JPH044079A - 塗膜の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は塗膜の新規な製造方法に関するものである。さ
らに詳しくいえば、本発明は、耐候性、耐酸性、仕上が
り外観性に優れた塗膜を、多量のエネルギー消費や環境
汚染をもたらすことなく製造する方法に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来、自動車などの外板については、美粧性、耐候性の
観点からアルミ顔料、マイカ顔料などのメタリック顔料
や着色顔料を含有する塗料（以下ベースコートという）
を塗装し焼き付けることなく、その上に透明塗料（以下
トップコートという）を塗装し加熱硬化して塗膜を形成
する方法がとられている。

そして、これらの塗料におけるベースコートとしては、
美粧性を得るために多量の溶剤を含む低固形分塗料が、
またトップコートとしては耐候性を確保するためにビニ
ル系共重合体／メラミン樹脂系が主流である。

しかしながら、近年、大気汚染によるｐＨの低い酸性雨
によって、塗膜に水じみがつきやすいという問題が生じ
ている。また、ベースコートは多量の溶剤を含むため、
省資源や環境汚染などの点から好ましくなく、そのため
溶剤を削減しようとすると、メタリック顔料が均質に分
散しにくくなり、得られる塗膜の美粧性が低下するのを
免れないという問題が生じる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、このような事情のもとで、耐候性、耐酸性、
仕上り外観性に優れた塗膜を多量のエネルギー消費や環
境汚染をもたらすことなく、製造するための方法を提供
することを目的としてなされたものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、前記の目的を達成するために鋭意研究を
重ねた結果、被塗装物の表面にベースコートとして水系
塗料を塗装したのち、この塗装面にトップコートとして
ビニル系共重合体と、特定の割合のメラミン樹脂及びブ
ロックイソシアネート化合物とから成る樹脂成分を含有
して成る上塗塗料を塗装し、次いで加熱硬化させる２コ
ート１ベイク処理により、その目的を達成しうろことを
見い出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至っ
た。

すなわち、本発明は、２コートｌベイク処理により塗膜
を製造するに当たり、被塗装物の表面にメタリック顔料
及び／又は着色顔料を含有する水系塗料を塗装したのち
、この塗装面に、ビニル系共重合体と５〜２５重量％の
メラミン樹脂及び５〜４０重量％のブロックイソシアネ
ート化合物とから成る樹脂成分を含有して成る上塗塗料
を塗装し、次いで加熱硬化させることを特徴とする塗膜
の製造方法を提供するものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明方法においては、ベースコートとして水系塗料が
用いられる。この水系塗料は、水溶性熱硬化性樹脂又は
水分散型熱硬化性樹脂、メタリック顔料及び／又は着色
顔料、水に可溶な有機溶剤、脱イオン水を主成分とし、
さらに必要に応じて体質顔料、粘度調整剤、塗面調整剤
などを配合したものである。

該水溶性又は水分散型熱硬化性樹脂としては、例えばア
ルキド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、セルロ
ース系樹脂などの中から選ばれた基体樹脂を水溶性又は
水分散をにしたものと、架橋剤として、例えばメラミン
、ベンゾグアナミン、尿素などとホルムアルデヒドとの
縮合又は共縮合によって得られる水可溶又は水分散可能
なアミン樹脂、あるいは水分散可能なブロックイソシア
ネート樹脂などとを含有するものが用いられる。

これらの基体樹脂や架橋剤はそれ自体すでに公知のもの
が使用できる。

また、メタリック顔料については、特に制限はなく、従
来水系塗料に慣用されているもの、例えばそれぞれに表
面処理を施したアルミニウム、銅、真ちゅう、青銅、ス
テンレススチールなど、あるいは雲母状酸化鉄、鱗片状
メタリック粉体、酸化チタンや酸化鉄で被覆された雲母
片などが用いられる。

一方、着色顔料についても特に制限はなく、通常塗料に
用いられているもの、例えば二酸化チタン、ベンガラ、
黄色酸化鉄、カーボンブラックなどの無機顔料や７りロ
シアニンブルー、フタロシアニングリーン、キナクリド
ン系赤色顔料、イソインドリノン系黄色顔料などの有機
顔料を使用することができる。

