butylhydroxytoluene and methoxyphenol; aromatic compounds containing a carbonyl group such as benzoquinone; compounds containing a nitroso skeleton; and compounds containing an N-oxyl skeleton.
  • Polymerization inhibitors known per se such as compounds can be used.
  • the content ratio of the polyisocyanate component (a11) and the polyol component (a12) in the urethane resin part (A) is determined from the viewpoint of productivity etc.
  • the molar ratio of isocyanate groups is preferably within the range of 1/1.01 to 1/3.0, more preferably within the range of 1/1.05 to 1/2.0.
  • the number average molecular weight of the urethane resin portion (a1) is preferably within the range of 2,000 to 20,000, and preferably within the range of 2,500 to 15,000, from the viewpoint of the scuffing resistance and flip-flop properties of the coating film formed. It is more preferably within the range of 3,000 to 10,000.
  • the average molecular weight is a value calculated based on the molecular weight of standard polystyrene from a chromatogram measured by gel permeation chromatography.
  • HEC8120GPC manufactured by Tosoh Corporation
  • Four columns were used: “TSKgel G-4000HXL”, “TSKgel G-3000HXL”, “TSKgel G-2500HXL”, and “TSKgel G-2000HXL” (all manufactured by Tosoh Corporation, product names).
  • the measurement was carried out under the following conditions: mobile phase: tetrahydrofuran, measurement temperature: 40°C, flow rate: 1 mL/min, detector: RI.
  • Manufacturing process 2 Deionized water is then added and emulsified to obtain an aqueous dispersion. Optionally, chain extension reaction and desolvation are further performed.
  • a neutralizing agent for the ion-forming groups may optionally be added.
  • the neutralizing agent is not particularly limited as long as it can neutralize the ion-forming group, and examples of basic compounds for neutralization include ammonia, diethylamine, ethylethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine. , monoethanolamine, monopropanolamine, isopropanolamine, ethylaminoethylamine, hydroxyethylamine, triethylamine, tributylamine, dimethylethanolamine, diethylenetriamine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine; or sodium hydroxide, water Examples include alkali metal hydroxides such as potassium oxide. These neutralizing agents can be used alone or in combination of two or more.
  • the above neutralizing agent is preferably used in an amount such that the final pH of the aqueous dispersion of the acrylic urethane composite resin (A) is about 6.0 to 9.0.
  • the amount of the neutralizing agent added is preferably 0.1 to 1.5 equivalents, preferably 0.3 to 1.2 equivalents, relative to acid groups such as carboxyl groups. is even more preferable.
  • an emulsifier such as a surfactant can also be used.
  • anionic surfactants As the emulsifier, well-known general anionic surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, polymeric surfactants, reactive surfactants, etc. can be used. . When using these, anionic surfactants, nonionic surfactants, and cationic surfactants are preferred because they are inexpensive and can provide good emulsification.
  • anionic surfactants include alkyl sulfates such as ammonium dodecyl sulfate such as sodium dodecyl sulfate and potassium dodecyl sulfate; sodium dodecyl polyglycol ether sulfate; sodium sulforisinolate; alkali metal salts of sulfonated paraffins; Alkyl sulfonates such as ammonium salts of paraffin; fatty acid salts such as sodium laurate, triethanolamine oleate, toluethanolamine abietate; alkylaryl sulfonates such as sodium benzene sulfonate, alkali metal sulfates of alkali phenol hydroxyethylene; high alkylnaphthalene sulfones Examples include acid salts; naphthalene sulfonic acid formalin condensates; dialkyl sulfosuccinates; polyoxyethylene alkyl
  • nonionic surfactant examples include ethylene oxide and/or propylene oxide adducts of alcohols having 1 to 18 carbon atoms, ethylene oxide and/or propylene oxide adducts of alkylphenols, ethylene oxide and/or alkylene glycols and/or alkylene diamines, and /or propylene oxide adducts and the like.
  • Examples of the alcohol having 1 to 18 carbon atoms constituting the nonionic surfactant include methanol, ethanol, propanol, 2-propanol, butanol, 2-butanol, tert-butanol, amyl alcohol, isoamyl alcohol, tertiary amyl alcohol,
  • Examples of alkylphenols include hexanol, octanol, decane alcohol, lauryl alcohol, myristyl alcohol, palmityl alcohol, stearyl alcohol, and examples of alkylphenols include phenol, methylphenol, 2,4-di-tert-butylphenol, and 2,5-di-tert-butylphenol.
  • alkylene glycols include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, etc.
  • alkylene diamines the alcoholic hydroxyl group of these alkylene glycols is substituted with an amino group. Things can be mentioned.
  • the ethylene oxide and propylene oxide adducts may be random adducts or block adducts.
  • cationic surfactant examples include primary to tertiary amine salts, pyridinium salts, alkylpyridinium salts, and quaternary ammonium salts such as halogenated alkyl quaternary ammonium salts.
  • surfactants can be used alone or in combination of two or more.
  • dispersion using an ordinary stirrer is possible, but in order to obtain a uniform aqueous dispersion with finer particle diameters, a homomixer, homogenizer, disper, line mixer, etc. can be used.
  • a chain extension agent other than water may optionally be added to allow the urethane resin portion (a1) to react with the chain extension agent.
  • a chain extender a known chain extender having active hydrogen can be used.
  • diamine compounds such as ethylenediamine, hexamethylenediamine, cyclohexanediamine, cyclohexylmethanediamine, and isophoronediamine
  • triamine compounds such as diethylenetriamine
  • tetraamine compounds such as triethylenetetraamine
  • hydroxyethylhydrazine hydroxyethyldiethylenetriamine
  • amino alcohol compounds such as N-(2-aminoethyl)ethanol, 1,3-diamino-2-propanol, and 3-aminopropanediol, and hydrazine.
  • the chain extender preferably contains a compound having two or more amino groups from the viewpoint of flip-flop properties of the coating film formed.
  • Examples of compounds having two or more amino groups include compounds containing 2 to 5 (preferably 2 to 4) amino groups. More specifically, examples of the compounds having two or more amino groups include diamine compounds such as ethylenediamine, hexamethylenediamine, cyclohexanediamine, cyclohexylmethanediamine, and isophoronediamine, triamine compounds such as diethylenetriamine, and triethylenetetraamine. Examples include tetraamine compounds such as amines, diamino alcohol compounds such as hydroxyethylhydrazine, hydroxyethyldiethylenetriamine, N-(2-aminoethyl)ethanol, and 1,3-diamino-2-propanol, and hydrazine.
  • diamine compounds such as ethylenediamine, hexamethylenediamine, cyclohexanediamine, cyclohexylmethanediamine, and isophoronediamine
  • triamine compounds such as diethylenetriamine
  • an amino alcohol compound such as N-(2-aminoethyl)ethanol can be suitably used for the purpose of introducing a reactive functional group into the acrylic urethane composite resin (A).
  • the content of the chain extender is 0.1 to 10% based on the total solid content of the urethane resin portion (a1), from the viewpoint of flip-flop properties of the coating film to be formed. It is preferably within the range of 0.5 to 5.0 mass %, more preferably 1.0 to 3 mass %.
  • the content of the compound having two or more amino groups is determined from the viewpoint of the flip-flop property of the coating film formed, etc. It is preferably within the range of 30 to 100% by mass, more preferably within the range of 70 to 100% by mass, and more preferably within the range of 50 to 100% by mass, based on the total solid content of the agent. More preferred.
  • polymerization initiator examples include benzoyl peroxide, octanoyl peroxide, lauroyl peroxide, stearoyl peroxide, cumene hydroperoxide, tert-butyl peroxide, tert-butyl peroxylaurate, and tert-butyl peroxide.
  • Organic peroxides such as isopropyl carbonate, tert-butyl peroxyacetate, diisopropylbenzene hydroperoxide; azobisisobutyronitrile, azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), azobis(2-methylpropionitrile), azobis (2-methylbutyronitrile), 4,4'-azobis(4-cyanobutanoic acid), dimethylazobis(2-methylpropionate), azobis[2-methyl-N-(2-hydroxyethyl)-propion] amide], azobis ⁇ 2-methyl-N-[2-(1-hydroxybutyl)]-propionamide ⁇ , 2,2'-azobis[N-(2-carboxyethyl)-2-methylpropionamide], etc.
  • Azo compounds examples include persulfates such as potassium persulfate, ammonium persulfate, and sodium persulfate.
  • persulfates such as potassium persulfate, ammonium persulfate, and sodium persulfate.
  • These polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more. Further, the above polymerization initiator can optionally be used in combination with a reducing agent such as sugar, sodium formaldehyde sulfoxylate, or an iron complex to form a redox initiator.
  • the amount of the polymerization initiator used is generally preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more, and preferably 5% by mass or less, based on the total amount of all monomers used. More preferably, it is 3% by mass or less.
  • the method of adding the polymerization initiator is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the type, amount, etc. of the polymerization initiator. For example, it can be included in the monomer mixture or aqueous medium in advance, or it can be added all at once during polymerization, or it can be added dropwise.
  • the polymerization reaction can be carried out by a conventionally known method, such as an emulsion polymerization method in water or a self-emulsification method.
  • the acrylic urethane composite resin (A) can be produced according to the above description. Therefore, in a typical embodiment, "(a21) a compound having one polymerizable unsaturated group and no hydroxyl group or having one hydroxyl group and (a22) two or more polymerizable unsaturated groups"
  • the acrylic resin portion is obtained from a component containing at least one compound selected from the group consisting of compounds having a hydroxyl group and having no hydroxyl group or one hydroxyl group.
  • the acrylic urethane composite resin (A) synthesized in the above manufacturing steps 1 to 3 is synthesized as a dispersion in an aqueous solvent, and is considered to have a particle form.
  • the aqueous solvent refers to a solvent whose main component is water (for example, a solvent in which 70 to 100% by mass is water).
  • the average particle diameter of the acrylic urethane composite resin (A) is preferably within the range of 50 to 150 nm, and preferably within the range of 60 to 130 nm, from the viewpoint of the scuffing resistance and flip-flop properties of the coating film formed. More preferably, it is within the range of 65 to 110 nm.
  • the average particle diameter of the above acrylic urethane composite resin (A) is determined by the composition of raw materials (polyisocyanate component, polyol component, amine component, etc.), acid value, type of emulsifier, amount of emulsifier, preparation distribution of emulsifier, and amount of neutralizing agent. By adjusting particle size control factors such as type and amount of neutralizing agent, a desired average particle size can be obtained.
  • the average particle diameter of the acrylic urethane composite resin (A) is a value measured at 20°C after diluting with deionized water by a conventional method using a particle size distribution measuring device using a dynamic light scattering method.
  • a particle size distribution measuring device using a dynamic light scattering method for example, "ELSZ-2000" (trade name, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) can be used.
  • the hydroxyl value of the urethane resin portion (a1) is preferably within the range of 0 to 45 mgKOH/g, and preferably within the range of 0 to 30 mgKOH/g, from the viewpoint of the scuffing resistance of the coating film formed. More preferably, it is within the range of 0 to 25 mgKOH/g.
  • the acid value of the urethane resin portion (a1) is preferably within the range of 3.0 to 75 mgKOH/g, and 10 to 60 mgKOH/g from the viewpoint of the scuffing resistance and flip-flop properties of the coating film formed. It is more preferably within the range of 20-40 mgKOH/g, and even more preferably within the range of 20 to 40 mgKOH/g.
  • the hydroxyl value of the acrylic resin portion (a2) is preferably within the range of 0.5 to 90 mgKOH/g, and preferably within the range of 2.0 to 65 mgKOH/g, from the viewpoint of the scuffing resistance of the coating film formed. It is more preferably within the range, and even more preferably within the range of 10 to 45 mgKOH/g.
  • the acid value of the acrylic resin portion (a2) is preferably within the range of 0.7 to 80 mgKOH/g, and preferably 3.5 to 80 mgKOH/g, from the viewpoint of the scuffing resistance and flip-flop properties of the coating film formed. It is more preferably within the range of 40 mgKOH/g, and even more preferably within the range of 7.5 to 25 mgKOH/g.
  • the hydroxyl value of the acrylic urethane composite resin (A) is preferably within the range of 0 to 100 mgKOH/g, and preferably within the range of 0 to 50 mgKOH/g, from the viewpoint of the scuffing resistance of the coating film formed. More preferably, it is within the range of 0 to 10 mgKOH/g.
  • the acid value of the acrylic urethane composite resin (A) is preferably within the range of 5 to 40 mgKOH/g, and 5 to 30 mgKOH/g from the viewpoint of the scuffing resistance and flip-flop properties of the coating film formed. More preferably, it is within the range of 7 to 30 mgKOH/g.
  • the mass ratio (a2)/(a1) of the acrylic resin part (a2) and urethane resin part (a1) of the acrylic urethane composite resin (A) is determined by From this point of view, it is preferably within the range of 20/80 to 80/20, more preferably within the range of 30/70 to 70/30, and preferably within the range of 40/60 to 60/40. Particularly preferred.
  • the solid content concentration in the aqueous dispersion of the acrylic urethane composite resin (A) is preferably within the range of 20 to 50% by mass, more preferably within the range of 30 to 50% by mass.
  • the solid content concentration is 50% by mass or less, emulsification becomes easy and an aqueous dispersion can be easily obtained.
  • the solid content concentration is 20% by mass or more, the solvent component is reduced, so that the solid content concentration of the aqueous coating composition can be increased.
  • solid content refers to nonvolatile components such as resins, curing agents, and pigments that remain after drying at 110° C. for 1 hour.
  • a sample into a heat-resistant container such as an aluminum foil cup, spread 1.0 g of the sample on the bottom of the container, dry it at 110°C for 1 hour, and calculate the mass of the remaining components after drying. It can be determined by weighing.
  • solid content concentration means the content mass percentage of the solid content in the composition.
  • the solid concentration of the composition can be determined by, for example, measuring the composition into a heat-resistant container such as an aluminum foil cup, spreading the composition on the bottom of the container, drying it at 110°C for 1 hour, and then It can be calculated by weighing the mass 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 content of the acrylic urethane composite resin (A) in the aqueous coating composition of the present invention is preferably in the range of 2 to 70% by mass, based on the solid content of the resin in the aqueous coating composition, and is preferably in the range of 5 to 70% by mass. It is more preferably within the range of 50% by mass, and even more preferably within the range of 10 to 40% by mass.
  • the urethane resin part (a1) and the acrylic resin part (a2) can be changed.
  • a core-shell structure including at least two layers: a core layer containing either one of the urethane resin part (a1) and an acrylic resin part (a2); It is possible to obtain an aqueous dispersion of the acrylic urethane composite resin (A) having a desired form, such as a form in which part or all of a2) is mixed.
  • the core-shell structure specifically refers to a structure in which components with different resin compositions are present in the same particle, and the center portion (core) and the outer shell portion (shell) have different resin compositions.
  • the acrylic urethane composite resin (A) has a shell part made of the urethane resin part (a1) and a core part made of the acrylic resin part (a2), from the viewpoint of flip-flop properties and scuffing resistance of the coating film formed. It is preferable that the acrylic urethane composite resin (A') has a core-shell structure consisting of:
  • Acrylic urethane composite resin with core-shell structure (A')
  • the acrylic urethane composite resin (A') having a core-shell structure is usually synthesized as a dispersion in an aqueous solvent.
  • the acrylic urethane composite resin (A') having a core-shell structure has a structure in which the urethane resin part (a1) constituting the shell part is positioned around the acrylic resin part (a2) constituting the core part as a dispersion stabilizer. It is preferable that the particles are dispersed in water. In other words, it is preferable that the urethane resin part (a1) forming the shell part is on the outside and the acrylic resin part (a2) forming the core part is on the inside. . It is considered that the particles actually have almost such a particle morphology.
  • the above core-shell structure usually has a layered structure in which the core is completely covered by the shell, but depending on the mass ratio of the core and shell and other conditions, the shell may form a layered structure. There may be cases where this is insufficient. In such a case, it is not necessary to have a complete layered structure as described above, but a structure in which a part of the core part is covered with a shell part may be used.
  • acrylic urethane composite resin (A') having a core-shell structure As a method for producing the acrylic urethane composite resin (A') having a core-shell structure, conventionally known methods for producing an acrylic urethane composite resin can be used as long as it can be made into a form having a core-shell structure. For example, in the manufacturing process 1 of the acrylic urethane composite resin (A), by using a compound having both an active hydrogen group and an ion-forming group as a constituent component of the urethane resin part (a1), acrylic urethane having a core-shell structure can be produced. A composite resin (A') can be produced.
  • compounds having both an active hydrogen group and an ion-forming group as exemplified in the acrylic urethane composite resin (A) can be used, and these may be used alone or Two or more types can be used in combination.
  • compounds having both an active hydrogen group and an ion-forming group include compounds having two or more hydroxyl groups and one or more carboxyl groups in one molecule, and compounds having two or more hydroxyl groups and one or more carboxyl groups in one molecule.
  • Compounds having more than one sulfonic acid group can be suitably used.
  • the above compound having two or more hydroxyl groups and one or more carboxyl group in one molecule is exemplified by the acrylic urethane composite resin (A), which has two or more hydroxyl groups and one or more carboxyl group in one molecule.
  • A acrylic urethane composite resin
  • Compounds having the following can be used, and these can be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the compound having two or more hydroxyl groups and one or more sulfonic acid group in one molecule include two or more hydroxyl groups and one or more sulfonic acid group in one molecule, as exemplified by the acrylic urethane composite resin (A).
  • Compounds having acid groups can be used, and these can be used alone or in combination of two or more.
  • a compound having two or more hydroxyl groups and one or more carboxyl group in the molecule is used from the viewpoint of flip-flop properties of the coating film formed. It is preferable to do so.
  • the amount used will depend on the scuffing resistance of the coating film formed and From the viewpoint of flip-flop properties, etc., it is preferably within the range of 1 to 30% by mass, and more preferably within the range of 1 to 25% by mass, based on the total amount of the compounds constituting the polyol component (a12). It is preferably in the range of 1 to 20% by mass, and more preferably in the range of 1 to 20% by mass.
  • the average particle diameter of the acrylic urethane composite resin (A') having a core-shell structure is preferably within the range of 50 to 150 nm, from the viewpoint of the scuffing resistance and flip-flop properties of the coating film formed, and is preferably within the range of 60 to 150 nm. It is more preferably within the range of ⁇ 130 nm, and even more preferably within the range of 65 ⁇ 110 nm.
  • the average particle diameter of the acrylic urethane composite resin (A') having the above core-shell structure is determined by the composition of raw materials (polyisocyanate component, polyol component, amine component, etc.), acid value, type of emulsifier, amount of emulsifier, and preparation distribution of emulsifier.
  • a desired average particle size can be obtained by adjusting particle size control factors such as the type of neutralizing agent and the amount of neutralizing agent.
  • the hydroxyl value of the urethane resin portion (a1) constituting the shell portion is preferably within the range of 0 to 45 mgKOH/g, and preferably 0 to 30 mgKOH/g, from the viewpoint of the scuffing resistance of the coating film formed. More preferably, it is within the range of 0 to 25 mgKOH/g.
  • the acid value of the urethane resin portion (a1) constituting the shell portion is preferably within the range of 3.0 to 75 mgKOH/g from the viewpoint of the scuffing resistance and flip-flop properties of the coating film formed. , more preferably within the range of 10 to 60 mgKOH/g, and still more preferably within the range of 20 to 40 mgKOH/g.
  • the hydroxyl value of the acrylic resin part (a2) constituting the core part is preferably within the range of 0.5 to 90 mgKOH/g, and 2.0 from the viewpoint of the scuffing resistance of the formed coating film. It is more preferably within the range of ⁇ 65 mgKOH/g, and even more preferably within the range of 10 ⁇ 45 mgKOH/g.
  • the acid value of the acrylic resin part (a2) constituting the core part is preferably within the range of 0.7 to 80 mgKOH/g from the viewpoint of the scuffing resistance and flip-flop properties of the coating film formed. , more preferably within the range of 3.5 to 40 mgKOH/g, and even more preferably within the range of 7.5 to 25 mgKOH/g.
  • the hydroxyl value of the acrylic urethane composite resin (A') having the core-shell structure is preferably within the range of 0 to 100 mgKOH/g, and 0 to 50 mgKOH/g, from the viewpoint of the scuffing resistance of the coating film formed. It is more preferably within the range of 0 to 10 mgKOH/g, and even more preferably within the range of 0 to 10 mgKOH/g.
  • the acid value of the acrylic urethane composite resin (A') having a core-shell structure is preferably within the range of 5 to 40 mgKOH/g from the viewpoint of the scuffing resistance and flip-flop properties of the coating film formed, It is more preferably within the range of 5 to 30 mgKOH/g, and even more preferably within the range of 7 to 30 mgKOH/g.
  • the mass ratio (a2)/(a1) of the acrylic resin part (a2) constituting the core part and the urethane resin part (a1) constituting the shell part of the acrylic urethane composite resin (A') having the core-shell structure is: From the viewpoint of the scuffing resistance and flip-flop properties of the coating film formed, it is preferably within the range of 20/80 to 80/20, and more preferably within the range of 30/70 to 70/30. , it is particularly preferably within the range of 40/60 to 60/40.
  • the solid content concentration in the aqueous dispersion of the acrylic urethane composite resin (A') having a core-shell structure is preferably in the range of 20 to 50% by mass, and more preferably in the range of 30 to 50% by mass. More preferred.
  • the solid content concentration is 50% by mass or less, emulsification becomes easy and an aqueous dispersion can be easily obtained.
  • the solid content concentration is 20% by mass or more, the solvent component is reduced, so that the solid content concentration of the aqueous coating composition can be increased.