本発明においては、上塗塗料としてビニル系共重合体、
メラミン樹脂、ブロックイソシアネート化合物から成る
樹脂成分を含有するものが用いられる。また、該樹脂成
分中のメラミン樹脂の含有量は５〜２５重量％、ブロッ
クイソシアネート化合物の含有量は５〜４０重量％の範
囲にあることが必要である。前記メラミン樹脂の含有量
が５重量％未満では架橋不十分となり耐ガソリン性が不
良となるおそれがあるし、２５重量％を超えると塗膜中
に加水分解しやすいメラミン樹脂によるエーテル結合が
多くなりすぎるため耐酸性が低下する傾向がみられる。

一方、ブロックイソシアネート化合物の含有量が５重量
％未満では架橋不十分となり耐ガソリン性が不良となる
おそれがあるし、４０重量％を超えると軟質なブロック
イソシアネート成分が多くなりすぎて塗膜硬度が不十分
となる傾向がみられる。

該上塗塗料に用いられるメラミン樹脂としては、メラミ
ンにホルムアルデヒドを付加させ、次いで炭素数１〜４
の一価のアルコールでエーテル化させたものなどを挙げ
ることができる。このメラミン樹脂は１種用いてもよい
し、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、ブロ
ックイソシアネート化合物としては、例えばヘキサメチ
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（又は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）、これらのジイソシアネートとエチレ
ングリコール、トリメチロールプロパンなどの多価アル
コールとの付加物、あるいは水との付加物であるビユレ
ット体及び前記ジイソシアネート同士のインシアヌレー
ト重合体などを、−価アルコール、ε−カプロラクタム
、オキシム化合物あるいはアセト酢酸エチルやマロン酸
エチルのような活性メチレンを有する化合物などでブロ
ックしたものが挙げられるが、これらの中で、オキシム
化合物及びアセト酢酸エチルやマロン酸エチルのような
活性メチレンを有する化合物でブロックしたものが、低
温硬化性の点で特に好適である。

該上塗塗料に用いられるビニル系共重合体としては、水
酸基価が５０〜２００１１１９ＫＯＨ／　９で、酸価が
３０１１１９ＫＯＨ／　９以下であり、かつ数平均分子
量が２．０００〜１５，０００の範囲にあるものが好ま
しい。該水酸基価が５０１１ｇＫＯＲ／　ｙ未満では塗
膜の架橋密度が低くて耐ガソリン性が不良となるおそれ
がある。また、水酸基価が２００　ｍｙＫＯＨ／　９を
超えたり、酸価が３０１１９ＫＯＨ／　９を超えると樹
脂の極性が高くなりすぎて耐水性が低下する傾向がみら
れる。一方、数平均分子量が２，０００未満では塗膜の
架橋密度が低くて耐ガソリン性が不良となるおそれがあ
るし、１５，０００を超えると塗料の微粒化が不十分と
なって塗膜の平滑性が悪くなる傾向がみられる。

前記ビニル系共重合体の七ツマー成分としては、例えば
メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアク
リレート、オクチルアクリレート、ドデシルアクリレー
ト、オクタドデシルアクリレート、メチルメタクリレー
ト、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、オ
クチルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、オク
タドデシルメタクリレートなどの不飽和二重結合以外の
官能基をもたないアクリル系単量体；アクリル酸、メタ
クリル酸などのカルボキシル基を有するアクリル系単量
体：２−ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキンプ
ロピルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレ
ート、ヒドロキシプロピルメタクリレート及びこれらの
化合物とカプロラクトンとの反応生成物などの水酸基を
含有するアクリル系巣量量体ニゲリシジルアクリレート
、グリシジルメタクリレートなどのエポキシ基を有する
アクリル系単量体：マレイン酸と一価アルコールとのエ
ステル；スチレン、σ−メチルスチレン、酢酸ビニルな
どのその他のビニル系単量体などを好ましく用いること
ができる。