  • the content of the acrylic urethane composite resin (A') having a core-shell structure in the aqueous coating composition of the present invention is within the range of 2 to 70% by mass based on the resin solid content in the aqueous coating composition. It is preferably in the range of 5 to 50% by mass, more preferably in the range of 10 to 40% by mass.
  • the curing agent (B) reacts with a crosslinkable functional group in the acrylic urethane composite resin (A) and/or a resin other than the acrylic urethane composite resin (A) and curing agent (B) described later to form a water-based paint.
  • the curing agent (B) can be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the curing agent (B) include amino resins (B1), polyisocyanate compounds (B2), blocked polyisocyanate compounds (B3), epoxy group-containing compounds, carboxyl group-containing compounds, carbodiimide group-containing compounds, and hydrazide group-containing compounds. compounds, semicarbazide group-containing compounds, and the like.
  • the curing agent is at least one selected from the group consisting of amino resin (B1), polyisocyanate compound (B2), and blocked polyisocyanate compound (B3) from the viewpoint of scuffing resistance and weather resistance of the coating film formed. It is preferable to include at least one type selected from the group consisting of amino resin (B1) and blocked polyisocyanate compound (B3).
  • amino resin (B1) a partially methylolated amino resin or a fully methylolated amino resin obtained by a reaction between an amino component and an aldehyde component can be used.
  • the amino component include melamine, urea, benzoguanamine, acetoguanamine, steroguanamine, spiroguanamine, and dicyandiamide.
  • the aldehyde component include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, and benzaldehyde.
  • methylol group of the above methylolated amino resin that is partially or completely etherified with an appropriate alcohol.
  • the alcohol 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, etc. Can be mentioned.
  • melamine resin is preferable.
  • methyl etherified melamine resins in which the methylol groups of a partially or fully methylolated melamine resin are partially or completely etherified with methyl alcohol methyl etherified melamine resins in which the methylol groups of a partially or fully methylolated melamine resin are partially or completely etherified with butyl alcohol.
  • Preferred are butyl etherified melamine resins, partially or fully methylolated melamine resins, and methyl-butyl mixed etherified melamine resins, partially or completely etherified with methyl alcohol and butyl alcohol.
  • Etherified melamine resins are more preferred.
  • the weight average molecular weight of the melamine resin is preferably 400 to 6,000, more preferably 500 to 4,000, and even more preferably 600 to 3,000.
  • the aqueous coating composition contains the above melamine resin
  • the aqueous coating composition contains a sulfonic acid such as p-toluenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, dinonylnaphthalenesulfonic acid, etc. as a curing catalyst
  • Neutralized salt A neutralized salt of a phosphoric acid ester compound and an amine, etc. can be contained.
  • the polyisocyanate compound (B2) is a compound having at least two isocyanate groups in one molecule, such as aliphatic polyisocyanate, alicyclic polyisocyanate, araliphatic polyisocyanate, aromatic polyisocyanate, Examples include derivatives of the polyisocyanate.
  • 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 , 2-isocyanatoethyl 6-diisocyanatohexanoate, 1,6-diisocyanato-3-isocyanatomethylhexane, 1,4,8-triisocyanatooctane, 1,6,11-triisocyanatoundecane, 1
  • 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), 4-methyl-1,3-cyclohexylene diisocyanate (common name: hydrogenated TDI), 2-methyl-1,3-cyclohexylene diisocyanate, 1,3- or 1,4-bis(isocyanate) Alicyclic diisocyanates such as methyl)cyclohexane (common name: hydrogenated xylylene diisocyanate) or mixtures thereof, methylenebis(4,1-cyclohexanediyl) diisocyanate (common name: hydrogenated MDI), norbornane diisocyanate; 1,3,5 -triisocyanatocycl
  • araliphatic polyisocyanate examples include methylene bis(4,1-phenylene) diisocyanate (common name: MDI), 1,3- or 1,4-xylylene diisocyanate or a mixture thereof, ⁇ , ⁇ '-diisocyanato- Aroaliphatic diisocyanates such as 1,4-diethylbenzene, 1,3- or 1,4-bis(1-isocyanato-1-methylethyl)benzene (common name: tetramethylxylylene diisocyanate) or mixtures thereof; 1,3 , 5-triisocyanatomethylbenzene and other aromatic aliphatic triisocyanates.
  • MDI methylene bis(4,1-phenylene) diisocyanate
  • 1,3- or 1,4-xylylene diisocyanate or a mixture thereof ⁇ , ⁇ '-diisocyanato- Aroaliphatic diisocyanates
  • aromatic polyisocyanate examples include m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4'-diphenyl diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate (common name: 2,4- Aromatic diisocyanates such as 2,6-tolylene diisocyanate (common name: 2,6-TDI) or mixtures thereof, 4,4'-toluidine diisocyanate, 4,4'-diphenyl ether diisocyanate; triphenylmethane-4 , 4',4''-triisocyanate, 1,3,5-triisocyanatobenzene, 2,4,6-triisocyanatotoluene and other aromatic triisocyanates; 4,4'-diphenylmethane-2,2' , 5,5'-tetraisocyanate and the like.
  • 2,4- Aromatic diisocyanates such as 2,6-
  • polyisocyanate derivatives examples include the above-mentioned polyisocyanate dimer, trimer, biuret, allophanate, uretdione, uretoimine, isocyanurate, oxadiazinetrione, and polymethylene polyphenyl polyisocyanate (crude MDI, polymeric MDI). , crude TDI, and the like.
  • polyisocyanates and their derivatives may be used alone or in combination of two or more. Moreover, among these polyisocyanates, aliphatic diisocyanates, alicyclic diisocyanates, and derivatives thereof are preferred.
  • polyisocyanate compound (B2) a prepolymer obtained by reacting the polyisocyanate and its derivative with a compound capable of reacting with the polyisocyanate under conditions where the isocyanate groups are excessive may be used.
  • compounds that can react with the polyisocyanate include compounds having active hydrogen groups such as hydroxyl groups and amino groups. can be used.
  • the polyisocyanate compound (B2) may be a polymer of isocyanate group-containing polymerizable unsaturated monomers, or a polymerizable unsaturated monomer other than the isocyanate group-containing polymerizable unsaturated monomers and the isocyanate group-containing polymerizable unsaturated monomers. Copolymers with monomers may also be used.
  • 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 phenols such as phenol, cresol, xylenol, nitrophenol, ethylphenol, hydroxydiphenyl, butylphenol, isopropylphenol, nonylphenol, octylphenol, and methyl hydroxybenzoate; ⁇ -caprolactam, ⁇ -valerolactam, Lactams such as ⁇ -butyrolactam and ⁇ -propiolactam; aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, propyl alcohol, butyl alcohol, amyl alcohol, lauryl alcohol; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono Ethers such as butyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, methoxymethanol; benzyl alcohol, glycolic acid, methyl glycolate, ethyl glycolate, butyl glycolate
  • Oxime series active methylene series such as dimethyl malonate, diethyl malonate, ethyl acetoacetate, methyl acetoacetate, acetylacetone; butyl mercaptan, t-butyl mercaptan, hexyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, 2-mercaptobenzothiazole, thio Mercaptans such as phenol, methylthiophenol and ethylthiophenol; acidamides such as acetanilide, acetanisidide, acetotoluide, acrylamide, methacrylamide, acetamide, stearamide and benzamide; succinimide, phthalimide, maleimide, etc.
  • active methylene series such as dimethyl malonate, diethyl malonate, ethyl acetoacetate, methyl acetoacetate, acetylacetone
  • Imide series diphenylamine, phenylnaphthylamine, xylidine, N-phenylxylidine, carbazole, aniline, naphthylamine, butylamine, dibutylamine, butylphenylamine, etc.; amine series; imidazole series, such as imidazole, 2-ethylimidazole; urea, thiourea , urea types such as ethylene urea, ethylene thiourea, and diphenyl urea; carbamate ester types such as phenyl N-phenylcarbamate; imine types such as ethylene imine and propylene imine; sulfite types such as sodium bisulfite and potassium bisulfite; Examples include azole compounds.
  • azole compounds examples include pyrazole, 3,5-dimethylpyrazole, 3-methylpyrazole, 4-benzyl-3,5-dimethylpyrazole, 4-nitro-3,5-dimethylpyrazole, 4-bromo-3, Pyrazole or pyrazole derivatives such as 5-dimethylpyrazole and 3-methyl-5-phenylpyrazole; imidazole or imidazole derivatives such as imidazole, benzimidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-phenylimidazole; 2-methylimidazoline and imidazoline derivatives such as 2-phenylimidazoline.
  • preferred blocking agents include active methylene blocking agents, pyrazole, or pyrazole derivatives.
  • the solvent used in the blocking reaction is preferably one that is not reactive with isocyanate groups, such as acetone, ketones such as methyl ethyl ketone, esters such as ethyl acetate, and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP).
  • solvents such as:
  • hydroxycarboxylic acids having one or more hydroxyl groups and one or more carboxyl groups can also be used as the blocking agent.
  • a blocked polyisocyanate compound obtained by blocking isocyanate groups using the above hydroxycarboxylic acid and then neutralizing the carboxyl groups of the hydroxycarboxylic acid to impart water dispersibility can be suitably used.
  • the above curing agents (B) can be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the curing agent (B) is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 5 to 45% by mass, and even more preferably 10 to 40% by mass, based on the resin solid content in the aqueous coating composition.
  • the aqueous coating composition of the present invention may further contain resins other than the acrylic urethane composite resin (A) and the curing agent (B), pigments, organic solvents, curing catalysts, dispersants, anti-settling agents, It can contain antifoaming agents, thickeners, ultraviolet absorbers, light stabilizers, surface conditioners, and the like.
  • resins other than the acrylic urethane composite resin (A) and curing agent (B) include acrylic urethane composite resins other than the acrylic urethane composite resin (A), acrylic resins (C), polyester resins (D), and polyurethane resins. , polyolefin resin, epoxy resin, etc.
  • the aqueous coating composition of the present invention contains at least one selected from the group consisting of acrylic resin (C) and polyester resin (D) from the viewpoint of the scuffing resistance and flip-flop properties of the coating film formed. is preferred.
  • acrylic resin (C) any known water-soluble or water-dispersible acrylic resin that has been conventionally used in water-based paints can be used.
  • the acrylic resin (C) preferably has a crosslinkable functional group that can react with the curing agent (B).
  • the crosslinkable functional group include a hydroxyl group, a carboxyl group, an epoxy group, etc. Among them, it is preferable that at least one of them is a hydroxyl group. Therefore, it is preferable to use a hydroxyl group-containing acrylic resin (C') as the acrylic resin (C).
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (C') can be prepared by, for example, adding a hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer and another polymerizable unsaturated monomer copolymerizable with the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer by a method known per se, for example, It can be produced by copolymerization using methods such as solution polymerization in an organic solvent and emulsion polymerization in water.
  • the above-mentioned hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer is a compound having one or more hydroxyl groups and one or more polymerizable unsaturated bonds in one molecule.
  • Examples of the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, and 4-hydroxybutyl (meth)acrylate.
  • Monoesterified product of (meth)acrylic acid and dihydric alcohol having 2 to 8 carbon atoms Monoesterified product of (meth)acrylic acid and dihydric alcohol having 2 to 8 carbon atoms; ⁇ -caprolactone modified product of monoesterified product of the (meth)acrylic acid and dihydric alcohol containing 2 to 8 carbon atoms; N -Hydroxymethyl (meth)acrylamide; allyl alcohol; and (meth)acrylate having a polyoxyethylene chain with a hydroxyl group at the molecular end.
  • the monomer corresponding to "(xvii) polymerizable unsaturated monomer having an ultraviolet absorbing functional group” described below is a monomer having a hydroxyl group
  • the monomer corresponding to "polymerizable unsaturated monomer having a hydroxyl group” It should be defined as “other polymerizable unsaturated monomers copolymerizable with” and is excluded from the above “hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomers”. These can be used alone or in combination of two or more.
  • polymerizable unsaturated monomers that can be copolymerized with the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer include, for example, the following monomers (i) to (xx). These polymerizable unsaturated monomers 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, tridecyl(meth)acrylate, lauryl( meth)acrylate, stearyl(meth)acrylate, isostearyl(meth)acrylate, cyclohexyl(meth)acrylate, methylcyclohexyl(meth)acrylate, t-butylcyclohexyl(meth)acrylate
  • Vinyl compounds N-vinylpyrrolidone, ethylene, butadiene, chloroprene, vinyl propionate, vinyl acetate, etc.
  • Carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomers (meth)acrylic acid, maleic acid, crotonic acid, ⁇ -carboxyethyl (meth)acrylate, etc.
  • Nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomer (meth)acrylonitrile, (meth)acrylamide, N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-dimethylamino Propyl(meth)acrylamide, methylenebis(meth)acrylamide, ethylenebis(meth)acrylamide, adducts of glycidyl(meth)acrylate and amine compounds, etc.
  • (xii) Polymerizable unsaturated monomers having two or more polymerizable unsaturated groups in one molecule: allyl (meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, 1,4-butanediol di(meth)acrylate, neo Pentyl glycol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, etc.
  • Epoxy group-containing polymerizable unsaturated monomer glycidyl (meth)acrylate, ⁇ -methylglycidyl (meth)acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth)acrylate, 3,4-epoxycyclohexylethyl (meth)acrylate , 3,4-epoxycyclohexylpropyl (meth)acrylate, allyl glycidyl ether, etc.
  • (xv) Polymerizable unsaturated monomers having sulfonic acid groups: 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 2-sulfoethyl (meth)acrylate, allylsulfonic acid, 4-styrenesulfonic acid, etc.; sodium salts of these sulfonic acids and ammonium salts etc.
  • (xvi) Polymerizable unsaturated monomers having phosphoric acid groups: acid phosphooxyethyl (meth)acrylate, acid phosphooxypropyl (meth)acrylate, acid phosphooxypoly(oxyethylene)glycol (meth)acrylate, acid phosphooxypoly (oxypropylene) glycol (meth)acrylate, etc.
  • (xvii) Polymerizable unsaturated monomers having ultraviolet absorbing functional groups: 2-hydroxy-4(3-methacryloyloxy-2-hydroxypropoxy)benzophenone, 2-hydroxy-4-(3-acryloyloxy-2-hydroxypropoxy) ) Benzophenone, 2,2'-dihydroxy-4-(3-methacryloyloxy-2-hydroxypropoxy)benzophenone, 2,2'-dihydroxy-4-(3-acryloyloxy-2-hydroxypropoxy)benzophenone, 2-[ 2-hydroxy-5-[2-(methacryloyloxy)ethyl]phenyl]-2H-benzotriazole and the like.
  • (xviii) Photostable polymerizable unsaturated monomer: 4-(meth)acryloyloxy 1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine, 4-(meth)acryloyloxy-2,2,6,6-tetra Methylpiperidine, 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-tetra Methylpiperidine, 4-crotonoylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1-crotonoyl-4-crotonoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, etc.
  • (xix) Polymerizable unsaturated monomers having carbonyl groups: acrolein, diacetone acrylamide, diacetone methacrylamide, acetoacetoxyethyl methacrylate, formylstyrene, vinyl alkyl ketones having 4 to 7 carbon atoms (e.g. vinyl methyl ketone) , vinyl ethyl ketone, vinyl butyl ketone), etc.
  • (xx) Polymerizable unsaturated monomer having an acid anhydride group: maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, etc.
  • the proportion of the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer used in producing the hydroxyl group-containing acrylic resin (C') is preferably 1 to 50% by mass, and 2 to 40% by mass, based on the total amount of monomer components. More preferably, 3 to 30% by mass is even more preferred.
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (C') preferably has a hydroxyl value of 1 to 200 mgKOH/g, from the viewpoint of curability, scuffing resistance, adhesion, finished appearance, etc. of the coating film formed. It is more preferably from 180 mgKOH/g, and even more preferably from 5 to 150 mgKOH/g.
  • the above hydroxyl group-containing acrylic resin (C') preferably has an acid value of 1 to 150 mgKOH/g, preferably 5 to 100 mgKOH/g, from the viewpoint of the scuffing resistance and flip-flop properties of the coating film formed. g, more preferably 5 to 80 mgKOH/g.
  • the content of the hydroxyl group-containing acrylic resin (C') is 2 to 70% by mass based on the resin solid content in the aqueous coating composition. %, more preferably 5 to 50% by weight, even more preferably 10 to 40% by weight.
  • polyester resin (D) any known water-soluble or water-dispersible polyester resin that has been conventionally used in water-based paints can be used.
  • the polyester resin (D) has a crosslinkable functional group that can react with the curing agent (B).
  • the crosslinkable functional group include a hydroxyl group, a carboxyl group, an epoxy group, etc. Among them, it is preferable that at least one of them is a hydroxyl group. Therefore, it is preferable to use a hydroxyl group-containing polyester resin (D') as the polyester resin (D).
  • the hydroxyl group-containing polyester resin (D') can usually be produced by an esterification reaction or transesterification reaction between an acid component and an alcohol component.
  • acid component compounds commonly used as acid components in the production of polyester resins can be used.
  • acid components include aliphatic polybasic acids, alicyclic polybasic acids, aromatic polybasic acids, and the like.
  • the above-mentioned aliphatic polybasic acid is generally an aliphatic compound having two or more carboxyl groups in one molecule, an acid anhydride of the aliphatic compound, and an esterified product of the aliphatic compound.
  • 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 acid; anhydrides of the aliphatic polycarboxylic acids; and esterification products of lower alkyl having about 1 to 4 carbon atoms of the aliphatic polycarboxylic acids.
  • the above aliphatic polybasic acids can be used alone or in combination of two or more.
  • aliphatic polybasic acid it is preferable to use adipic acid and/or adipic acid anhydride from the viewpoint of flip-flop properties of the coating film formed.
  • the above-mentioned alicyclic polybasic acid is generally a compound having one or more alicyclic structure and two or more carboxyl groups in one molecule, an acid anhydride of the compound, and an esterified product of the compound.
  • Alicyclic structures are mainly 4- to 6-membered ring structures.
  • alicyclic polybasic acids examples include 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, and 3-methyl- Alicyclic polycarboxylic acids such as 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 4-methyl-1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, 1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid; Anhydrides of alicyclic polycarboxylic acids; esterification products of lower alkyl having about 1 to 4 carbon atoms of the alicyclic polycarboxylic acids, and the like.
  • the above alicyclic polybasic acids can be used alone or in combination of two or more.
  • the above-mentioned alicyclic polybasic acids include 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, It is preferable to use 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, and 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, especially 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid and/or More preferably, 1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride is used.
  • the above-mentioned 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, such as phthalate.
  • Aromatic polycarboxylic acids such as isophthalic acid, terephthalic acid, naphthalene dicarboxylic acid, 4,4'-biphenyldicarboxylic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid; anhydrides of the aromatic polycarboxylic acids; Examples include esterified products of lower alkyl groups having about 1 to 4 carbon atoms of group polycarboxylic acids.
  • the above aromatic polybasic acids can be used alone or in combination of two or more.
  • aromatic polybasic acid it is preferable to use phthalic acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, trimellitic acid, or trimellitic anhydride.
  • acid components other than the above-mentioned aliphatic polybasic acids, alicyclic polybasic acids, and aromatic polybasic acids can also be used.
  • Such acid components are not particularly limited, and include, for example, coconut oil fatty acids, cottonseed oil fatty acids, hempseed oil fatty acids, rice bran oil fatty acids, fish oil fatty acids, tall oil fatty acids, soybean oil fatty acids, linseed oil fatty acids, tung oil fatty acids, rapeseed oil fatty acids, Fatty acids such as castor oil fatty acids, dehydrated castor oil fatty acids, safflower oil fatty acids; lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, benzoic acid, p-tert-butylbenzoic acid, cyclohexane acid, monocarboxylic acids such as 10-phenyloctadecanoic acid;
  • a polyhydric alcohol having two or more hydroxyl groups in one molecule can be suitably used.
  • 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-Met
  • alcohol components other than the above-mentioned polyhydric alcohols can also be used.
  • Such alcohol components are not particularly limited, and include, for example, monoalcohols such as methanol, ethanol, propyl alcohol, butyl alcohol, stearyl alcohol, and 2-phenoxyethanol; propylene oxide, butylene oxide, and "Cardura E10P" (trade name, HEXION).
  • monoalcohols such as methanol, ethanol, propyl alcohol, butyl alcohol, stearyl alcohol, and 2-phenoxyethanol
  • propylene oxide, butylene oxide and "Cardura E10P" (trade name, HEXION).
  • Examples include alcohol compounds obtained by reacting monoepoxy compounds (such as glycidyl esters of synthetic highly branched saturated fatty acids) with acids.
  • the method for producing the hydroxyl group-containing polyester resin is not particularly limited, and can be carried out according to a conventional method.
  • the acid component and the alcohol component are heated in a nitrogen stream at about 150 to 250° C. for about 5 to 10 hours to carry out an esterification reaction or transesterification reaction between the acid component and the alcohol component.
  • a containing polyester resin can be produced.
  • the acid component and alcohol component When the acid component and alcohol component are subjected to an esterification reaction or transesterification reaction, they may be added to the reaction vessel at once, or one or both may be added in several portions.
  • a hydroxyl group-containing polyester resin is synthesized, and then the obtained hydroxyl group-containing polyester resin is reacted with an acid anhydride to perform half-esterification, thereby producing a carboxyl group- and hydroxyl group-containing polyester resin.
  • a carboxyl group-containing polyester resin may be synthesized, and then the alcohol component may be added thereto to form a hydroxyl group-containing polyester resin.
  • dibutyltin oxide, antimony trioxide, zinc acetate, manganese acetate, cobalt acetate, calcium acetate, lead acetate, tetrabutyl titanate, tetraisopropyl are used as catalysts to promote the reaction.