また、本発明における上塗塗料には所望に応じ有機溶剤
を用いてもよく、この有機溶剤としては、例えばトルエ
ン、キシレン、ツルペッツ＃１００［エクソン化学（株
）製、商品名コなどの芳香族炭化水素系溶剤；酢酸エチ
ル、酢酸ブチル、酢酸エチレングリコールモノエチルエ
ーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル
などのエステル系溶剤：メチルイソブチルケトン、メチ
ルアミルケトンなどのケトン系溶剤；ブチルアルコール
、アミルアルコールなどのアルコール系溶剤；エチレン
グリコールモノブチルエーテルなどのエーテル系溶剤な
どが使用できる。

本発明における上塗塗料には、所望に応じ、通常上塗塗
料に使用される添加剤や少量の無機顔料、有機顔料など
を第三成分として配合することができる。該添加剤とし
ては、例えば塗面調整剤、紫外線吸収剤、熱劣化防止剤
などを挙げることができる。これらの添加剤や少量の無
機顔料、有機顔料は１種用いてもよいし、２種以上を組
み合わせて用いてもよい。

本発明方法においては、まず、被塗装物の表面に、前記
水系塗料を塗装するが、この場合、霧化式塗装機、例え
ばエアスプレー塗装機、エアレススプレー塗装機、エア
霧化式若しくは回転霧化式静電塗装機などを用い、乾燥
膜厚で５〜２５μｍ程度になるように塗装するのが望ま
しい。

このようにして水系塗料を塗装したのち、温度５０〜１
００℃の条件で１〜２０分間程分間室したのち、この塗
装面に上塗塗料を、通常霧化式塗装機、例えばエアスプ
レー塗装機、エアレススプレー塗装機、エア霧化式若し
くは回転霧化式静電塗装機などを用いて、乾燥膜厚が１
０〜８０μｍ程度になるように塗装し、次いで１２０〜
１８０℃の温度で、１０〜６０分間熱風炉、赤外炉、誘
電加熱炉などで加熱硬化させて、所望の塗膜を形成させ
る。

［！ｉ！施例］ 次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの例によってなんら限定されるものでは
ない。

なお、塗膜性能は次のようにして求めた。

（１）耐酸性 試験片に４０重量％の硫酸０．２ｍｌを５０℃で１５分
間スポットし塗膜のしみ、膨れ、チヂミなどの外観性異
常の有無を調べた。

（２）耐ガソリン性 試験片を２０°Ｃのガソリンに１時間浸漬して塗膜の膨
れ、チヂミなどの外観性異常の有無を調べた。

（３）耐水性 試験片を４０’Ｃの温水に２４０時間浸漬し塗膜の膨れ
、チヂミなどの外観性異常の有無を調べた。

（４）塗膜硬度 ＪＩＳ　　Ｋ−５４００６，１４鉛筆引っかき試験に、
準拠して求めた。

（５）塗膜の仕上り外観性 スガ試験器（株）製の写像性測定機（ＨＡＩＣＭ）を用
いて塗膜の仕上り外観性を評価した。数値の高い方が塗
膜の仕上り外観性が良好である。

製造例１ 水系塗料用アクリル樹脂水分散液（ａ−１）の製造 撹拌機、還流冷却器、温度計を取り付けたフラスコに、
脱イオン水１１３重量部、３０重量％Ｎｅｗｃｏ１７０
７Ｆ　［陰イオン性界面活性剤、日本乳化剤（株）製、
商品名１５重量部、過硫酸アンモニウム０．２５重量部
を加え、７０°Ｃに加熱撹拌する。次いで、下記の七ツ
マー混合物を３時間かけて滴下し、その後、さらに３時
間７０℃に保ち、加熱残分４４．５重量％、Ｉ）８２．
３のアクリル樹脂分散液（ａ−１）を得た。