  • Catalysts known per se can be used, such as titanates.
  • the hydroxyl group-containing polyester resin can be modified with a fatty acid, a monoepoxy compound, a polyisocyanate compound, an acrylic resin, etc. during or after the preparation of the resin.
  • fatty acids mentioned above include coconut oil fatty acids, cottonseed oil fatty acids, hempseed oil fatty acids, rice bran oil fatty acids, fish oil fatty acids, tall oil fatty acids, soybean oil fatty acids, linseed oil fatty acids, tung oil fatty acids, rapeseed oil fatty acids, castor oil fatty acids, and dehydrated castor oil fatty acids.
  • Oil fatty acids, safflower oil fatty acids, etc. are mentioned, and as the monoepoxy compound, for example, "Cardura E10P" (trade name, manufactured by HEXION, glycidyl ester of synthetic highly branched saturated fatty acids) can be suitably used.
  • polyisocyanate compounds examples include aliphatic diisocyanate compounds such as lysine diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and trimethylhexane diisocyanate; hydrogenated xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, methylcyclohexane-2,4-diisocyanate, and methylcyclohexane-2 , 6-diisocyanate, 4,4'-methylenebis(cyclohexyl isocyanate), 1,3-(isocyanatomethyl)cyclohexane, and other alicyclic diisocyanate compounds; tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, and other aromatic diisocyanate compounds ; Organic polyisocyanates themselves such as polyisocyanates with a valence of 3 or more such as lysine triisocyanate; Adducts of each of these
  • a method for modifying the hydroxyl group-containing polyester resin with an acrylic resin known methods can be used, such as a method of polymerizing a mixture of a polymerizable unsaturated group-containing polyester resin and a polymerizable unsaturated monomer, Examples include a method based on a reaction between the contained polyester resin and acrylic resin.
  • the hydroxyl group-containing polyester resin (D') preferably has a hydroxyl value of 1 to 250 mgKOH/g, more preferably 2 to 200 mgKOH/g, and even more preferably 5 to 180 mgKOH/g.
  • the acid value thereof is preferably 1 to 150 mgKOH/g, more preferably 2 to 100 mgKOH/g, and 2 to 80 mgKOH/g. More preferably, it is /g.
  • the number average molecular weight of the hydroxyl group-containing polyester resin (D') is preferably 500 to 50,000, more preferably 800 to 30,000, and preferably 1,000 to 10,000. More preferred.
  • the content of the hydroxyl group-containing polyester resin (D') is 2 to 70% by mass based on the resin solid content in the aqueous coating composition. %, more preferably 5 to 50% by weight, even more preferably 10 to 40% by weight.
  • pigments examples include color pigments, extender pigments, glitter pigments, and the like. These pigments can be used alone or in combination of two or more.
  • the blending amount of the pigment is within the range of 0.1 to 200 parts by mass based on 100 parts by mass of resin solid content in the aqueous coating composition. It is preferably within the range of 1 to 150 parts by weight, more preferably within the range of 3 to 120 parts by weight.
  • color 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 pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, and the like. Among them, titanium oxide and carbon black can be preferably used.
  • the amount of the colored pigment blended is within the range of 1 to 180 parts by mass based on 100 parts by mass of resin solid content in the water-based paint composition. It is preferably in the range of 5 to 150 parts by weight, more preferably in the range of 15 to 120 parts by weight.
  • examples of the extender pigments include barium sulfate, talc, clay, kaolin, barium carbonate, calcium carbonate, silica, alumina white, and the like.
  • barium sulfate and talc can be suitably used from the viewpoint of paint stability and finish quality.
  • the amount of the extender pigment may be in the range of 1 to 180 parts by mass based on 100 parts by mass of resin solid content in the aqueous paint composition. It is preferably in the range of 5 to 140 parts by weight, more preferably in the range of 10 to 120 parts by weight.
  • the bright pigment examples include aluminum (including vapor-deposited aluminum), copper, zinc, brass, nickel, glass flakes, aluminum oxide, mica, aluminum oxide coated with titanium oxide and/or iron oxide, and aluminum oxide coated with titanium oxide and/or iron oxide. Examples include mica coated with titanium and/or iron oxide. Among these, it is preferable to use aluminum pigments.
  • Aluminum pigments include non-leafing type aluminum pigments and leafing type aluminum pigments, and both can be used.
  • the glittering pigment is scaly.
  • the luster pigment has a longitudinal dimension of 1 to 100 ⁇ m, particularly 5 to 40 ⁇ m, and a thickness of 0.001 to 5 ⁇ m, particularly 0.01 to 2 ⁇ m. Are suitable.
  • the amount of the glittering pigment is in the range of 0.1 to 100 parts by mass based on 100 parts by mass of resin solid content in the aqueous coating composition. It is preferably within the range of 1 to 50 parts by weight, more preferably within the range of 3 to 25 parts by weight.
  • 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; methanol.
  • 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
  • methanol examples of the organic solvent.
  • Alcohol solvents such as , ethanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, 2-ethyl-1-hexanol; Ether solvents such as tetrahydrofuran, dioxane, dimethoxyethane; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol Monobutyl ether, ethylene glycol isopropyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol mono Examples include glycol ether solvents such as butyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, and 3-methoxybut
  • an organic solvent having a hydroxyl group is added to 100 parts by weight of the resin solid content in the aqueous coating composition, from the viewpoint of the scuffing resistance and flip-flop properties of the formed coating film.
  • the content is preferably within the range of 45 to 70 parts by weight, and even more preferably 55 to 65 parts by weight.
  • organic solvent having a hydroxyl group examples include alcoholic solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, and 2-ethyl-1-hexanol; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, and ethylene glycol.
  • Monobutyl ether ethylene glycol isopropyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol mono Examples include glycol ether solvents having hydroxyl groups such as butyl ether.
  • the water-based paint composition When using the water-based paint composition, it can be applied by diluting it by adding water and/or an organic solvent as necessary to adjust the viscosity to an appropriate level.
  • Appropriate viscosity varies depending on the paint composition, but for example, the viscosity after 1 minute at 60 rpm (herein sometimes referred to as "B60 value") measured with a B-type viscometer at a temperature of 20 ° C. From the viewpoint of the film's scratch resistance and flip-flop properties, it is preferably within the range of 100 to 3000 mPa s, more preferably within the range of 300 to 2000 mPa s, and in the range of 500 to 1500 mPa s. It is more preferable that the range is within The viscometer used at this time is "LVDV-I" (trade name, B-type viscometer manufactured by BROOKFIELD).
  • the coating solid content concentration of the aqueous coating composition is usually about 5 to 70% by mass, preferably about 10 to 55% by mass.
  • Water-based paint compositions may be either one-component paints or multi-component paints, but from the viewpoints of high productivity as there is no paint mixing step, and simplification of maintenance of coating machines, one-component paint compositions may be used. Preferably, it is a liquid paint.
  • the aqueous coating composition of the present invention comprises the following steps (1) to (3): Step (1): a step of coating a water-based paint composition on the object to be coated to form a base coat film; Step (2): A step of coating a clear coat paint composition on the base coat film formed in the step (1) to form a clear coat film, and Step (3): a step of heating and curing the base coat film formed in step (1) and the clear coat film formed in step (2) at once; It can be suitably used as an aqueous coating composition in a method for forming a multilayer coating film.
  • Examples of objects to be coated include the outer and inner panels of automobile bodies such as passenger cars, trucks, motorcycles, and buses; automobile parts; and the outer panels of home appliances such as mobile phones and audio equipment. can.
  • outer and inner panels of automobile bodies and automobile parts are preferred.
  • the materials of these objects to be coated are not particularly limited.
  • metal materials such as iron, aluminum, brass, copper, tinplate, stainless steel, galvanized steel, zinc alloy (Zn-Al, Zn-Ni, Zn-Fe, etc.) plated steel; polyethylene resin, polypropylene resin, acrylonitrile- Resins such as butadiene-styrene (ABS) resin, polyamide resin, acrylic resin, vinylidene chloride resin, polycarbonate resin, polyurethane resin, and epoxy resin; plastic materials such as various FRP; inorganic materials such as glass, cement, and concrete; wood ; Examples include fibrous materials such as paper and cloth. Among these, metal materials and plastic materials are preferred.
  • phosphoric acid is applied to metal surfaces such as outer and inner panels of automobile bodies, automobile parts, home appliances, and metal substrates such as steel plates that make up these products. It may be subjected to surface treatment such as salt treatment, chromate treatment, or complex oxide treatment.
  • a coating film may be further formed on the object, which may or may not be surface-treated.
  • the base material to be coated may be subjected to surface treatment if necessary, and an undercoat film may be formed thereon.
  • the undercoat film can be formed using a known undercoating paint commonly used in painting automobile bodies.
  • the object to be coated is one in which an undercoat film is formed using an electrodeposition paint, preferably a cationic electrodeposition paint, on a metal base material which may or may not be surface-treated. It is preferable that the electrodeposition paint be present, and it is more preferable that the undercoat film formed by the electrodeposition paint, preferably the cationic electrodeposition paint, be heat-cured.
  • an intermediate coating film may be further formed thereon.
  • the intermediate coating film can be formed using a known intermediate coating paint that is commonly used in painting automobile bodies.
  • the intermediate coating film may or may not be heat-cured.
  • the aqueous coating composition can be applied to the object to be coated by a method known per se, such as air spray coating, airless spray coating, rotary atomization coating, curtain coating, etc. Electric current may be applied. Among these, air spray coating and rotary atomization coating are preferred. Moreover, this coating method can be performed once or in several times until the desired film thickness is obtained.
  • the coating amount of the water-based coating composition is preferably such that the cured film thickness of the base coat film to be formed is 5 to 40 ⁇ m, more preferably 7 to 35 ⁇ m, and 10 to 30 ⁇ m. It is more preferable to set the amount as follows.
  • thermosetting clear paint composition any known thermosetting clear paint composition for painting automobile bodies and the like can be used.
  • thermosetting clear coating composition include an organic solvent-based thermosetting coating composition containing a base resin having a crosslinkable functional group and a curing agent, an aqueous thermosetting coating composition, and a powder thermosetting coating composition.
  • examples include paint compositions and the like.
  • an organic solvent type thermosetting coating composition containing a base resin having a crosslinkable functional group and a crosslinking agent is preferred from the viewpoint of the finished appearance of the multilayer coating film to be formed.
  • Examples of the crosslinkable functional groups that the base resin has include carboxyl groups, hydroxyl groups, epoxy groups, and silanol groups.
  • Examples of the base resin include acrylic resin, polyester resin, alkyd resin, urethane resin, epoxy resin, and fluororesin.
  • Examples of the curing agent 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 base resin/curing agent combinations of the above clear coat coating composition include hydroxyl group-containing resin/polyisocyanate compound, carboxyl group-containing resin/epoxy group-containing resin, hydroxyl group-containing resin/blocked polyisocyanate compound, hydroxyl group-containing resin/melamine. Resins and the like are preferred, and hydroxyl group-containing resins/polyisocyanate compounds are more preferred.
  • the clear coat paint composition may be a one-component paint or a multi-component paint such as a two-component urethane resin paint.
  • the above-mentioned clear coat paint composition may contain coloring pigments, bright pigments, dyes, etc., as necessary, to an extent that does not impede transparency, and may further contain extender pigments, ultraviolet absorbers, light stabilizers, etc. , an antifoaming agent, a thickener, a rust preventive agent, a surface conditioner, etc. can be contained as appropriate.
  • the coating method for the clear coat paint composition is not particularly limited, but a wet coating film can be formed by a coating method such as air spray coating, airless spray coating, rotary atomization coating, or curtain coating. In these coating methods, electrostatic charge may be applied if necessary. Among these, air spray coating or rotary atomization coating is particularly preferred.
  • the amount of the clear coating composition to be applied is usually preferably such that the cured film thickness is from 10 to 70 ⁇ m, more preferably from 20 to 50 ⁇ m.
  • the viscosity of the clear paint composition should be adjusted to a viscosity range suitable for the painting, usually Ford Cup No. It is preferable to adjust the viscosity as appropriate using a solvent such as an organic solvent so that the viscosity is within the range of about 15 to 60 seconds, especially about 20 to 50 seconds at 20° C. using a 4 viscometer.
  • the heating can be performed by known means, and for example, a drying oven such as a hot air oven, an electric oven, or an infrared induction heating oven can be used.
  • the heating temperature is preferably within the range of 60 to 180°C, more preferably within the range of 70 to 170°C, and even more preferably within the range of 80 to 160°C.
  • the heating time is not particularly limited, but is preferably within the range of 10 to 90 minutes, more preferably within the range of 20 to 60 minutes.
  • Production example 1 of acrylic urethane composite resin (A') In a reaction vessel equipped with a thermometer, thermostat, stirring device, and reflux condenser, 42.7 parts of n-butyl acrylate, 2.0 parts of allyl methacrylate, and "PTMG3000" (trade name, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, polytetramethylene ether) were added.
  • An acrylic urethane composite resin (A'-1) dispersion having a core-shell structure consisting of the following was obtained.
  • Production examples 2 to 22 acrylic urethane composite resin (A'-2) to (A'-22) dispersions were obtained in the same manner as in Production Example 1, except that the composition was as shown in Table 1 below. .
  • Production examples 24-30 acrylic urethane composite resin (A'-24) to (A'-30) dispersions were obtained in the same manner as in Production Example 23, except that the composition was as shown in Table 1 below. .
  • Production example 32 of hydroxyl group-containing acrylic resin (C') In a reaction vessel equipped with a thermometer, thermostat, stirring device, reflux condenser, nitrogen inlet tube, and dropping device, add 120 parts of deionized water and “Adekaria Soap SR-1025” (trade name, manufactured by ADEKA, emulsifier, effective 0.8 part of component (25%) was added, stirred and mixed under a nitrogen stream, and the temperature was raised to 80°C.
  • “Adekaria Soap SR-1025” trade name, manufactured by ADEKA, emulsifier, effective 0.8 part of component (25%) was added, stirred and mixed under a nitrogen stream, and the temperature was raised to 80°C.
  • the mixture was discharged while being filtered through a 100 mesh nylon cloth to obtain a hydroxyl group-containing acrylic resin (C'-1) particle dispersion having an average particle diameter of 100 nm and a solid content of 30%.
  • the obtained hydroxyl group-containing acrylic resin particles had an acid value of 17.2 mgKOH/g and a hydroxyl value of 27.2 mgKOH/g.
  • Monomer emulsion for core part 54 parts of deionized water, 3.1 parts of "Adekariasoap SR-1025", 1 part of allyl methacrylate, 10 parts of styrene, 35 parts of n-butyl acrylate, 10 parts of methyl methacrylate, 20 parts of ethyl acrylate. 1 part and 1 part of 2-hydroxyethyl methacrylate were mixed and stirred to obtain a monomer emulsion for the core part.
  • Monomer emulsion for shell part 50 parts of deionized water, 1.8 parts of "Adekariasoap SR-1025", 0.04 parts of ammonium persulfate, 5.3 parts of 2-hydroxyethyl acrylate, 2.6 parts of methacrylic acid, A monomer emulsion for the shell part was obtained by mixing and stirring 8 parts of ethyl acrylate and 7.1 parts of methyl methacrylate.
  • a carboxyl group was added to the obtained condensation reaction product, 77 parts of trimellitic anhydride was further added, and after reacting at 170°C for 30 minutes, 2-(dimethylamino)ethanol was added to the acid group.
  • the solution was further diluted with 2-ethyl-1-hexanol to obtain a hydroxyl group-containing polyester resin (D'-1) solution with a solid content concentration of 70%.
  • the obtained hydroxyl group-containing polyester resin had an acid value of 32 mgKOH/g, a hydroxyl value of 117 mgKOH/g, a solid content concentration of 70%, and a number average molecular weight of 1200.
  • Production example 34 of phosphoric acid group-containing dispersion resin (R) 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, a thermostat, a stirrer, a reflux condenser, a nitrogen inlet tube, and a dropping device, and heated to 110°C.
  • n-butyl methacrylate 27.5 parts 25 parts, n-butyl methacrylate 27.5 parts, "Isostearyl acrylate” (trade name, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd., branched higher alkyl acrylate) 20 parts, 4-hydroxybutyl acrylate 7.5 parts, phosphoric acid group containing 121.5 parts of a mixture consisting of 15 parts of polymerizable unsaturated monomer (Note 1), 12.5 parts of 2-methacryloyloxyethyl acid phosphate, 10 parts of isobutanol, and 4 parts of t-butyl peroxyoctanoate were added over 4 hours.
  • a mixture consisting of 0.5 parts of t-butyl peroxyoctanoate and 20 parts of isopropanol was added dropwise for 1 hour. Thereafter, the solution was stirred and aged for 1 hour to obtain a phosphoric acid group-containing dispersion resin (R-1) solution with a solid content concentration of 50%.
  • the acid value of this resin due to phosphoric acid groups was 83 mgKOH/g, the hydroxyl value was 29 mgKOH/g, and the weight average molecular weight was 10,000.
  • Phosphoric acid group-containing polymerizable unsaturated monomer 57.5 parts of monobutyl phosphoric acid and 41 parts of isobutanol are placed in a reaction vessel equipped with a thermometer, thermostat, stirrer, reflux condenser, nitrogen introduction tube, and dropping device. After raising the temperature to 90°C, 42.5 parts of glycidyl methacrylate was added dropwise over 2 hours, and the mixture was further stirred and aged for 1 hour. Thereafter, 59 parts of isopropanol was added to obtain a phosphoric acid group-containing polymerizable unsaturated monomer solution with a solid content concentration of 50%. The acid value of the obtained monomer due to phosphoric acid groups was 285 mgKOH/g.
  • Production example 35 of bright pigment dispersion (P) In a stirring mixing container, 19 parts of aluminum pigment paste "GX-180A” (trade name, manufactured by Asahi Kasei Metals, metal content 74%) (solid content 14 parts), 34.8 parts of 2-ethyl-1-hexanol, 10 parts (solid content: 5 parts) of the phosphoric acid group-containing dispersion resin (R-1) solution obtained in Production Example 34 and 0.2 parts of 2-(dimethylamino)ethanol were uniformly mixed to obtain a glitter pigment dispersion. A liquid (P-1) was obtained.
  • Preparation Example 1 of water-based coating composition 50 parts of the acrylic urethane composite resin (A'-1) dispersion obtained in Production Example 1 (solid content 20 parts), "Cymel 350" (trade name, manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd., methyl etherified melamine resin, weight average molecular weight 550) , solid content 100%) 20 parts (solid content 20 parts), activated methylene type blocked polyisocyanate compound (B3-1) solution obtained in Production Example 31 16.67 parts (solid content 10 parts), Production Example 32 100 parts of the obtained hydroxyl group-containing acrylic resin (C'-1) particle dispersion (solid content 30 parts), 21.4 parts of the hydroxyl group-containing polyester resin (D'-1) solution obtained in Production Example 33 (solid content 15 parts) ), 62 parts (resin solid content) of the bright pigment dispersion (P-1) obtained in Production Example 35 and 6.3 parts of 2-ethyl-1-hexanol were uniformly mixed, and further, "UH- 752" (trade
  • Examples 2 to 30 and Comparative Examples 1 to 5 Aqueous coating composition No. 1 of Example 1 except that the coating composition was as shown in Table 2 below. Aqueous coating composition No. 1 was prepared in the same manner as in Example 1. 2 ⁇ No. I got 35.
  • Preparation of object to be coated (O-2) for flip-flop property test Dry “Electron GT-10” (trade name, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., cationic electrodeposition paint) on a cold-rolled steel sheet that has been subjected to zinc phosphate chemical conversion treatment. Electrodeposition coating was applied so that the film thickness was 20 ⁇ m, and heating and curing was performed at 170° C. for 30 minutes to obtain an electrodeposition coating film. Next, a water-based intermediate coating paint "WP-522H" (trade name, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., a polyester resin/amino resin based water-based intermediate coating paint) was applied to this electrodeposited coating using a rotary atomization type electrostatic coating. Electrostatic coating was applied using a coating machine to a cured film thickness of 30 ⁇ m, and after being left for 5 minutes, preheating was performed at 80° C. for 5 minutes to prepare a coated object (O-2) for flip-flop property testing.
  • coated object (O-3) for scuff resistance test A cold-rolled steel plate with a size of 11 cm x 45 cm that had been subjected to zinc phosphate chemical conversion treatment was coated with "Electron GT-10" (trade name, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.). A cationic electrodeposited paint) was applied by electrodeposition to a dry film thickness of 20 ⁇ m, and heated at 170° C. for 30 minutes to cure, thereby obtaining an electrodeposited steel plate. Next, 21 punch holes with a diameter of 5 mm were formed in a row at 2 cm intervals in a part 3 cm from the long end of the obtained electrodeposition coated steel plate, and the coated material for the coating resistance test (O- 3) was created.
  • coated object (O-4) for scuff resistance test A cold-rolled steel plate with a size of 11 cm x 45 cm that had been subjected to zinc phosphate chemical conversion treatment was coated with "Electron GT-10" (trade name, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.). A cationic electrodeposited paint) was applied by electrodeposition to a dry film thickness of 20 ⁇ m, and heated at 170° C. for 30 minutes to cure, thereby obtaining an electrodeposited steel plate. Next, 21 punch holes with a diameter of 5 mm were formed in a row at 2 cm intervals at a distance of 3 cm from the long end of the obtained electrodeposited steel plate.