メチルメタクリレート　　　　４０重量部スチレン　　
　　　　　　　　１０重量部ブチルアクリレート　　　
　　３０重量部２−ヒドロキシエチルメタクリレート １５重量部 メタクリルＷａ　　　　　　　　　５重量部製造例２ 水系塗料用アクリル樹脂水溶液（ａ　−２）の製造 撹拌機、還流冷却器、温度計を取り付けたフラスコに、
ブチルセロソルブ８０重量部を加え、１４０°Ｃに加熱
撹拌する。次いで下記の七ツマー混合物を３時間かけて
滴下した。

メチルメタクリレート　　　　４５重量部ブチルアクリ
レート　　　　　２５重量部スチレン　　　　　　　　
　　１０重量部２−ヒドロキシエチルメタクリレート １０重量部 アクリル酸　　　　　　　　　１０重量部ｔ−ブチルペ
ルオキシベンゾエート １重量部 次いで、ｔ−ブチルペルオキシベンゾエート０．５重量
部を追加し、さらに１４０°Ｃで２時間反応を続け、加
熱残分５５．２重量％、酸価４３、数平均分子量４，６
００の樹脂溶液を得た。このものをジメチルアミノエタ
ノールで当量中和し、さらに脱イオン水を加えることに
より、加熱残分５０重量％のアクリル樹脂水溶液（ａ−
２）を得ｔこ　。

製造例３　　水系塗料の製造 製造例１で得られたアクリル樹脂水分散液（ａ−１）に
ジメチルアミノエタノールを加え、ｐＨ７，５に中和調
整したもの１００重量部に、製造例２で得たアクリル樹
脂水溶液（ａ　−２）５０重量部、アルミペーストＡＷ
−５００Ｂ（旭化成メタルズ社製、商品名）６重量部、
脱イオン水１０重量部、ブチルセロツル１１０重量部を
混合したものを加え、さらにメラミン樹脂［サイノル３
５０：三井サイアナミド（株）製、商品名］２５重量部
を加え、よく混合した。これを脱イオン水を用いて７オ
ードカツプ＃４で２０秒／２０°Ｃに希釈して水系塗料
を得た。

製造例４　上塗塗料用アクリル樹脂の製造撹拌機、還流
冷却器、温度計を取り付けたフラスコに、キシレン８０
重量部を仕込み１４０°Ｃに昇温した。次いで下記のモ
ノマー及び重合開始剤を１４０℃で３時間かけて滴下し
た。

スチレン　　　　　　　　　２０．０重量部ブチルメタ
クリレート　　　３３．０重量部ブチルアクリレート　
　　　２１．８重量部２−ヒドロキシエチル メタクリレート　　　　　　２３．２重量部アクリル酸
　　　　　　　　　２．０重量部ｔ−ブチルペルオキシ
ベンゾエート １．２重量部 次いで、ｔ−ブチルペルオキシベンゾエート０．５重量
部を追加し、さらに１４０℃で２時間反応を統け、加熱
残分５６．５ｗｔ％、ＧＰＣ法［測定装置として東洋曹
達工業社製ＨＬＣ８０２Ａ（商品名）を用いたポリスチ
レン換算による数平均分子量］による数平均分子量４．
３００の樹脂溶液を得た。

実施例１ 製造例４で得た上ｔ！塗料用アクリル樹脂７３．０重量
部、メラミン樹脂［ニーパン１６６−６０、サイ東圧化
学社製、商品名、イソブチル化メラミン樹脂、加熱残分
６０ｗｔ％］１４．６重量部、ブロックイシアネート化
合物［ディスモジュールＢＬ−３１７５、住人バイエル
社製、商品名、ヘキサメチレンジイソシアネート三量体
のオキシムブロック、加熱残分７５ｗｔ％］１１．８ｊ
ｉ量部、表面調整剤［モダフロー、モンサンド社製、商
品名１０．１重量部、ジブチルチンジラウレート０．５
重量部をよく混合し、ツルペッツ８１００　［芳香族炭
化水素、エッソ社製］／ｎ−ブタノール混合溶剤（重量
比８０／２０）を用いてフォードカップ＃４で３０秒／
２０°Ｃ希釈して、上塗塗料を製造しｔ；。