  • a water-based intermediate coating paint "WP-522H” product name, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., a polyester resin/amino resin-based water-based intermediate coating paint
  • Electrostatic coating was applied using an electrostatic coating machine to a cured film thickness of 30 ⁇ m, and after being left for 5 minutes, preheating was performed at 80°C for 5 minutes to create a coated object (O-4) for the scuffing resistance test. did.
  • Example 31 of manufacturing a coated board for testing Preparation of coated plate for flip-flop property test (S1)
  • Aqueous coating composition No. 1 obtained in Example 1 was applied onto the test object (O-1).
  • electrostatic coating was performed using a rotary atomization type electrostatic coating machine so that the cured film thickness was 15 ⁇ m to form an uncured base coat film.
  • "KINO6510” product name, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., hydroxyl/isocyanate group-curing acrylic resin/urethane resin two-component organic solvent type clear coat paint
  • After being allowed to stand for 7 minutes it was heated at 140° C. for 30 minutes to simultaneously bake the base coat film and the clear coat film, thereby creating a test coated board (S1-1).
  • Example 2 Preparation of Painted Board (S3) for Scratch Resistance Test Aqueous coating composition No. 1 obtained in Example 1 was applied on the test object (O-3). 1 was coated with a film thickness gradient in the longitudinal direction using a rotary atomizing electrostatic coating machine under conditions of 27°C and 50% relative humidity to obtain a film thickness of approximately 10 ⁇ m to 50 ⁇ m. After standing for 3 minutes, preheating was performed at 90° C. for 3 minutes to obtain an uncured base coat film.
  • a cured film of "KINO6510” (trade name, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., a hydroxyl/isocyanate group-curable acrylic resin/urethane resin-based two-component organic solvent-based clear coat paint) was applied to the uncured base coat film. Electrostatic coating was applied to a thickness of 35 ⁇ m to form an uncured clear coat film. After being allowed to stand for 7 minutes, it was heated at 140° C. for 30 minutes to simultaneously bake the base coat film and the clear coat film to create a test coated board (S3-1).
  • KINO6510 trade name, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., a hydroxyl/isocyanate group-curable acrylic resin/urethane resin-based two-component organic solvent-based clear coat paint
  • Example 2 Preparation of Painted Board for Scratch Resistance Test (S4) Aqueous coating composition No. 1 obtained in Example 1 was applied onto the test object (O-4). 1 was coated with a film thickness gradient in the longitudinal direction using a rotary atomizing electrostatic coating machine under conditions of 27°C and 50% relative humidity to obtain a film thickness of approximately 10 ⁇ m to 50 ⁇ m. After standing for 3 minutes, preheating was performed at 90° C. for 3 minutes to obtain an uncured base coat film.
  • a cured film of "KINO6510” (trade name, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., a hydroxyl/isocyanate group-curable acrylic resin/urethane resin-based two-component organic solvent-based clear coat paint) was applied to the uncured base coat film. Electrostatic coating was applied to a thickness of 35 ⁇ m to form an uncured clear coat film. After being allowed to stand for 7 minutes, it was heated at 140° C. for 30 minutes to simultaneously bake the base coat film and clear coat film to create a test coated board (S4-1).
  • KINO6510 trade name, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., a hydroxyl/isocyanate group-curable acrylic resin/urethane resin-based two-component organic solvent-based clear coat paint
  • Example 32-60 Comparative Examples 6-10 In Example 31, test coated plates (S1-2) to (S1-35), (S2- 2) to (S2-35), (S3-2) to (S3-35), and (S4-2) to (S4-35) were produced.
  • FF value L * 15 value / L * 110 value ⁇ : FF value was 3.5 or more, ⁇ : FF value was 3.0 or more and less than 3.5. ⁇ : FF value was 2.5 or more and less than 3.0, ⁇ : FF value was less than 2.5.

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Abstract

本発明が解決すべき課題は、耐ワキ性及びフリップフロップ性に優れる塗膜を形成できる、水性塗料組成物を提供することである。本発明は、(A)(a1)ウレタン樹脂部分と、 (a2)(a21)1個の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物及び(a22)2個以上の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種、を含む構成成分から得られるアクリル樹脂部分とを含む、アクリルウレタン複合樹脂と、(B)硬化剤を含有する水性塗料組成物であって、前記アクリルウレタン複合樹脂(A)が、固形分濃度が30%かつ溶媒中の水の含有割合が90質量%以上になるように調整した前記アクリルウレタン複合樹脂(A)分散液を、特定の条件で測定した粘度が、50~1500mPa・sの範囲内である、水性塗料組成物を提供する。

Description

水性塗料組成物及び複層塗膜形成方法
 [関連出願の相互参照]
 本出願は、2022年3月23日に出願された、日本国特許出願第2022-046172号明細書(その開示全体が参照により本明細書中に援用される)に基づく優先権を主張する。本発明は、水性塗料組成物及び複層塗膜形成方法に関する。
 従来、自動車車体の外板部は、防食及び美感の付与を目的として、通常、カチオン電着塗料による下塗り塗料、中塗り塗料、及び上塗り塗料から形成される複層塗膜により被覆されている。
 従来の自動車用塗料は有機溶剤を用いた塗料が主流であったが、健康及び環境への影響の懸念から、揮発性有機化合物の低減(低VOC化)が求められ、水性塗料が主流となってきている。しかし、水性塗料による塗膜は硬化中に水が突沸して、いわゆる「ワキ」が発生し易く、外観悪化の原因となっている。
 また、自動車用塗料では、金属調を有する塗色は、ユーザーからの要求が大きい塗色の一つとなっている。金属調とは、塗板に対して垂直に近い状態で見たとき(ハイライト)は光り輝き、塗板に対して斜め上から見たとき(シェード)は暗くみえる、すなわちハイライト領域とシェード領域の輝度差が大きいことを特徴とする質感である。このハイライト領域とシェード領域の輝度差が大きいことは、フリップフロップ性が高いといわれる。
 特許文献1には、(i)最初に、少なくとも1種のポリウレタンの水性分散体を仕込む工程と、次いで(ii)(i)からのポリウレタンの存在下、オレフィン性不飽和モノマーの混合物を重合させる工程であって、(a)水溶性開始剤が使用され、(b)オレフィン性不飽和モノマーは、重合に使用されるオレフィン性不飽和モノマーの総量に対して6.0質量%の反応溶液中の濃度を、全体の反応時間の間に超えないように計量供給され、(c)オレフィン性不飽和モノマーの混合物は、少なくとも1種のポリオレフィン性不飽和モノマーを含む、工程とによって製造することができる少なくとも1種のコポリマー(CP)を含む、少なくとも1種の水性分散体と、20mg KOH/g未満の酸価を有する、少なくとも1種の直鎖状ヒドロキシ官能性反応生成物(R)であって、その製造には、2個の官能基(v.a)、及び前記官能基の間に配置され、12~70個の炭素原子を有する脂肪族又は芳香脂肪族ヒドロカルビル基(v.b)を含有する、少なくとも1種の化合物(v)を用いることが関与する、直鎖状ヒドロキシ官能性反応生成物(R)と、少なくとも1種のポリウレタン樹脂(X)であって、その製造には、少なくとも1つのカルボン酸基、及びイソシアナート基に対して反応性である少なくとも1つの基を含有する、少なくとも1種の化合物(x.1)を用いることが関与する、ポリウレタン樹脂(X)とを含む、水性塗料組成物をベースコート材料として使用して得られる多層塗膜系が、ピンホールに対する安定性に優れることが記載されている。
特表2017-507201
 特許文献1に記載の技術では、水性塗料組成物をベースコート材料として使用して得られる多層塗膜系が、耐ワキ性に優れるものの、フリップフロップ性が十分でない場合があった。
 本発明の目的は、耐ワキ性及びフリップフロップ性に優れる塗膜を形成できる、水性塗料組成物を提供することである。
 本発明者らは、上記目的を達成するべく鋭意検討を重ねた結果、ウレタン樹脂部分(a1)と、1個の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a21)及び2個以上の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a22)からなる群より選ばれる少なくとも1種、を含む構成成分から得られるアクリル樹脂部分(a2)とを含む、
アクリルウレタン複合樹脂(A)と、
 硬化剤(B)を含有する水性塗料組成物であって、
 前記アクリルウレタン複合樹脂(A)が、固形分濃度が30%かつ溶媒中の水の含有割合が90質量%以上になるように調整した前記アクリルウレタン複合樹脂(A)分散液に対し、該アクリルウレタン複合樹脂(A)分散液の全量を基準として、25質量%のエチレングリコールモノブチルエーテルを混合し、25℃の条件下で30分間静置した後の、ブルックフィールド型粘度計による、ローター回転速度60rpmにおける25℃の条件下での粘度が、50~1500mPa・sの範囲内であることを特徴とする、水性塗料組成物によれば、上記目的を達成できることを見出した。
 すなわち、本発明は下記<1>~<8>に関するものである。
<1>(A)(a1)ウレタン樹脂部分と、
(a2)(a21)1個の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物及び(a22)2個以上の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種、を含む構成成分から得られるアクリル樹脂部分とを含む、
アクリルウレタン複合樹脂と、
 (B)硬化剤を含有する水性塗料組成物であって、
 前記アクリルウレタン複合樹脂(A)が、固形分濃度が30%かつ溶媒中の水の含有割合が90質量%以上になるように調整した前記アクリルウレタン複合樹脂(A)分散液に対し、該アクリルウレタン複合樹脂(A)分散液の全量を基準として、25質量%のエチレングリコールモノブチルエーテルを混合し、25℃の条件下で30分間静置した後の、ブルックフィールド型粘度計による、ローター回転速度60rpmにおける25℃の条件下での粘度が、50~1500mPa・sの範囲内であることを特徴とする、水性塗料組成物。
<2>前記アクリルウレタン複合樹脂(A)の平均粒子径が50~150nmの範囲内である、<1>に記載の水性塗料組成物。
<3>前記ウレタン樹脂部分(a1)が、2個以上の水酸基及び1個以上の重合性不飽和基を有する化合物(a12-1)を含む、<1>又は<2>に記載の水性塗料組成物。
<4>前記ウレタン樹脂部分(a1)が、鎖伸長剤として、2個以上のアミノ基を有する化合物を含む、<1>~<3>のいずれか1つに記載の水性塗料組成物。
<5>前記アクリル樹脂部分(a2)が、1個の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a21)及び2個以上の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a22)を含む、<1>~<4>のいずれか1つに記載の水性塗料組成物。
<6>前記硬化剤(B)が、アミノ樹脂(B1)、ポリイソシアネート化合物(B2)及びブロック化ポリイソシアネート化合物(B3)からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、<1>~<5>のいずれか1つに記載の水性塗料組成物。
<7>水酸基を有する有機溶剤を、水性塗料組成物中の樹脂固形分100質量部に対し、40~75質量部の範囲内で含有する、<1>~<6>のいずれか1つに記載の水性塗料組成物。
<8>工程(1):被塗物上に、<1>~<7>のいずれか1つに記載の水性塗料組成物を塗装してベースコート塗膜を形成する工程、
 工程(2):前記工程(1)で形成されたベースコート塗膜上に、クリヤーコート塗料組成物を塗装してクリヤーコート塗膜を形成する工程、ならびに、
 工程(3):前記工程(1)で形成されたベースコート塗膜及び前記(2)で形成されたクリヤーコート塗膜を一度に加熱硬化する工程、を含む複層塗膜形成方法。
 本発明の水性塗料組成物によれば、耐ワキ性及びフリップフロップ性に優れる塗膜を得ることができる。
 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。
 [水性塗料組成物]
 本発明の水性塗料組成物は、ウレタン樹脂部分(a1)と、1個の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a21)及び2個以上の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a22)からなる群より選ばれる少なくとも1種、を含む構成成分から得られるアクリル樹脂部分(a2)とを含む、アクリルウレタン複合樹脂(A)と、
 硬化剤(B)を含有する水性塗料組成物であって、
 前記アクリルウレタン複合樹脂(A)が、固形分濃度が30%かつ溶媒中の水の含有割合が90質量%以上になるように調整した前記アクリルウレタン複合樹脂(A)分散液に対し、該アクリルウレタン複合樹脂(A)分散液の全量を基準として、25質量%のエチレングリコールモノブチルエーテルを混合し、25℃の条件下で30分間静置した後の、ブルックフィールド型粘度計による、ローター回転速度60rpmにおける25℃の条件下での粘度が、50~1500mPa・sの範囲内であることを特徴とする、水性塗料組成物である。
 [アクリルウレタン複合樹脂(A)]
 アクリルウレタン複合樹脂(A)は、ウレタン樹脂部分(a1)と、1個の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a21)及び2個以上の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a22)からなる群より選ばれる少なくとも1種、を含む構成成分から得られるアクリル樹脂部分(a2)とを含み、かつ固形分濃度が30%かつ溶媒中の水の含有割合が90質量%以上になるように調整した該アクリルウレタン複合樹脂(A)分散液に対し、該アクリルウレタン複合樹脂(A)分散液の全量を基準として、25質量%のエチレングリコールモノブチルエーテルを混合し、25℃の条件下で30分間静置した後の、ブルックフィールド型粘度計による、ローター回転速度60rpmにおける25℃の条件下での粘度が、50~1500mPa・sの範囲内である、アクリルウレタン複合樹脂(A)である。
 上記アクリルウレタン複合樹脂(A)を、固形分濃度が30%かつ溶媒中の水の含有割合が90質量%以上になるように調整した該アクリルウレタン複合樹脂(A)分散液に対し、該アクリルウレタン複合樹脂(A)分散液の全量を基準として、25質量%のエチレングリコールモノブチルエーテルを混合し、25℃の条件下で30分間静置した後の、ブルックフィールド型粘度計による、ローター回転速度60rpmにおける25℃の条件下での粘度は、形成される塗膜の耐ワキ性及びフリップフロップ性等の観点から、60~1400mPa・sの範囲内であることが好ましく、70~1200mPa・sの範囲内であることがより好ましく、100~1000mPa・sの範囲内であることがさらに好ましい。上記測定に際し、ローターはアクリルウレタン複合樹脂(A)分散液とエチレングリコールモノブチルエーテルとの混合物の粘度域に応じて適したものを使用することができるが、例えば、粘度計として「LVDV-I」(商品名、BROOKFIELD社製、B型粘度計)を用いる場合、100mPa・s未満の場合はNo.1ローター、100mPa・s以上、500mPa・s未満の場合はNo.2ローター、500mPa・s以上、2000mPa・s未満の場合はNo.3ローターを用いることができる。
 本発明において「前記アクリルウレタン複合樹脂(A)が、固形分濃度が30%かつ溶媒中の水の含有割合が90質量%以上になるように調整した前記アクリルウレタン複合樹脂(A)分散液に対し、該アクリルウレタン複合樹脂(A)分散液の全量を基準として、25質量%のエチレングリコールモノブチルエーテルを混合し、25℃の条件下で30分間静置した後の、ブルックフィールド型粘度計による、ローター回転速度60rpmにおける25℃の条件下での粘度が、XXXmPa・sの範囲内であること」とは、アクリルウレタン複合樹脂(A)自体の機能を規定するための表現であり、当該アクリルウレタン複合樹脂(A)が、当該アクリルウレタン複合樹脂(A)を用いて上記条件でアクリルウレタン複合樹脂(A)分散液とエチレングリコールモノブチルエーテルとの混合物を調製し、上記方法により粘度を測定した場合に、その粘度がXXXmPa・sとなるようなアクリルウレタン複合樹脂であることを意味する。従って、本発明において、「固形分濃度が30%かつ溶媒中の水の含有割合が90質量%以上になるように調整した前記アクリルウレタン複合樹脂(A)分散液に対し、該アクリルウレタン複合樹脂(A)分散液の全量を基準として、25質量%のエチレングリコールモノブチルエーテルを混合し、25℃の条件下で30分間静置した後の、ブルックフィールド型粘度計による、ローター回転速度60rpmにおける25℃の条件下での粘度が、XXXmPa・sの範囲内である」アクリルウレタン複合樹脂(A)が、実際に上記条件で調製したアクリルウレタン複合樹脂(A)分散液であったり、当該分散液とエチレングリコールモノブチルエーテルとの混合物との状態にあるものに限定されないことは明らかである。
 アクリルウレタン複合樹脂(A)は、従来既知のアクリルウレタン複合樹脂の製造方法により製造することができるが、なかでも、製造安定性等の観点から、以下の方法(下記1~3の製造工程よりなる)により、製造することが好ましい。
 製造工程1.まず最初に、アクリル樹脂部分(a2)の構成成分である、1個の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a21)及び2個以上の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a22)からなる群より選ばれる少なくとも1種の存在下にて、ウレタン樹脂部分(a1)を合成する。
 製造工程2.次いで、脱イオン水を加え、乳化して、水分散液を得る。必要に応じてさらに、鎖伸長反応、脱溶剤を行う。
 製造工程3.次いで、上記水分散液に重合開始剤を追加して、重合反応を行うことにより、ウレタン樹脂部分(a1)とアクリル樹脂部分(a2)を含む、アクリルウレタン複合樹脂(A)を得る。
 製造工程1
 まず最初に、アクリル樹脂部分(a2)の構成成分である、1個の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a21)及び2個以上の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a22)からなる群より選ばれる少なくとも1種の存在下にて、ウレタン樹脂部分(a1)を合成する。
 重合性不飽和基はラジカル重合しうる不飽和基であって、具体的には、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、マレイミド基、ビニルエーテル基等を挙げることができる。これらの重合性不飽和基のうち、反応性に優れる観点から、アクリロイル基及びメタクリロイル基が好ましく、アクリロイル基が特に好ましい。
 また、本明細書において、「(メタ)アクリレート」は「アクリレート又はメタクリレート」を意味する。「(メタ)アクリル酸」は、「アクリル酸又はメタクリル酸」を意味する。また、「(メタ)アクリロイル」は、「アクリロイル又はメタクリロイル」を意味する。また、「(メタ)アクリルアミド」は、「アクリルアミド又はメタクリルアミド」を意味する。
 前記アクリル樹脂部分(a2)は、形成される塗膜のフリップフロップ性等の観点から、1個の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a21)及び2個以上の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a22)を含むことが好ましい。
 上記1個の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a21)としては、1個の水酸基及び1個の重合性不飽和基を有する化合物(a21-1)、及び水酸基を有さず1個の重合性不飽和基を有する化合物(a21-2)が挙げられる。
 上記1個の水酸基及び1個の重合性不飽和基を有する化合物(a21-1)としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、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等を挙げることができる。
 これらの1個の水酸基及び1個の重合性不飽和基を有する化合物(a21-1)は、1種を単独で、又は2種以上を組合せて使用することができる。
 前記水酸基を有さず1個の重合性不飽和基を有する化合物(a21-2)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、i-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、i-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、大阪有機化学工業社製)、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、t-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;トリシクロデセニル(メタ)アクリレート等のトリシクロデセニル基を有する重合性不飽和モノマー;ベンジル(メタ)アクリレート、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香環含有重合性不飽和モノマー;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン等のアルコキシシリル基を有する重合性不飽和モノマー;パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート等のパーフルオロアルキル(メタ)アクリレート;フルオロオレフィン等のフッ素化アルキル基を有する重合性不飽和モノマー;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;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、酢酸ビニル等のビニル化合物;(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、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、グリシジル(メタ)アクリレートとアミン類との付加物等の含窒素重合性不飽和モノマー;グリシジル(メタ)アクリレート、β-メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等のエポキシ基含有重合性不飽和モノマー;分子末端がアルコキシ基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
 これらの水酸基を有さず1個の重合性不飽和基を有する化合物(a21-2)は、1種を単独で、又は2種以上を組合せて使用することができる。
 前記1個の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a21)としては、製造安定性等の観点から、水酸基を有さず1個の重合性不飽和基を有する化合物(a21-2)を含むことが好ましい。
 上記1個の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a21)を含む場合、該1個の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a21)の含有量は、製造安定性等の観点から、アクリル樹脂部分(a2)の合計固形分量を基準として、30~99質量%の範囲内であることが好ましく、40~98質量%の範囲内であることがより好ましく、50~98質量%の範囲内であることがさらに好ましい。
 前記2個以上の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a22)としては、例えば、2~5個(好ましくは2~4個)の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物等が挙げられる。また、前記2個以上の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a22)としては、1個の水酸基及び2個以上の重合性不飽和基を有する化合物(a22-1)、及び水酸基を有さず2個以上の重合性不飽和基を有する化合物(a22-2)が挙げられる。
 上記1個の水酸基及び2個以上の重合性不飽和基を有する化合物(a22-1)としては、例えば、1個の水酸基及び2~5個(好ましくは2~3個、より好ましくは2個)の重合性不飽和基を有する化合物が挙げられる。より具体的には、上記1個の水酸基及び2個以上の重合性不飽和基を有する化合物(a22-1)としては、例えば、グリセロールジ(メタ)アクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルエタンジ(メタ)アクリレート、等を挙げることができる。
 これらの1個の水酸基及び2個以上の重合性不飽和基を有する化合物(a22-1)は、1種を単独で、又は2種以上を組合せて使用することができる。
 前記水酸基を有さず2個以上の重合性不飽和基を有する化合物(a22-2)としては、例えば、水酸基を有さず2~5個(好ましくは2~4個)の重合性不飽和基を有する化合物が挙げられる。より具体的には、上記水酸基を有さず2個以上の重合性不飽和基を有する化合物(a22-2)としては、例えば、アリル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート(エチレンジ(メタ)アクリレートと示すこともある)、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルエタントリ(メタ)アクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルプロパントリ(メタ)アクリレート、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、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルテレフタレート、ジビニルベンゼン、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
 これらの水酸基を有さず2個以上の重合性不飽和基を有する化合物(a22-2)は、1種を単独で、又は2種以上を組合せて使用することができる。
 前記2個以上の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a22)としては、製造安定性等の観点から、水酸基を有さず2個以上の重合性不飽和基を有する化合物(a22-2)を含むことが好ましい。
 上記2個以上の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a22)は、共重合体に架橋構造を付与する機能を有する。
 上記2個以上の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a22)を含む場合、該2個以上の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a22)の含有量は、形成される塗膜のフリップフロップ性等の観点から、アクリル樹脂部分(a2)の合計固形分量を基準として、0.5~50質量%の範囲内であることが好ましく、1.0~40質量%の範囲内であることがより好ましく、2.0~20質量%の範囲内であることがさらに好ましい。
 ウレタン樹脂部分(a1)の合成
 ウレタン樹脂部分は、一般に、ポリイソシアネート成分(a11)と、ポリオール成分(a12)と、任意選択でさらに水分散基付与成分としての活性水素基とイオン形成基を併有する化合物とを含む構成成分から得ることができる。典型的には、ウレタン樹脂部分は、一般に、ポリイソシアネート成分(a11)と、ポリオール成分(a12)と、任意選択でさらに水分散基付与成分としての活性水素基とイオン形成基を併有する化合物とを含む構成成分(原料)を共重合することにより得ることができる。
 ポリイソシアネート成分(a11)
 ポリイソシアネート成分(a11)としては、例えば、脂環族ポリイソシアネート、脂肪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を挙げることができる。
 上記ポリイソシアネート成分(a11)としては、形成される塗膜のフリップフロップ性及び耐候性等の観点から、脂環族ポリイソシアネートを含むことが好ましい。
 上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)、4-メチル-1,3-シクロヘキシレンジイソシアネート(慣用名:水添TDI)、2-メチル-1,3-シクロヘキシレンジイソシアネート、1,3-若しくは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)若しくはその混合物、メチレンビス(4,1-シクロヘキサンジイル)ジイソシアネート(ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネートと示すこともある。慣用名:水添MDI)、ノルボルナンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート;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。
 前記芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、メチレンビス(4,1-フェニレン)ジイソシアネート(慣用名:MDI)、1,3-もしくは1,4-キシリレンジイソシアネート又はその混合物、ω,ω’-ジイソシアナト-1,4-ジエチルベンゼン、1,3-又は1,4-ビス(1-イソシアナト-1-メチルエチル)ベンゼン(慣用名:テトラメチルキシリレンジイソシアネート)もしくはその混合物等の芳香脂肪族ジイソシアネート;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-トリレンジイソシアネート(慣用名:2,4-TDI)もしくは2,6-トリレンジイソシアネート(慣用名:2,6-TDI)もしくはその混合物、4,4’-トルイジンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;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。
 また、前記ポリイソシアネートの誘導体としては、例えば、上記ポリイソシアネートのダイマー、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。
 上記のポリイソシアネートは、ブロッキング剤によってブロックされたブロックイソシアネートの形で用いてもよい。
 上記ブロック剤としては、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、ニトロフェノール、エチルフェノール、ヒドロキシジフェニル、ブチルフェノール、イソプロピルフェノール、ノニルフェノール、オクチルフェノール、ヒドロキシ安息香酸メチル等のフェノール系;ε-カプロラクタム、δ-バレロラクタム、γ-ブチロラクタム、β-プロピオラクタム等のラクタム系;メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、アミルアルコール、ラウリルアルコール等の脂肪族アルコール系;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メトキシメタノール等のエーテル系;ベンジルアルコール、グリコール酸、グリコール酸メチル、グリコール酸エチル、グリコール酸ブチル、乳酸、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチロール尿素、メチロールメラミン、ジアセトンアルコール、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート等のアルコール系;ホルムアミドオキシム、アセトアミドオキシム、アセトオキシム、メチルエチルケトオキシム、ジアセチルモノオキシム、ベンゾフェノンオキシム、シクロヘキサンオキシム等のオキシム系;マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸メチル、アセチルアセトン等の活性メチレン系;ブチルメルカプタン、t-ブチルメルカプタン、ヘキシルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタン、2-メルカプトベンゾチアゾール、チオフェノール、メチルチオフェノール、エチルチオフェノール等のメルカプタン系;アセトアニリド、アセトアニシジド、アセトトルイド、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸アミド、ステアリン酸アミド、ベンズアミド等の酸アミド系;コハク酸イミド、フタル酸イミド、マレイン酸イミド等のイミド系;ジフェニルアミン、フェニルナフチルアミン、キシリジン、N-フェニルキシリジン、カルバゾール、アニリン、ナフチルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、ブチルフェニルアミン等アミン系;イミダゾール、2-エチルイミダゾール等のイミダゾール系;尿素、チオ尿素、エチレン尿素、エチレンチオ尿素、ジフェニル尿素等の尿素系;N-フェニルカルバミン酸フェニル等のカルバミン酸エステル系;エチレンイミン、プロピレンイミン等のイミン系;重亜硫酸ソーダ、重亜硫酸カリ等の亜硫酸塩系;アゾール系の化合物等が挙げられる。上記アゾール系の化合物としては、ピラゾール、3,5-ジメチルピラゾール、3-メチルピラゾール、4-ベンジル-3,5-ジメチルピラゾール、4-ニトロ-3,5-ジメチルピラゾール、4-ブロモ-3,5-ジメチルピラゾール、3-メチル-5-フェニルピラゾール等のピラゾール又はピラゾール誘導体;イミダゾール、ベンズイミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール等のイミダゾール又はイミダゾール誘導体;2-メチルイミダゾリン、2-フェニルイミダゾリン等のイミダゾリン誘導体等が挙げられる。
 上記ブロック化を行なう(ブロック剤を反応させる)にあたっては、任意選択で溶剤を添加して行なうことができる。ブロック化反応に用いる溶剤としてはイソシアネート基に対して反応性でないものが良く、例えば、アセトン、メチルエチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル類、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)のような溶剤を挙げることができる。
 ポリオール成分(a12)
 ポリオール成分(a12)は、1分子中に少なくとも2個の水酸基を有する化合物である。ポリオール成分(a12)としては、例えば、1分子中に2~4個(好ましくは、2~3個)の水酸基を有する化合物等が挙げられる。
 上記ポリオール成分(a12)は、形成される塗膜のフリップフロップ性等の観点から、2個以上(例えば、2~4個(好ましくは、2~3個))の水酸基及び1個以上の重合性不飽和基を有する化合物(a12-1)を含むことが好ましい。
 上記2個以上の水酸基及び1個以上の重合性不飽和基を有する化合物(a12-1)は、前記ウレタン樹脂部分(a1)の側鎖に、重合性不飽和基を付与する。
 上記2個以上の水酸基及び1個以上の重合性不飽和基を有する化合物(a12-1)としては、例えば、グリシジル基含有化合物と(メタ)アクリル酸との反応物、3官能以上のポリオールと(メタ)アクリル酸との反応物等を挙げることができる。
 上記2個以上の水酸基及び1個以上の重合性不飽和基を有する化合物(a12-1)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、「エポキシエステル40EM」、「エポキシエステル70PA」、「エポキシエステル200PA」、「エポキシエステル80MFA」、「エポキシエステル3002M」、「エポキシエステル3002A」、「エポキシエステル3000MK」、「エポキシエステル3000A」(以上、共栄社化学社製)、「デナコールアクリレートDA-212」、「デナコールアクリレートDA-314」、「デナコールアクリレートDA-911M」、「デナコールアクリレートDA-920」、「デナコールアクリレートDA-931」(以上、ナガセケムテックス社製)、「ブレンマーGLM」、「ブレンマーGLM-EX」、「ブレンマーGLM-R」(以上、日油社製)等が挙げられる。
 上記2個以上の水酸基及び1個以上の重合性不飽和基を有する化合物(a12-1)としては、形成される塗膜のフリップフロップ性等の観点から、2個以上(例えば、2~4個(好ましくは、2~3個))の水酸基及び1個の重合性不飽和基を有する化合物を含むことが好ましい。
 上記2個以上の水酸基及び1個の重合性不飽和基を有する化合物としては、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、「ブレンマーGLM」、「ブレンマーGLM-EX」、「ブレンマーGLM-R」(以上、日油社製)等が挙げられる。
 前記2個以上の水酸基及び1個以上の重合性不飽和基を有する化合物(a12-1)を含有する場合、該2個以上の水酸基及び1個以上の重合性不飽和基を有する化合物(a12-1)の含有量は、形成される塗膜のフリップフロップ性等の観点から、ポリオール成分(a12)の合計固形分量を基準として、1.0~15質量%の範囲内であることが好ましく、2.0~10質量%の範囲内であることがより好ましく、4.0~8.0質量%の範囲内であることがさらに好ましい。
 また、前記ポリオール成分(a12)は、形成される塗膜のフリップフロップ性等の観点から、ポリカーボネートポリオール(a12-2)を含むことが好ましい。
 上記ポリカーボネートポリオール(a12-2)は、常法により、公知のポリオール成分とカルボニル化剤とを重縮合反応させることにより得られる化合物である。ポリオール成分としては、ジオール成分、3価以上のアルコール等の多価アルコール成分を挙げることができる。
 上記ジオール成分としては、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール及び1,10-デカンジオール等の直鎖状ジオール;2-メチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、2-エチル-1,6-ヘキサンジオール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3- プロパンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール等の分岐ジオール;1,3-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、2,2,4,4-テトラメチル-1,3-シクロブタンジオール等の脂環式ジオール;p-キシレンジオール、p-テトラクロロキシレンジオール等の芳香族ジオール;ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール等のエーテル系ジオール等を挙げることができる。これらのジオール成分は、単独で又は2種以上を組合せて使用することができる。
 前記3価以上のアルコールとしては、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、トリメチロールプロパンの2量体、ペンタエリスリトール等を挙げることができる。これらの3価以上のアルコールは、単独で又は2種以上を組合せて使用することができる。
 前記カルボニル化剤としては、公知のものを使用することができる。具体的には、例えば、アルキレンカーボネート、ジアルキルカーボネート、ジアリルカーボネート、ホスゲン等を挙げることができ、これらの1種を又は2種以上を組合せて使用することができる。これらのうち好ましいものとして、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジフェニルカーボネート等を挙げることができる。
 前記ポリカーボネートポリオール(a12-2)の数平均分子量は、形成される塗膜のフリップフロップ性等の観点から、1000~5000の範囲内であることが好ましく、1300~4500の範囲内であることがより好ましく、1500~3500の範囲内であることがさらに好ましい。
 上記ポリカーボネートポリオール(a12-2)を含有する場合、該ポリカーボネートポリオール(a12-2)の含有量は、形成される塗膜のフリップフロップ性等の観点から、ポリオール成分(a12)の合計固形分量を基準として、20~95質量%の範囲内であることが好ましく、40~95質量%の範囲内であることがより好ましく、60~90質量%の範囲内であることがさらに好ましい。
 前記ポリオール成分(a12)としては、形成される塗膜の耐ワキ性等の観点から、さらにポリテトラメチレンエーテルグリコール(a12-3)を含むことが好ましい。
 上記ポリテトラメチレンエーテルグリコール(a12-3)の数平均分子量は、形成される塗膜の耐ワキ性等の観点から、500~10000の範囲内であることが好ましく、1000~5000の範囲内であることがより好ましく、1600~4000の範囲内であることがさらに好ましい。
 前記ポリオール成分(a12)として、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(a12-3)を含む場合、該ポリテトラメチレンエーテルグリコール(a12-3)の含有量は、形成される塗膜の耐ワキ性及びフリップフロップ性等の観点から、ポリオール成分(a12)の合計固形分量を基準として、1~90質量%の範囲内であることが好ましく、1~70質量%の範囲内であることがより好ましく、5~50質量%の範囲内であることがさらに好ましい。
 前記ポリオール成分(a12)としては、2個以上の水酸基及び1個以上の重合性不飽和基を有する化合物(a12-1)、ポリカーボネートポリオール(a12-2)及びポリテトラメチレンエーテルグリコール(a12-3)以外のポリオール成分(a12-4)を含むことができる。
 上記2個以上の水酸基及び1個以上の重合性不飽和基を有する化合物(a12-1)、ポリカーボネートポリオール(a12-2)及びポリテトラメチレンエーテルグリコール(a12-3)以外のポリオール成分(a12-4)としては、例えば、低分子量のポリオールとして、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、トリエチレングリコール、1,2-ブチレングリコール、1,3-ブチレングリコール、2,3-ブチレングリコール、1,4-ブチレングリコール、1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサングリコール、2,5-ヘキサンジオール、ジプロピレングリコール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、トリシクロデカンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール等を使用することができる。これらの低分子量のポリオールは、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、上記2個以上の水酸基及び1個以上の重合性不飽和基を有する化合物(a12-1)、ポリカーボネートポリオール(a12-2)及びポリテトラメチレンエーテルグリコール(a12-3)以外のポリオール成分(a12-4)としては、高分子量のポリオールとして、例えば、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(a12-3)以外のポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール等を使用することができる。これらの高分子量ポリオールは、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。
 上記ポリテトラメチレンエーテルグリコール(a12-3)以外のポリエーテルポリオールとしては、前記低分子量のポリオール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、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。
 上記ポリテトラメチレンエーテルグリコール(a12-3)以外のポリエーテルポリオールは、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。
 前記ポリエステルポリオールとしては、アジピン酸、コハク酸、セバシン酸、グルタル酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸等のジカルボン酸(無水物)と、エチレングリコール、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、1,8-オクタメチレンジオール、ネオペンチルグリコール等の前記低分子量のポリオールとを、水酸基過剰の条件で重縮合させて得られたものが挙げられる。具体的には、例えば、エチレングリコール-アジピン酸縮合物、ブタンジオール-アジピン酸縮合物、ヘキサメチレングリコール-アジピン酸縮合物、エチレングリコール-プロピレングリコール-アジピン酸縮合物、及びグリコールを開始剤としてラクトンを開環重合させて得られるポリラクトンポリオール等が挙げられる。これらのポリエステルポリオールは、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。
 前記ポリエーテルエステルポリオールとしては、エーテル基含有ポリオール(前記ポリテトラメチレンエーテルグリコール(a12-3)、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(a12-3)以外のポリエーテルポリオール、又はジエチレングリコール等)又は、これと他のグリコールとの混合物を上記ポリエステルポリオールで例示したような(無水)ジカルボン酸に加えてアルキレンオキシドを反応させてなるもの、例えば、ポリテトラメチレングリコール-アジピン酸縮合物等が挙げられる。これらのポリエーテルエステルポリオールは、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。
 活性水素基とイオン形成基とを併有する化合物
 活性水素基とイオン形成基とを併有する化合物としては、例えば、一分子中に2個以上の水酸基と1個以上のカルボキシル基を有する化合物、一分子中に2個以上の水酸基と1個以上のスルホン酸基を有する化合物、一分子中に2個以上のアミノ基と1個以上のカルボキシル基を有する化合物等が挙げられ、これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
 なかでも、上記活性水素基とイオン形成基とを併有する化合物としては、一分子中に2個以上の水酸基と1個以上のカルボキシル基を有する化合物、一分子中に2個以上の水酸基と1個以上のスルホン酸基を有する化合物を好適に使用することができる。
 本発明において、上記一分子中に2個以上の水酸基と1個以上のカルボキシル基を有する化合物、及び一分子中に2個以上の水酸基と1個以上のスルホン酸基を有する化合物等の、2個以上の水酸基とイオン形成基とを併有する化合物は、前記ポリオール成分(a12)に含まれるものとする。
 上記一分子中に2個以上の水酸基と1個以上のカルボキシル基を有する化合物としては、例えば、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロール酢酸、ジメチロールブタン酸、ジメチロールヘプタン酸、ジメチロールノナン酸、1-カルボキシ-1,5-ペンチレンジアミン、ジヒドロキシ安息香酸、3,5-ジアミノ安息香酸等のアルカノールカルボン酸化合物、ポリオキシプロピレントリオールと無水マレイン酸及び/又は無水フタル酸とのハーフエステル化合物等をあげることができる。
 前記一分子中に2個以上の水酸基と1個以上のスルホン酸基を有する化合物としては、例えば、2-スルホン酸-1,4-ブタンジオール、5-スルホン酸-ジ-β-ヒドロキシエチルイソフタレート、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)アミノエチルスルホン酸等をあげることができる。
 上記活性水素基とイオン形成基とを併有する化合物としては、形成される塗膜の柔軟性等の観点から、一分子中に2個以上の水酸基と1個以上のカルボキシル基を有する化合物を使用することが好ましい。
 前記ウレタン樹脂部分(a1)は、水分散安定性等の観点から、上記活性水素基とイオン形成基とを併有する化合物を含むことが好ましい。
 上記2個以上の水酸基と1個以上のカルボキシル基を有する化合物を使用する場合、その使用量は、形成される塗膜のフリップフロップ性等の観点から、ポリオール成分(a12)を構成する化合物の総量に対して、1~30質量%の範囲内であることが好ましく、1~25質量%の範囲内であることがより好ましく、1~20質量%の範囲内であることがさらに好ましい。
 ウレタン樹脂部分(a1)の製造方法については、特に制限を受けず、従来既知の方法を適用することが出来る。製造方法としては、例えば、有機溶剤中で、ポリイソシアネート成分(a11)とポリオール成分(a12)とをウレタン化反応させるか、又は、任意選択で活性水素基とイオン形成基とを併有する化合物をさらに加えてウレタン化反応させて、プレポリマーを合成する。さらに、任意選択で、1個の水酸基及び1個の重合性不飽和基を有する化合物(a21-1)及び/又は1個の水酸基及び2個以上の重合性不飽和基を有する化合物(a22-1)と反応させ、重合性不飽和基を末端に有する化合物としてもよい。また、任意選択で重合禁止剤を添加することもできる。
 上記ポリイソシアネート成分(a11)とポリオール成分(a12)のウレタン化反応には、任意選択で触媒を使用することができる。
 上記触媒としては、例えば、トリス(2-エチルヘキサン酸)ビスマス(III)等のカルボン酸ビスマス化合物;ジブチルチンジラウレート、ジブチルチンジオクトエート、スタナスオクトエート等の有機スズ化合物;トリエチルアミン、トリエチレンジアミン等の3級アミン化合物等を挙げることができる。
 前記ウレタン化反応は、50~120℃で行うことが好ましい。
 前記ウレタン樹脂部分(a1)の合成において、有機溶剤としては、イソシアネートに不活性で、ウレタン化反応に支障を及ぼさない有機溶剤が使用可能である。このような有機溶剤としては、例えばトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤等を挙げることができる。なかでも上記のうち、水分散安定性等の観点から、ケトン系溶剤、エステル系溶剤を好適に使用することができる。
 これらの有機溶剤は、1種を単独で、又は2種以上を組合せて使用することができる。
 また、前記1個の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a21)及び2個以上の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a22)は溶剤の代わりに使用することができる。これらの化合物を溶媒として使用する場合、水酸基を有さず1個の重合性不飽和基を有する化合物(a21-2)及び/又は水酸基を有さず2個以上の重合性不飽和基を有する化合物(a22-2)を使用することが好ましい。
 前記重合禁止剤としては、例えば、ジ-t-ブチルヒドロキシトルエン、メトキシフェノール等のフェノール性水酸基含有化合物類;ベンゾキノン等のカルボニル基含有芳香族化合物類;ニトロソ骨格含有化合物類;N-オキシル骨格含有化合物類等のそれ自体既知の重合禁止剤を使用することができる。
 ウレタン樹脂部分(A)のポリイソシアネート成分(a11)とポリオール成分(a12)の含有割合は、製造性等の観点から、ポリオール成分(a12)の有する活性水素基/ポリイソシアネート成分(a11)の有するイソシアネート基のモル比で、1/1.01~1/3.0の範囲内であることが好ましく、1/1.05~1/2.0の範囲内であることがさらに好ましい。
 上記ウレタン樹脂部分(a1)の数平均分子量は、形成される塗膜の耐ワキ性及びフリップフロップ性等の観点から、2000~20000の範囲内であることが好ましく、2500~15000の範囲内であることがより好ましく、3000~10000の範囲内であることがさらに好ましい。
 なお、本明細書において、平均分子量(数平均分子量、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で測定したクロマトグラムから標準ポリスチレンの分子量を基準にして算出した値である。ゲルパーミエーションクロマトグラフは、「HLC8120GPC」(東ソー社製)を使用した。カラムとしては、「TSKgel G-4000HXL」、「TSKgel G-3000HXL」、「TSKgel G-2500HXL」、「TSKgel G-2000HXL」(いずれも東ソー(株)社製、商品名)の4本を用い、移動相;テトラヒドロフラン、測定温度;40℃、流速;1mL/min、検出器;RIの条件で行った。
 製造工程2
 次いで、脱イオン水を加え、乳化して、水分散液を得る。任意選択でさらに、鎖伸長反応、脱溶剤を行う。
 脱イオン水を加える際に、任意選択で、前記イオン形成基に対する中和剤を添加してもよい。
 上記中和剤としては、上記イオン形成基を中和できるものであれば特に制限はなく、中和のための塩基性化合物としては、例えば、アンモニア、ジエチルアミン、エチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエタノールアミン、モノプロパノールアミン、イソプロパノールアミン、エチルアミノエチルアミン、ヒドロキシエチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチレントリアミン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン等の有機アミン;或いは水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物等を挙げることができる。これらの中和剤は、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。
 上記中和剤は、最終的にアクリルウレタン複合樹脂(A)の水分散液のpHが6.0~9.0程度となるような量で用いることが好ましい。
 上記中和剤を添加する場合、中和剤の添加量は、カルボキシル基等の酸基に対して、0.1~1.5当量用いることが好ましく、0.3~1.2当量用いることがさらに好ましい。