次に、リン酸亜鉛処理［日本バー力ライジング（株）製
、商品名、ボンデライト＃３００４ＥＩ、ｔニー鋼板に
、カチオン電着塗料［日本油脂（株）製、商品名：アク
ア＃４１００］を乾燥膜厚２０μｍになるように塗装し
１７５℃で３０分間焼き付けた上に、中塗塗料［日本油
脂（株）製、商品名、ハイエビコＮ０１］を乾燥膜厚３
０ｐｍとなるように塗装し１４０　′Ｃで３０分間焼き
付け、試験板を作成した。

この試験板の表面に、製造例３で得られた水系塗料を、
乾燥膜厚が１５μｍになるようにスプレー塗装し、８０
°Ｃで３分間乾燥したのち、前記の上塗塗料を乾燥膜厚
が３０μｍになるように静電スプレー塗装し、１４０　
’Ｃで３０分間焼き付けて試験片を作成した。

この試験片の塗膜性能の試験結果を第１表に示す。

実施例２．３及び比較例１〜３ 製造例３で得られｔ：水系塗料、及び第１表に示す配合
に基づき、実施例１と同様にして調製した上塗塗料を用
い、実施例１と同様にして試験片を作成し、その塗膜性
能を求めた。結果を第１表に示す。

実施例４．５ 水系塗料としてアクアベースシルバー［ＩＣ１社製、商
品名］を用い、かつ第１表に示す配合組成で、実施例１
と同様にして調製した上塗塗料を用い、実施例１と同様
にして試験片を作成し、その塗膜性能を評価した。

その結果を第１表に示す。

（以下余白） 実施例１〜５に示すように、本発明によれば、耐酸性、
耐水性、耐ガソリン性、塗膜硬度、仕上り外観性に優れ
た塗膜が形成されるが、比較例１に示すようにメラミン
樹脂、ブロックイソシアネート化合物が５ｗｔ％未満で
は耐水性、耐ガソリン性、塗膜硬度、塗膜の仕上り外観
性に劣り、比較例２に示すようにメラミン樹脂が２５ｗ
ｔ％を超えると、耐酸性及び仕上り外観性に劣る。また
、比較例３に示すようにブロックイソシアネート化合物
が４０ｗｔ％を超えると耐水性、耐ガソリン性、塗膜硬
度及び塗膜の仕上り外観性に劣る。

［発明の効果ｊ 本発明によると、耐候性、耐酸性及び仕上り外観性に優
れた塗膜を、多量のエネルギー消費や環境汚染をもたら
すことなく、効率よく製造することができる。

手続補装置 平成２年７月１２日 ２、発明の名称　　塗膜の製造方法　（補正前の名称）
塗膜の形成方法　（補正後の名称） ３、補正をする者 事件との関係特許出願人 住所　東京都千代田区有楽町１丁目１０番１号名称　（
４３４）日本油脂株式会社 代表者　開本　甲子男 ４、代理人　〒１０１ 住所　東京都千代田区神田淡路町２丁目４番地５、補正
命令の日付　自発 ６、補正の対象

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　２コート１ベイク処理により塗膜を製造するに当り
   、被塗装物の表面にメタリック顔料及び／又は着色顔料
   を含有する水系塗料を塗装したのち、この塗装面に、ビ
   ニル系共重合体と５〜２５重量％のメラミン樹脂及び５
   〜４０重量％のブロックイソシアネート化合物とから成
   る樹脂成分を含有して成る上塗塗料を塗装し、次いで加
   熱硬化させることを特徴とする塗膜の製造方法。 ２　ビニル系共重合体が、水酸基価５０〜２００ｍｇＫ
   ＯＨ／ｇ、酸価３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下及び数平均分子
   量２，０００〜１５，０００のものである請求項１記載
   の塗膜の製造方法。 ３　ブロックイソシアネート化合物が脂肪族イソシアネ
   ート化合物から成るものである請求項１又は２記載の塗
   膜の製造方法。