 前記アクリルウレタン複合樹脂(A)の水分散安定性を向上させるために、界面活性剤等の乳化剤を使用することもできる。
 上記乳化剤としては、周知一般のアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、高分子系界面活性剤、反応性界面活性剤等を使用することができる。これらを使用する場合は、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤又はカチオン性界面活性剤がコストも低く、良好な乳化が得られるので好ましい。
 上記アニオン性界面活性剤としては、例えば、ナトリウムドデシルサルフェート、カリウムドデシルサルフェート等アンモニウムドデシルサルフェート等のアルキルサルフェート類;ナトリウムドデシルポリグリコールエーテルサルフェート;ナトリウムスルホリシノレート;スルホン化パラフィンのアルカリ金属塩、スルホン化パラフィンのアンモニウム塩等のアルキルスルホネート;ナトリウムラウレート、トリエタノールアミンオレート、トルエタノールアミンアビエテート等の脂肪酸塩;ナトリウムベンゼンスルホネート、アルカリフェノールヒドロキシエチレンのアルカリ金属サルフェート等のアルキルアリールスルホネート;高アルキルナフタレンスルホン酸塩;ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物;ジアルキルスルホコハク酸塩;ポリオキシエチレンアルキルサルフェート塩;ポリオキシエチレンアルキルアリールサルフェート塩などが挙げられる。
 前記ノニオン性界面活性剤としては、炭素数1~18のアルコールのエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド付加物、アルキルフェノールのエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド付加物、アルキレングリコール及び/又はアルキレンジアミンのエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド付加物等が挙げられる。
 前記ノニオン性界面活性剤を構成する炭素数1~18のアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、2-プロパノール、ブタノール、2-ブタノール、第三ブタノール、アミルアルコール、イソアミルアルコール、第三アミルアルコール、ヘキサノール、オクタノール、デカンアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール等が挙げられ、アルキルフェノールとしては、フェノール、メチルフェノール、2,4-ジ第三ブチルフェノール、2,5-ジ第三ブチルフェノール、3,5-ジ第三ブチルフェノール、4-(1,3-テトラメチルブチル)フェノール、4-イソオクチルフェノール、4-ノニルフェノール、4-第三オクチルフェノール、4-ドデシルフェノール、2-(3,5-ジメチルヘプチル)フェノール、4-(3,5-ジメチルヘプチル)フェノール、ナフトール、ビスフェノールA、ビスフェノールF等が挙げられ、アルキレングリコールとしては、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール等が挙げられ、アルキレンジアミンとしては、これらのアルキレングリコールのアルコール性水酸基がアミノ基に置換されたものが挙げられる。エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド付加物とは、ランダム付加物でもブロック付加物でもよい。
 前記カチオン性界面活性剤としては、1級~3級アミン塩、ピリジニウム塩、アルキルピリジニウム塩、ハロゲン化アルキル4級アンモニウム塩等の4級アンモニウム塩などが挙げられる。
 これらの界面活性剤は、1種を単独で、又は2種以上を組合せて使用することができる。
 前記乳化の手段としては、通常の撹拌機による分散で可能であるが、より粒子径の細かい均一な水分散液を得るためにホモミキサー、ホモジナイザー、ディスパー、ラインミキサー等を使用することができる。
 前記鎖伸長反応(高分子量化)を行う場合、任意選択で水以外の鎖伸長剤を添加して、ウレタン樹脂部分(a1)と鎖伸長剤とを反応させることもできる。鎖伸長剤としては、活性水素を有する公知の鎖伸長剤を使用することができる。具体的には、例えば、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、シクロヘキサンジアミン、シクロヘキシルメタンジアミン、イソホロンジアミン等のジアミン化合物、ジエチレントリアミン等のトリアミン化合物、トリエチレンテトラアミン等のテトラアミン化合物、ヒドロキシエチルヒドラジン、ヒドロキシエチルジエチレントリアミン、N-(2-アミノエチル)エタノール、1,3-ジアミノ-2-プロパノール、3-アミノプロパンジオール等のアミノアルコール化合物、ヒドラジン等を挙げることができる。
 上記鎖伸長剤としては、形成される塗膜のフリップフロップ性等の観点から、2個以上のアミノ基を有する化合物を含むことが好ましい。
 2個以上のアミノ基を有する化合物としては、例えば、2~5個(好ましくは2~4個)のアミノ基を含む化合物等が挙げられる。より具体的には、上記2個以上のアミノ基を有する化合物としては、例えば、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、シクロヘキサンジアミン、シクロヘキシルメタンジアミン、イソホロンジアミン等のジアミン化合物、ジエチレントリアミン等のトリアミン化合物、トリエチレンテトラアミン等のテトラアミン化合物、ヒドロキシエチルヒドラジン、ヒドロキシエチルジエチレントリアミン、N-(2-アミノエチル)エタノール、1,3-ジアミノ-2-プロパノール等のジアミノアルコール化合物、ヒドラジン等を挙げることができる。
 また、上記鎖伸長剤としては、アクリルウレタン複合樹脂(A)に反応性官能基を導入する目的で、N-(2-アミノエチル)エタノール等のアミノアルコール化合物を、好適に使用できる。
 上記鎖伸長剤を含む場合、該鎖伸長剤の含有量は、形成される塗膜のフリップフロップ性等の観点から、ウレタン樹脂部分(a1)の合計固形分量を基準として、0.1~10質量%の範囲内であることが好ましく、0.5~5.0質量%の範囲内であることがさらに好ましく、1.0~3質量%の範囲内であることがより好ましい。
 上記鎖伸長剤が、2個以上のアミノ基を有する化合物を含む場合、該2個以上のアミノ基を有する化合物の含有量は、形成される塗膜のフリップフロップ性等の観点から、鎖伸長剤の合計固形分量を基準として、30~100質量%の範囲内であることが好ましく、70~100質量%の範囲内であることがさらに好ましく、50~100質量%の範囲内であることがより好ましい。
 製造工程3
 次いで、上記水分散液に重合開始剤を追加して、重合反応を行うことにより、ウレタン樹脂部分(a1)とアクリル樹脂部分(a2)を含む、アクリルウレタン複合樹脂(A)を得る。
 上記重合開始剤としては、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}、2,2’-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メ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を挙げることができる。これらの重合開始剤は、1種単独で又は2種以上組合せて使用することができる。また、上記重合開始剤に、任意選択で、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て、レドックス開始剤とすることもできる。
 上記重合開始剤の使用量は、一般に、使用される全モノマーの総量に対して、0.1質量%以上が好ましく、0.2質量%以上がより好ましく、また、5質量%以下が好ましく、3質量%以下がより好ましい。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、その種類及び量等に応じて適宜選択することができる。例えば、予めモノマー混合物又は水性媒体に含有させることもできるし、或いは重合時に一括して添加することもできるし、又は滴下することもできる。
 前記重合反応は、従来既知の方法、例えば、水中での乳化重合法、自己乳化法等の方法により行うことができる。
 好ましい実施形態において、アクリルウレタン複合樹脂(A)は上記の記載に従い製造することができる。従って、典型的な実施形態において、「(a21)1個の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物及び(a22)2個以上の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種、を含む構成成分から得られる」アクリル樹脂部分とは、(a21)1個の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物及び(a22)2個以上の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む原料の(共)重合により得られるアクリル樹脂部分を意味する。また、本発明において、(A)アクリルウレタン複合樹脂における(a1)ウレタン樹脂部分と(a2)アクリル樹脂部分とは共有結合により連結していることが好ましい。
 上記製造工程1~3において合成されたアクリルウレタン複合樹脂(A)は、水系溶媒中の分散体として合成されるものであり、粒子形態を有していると考えられる。
 ここで、水系溶媒とは、水を主成分とする溶媒(例えば、溶媒中70~100質量%が水である溶媒)を示す。
 上記アクリルウレタン複合樹脂(A)の平均粒子径は、形成される塗膜の耐ワキ性及びフリップフロップ性等の観点から、50~150nmの範囲内であることが好ましく、60~130nmの範囲内であることがより好ましく、65~110nmの範囲内であることがさらに好ましい。
 上記アクリルウレタン複合樹脂(A)の平均粒子径は、原材料(ポリイソシアネート成分、ポリオール成分、アミン成分等)の組成、酸価、乳化剤の種類、乳化剤の量、乳化剤の仕込み配分、中和剤の種類、中和剤の量等の粒径制御要因を調整することにより、所望の平均粒子径とすることができる。
 本明細書において、アクリルウレタン複合樹脂(A)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、大塚電子社製)を用いることができる。
 上記ウレタン樹脂部分(a1)の水酸基価は、形成される塗膜の耐ワキ性等の観点から、0~45mgKOH/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より好ましく、0~25mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましい。
 上記ウレタン樹脂部分(a1)の酸価は、形成される塗膜の耐ワキ性及びフリップフロップ性等の観点から、3.0~75mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、10~60mgKOH/gの範囲内であることがより好ましく、20~40mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましい。
 前記アクリル樹脂部分(a2)の水酸基価は、形成される塗膜の耐ワキ性等の観点から、0.5~90mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、2.0~65mgKOH/gの範囲内であることがより好ましく、10~45mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましい。
 上記アクリル樹脂部分(a2)の酸価は、形成される塗膜の耐ワキ性及びフリップフロップ性等の観点から、0.7~80mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、3.5~40mgKOH/gの範囲内であることがより好ましく、7.5~25mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましい。
 前記アクリルウレタン複合樹脂(A)の水酸基価は、形成される塗膜の耐ワキ性等の観点から、0~100mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、0~50mgKOH/gの範囲内であることがより好ましく、0~10mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましい。
 上記アクリルウレタン複合樹脂(A)の酸価は、形成される塗膜の耐ワキ性及びフリップフロップ性等の観点から、5~40mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、5~30mgKOH/gの範囲内であることがより好ましく、7~30mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましい。
 上記アクリルウレタン複合樹脂(A)の、アクリル樹脂部分(a2)及びウレタン樹脂部分(a1)の質量比率(a2)/(a1)は、形成される塗膜の耐ワキ性及びフリップフロップ性等の観点から、20/80~80/20の範囲内であることが好ましく、30/70~70/30の範囲内であることがさらに好ましく、40/60~60/40の範囲内であることが特に好ましい。
 前記アクリルウレタン複合樹脂(A)の水分散体中の固形分濃度は、20~50質量%の範囲内であることが好ましく、30~50質量%の範囲内であることがより好ましい。固形分濃度が50質量%以下であると、乳化が容易となり、水分散体を容易に得ることができる。固形分濃度が20質量%以上であると、溶媒成分が少なくなるので、水性塗料組成物の固形分濃度を高くすることができる。
 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1.0g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、組成物の固形分濃度は、例えば、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。
 本発明の水性塗料組成物における、アクリルウレタン複合樹脂(A)の含有量は、水性塗料組成物中の樹脂固形分量を基準として、2~70質量%の範囲内であることが好ましく、5~50質量%の範囲内であることがより好ましく、10~40質量%の範囲内であることがさらに好ましい。
 アクリルウレタン複合樹脂(A)において、ウレタン樹脂部分(a1)の組成、アクリル樹脂部分(a2)の組成、反応条件等を調整することにより、ウレタン樹脂部分(a1)及びアクリル樹脂部分(a2)のいずれか一方を含むコア層、及びウレタン樹脂部分(a1)及びアクリル樹脂部分(a2)のいずれか一方を含むシェル層の少なくとも2層を含むコアシェル構造、ウレタン樹脂部分(a1)とアクリル樹脂部分(a2)の一部或いは全部が混在する形態等の所望の形態を有するアクリルウレタン複合樹脂(A)の水分散体を得ることができる。
 なお、コアシェル構造とは、具体的には同一粒子中に異なる樹脂組成の成分が存在し、中心部分(コア)と外殻部分(シェル)とで異なる樹脂組成からなっている構造をいう。
 前記アクリルウレタン複合樹脂(A)は、形成される塗膜のフリップフロップ性及び耐ワキ性等の観点から、前記ウレタン樹脂部分(a1)によるシェル部と、前記アクリル樹脂部分(a2)によるコア部からなるコアシェル構造を有するアクリルウレタン複合樹脂(A’)であることが好ましい。
 コアシェル構造を有するアクリルウレタン複合樹脂(A’)
 コアシェル構造を有するアクリルウレタン複合樹脂(A’)は、通常、水系溶媒中の分散体として合成されるものである。
 コアシェル構造を有するアクリルウレタン複合樹脂(A’)は、コア部を構成するアクリル樹脂部分(a2)のまわりに分散安定剤的に、シェル部を構成するウレタン樹脂部分(a1)が位置した構造を有する粒子として、水に分散されていることが好ましい。言い換えると、シェル部を構成するウレタン樹脂部分(a1)を外側に、コア部を構成するアクリル樹脂部分(a2)を内側にしたコアシェル構造を有する形態で水系溶媒中に分散していることが好ましい。実際にほぼそのような粒子形態を有していると考えられる。
 上記コアシェル構造は、通常、コア部がシェル部に完全に被覆された層構造が一般的であるが、コア部とシェル部の質量比率、その他の条件等により、シェル部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、コア部の一部をシェル部が被覆した構造であってもよい。
 コアシェル構造を有するアクリルウレタン複合樹脂(A’)の製造方法としては、コアシェル構造を有する形態とすることができれば、従来既知のアクリルウレタン複合樹脂の製造方法が使用可能である。例えば、アクリルウレタン複合樹脂(A)の製造工程1において、ウレタン樹脂部分(a1)の構成成分として、活性水素基とイオン形成基とを併有する化合物を使用することにより、コアシェル構造を有するアクリルウレタン複合樹脂(A’)を製造することができる。
 上記活性水素基とイオン形成基とを併有する化合物としては、アクリルウレタン複合樹脂(A)で例示した活性水素基とイオン形成基とを併有する化合物を使用することができ、これらは単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
 なかでも、上記活性水素基とイオン形成基とを併有する化合物としては、一分子中に2個以上の水酸基と1個以上のカルボキシル基を有する化合物、一分子中に2個以上の水酸基と1個以上のスルホン酸基を有する化合物を好適に使用することができる。
 上記一分子中に2個以上の水酸基と1個以上のカルボキシル基を有する化合物としては、アクリルウレタン複合樹脂(A)で例示した、一分子中に2個以上の水酸基と1個以上のカルボキシル基を有する化合物を使用することができ、これらは単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
 前記一分子中に2個以上の水酸基と1個以上のスルホン酸基を有する化合物としては、アクリルウレタン複合樹脂(A)で例示した、一分子中に2個以上の水酸基と1個以上のスルホン酸基を有する化合物を使用することができ、これらは単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
 前記活性水素基とイオン形成基とを併有する化合物としては、形成される塗膜のフリップフロップ性等の観点から、分子中に2個以上の水酸基と1個以上のカルボキシル基を有する化合物を使用することが好ましい。
 前記シェル部を構成するウレタン樹脂部分(a1)が、上記2個以上の水酸基と1個以上のカルボキシル基を有する化合物を使用する場合、その使用量は、形成される塗膜の耐ワキ性及びフリップフロップ性等の観点から、ポリオール成分(a12)を構成する化合物の総量に対して、1~30質量%の範囲内であることが好ましく、1~25質量%の範囲内であることがより好ましく、1~20質量%の範囲内であることがさらに好ましい。
 上記コアシェル構造を有するアクリルウレタン複合樹脂(A’)の平均粒子径は、形成される塗膜の耐ワキ性及びフリップフロップ性等の観点から、50~150nmの範囲内であることが好ましく、60~130nmの範囲内であることがより好ましく、65~110nmの範囲内であることがさらに好ましい。
 上記コアシェル構造を有するアクリルウレタン複合樹脂(A’)の平均粒子径は、原材料(ポリイソシアネート成分、ポリオール成分、アミン成分等)の組成、酸価、乳化剤の種類、乳化剤の量、乳化剤の仕込み配分、中和剤の種類、中和剤の量等の粒径制御要因を調整することにより、所望の平均粒子径とすることができる。
 上記シェル部を構成するウレタン樹脂部分(a1)の水酸基価は、形成される塗膜の耐ワキ性等の観点から、0~45mgKOH/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より好ましく、0~25mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましい。
 上記シェル部を構成するウレタン樹脂部分(a1)の酸価は、形成される塗膜の耐ワキ性及びフリップフロップ性等の観点から、3.0~75mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、10~60mgKOH/gの範囲内であることがより好ましく、20~40mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましい。
 前記コア部を構成するアクリル樹脂部分(a2)の水酸基価は、形成される塗膜の耐ワキ性等の観点から、0.5~90mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、2.0~65mgKOH/gの範囲内であることがより好ましく、10~45mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましい。
 上記コア部を構成するアクリル樹脂部分(a2)の酸価は、形成される塗膜の耐ワキ性及びフリップフロップ性等の観点から、0.7~80mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、3.5~40mgKOH/gの範囲内であることがより好ましく、7.5~25mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましい。
 前記コアシェル構造を有するアクリルウレタン複合樹脂(A’)の水酸基価は、形成される塗膜の耐ワキ性等の観点から、0~100mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、0~50mgKOH/gの範囲内であることがより好ましく、0~10mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましい。
 上記コアシェル構造を有するアクリルウレタン複合樹脂(A’)の酸価は、形成される塗膜の耐ワキ性及びフリップフロップ性等の観点から、5~40mgKOH/gの範囲内であることが好ましく、5~30mgKOH/gの範囲内であることがより好ましく、7~30mgKOH/gの範囲内であることがさらに好ましい。
 上記コアシェル構造を有するアクリルウレタン複合樹脂(A’)の、コア部を構成するアクリル樹脂部分(a2)及びシェル部を構成するウレタン樹脂部分(a1)の質量比率(a2)/(a1)は、形成される塗膜の耐ワキ性及びフリップフロップ性等の観点から、20/80~80/20の範囲内であることが好ましく、30/70~70/30の範囲内であることがさらに好ましく、40/60~60/40の範囲内であることが特に好ましい。
 上記コアシェル構造を有するアクリルウレタン複合樹脂(A’)の水分散体中の固形分濃度は、20~50質量%の範囲内であることが好ましく、30~50質量%の範囲内であることがより好ましい。固形分濃度が50質量%以下であると、乳化が容易となり、水分散体を容易に得ることができる。固形分濃度が20質量%以上であると、溶媒成分が少なくなるので、水性塗料組成物の固形分濃度を高くすることができる。
 本発明の水性塗料組成物における、コアシェル構造を有するアクリルウレタン複合樹脂(A’)の含有量は、水性塗料組成物中の樹脂固形分量を基準として、2~70質量%の範囲内であることが好ましく、5~50質量%の範囲内であることがより好ましく、10~40質量%の範囲内であることがさらに好ましい。
 [硬化剤(B)]
 硬化剤(B)は、前記アクリルウレタン複合樹脂(A)及び/又は、後述するアクリルウレタン複合樹脂(A)及び硬化剤(B)以外の樹脂中の架橋性官能基と反応して、水性塗料組成物を硬化し得る化合物である。該硬化剤(B)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。
 硬化剤(B)としては、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)、エポキシ基含有化合物、カルボキシル基含有化合物、カルボジイミド基含有化合物、ヒドラジド基含有化合物、セミカルバジド基含有化合物等が挙げられる。
 硬化剤としては、形成される塗膜の耐ワキ性及び耐候性等の観点から、アミノ樹脂(B1)、ポリイソシアネート化合物(B2)及びブロック化ポリイソシアネート化合物(B3)からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましく、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)からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。
 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、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。
 また、上記メチロール化アミノ樹脂のメチロール基を、適当なアルコールによって、部分的に又は完全にエーテル化したものも使用することができる。エーテル化に用いられるアルコールとしては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルアルコール、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。
 前記アミノ樹脂(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。
 上記メラミン樹脂は、重量平均分子量が400~6,000であるのが好ましく、500~4,000であるのがより好ましく、600~3,000であるのがさらに好ましい。
 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238」、「サイメル250」、「サイメル251」、「サイメル303」、「サイメル323」、「サイメル324」、「サイメル325」、「サイメル327」、「サイメル350」、「サイメル385」、「サイメル1156」、「サイメル1158」、「サイメル1116」、「サイメル1130」(以上、オルネクスジャパン社製)、「ユーバン120」、「ユーバン20HS」、「ユーバン20SE60」、「ユーバン2021」、「ユーバン2028」、「ユーバン28-60」(以上、三井化学社製)等が挙げられる。
 水性塗料組成物が上記メラミン樹脂を含有する場合、水性塗料組成物は硬化触媒として、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含有することができる。
 前記ポリイソシアネート化合物(B2)は、1分子中に少なくとも2個のイソシアネート基を有する化合物であって、例えば、脂肪族ポリイソシアネート、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を挙げることができる。
 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)、4-メチル-1,3-シクロヘキシレンジイソシアネート(慣用名:水添TDI)、2-メチル-1,3-シクロヘキシレンジイソシアネート、1,3-もしくは1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(慣用名:水添キシリレンジイソシアネート)もしくはその混合物、メチレンビス(4,1-シクロヘキサンジイル)ジイソシアネート(慣用名:水添MDI)、ノルボルナンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート;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、メチレンビス(4,1-フェニレン)ジイソシアネート(慣用名:MDI)、1,3-もしくは1,4-キシリレンジイソシアネート又はその混合物、ω,ω’-ジイソシアナト-1,4-ジエチルベンゼン、1,3-又は1,4-ビス(1-イソシアナト-1-メチルエチル)ベンゼン(慣用名:テトラメチルキシリレンジイソシアネート)もしくはその混合物等の芳香脂肪族ジイソシアネート;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-トリレンジイソシアネート(慣用名:2,4-TDI)もしくは2,6-トリレンジイソシアネート(慣用名:2,6-TDI)もしくはその混合物、4,4’-トルイジンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;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。
 また、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。また、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が好ましい。
 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、該ポリイソシアネートと反応し得る化合物とを、イソシアネート基過剰の条件で反応させてなるプレポリマーを使用してもよい。該ポリイソシアネートと反応し得る化合物としては、例えば、水酸基、アミノ基等の活性水素基を有する化合物が挙げられ、具体的には、例えば、多価アルコール、低分子量ポリエステル樹脂、アミン、水等を使用することができる。
 また、前記ポリイソシアネート化合物(B2)としては、イソシアネート基含有重合性不飽和モノマーの重合体、又は該イソシアネート基含有重合性不飽和モノマーと該イソシアネート基含有重合性不飽和モノマー以外の重合性不飽和モノマーとの共重合体を使用してもよい。
 前記ブロック化ポリイソシアネート化合物(B3)は、上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;ε-カプロラクタム、δ-バレロラクタム、γ-ブチロラクタム、β-プロピオラクタム等のラクタム系;メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、アミルアルコール、ラウリルアルコール等の脂肪族アルコール系;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メトキシメタノール等のエーテル系;ベンジルアルコール、グリコール酸、グリコール酸メチル、グリコール酸エチル、グリコール酸ブチル、乳酸、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチロール尿素、メチロールメラミン、ジアセトンアルコール、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート等のアルコール系;ホルムアミドオキシム、アセトアミドオキシム、アセトオキシム、メチルエチルケトオキシム、ジアセチルモノオキシム、ベンゾフェノンオキシム、シクロヘキサンオキシム等のオキシム系;マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸メチル、アセチルアセトン等の活性メチレン系;ブチルメルカプタン、t-ブチルメルカプタン、ヘキシルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタン、2-メルカプトベンゾチアゾール、チオフェノール、メチルチオフェノール、エチルチオフェノール等のメルカプタン系;アセトアニリド、アセトアニシジド、アセトトルイド、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸アミド、ステアリン酸アミド、ベンズアミド等の酸アミド系;コハク酸イミド、フタル酸イミド、マレイン酸イミド等のイミド系;ジフェニルアミン、フェニルナフチルアミン、キシリジン、N-フェニルキシリジン、カルバゾール、アニリン、ナフチルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、ブチルフェニルアミン等アミン系;イミダゾール、2-エチルイミダゾール等のイミダゾール系;尿素、チオ尿素、エチレン尿素、エチレンチオ尿素、ジフェニル尿素等の尿素系;N-フェニルカルバミン酸フェニル等のカルバミン酸エステル系;エチレンイミン、プロピレンイミン等のイミン系;重亜硫酸ソーダ、重亜硫酸カリ等の亜硫酸塩系;アゾール系の化合物等が挙げられる。上記アゾール系の化合物としては、ピラゾール、3,5-ジメチルピラゾール、3-メチルピラゾール、4-ベンジル-3,5-ジメチルピラゾール、4-ニトロ-3,5-ジメチルピラゾール、4-ブロモ-3,5-ジメチルピラゾール、3-メチル-5-フェニルピラゾール等のピラゾール又はピラゾール誘導体;イミダゾール、ベンズイミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール等のイミダゾール又はイミダゾール誘導体;2-メチルイミダゾリン、2-フェニルイミダゾリン等のイミダゾリン誘導体等が挙げられる。
 なかでも、好ましいブロック剤としては、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挙げられる。
 ブロック化を行なう(ブロック剤を反応させる)にあたっては、必要に応じて溶剤を添加して行なうことができる。ブロック化反応に用いる溶剤としてはイソシアネート基に対して反応性でないものが良く、例えば、アセトン、メチルエチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル類、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)のような溶剤を挙げることができる。
 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も使用できる。特に、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。
 上記硬化剤(B)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。
 上記硬化剤(B)の含有量は、水性塗料組成物中の樹脂固形分量を基準として、1~50質量%が好ましく、5~45質量%がより好ましく、10~40質量%がさらに好ましい。
 その他の成分
 本発明の水性塗料組成物は、さらに必要に応じて、アクリルウレタン複合樹脂(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、増粘剤、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。
 上記アクリルウレタン複合樹脂(A)及び硬化剤(B)以外の樹脂としては、例えば、アクリルウレタン複合樹脂(A)以外のアクリルウレタン複合樹脂、アクリル樹脂(C)、ポリエステル樹脂(D)、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
 本発明の水性塗料組成物は、形成される塗膜の耐ワキ性及びフリップフロップ性等の観点から、アクリル樹脂(C)及びポリエステル樹脂(D)からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。
 アクリル樹脂(C)としては、従来から水性塗料に使用されているそれ自体既知の水溶性又は水分散性のアクリル樹脂を使用することができる。
 アクリル樹脂(C)は、前記硬化剤(B)と反応し得る架橋性官能基を有することが好ましい。該架橋性官能基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基等が挙げられ、なかでも、少なくともその一種が水酸基であることが好ましい。したがって、アクリル樹脂(C)としては、水酸基含有アクリル樹脂(C’)を使用することが好ましい。
 水酸基含有アクリル樹脂(C’)は、例えば、水酸基含有重合性不飽和モノマー及び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、それ自体既知の方法、例えば、有機溶媒中での溶液重合法、水中でのエマルション重合法等の方法により共重合せしめることによって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は、1分子中に水酸基及び重合性不飽和結合をそれぞれ1個以上有する化合物である。該水酸基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物;該(メタ)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物のε-カプロラクトン変性体;N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド;アリルアルコール、さらに、分子末端が水酸基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート等を挙げることができる。但し、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、水酸基を有するモノマーであっても、本発明においては、上記「水酸基含有重合性不飽和モノマーと共重合可能な他の重合性不飽和モノマー」として規定されるべきものであり、上記「水酸基含有重合性不飽和モノマー」からは除外される。これらは、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。
 上記水酸基含有重合性不飽和モノマーと共重合可能な他の重合性不飽和モノマーとしては、例えば、下記モノマー(i)~(xx)等を使用することができる。これらの重合性不飽和モノマーは単独でもしくは2種以上で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、トリデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、t-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート等。
(ii) イソボルニル基を有する重合性不飽和モノマー:イソボルニル(メタ)アクリレート等。
(iii) アダマンチル基を有する重合性不飽和モノマー:アダマンチル(メタ)アクリレート等。
(iv) トリシクロデセニル基を有する重合性不飽和モノマー:トリシクロデセニル(メタ)アクリレート等。
(v) 芳香環含有重合性不飽和モノマー:ベンジル(メタ)アクリレート、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン等。
(vi) アルコキシシリル基を有する重合性不飽和モノマー:ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン等。
(vii) フッ素化アルキル基を有する重合性不飽和モノマー:パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート等のパーフルオロアルキル(メタ)アクリレート;フルオロオレフィン等。
(viii) マレイミド基等の光重合性官能基を有する重合性不飽和モノマー。
(ix) ビニル化合物:N-ビニルピロリドン、エチレン、ブタジエン、クロロプレン、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル等。
(x) カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー:(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、β-カルボキシエチル(メタ)アクリレート等。
(xi) 含窒素重合性不飽和モノマー:(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、エチレンビス(メタ)アクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレートとアミン化合物との付加物等。
(xii) 重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマー:アリル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、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:グリシジル(メタ)アクリレート、β-メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等。
(xiv) 分子末端がアルコキシ基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート。
(xv) スルホン酸基を有する重合性不飽和モノマー:2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、2-スルホエチル(メタ)アクリレート、アリルスルホン酸、4-スチレンスルホン酸等;これらスルホン酸のナトリウム塩及びアンモニウム塩等。
(xvi) リン酸基を有する重合性不飽和モノマー:アシッドホスホオキシエチル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシプロピル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシポリ(オキシエチレン)グリコール(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシポリ(オキシプロピレン)グリコール(メタ)アクリレート等。
(xvii) 紫外線吸収性官能基を有する重合性不飽和モノマー:2-ヒドロキシ-4(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-(3-アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4-(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4-(3-アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2-[2-ヒドロキシ-5-[2-(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:4-(メタ)アクリロイルオキシ1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン、4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-シアノ-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-(メタ)アクリロイル-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-(メタ)アクリロイル-4-シアノ-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-クロトノイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-クロトノイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-クロトノイル-4-クロトノイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン等。
(xix) カルボニル基を有する重合性不飽和モノマー:アクロレイン、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミド、アセトアセトキシエチルメタクリレート、ホルミルスチロール、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。
(xx) 酸無水物基を有する重合性不飽和モノマー:無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等。
 上記水酸基含有アクリル樹脂(C’)を製造する際の前記水酸基含有重合性不飽和モノマーの使用割合は、モノマー成分の合計量を基準として、1~50質量%が好ましく、2~40質量%がより好ましく、3~30質量%がさらに好ましい。
 上記水酸基含有アクリル樹脂(C’)は、形成される塗膜の硬化性、耐ワキ性、密着性及び仕上がり外観等の観点から、水酸基価が、1~200mgKOH/gであることが好ましく、2~180mgKOH/gであることがより好ましく、5~150mgKOH/gであることがさらに好ましい。
 また、上記水酸基含有アクリル樹脂(C’)は、形成される塗膜の耐ワキ性及びフリップフロップ性等の観点から、酸価が、1~150mgKOH/gであることが好ましく、5~100mgKOH/gであることがより好ましく、5~80mgKOH/gであることがさらに好ましい。
 水性塗料組成物が上記水酸基含有アクリル樹脂(C’)を含有する場合、該水酸基含有アクリル樹脂(C’)の含有量は、水性塗料組成物中の樹脂固形分量を基準として、2~70質量%が好ましく、5~50質量%がより好ましく、10~40質量%がさらに好ましい。
 ポリエステル樹脂(D)としては、従来から水性塗料に使用されているそれ自体既知の水溶性又は水分散性のポリエステル樹脂を使用することができる。
 ポリエステル樹脂(D)は、前記硬化剤(B)と反応し得る架橋性官能基を有することが好ましい。該架橋性官能基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基等が挙げられ、なかでも、少なくともその一種が水酸基であることが好ましい。したがって、ポリエステル樹脂(D)としては、水酸基含有ポリエステル樹脂(D’)を使用することが好ましい。
 水酸基含有ポリエステル樹脂(D’)は、通常、酸成分とアルコール成分とのエステル化反応又はエステル交換反応によって製造することができる。
 上記酸成分としては、ポリエステル樹脂の製造に際して、酸成分として通常使用される化合物を使用することができる。かかる酸成分としては、例えば、脂肪族多塩基酸、脂環族多塩基酸、芳香族多塩基酸等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個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1~4程度の低級アルキルのエステル化物等が挙げられる。上記脂肪族多塩基酸は、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。
 上記脂肪族多塩基酸としては、形成される塗膜のフリップフロップ性等の観点から、アジピン酸及び/又はアジピン酸無水物を用いることが好ましい。
 上記脂環族多塩基酸は、一般に、1分子中に1個以上の脂環式構造と2個以上のカルボキシル基を有する化合物、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。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1~4程度の低級アルキルのエステル化物等が挙げられる。上記脂環族多塩基酸は、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としては、形成される塗膜のフリップフロップ性等の観点から、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸無水物、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸、4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物を用いることが好ましく、なかでも、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸及び/又は1,2-シクロヘキサンジカルボン酸無水物を用いることがより好ましい。
 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って、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1~4程度の低級アルキルのエステル化物等が挙げられる。上記芳香族多塩基酸は、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、又は無水トリメリット酸を使用することが好ましい。
 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出来る。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、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。
 前記アルコール成分としては、1分子中に2個以上の水酸基を有する多価アルコール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、ポリテトラメチレンエーテル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、上記多価アルコ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)等のモノエポキシ化合物と酸を反応させて得られたアルコール化合物等が挙げられる。
 水酸基含有ポリエステル樹脂の製造方法は、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、前記酸成分とアルコール成分とを、窒素気流中、150~250℃程度で、5~10時間程度加熱し、該酸成分とアルコール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、水酸基含有ポリエステル樹脂を製造することができる。
 上記酸成分及びアルコール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、先ず、水酸基含有ポリエステル樹脂を合成し、その後、得られた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を行うことにより、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、先ず、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水酸基含有ポリエステル樹脂としてもよい。
 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は、該樹脂の調製中又は調製後に、脂肪酸、モノエポキシ化合物、ポリイソシアネート化合物、アクリル樹脂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、例えば、リジンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート化合物;水素添加キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチルシクロヘキサン-2,4-ジイソシアネート、メチルシクロヘキサン-2,6-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)、1,3-(イソシアナトメチル)シクロヘキサン等の脂環族ジイソシアネート化合物;トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物;リジントリイソシアネート等の3価以上のポリイソシアネート等の有機ポリイソシアネートそれ自体;これらの各有機ポリイソシアネートと多価アルコール、低分子量ポリエステル樹脂、水等との付加物;これらの各有機ポリイソシアネート同士の環化重合体(例えば、イソシアヌレート)、ビウレット型付加物等が挙げられる。これらのポリイソシアネート化合物は、単独でもしくは2種以上混合して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をアクリル樹脂で変性する方法としては、既知の方法を用いることができ、例えば、重合性不飽和基含有ポリエステル樹脂及び重合性不飽和モノマーの混合物を重合させる方法、水酸基含有ポリエステル樹脂とアクリル樹脂の樹脂同士の反応による方法等を挙げることができる。
 水酸基含有ポリエステル樹脂(D’)は、水酸基価が1~250mgKOH/gであるのが好ましく、2~200mgKOH/gであるのがより好ましく、5~180mgKOH/gであるのがさらに好ましい。
 また、水酸基含有ポリエステル樹脂(D’)が、さらにカルボキシル基を有する場合は、その酸価が1~150mgKOH/gであるのが好ましく、2~100mgKOH/gであるのがより好ましく、2~80mgKOH/gであるのがさらに好ましい。
 また、水酸基含有ポリエステル樹脂(D’)の数平均分子量は、500~50,000であるのが好ましく、800~30,000であるのがより好ましく、1,000~10,000であるのがさらに好ましい。
 水性塗料組成物が上記水酸基含有ポリエステル樹脂(D’)を含有する場合、該水酸基含有ポリエステル樹脂(D’)の含有量は、水性塗料組成物中の樹脂固形分量を基準として、2~70質量%が好ましく、5~50質量%がより好ましく、10~40質量%がさらに好ましい。
 前記顔料としては、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。
 本発明の水性塗料組成物が、上記顔料を含有する場合、該顔料の配合量は、該水性塗料組成物中の樹脂固形分100質量部を基準として、0.1~200質量部の範囲内であることが好ましく、1~150質量部の範囲内であることがより好ましく、3~120質量部の範囲内であることがさらに好ましい。
 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る。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。
 水性塗料組成物が、上記着色顔料を含有する場合、該着色顔料の配合量は該水性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より好ましく、15~120質量部の範囲内であることがさらに好ましい。
 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、仕上がり性の観点から、硫酸バリウム、タルクを好適に使用することができる。
 水性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、該水性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より好ましく、10~120質量部の範囲内であることがさらに好ましい。
 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、アルミニウム顔料を使用することが好ましい。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。
 上記光輝性顔料は鱗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、特に5~40μmの範囲内であって、厚さが0.001~5μm、特に0.01~2μmの範囲内であるものが適している。
 水性塗料組成物が、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、該水性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より好ましく、3~25質量部の範囲内であることがさらに好ましい。
 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;メタノール、エタノール、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-1-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、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノ2-エチルヘキシルエーテル、プロピ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ブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、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ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、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。
 上記有機溶剤としては、水酸基を有する有機溶剤を、形成される塗膜の耐ワキ性及びフリップフロップ性等の観点から、水性塗料組成物中の樹脂固形分100質量部に対し、40~75質量部の範囲内で含有することが好ましく、45~70質量部の範囲内で含有することがより好ましく、55~65質量部の範囲内で含有することがさらに好ましい。
 上記水酸基を有する有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、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-1-ヘキサノール等のアルコール系溶剤;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、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノ2-エチルヘキシルエーテル、プロピ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ブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、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ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル等の水酸基を有するグリコールエーテル系溶剤等が挙げられる。
 水性塗料組成物は、その使用に際して、必要に応じて水及び/又は有機溶剤等を添加して希釈し、適正粘度に調整することにより塗装することができる。
 適正粘度は、塗料組成により異なるが、例えば、温度20℃においてB型粘度計で測定する60rpmで1分後の粘度(本明細書では「B60値」ということがある)が、形成される塗膜の耐ワキ性及びフリップフロップ性等の観点から、100~3000mPa・sの範囲内であることが好ましく、300~2000mPa・sの範囲内であることがより好ましく、500~1500mPa・sの範囲内であることがさらに好ましい。このとき、使用する粘度計は、「LVDV-I」(商品名、BROOKFIELD社製、B型粘度計)である。
 また、上記において、水性塗料組成物の塗装固形分濃度は、通常、5~70質量%程度、好ましくは10~55質量%程度であることが好適である。
 水性塗料組成物は、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。
 [複層塗膜形成方法]
 本発明の水性塗料組成物は、下記の工程(1)~(3)、
 工程(1):被塗物上に、水性塗料組成物を塗装してベースコート塗膜を形成する工程、
 工程(2):前記工程(1)で形成されたベースコート塗膜上に、クリヤーコート塗料組成物を塗装してクリヤーコート塗膜を形成する工程、ならびに、
 工程(3):前記工程(1)で形成されたベースコート塗膜及び前記工程(2)で形成されたクリヤーコート塗膜を一度に加熱硬化する工程、
を含む複層塗膜形成方法における水性塗料組成物として好適に用いることができる。
 被塗物としては、例えば、乗用車、トラック、オートバイ、バスなどの自動車車体の外板部及び内板部;自動車部品;携帯電話、オーディオ機器などの家庭電気製品の外板部などを挙げることができる。これらの内、自動車車体の外板部、内板部及び自動車部品が好ましい。
 これらの被塗物の材質としては、特に限定されるものではない。例えば、鉄、アルミニウム、真鍮、銅、ブリキ、ステンレス鋼、亜鉛メッキ鋼、亜鉛合金(Zn-Al、Zn-Ni、Zn-Feなど)メッキ鋼などの金属材料;ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(ABS)樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂類、各種のFRPなどのプラスチック材料;ガラス、セメント、コンクリートなどの無機材料;木材;紙、布などの繊維材料などを挙げることができる。これらの内、金属材料及びプラスチック材料が好ましい。
 また、塗膜が適用される被塗物面としては、自動車車体外板部及び内板部、自動車部品、家庭電気製品、これらを構成する鋼板などの金属基材などの金属表面に、リン酸塩処理、クロメート処理、複合酸化物処理などの表面処理が施されたものであってもよい。
 表面処理が施されていても施されていなくてもよい対象物の上には、さらに塗膜を形成してもよい。例えば、基材である被塗物に、必要に応じて表面処理を施し、その上に下塗り塗膜を形成してもよい。該下塗り塗膜は、例えば被塗物が自動車車体である場合には、自動車車体の塗装において通常使用されるそれ自体既知の下塗り用の塗料を使用して形成することができる。
 なかでも、上記被塗物が、表面処理が施されていても施されていなくてもよい金属基材上に、電着塗料、好ましくはカチオン電着塗料によって下塗り塗膜が形成されたものであることが好ましく、該電着塗料、好ましくはカチオン電着塗料によって形成された下塗り塗膜が加熱硬化されたものであることがさらに好ましい。
 上記被塗物が下塗り塗料を形成したものである場合、さらにその上に中塗り塗膜を形成してもよい。該中塗り塗膜は、例えば被塗物が自動車車体である場合には、自動車車体の塗装において通常使用されるそれ自体既知の中塗り用の塗料を使用して形成することができる。該中塗り塗膜は、加熱硬化されたものであってもよく、加熱硬化されたものでなくてもよい。
 前記水性塗料組成物は、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の方法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。
 上記水性塗料組成物の塗布量は、形成されるベースコート塗膜の硬化膜厚として、5~40μmとなる量とすることが好ましく、7~35μmとなる量とすることがより好ましく、10~30μmとなる量とすることがさらに好ましい。
 前記クリヤーコート塗料組成物としては、自動車車体等の塗装用として公知の熱硬化性クリヤー塗料組成物をいずれも使用できる。該熱硬化性クリヤー塗料組成物としては、例えば、架橋性官能基を有する基体樹脂及び硬化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。なかでも、形成される複層塗膜の仕上がり外観等の観点から、架橋性官能基を有する基体樹脂及び架橋剤を含有する有機溶剤型熱硬化性塗料組成物が好ましい。
 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、フッ素樹脂などを挙げることができる。硬化剤としては、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などを挙げることができる。
 上記クリヤーコート塗料組成物の基体樹脂/硬化剤の組合せとしては、水酸基含有樹脂/ポリイソシアネート化合物、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/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く、水酸基含有樹脂/ポリイソシアネート化合物がより好ましい。
 また、上記クリヤーコート塗料組成物は、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には、必要に応じて、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、増粘剤、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の塗装方法としては、特に限定されないが、例えば、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装、回転霧化塗装、カーテンコート塗装等の塗装方法でウエット塗膜を形成することができる。これらの塗装方法において、必要に応じて、静電印加を行なってもよい。このうちエアスプレー塗装又は回転霧化塗装が特に好ましい。クリヤー塗料組成物の塗布量は、通常、硬化膜厚として、10~70μmとなる量とすることが好ましく、20~50μmとなる量とすることがさらに好ましい。
 また、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装及び回転霧化塗装を行なう場合には、クリヤー塗料組成物の粘度を、該塗装に適した粘度範囲、通常、フォードカップNo.4粘度計において、20℃で15~60秒程度、特に20~50秒程度の粘度範囲となるように、有機溶剤等の溶媒を用いて、適宜、調整しておくことが好ましい。
 前記加熱は公知の手段により行うことができ、例えば、熱風炉、電気炉、赤外線誘導加熱炉などの乾燥炉を適用できる。加熱温度は60~180℃の範囲内であることが好ましく、70~170℃の範囲内であることがより好ましく、80~160℃の範囲内であることがさらに好ましい。加熱時間は、特に制限されないが、10~90分間の範囲内であることが好ましく、20~60分間の範囲内であることがより好ましい。
 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。
 アクリルウレタン複合樹脂(A’)の製造
 製造例1
温度計、サーモスタット、攪拌装置及び還流冷却器を備えた反応容器に、n-ブチルアクリレート42.7部、アリルメタクリレート2.0部、「PTMG3000」(商品名、三菱ケミカル社製、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、数平均分子量3000)4.5部、「ETERNACOLL UH-200」(商品名、宇部興産社製、1,6-ヘキサンジオールを主骨格とするポリカーボネートジオール、数平均分子量2000)6.7部、「クラレポリオールC-3090」(商品名、クラレ社製、ポリカーボネートジオール、数平均分子量3000)18.8部、1,4-シクロヘキサンジメタノール0.27部、「ブレンマーGLM」(商品名、日油社製、グリセリンモノメタクリレート)1.8部、ジメチロールプロピオン酸3.6部、p-メトキシフェノール(不飽和基の重合禁止剤)0.025部及び「ネオスタン U-600」(商品名、日東化成社製、ビスマス系触媒)0.004部を仕込み、空気気流中で撹拌混合しながら80℃まで昇温させた後、イソホロンジイソシアネート6.1部及びジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネート7.9部を30分かけて滴下した。その後100℃まで昇温し、温度を保持しながら遊離イソシアネート基含有量が1.05%以下となるまで反応させた。次いで、室温まで冷却し、2-ヒドロキシエチルメタクリレート5.0部を添加することにより、酸基及びイソシアネート基を有するポリウレタンプレポリマーのアクリルモノマー希釈溶液を得た。
 次いで、上記で得られたポリウレタンプレポリマーのアクリルモノマー希釈溶液に、ジメチルエタノールアミン1.6部、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル7.5部及び脱イオン水123.7部を60分かけて滴下した。乳化後、5%ジエチレントリアミン水溶液11.7部を15分かけて滴下して、鎖伸長反応を行った。
 次いで、窒素気流中で攪拌しながら70℃まで昇温させ、「VA-057」(商品名、和光純薬工業社製、重合開始剤、2,2’-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミド])0.15部を脱イオン水6.0部に溶解させた重合開始剤溶液を30分間かけて滴下し、3時間撹拌して、アクリル樹脂成分(重合性不飽和基)の重合反応を行った。この間、必要に応じて適宜温度をコントロールした。
 その後室温まで冷却し、脱イオン水で濃度調整して、固形分濃度40%、溶媒中の水の含有量が94.6質量%、酸価15mgKOH/g、平均粒子径98nm(動的光散乱法による粒度分布測定装置「ELSZ-2000」(商品名、大塚電子社製)を用いて、脱イオン水で希釈し20℃で測定)のウレタン樹脂部分によるシェル部と、アクリル樹脂部分によるコア部からなるコアシェル構造を有するアクリルウレタン複合樹脂(A’-1)分散液を得た。
 製造例2~22
 製造例1において、配合組成を下記第1表に示す通りとする以外は、製造例1と同様にして、アクリルウレタン複合樹脂(A’-2)~(A’-22)分散液を得た。
 製造例23
温度計、サーモスタット、攪拌装置及び還流冷却器を備えた反応容器に、n-ブチルアクリレート43.0部、アリルメタクリレート2.0部、「PTMG3000」(商品名、三菱ケミカル社製、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、数平均分子量3000)4.5部、「ETERNACOLL UH-200」(商品名、宇部興産社製、1,6-ヘキサンジオールを主骨格とするポリカーボネートジオール、数平均分子量2000)7.8部、「クラレポリオールC-3090」(商品名、クラレ社製、ポリカーボネートジオール、数平均分子量3000)21.9部、1,4-シクロヘキサンジメタノール0.27部、ジメチロールプロピオン酸3.6部、p-メトキシフェノール(不飽和基の重合禁止剤)0.025部及び「ネオスタン U-600」(商品名、日東化成社製、ビスマス系触媒)0.004部を仕込み、空気気流中で撹拌混合しながら80℃まで昇温させた後、イソホロンジイソシアネート3.9部及びジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネート8.0部を30分かけて滴下した。その後100℃まで昇温し、温度を保持しながら遊離イソシアネート基含有量が1.27%以下となるまで反応させた。次いで、2-ヒドロキシエチルメタクリレート5.0部を添加し、遊離イソシアネート基含有量が0.20%以下となるまで反応させて室温まで冷却することにより、酸基及び末端不飽和基を有するポリウレタンプレポリマーのアクリルモノマー希釈溶液を得た。
 次いで、上記で得られたポリウレタンプレポリマーのアクリルモノマー希釈溶液に、ジメチルエタノールアミン1.6部、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル7.5部及び脱イオン水124.5部を60分かけて滴下した。
 次いで、窒素気流中で攪拌しながら70℃まで昇温させ、「VA-057」(商品名、和光純薬工業社製、重合開始剤、2,2’-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミド])0.15部を脱イオン水6.0部に溶解させた重合開始剤溶液を30分間かけて滴下し、3時間撹拌して、アクリル樹脂成分(重合性不飽和基)の重合反応を行った。この間、必要に応じて適宜温度をコントロールした。
 その後室温まで冷却し、脱イオン水で濃度調整して、固形分濃度40%、溶媒中の水の含有量が94.6質量%、酸価15mgKOH/g、平均粒子径101nm(動的光散乱法による粒度分布測定装置「ELSZ-2000」(商品名、大塚電子社製)を用いて、脱イオン水で希釈し20℃で測定)のウレタン樹脂部分によるシェル部と、アクリル樹脂部分によるコア部からなるコアシェル構造を有するアクリルウレタン複合樹脂(A’-23)分散液を得た。
 製造例24~30
 製造例23において、配合組成を下記第1表に示す通りとする以外は、製造例23と同様にして、アクリルウレタン複合樹脂(A’-24)~(A’-30)分散液を得た。
 アクリルウレタン複合樹脂(A’)分散液にエチレングリコールモノブチルエーテルを混合したときの粘度の測定
 製造例1~30で得られたアクリルウレタン樹脂(A’)分散液に対し脱イオン水を添加し、固形分濃度が30%かつ溶媒中の水の含有割合が90質量%以上になるように調整した。次いで、濃度調整を行ったアクリルウレタン樹脂(A’)分散液に対し、該アクリルウレタン複合樹脂(A’)分散液の全量を基準として、25質量%のエチレングリコールモノブチルエーテルを混合し、25℃の条件下で30分間静置した後の、ブルックフィールド型粘度計による、ローター回転速度60rpmにおける25℃の条件下での粘度を「LVDV-I」(商品名、BROOKFIELD社製、ブルックフィールドB型粘度計)を用いて測定した。測定結果を併せて第1表に記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 なお、表中に記載の各成分は以下の通りである。
(注1)「エポキシエステル70PA」:商品名、共栄社製、プロピレングリコールジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物、
(注2)「エポキシエステル200PA」:商品名、共栄社製、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物。
 ブロック化ポリイソシアネート化合物(B3)の製造
 製造例31
 温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素導入管、滴下装置及び除去溶媒簡易トラップを備えた反応容器に、「スミジュールN-3300」360部、「ユニオックスM-550」(日油社製、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、平均分子量 約550)60部及び2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール0.2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110部及びマロン酸ジイソプロピル252部を仕込み、窒素気流下で撹拌しながら、ナトリウムメトキシドの28%メタノール溶液3部を加え、65℃で8時間撹拌した。得られた樹脂溶液中のイソシアネート量は0.12モル/Kgであった。これに4-メチルー2-ペンタノール683部を加え、系の温度を80~85℃に保ちながら減圧条件下で3時間かけて溶剤を留去し、活性メチレン型ブロックポリイソシアネート化合物(B3-1)溶液1010部を得た。除去溶媒簡易トラップには、イソプロパノールが95部含まれていた。得られた活性メチレン型ブロック化ポリイソシアネート化合物(B3-1)溶液の固形分濃度は約60%であった。
 水酸基含有アクリル樹脂(C’)の製造
 製造例32
 温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素導入管及び滴下装置を備えた反応容器に、脱イオン水120部及び「アデカリアソープSR-1025」(商品名、ADEKA社製、乳化剤、有効成分25%)0.8部を仕込み、窒素気流下で撹拌混合し、80℃に昇温させた。
 次いで下記コア部用モノマー乳化物の全量のうちの5%量及び6%過硫酸アンモニウム水溶液2.5部を反応容器内に導入し80℃で15分間保持した。その後、コア部用モノマー乳化物の残部を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時間熟成を行った。次に、下記シェル部用モノマー乳化物を1時間かけて滴下し、1時間熟成した後、5%2-(ジメチルアミノ)エタノール水溶液3.8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、平均粒子径100nm、固形分30%の水酸基含有アクリル樹脂(C’-1)粒子分散液を得た。得られた水酸基含有アクリル樹脂粒子は、酸価17.2mgKOH/g、水酸基価27.2mgKOH/gであった。
 コア部用モノマー乳化物:脱イオン水54部、「アデカリアソープSR-1025」3.1部、アリルメタクリレート1部、スチレン10部、n-ブチルアクリレート35部、メチルメタクリレート10部、エチルアクリレート20部及び2-ヒドロキシエチルメタクリレート1部を混合撹拌することにより、コア部用モノマー乳化物を得た。
 シェル部用モノマー乳化物:脱イオン水50部、「アデカリアソープSR-1025」1.8部、過硫酸アンモニウム0.04部、2-ヒドロキシエチルアクリレート5.3部、メタクリル酸2.6部、エチルアクリレート8部及びメチルメタクリレート7.1部を混合撹拌することにより、シェル部用モノマー乳化物を得た。
 水酸基含有ポリエステル樹脂(D’)の製造
 製造例33
 温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器及び水分離器を備えた反応容器に、トリメシン酸126部、「PTMG650」(商品名、三菱ケミカル社製、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、数平均分子量650)1365部、及びグリセリン37部を仕込み、160℃~230℃の間を3時間かけて昇温させた後、終点酸価が3mgKOH/gになるまで230℃で縮合反応させた。次いで、得られた縮合反応生成物にカルボキシル基を付加するために、さらに無水トリメリット酸77部を加え、170℃で30分間反応させた後、2-(ジメチルアミノ)エタノールを酸基に対して0.5当量添加し、さらに2-エチル-1-ヘキサノールで希釈し、固形分濃度70%である水酸基含有ポリエステル樹脂(D’-1)溶液を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂は、酸価が32mgKOH/g、水酸基価が117mgKOH/g、固形分濃度70%、数平均分子量が1200であった。
 リン酸基含有分散樹脂(R)の製造
 製造例34
 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メトキシプロパノール27.5部、イソブタノール27.5部の混合溶剤を入れ、110℃に加熱し、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、リン酸基含有重合性不飽和モノマー(注1)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、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時間撹拌熟成して固形分濃度50%のリン酸基含有分散樹脂(R-1)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。
(注1)リン酸基含有重合性不飽和モノマー: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モノブチルリン酸57.5部、イソブタノール41部を入れ、90℃に昇温後、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時間撹拌熟成した。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不飽和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。
 光輝性顔料分散液(P)の製造
 製造例35
 撹拌混合容器内において、アルミニウム顔料ペースト「GX-180A」(商品名、旭化成メタルズ社製、金属含有量74%)19部(固形分14部)、2-エチル-1-ヘキサノール34.8部、製造例34で得られたリン酸基含有分散樹脂(R-1)溶液10部(固形分5部)及び2-(ジメチルアミノ)エタノール0.2部を均一に混合して、光輝性顔料分散液(P-1)を得た。
 水性塗料組成物の調製
 実施例1
 製造例1で得たアクリルウレタン複合樹脂(A’-1)分散液50部(固形分20部)、「サイメル350」(商品名、三井サイテック社製、メチルエーテル化メラミン樹脂、重量平均分子量550、固形分100%)20部(固形分20部)、製造例31で得た活性メチレン型ブロック化ポリイソシアネート化合物(B3-1)溶液16.67部(固形分10部)、製造例32で得た水酸基含有アクリル樹脂(C’-1)粒子分散液100部(固形分30部)、製造例33で得た水酸基含有ポリエステル樹脂(D’-1)溶液21.4部(固形分15部)、製造例35で得た光輝性顔料分散液(P-1)62部(樹脂固形分4部)及び2-エチル-1-ヘキサノール6.3部を均一に混合し、更に、「UH-752」(商品名、ADEKA社製、増粘剤、固形分濃度28%)、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、固形分濃度20%、温度20℃においてB型粘度計で測定する60rpmで1分後の粘度が800mPa・sの水性塗料組成物No.1を得た。
 実施例2~30及び比較例1~5
 塗料組成を下記第2表のものとする以外は実施例1の水性塗料組成物No.1と同様にして水性塗料組成物No.2~No.35を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 試験用被塗物の作製
 フリップフロップ性試験用被塗物(O-1)の作製
 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、関西ペイント社製、カチオン電着塗料)を乾燥膜厚20μmとなるように電着塗装し、170℃で30分間加熱して、電着塗膜を硬化させることにより、フリップフロップ性試験用被塗物(O-1)を作成した。
 フリップフロップ性試験用被塗物(O-2)の作製
 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、関西ペイント社製、カチオン電着塗料)を乾燥膜厚20μmとなるように電着塗装し、170℃で30分間加熱硬化し、電着塗膜を得た。次いで、この電着塗膜上に、水性中塗り塗料「WP-522H」(商品名、関西ペイント社製、ポリエステル樹脂・アミノ樹脂系水性中塗り塗料)を用いて、回転霧化型の静電塗装機により、硬化膜厚30μmになるように静電塗装し、5分間放置した後、80℃で5分間プレヒートを行い、フリップフロップ性試験用被塗物(O-2)を作成した。
 耐ワキ性試験用被塗物(O-3)の作製
 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、関西ペイント社製、カチオン電着塗料)を乾燥膜厚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、耐ワキ性試験用被塗物(O-3)を作成した。
 耐ワキ性試験用被塗物(O-4)の作製
 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、関西ペイント社製、カチオン電着塗料)を乾燥膜厚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水性中塗り塗料「WP-522H」(商品名、関西ペイント社製、ポリエステル樹脂・アミノ樹脂系水性中塗り塗料)を用いて、回転霧化型の静電塗装機により、硬化膜厚30μmになるように静電塗装し、5分間放置した後、80℃で5分間プレヒートを行ない、耐ワキ性試験用被塗物(O-4)を作成した。
 試験用塗装板の作製
 実施例31
 フリップフロップ性試験用塗装板(S1)の作製
 前記試験用被塗物(O-1)上に、実施例1で得た水性塗料組成物No.1を用いて、回転霧化型の静電塗装機により、硬化膜厚15μmとなるように静電塗装し、未硬化のベースコート塗膜を形成した。3分間放置後、80℃で3分間プレヒートを行った後、「KINO6510」(商品名、関西ペイント株式会社製、水酸基/イソシアネート基硬化型アクリル樹脂・ウレタン樹脂系2液型有機溶剤型クリヤーコート塗料)を、硬化膜厚が35μmとなるように静電塗装し、未硬化のクリヤーコート塗膜を形成した。7分間放置した後、140℃で30分間加熱して、ベースコート塗膜及びクリヤーコート塗膜を同時に焼き付け、試験用塗装板(S1-1)を作成した。
 フリップフロップ性試験用塗装板(S2)の作製
 前記試験用被塗物(O-2)上に、実施例1で得た水性塗料組成物No.1を用いて、回転霧化型の静電塗装機により、硬化膜厚15μmとなるように静電塗装し、未硬化のベースコート塗膜を形成した。3分間放置後、80℃で3分間プレヒートを行った後、「KINO6510」(商品名、関西ペイント株式会社製、水酸基/イソシアネート基硬化型アクリル樹脂・ウレタン樹脂系2液型有機溶剤型クリヤージコート塗料)を、硬化膜厚が35μmとなるように静電塗装し、未硬化のクリヤーコート塗膜を形成した。7分間放置した後、140℃で30分間加熱して、ベースコート塗膜及びクリヤーコート塗膜を同時に焼き付け、試験用塗装板(S2-1)を作成した。
 耐ワキ性試験用塗装板(S3)の作成
 前記試験用被塗物(O-3)上に、実施例1で得た水性塗料組成物No.1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、水酸基/イソシアネート基硬化型アクリル樹脂・ウレタン樹脂系2液型有機溶剤型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形成した。7分間放置した後、140℃で30分間加熱して、ベースコート塗膜及びクリヤーコート塗膜を同時に焼き付け、試験用塗装板(S3-1)を作成した。
 耐ワキ性試験用塗装板(S4)の作成
 前記試験用被塗物(O-4)上に、実施例1で得た水性塗料組成物No.1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、水酸基/イソシアネート基硬化型アクリル樹脂・ウレタン樹脂系2液型有機溶剤型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形成した。7分間放置した後、140℃で30分間加熱して、ベースコート塗膜及びクリヤーコート塗膜を同時に焼き付け、試験用塗装板(S4-1)を作成した。
 実施例32~60、比較例6~10
 実施例31において、水性塗料組成物の組み合わせを第3表に示すものとする以外は、実施例31と同様にして、試験用塗装板(S1-2)~(S1-35)、(S2-2)~(S2-35)、(S3-2)~(S3-35)及び(S4-2)~(S4-35)を作製した。
 フリップフロップ性試験
 多角度分光光度計(商品名「MA-68II」、x-Rite社製)を使用して、上記実施例31~60及び比較例6~10で得られたフリップフロップ性試験用塗装板(S1-1)~(S1-35)及び(S2-1)~(S2-35)において受光角15度のL*値(L*15値)及び受光角110度のL*値(L*110値)を測定し、各試験用塗装板上の塗膜のFF値を下記式によって算出し、下記基準にて評価した。◎及び〇が合格レベルである。評価結果を第3表に示す。
 FF値=L*15値/L*110値
◎:FF値が3.5以上であった、
〇:FF値が3.0以上3.5未満であった、
△:FF値が2.5以上3.0未満であった、
×:FF値が2.5未満であった。
 耐ワキ性試験
 上記実施例31~60及び比較例6~10で得られた耐ワキ性試験用塗装板(S3-1)~(S3-35)及び(S4-1)~(S4-35)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、◎及び○が合格である。結果を第3表に示す。
◎:ワキ限界膜厚が30μm以上。
○:ワキ限界膜厚が25μm以上30μm未満。
×:ワキ限界膜厚が25μm未満。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015

Claims (8)

  1.  (A)(a1)ウレタン樹脂部分と、
    (a2)(a21)1個の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物及び(a22)2個以上の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種、を含む構成成分から得られるアクリル樹脂部分とを含む、
    アクリルウレタン複合樹脂と、
     (B)硬化剤を含有する水性塗料組成物であって、
     前記アクリルウレタン複合樹脂(A)が、固形分濃度が30%かつ溶媒中の水の含有割合が90質量%以上になるように調整した前記アクリルウレタン複合樹脂(A)分散液に対し、該アクリルウレタン複合樹脂(A)分散液の全量を基準として、25質量%のエチレングリコールモノブチルエーテルを混合し、25℃の条件下で30分間静置した後の、ブルックフィールド型粘度計による、ローター回転速度60rpmにおける25℃の条件下での粘度が、50~1500mPa・sの範囲内であることを特徴とする、水性塗料組成物。
  2.  前記アクリルウレタン複合樹脂(A)の平均粒子径が50~150nmの範囲内である、請求項1に記載の水性塗料組成物。
  3.  前記ウレタン樹脂部分(a1)が、2個以上の水酸基及び1個以上の重合性不飽和基を有する化合物(a12-1)を含む、請求項1又は2に記載の水性塗料組成物。
  4.  前記ウレタン樹脂部分(a1)が、鎖伸長剤として、2個以上のアミノ基を有する化合物を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の水性塗料組成物。
  5.  前記アクリル樹脂部分(a2)が、1個の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a21)及び2個以上の重合性不飽和基を有し、水酸基を有さない又は1個の水酸基を有する化合物(a22)を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の水性塗料組成物。
  6.  前記硬化剤(B)が、アミノ樹脂(B1)、ポリイソシアネート化合物(B2)及びブロック化ポリイソシアネート化合物(B3)からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の水性塗料組成物。
  7.  水酸基を有する有機溶剤を、水性塗料組成物中の樹脂固形分100質量部に対し、40~75質量部の範囲内で含有する、請求項1~6のいずれか1項に記載の水性塗料組成物。
  8.  工程(1):被塗物上に、請求項1~7のいずれか1項に記載の水性塗料組成物を塗装してベースコート塗膜を形成する工程、
     工程(2):前記工程(1)で形成されたベースコート塗膜上に、クリヤーコート塗料組成物を塗装してクリヤーコート塗膜を形成する工程、ならびに、
     工程(3):前記工程(1)で形成されたベースコート塗膜及び前記(2)で形成されたクリヤーコート塗膜を一度に加熱硬化する工程、を含む複層塗膜形成方法。
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