JPH0657204A

JPH0657204A - 塗料組成物

Info

Publication number: JPH0657204A
Application number: JP21160892A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Marutani; 義明丸谷
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1992-08-07
Filing date: 1992-08-07
Publication date: 1994-03-01

Abstract

(57)【要約】【目的】水に可溶としかつ塗膜の耐擦傷性を良好にす
る。【構成】三官能以上のエポキシ化合物１モルに対し、
ヒドロキシピバリン酸を２〜３モルの割合で反応させて
得られたオリゴマー４０〜８０重量％に、ヘキサメトキ
シメチル化メラミン２０〜６０重量％を添加している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐擦傷性に優れたクリ
ヤーコートとし使用され、かつ、水可溶性を有する塗料
組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年環境保全に対する関心の高まりに起
因して、溶剤の放出について厳しい規制が課される傾向
にある。そこで、溶剤の使用が少なくても所定の目的を
達成することができる塗料の開発が嘱望されることとな
り、種々のものが提案されている。そのような塗料とし
ては、まず有機溶剤の使用量が少ない高固形分ペイント
があげられるが、これは単に塗料組成物中の固形成分を
増加させただけのものである。

【０００３】また、有機溶剤をまったく使用しないもの
としては粉体塗料があげられる。これは塩化ビニル樹
脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂
等常温で固体の合成樹脂を微粉化し、それを被塗装面に
吹き付けた後に加熱して溶融させ塗膜を形成するもので
ある。

【０００４】一方、近年塗料の高品質化についての要求
も高い。そして高品質化の要求項目の中に、耐擦傷性が
含まれている。耐擦傷性は、塗膜をこするような物理的
な外力が加わった場合にすり傷がつきにくい性質であ
り、特に自動車のように移動可能なものの外面に塗布さ
れる塗料は耐擦傷性に優れたものが望まれる。

【０００５】擦傷性に優れた塗料としては、特開昭５６
−１０３２５２号公報によって開示されたものが挙げら
れる。この公報に開示されたものは、水酸基（ヒドロキ
シル基）含有ポリマーとヘキサメトキシメチロールメラ
ミンとの混合物４０〜８０重量％、酸触媒１〜４重量
％、一級アルコール２〜１６重量％、一級アルコール以
外の有機溶剤０〜５７重量％からなる塗料組成物であ
る。この塗料の焼き付け乾燥後の塗膜の鉛筆硬度はＨま
たはＦであると記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
特開昭５６−１０３２５２号公報に開示されている塗料
は、上記添加される一級アルコールおよびそれ以外の有
機溶剤の量から判るとおり、いわゆる溶剤タイプの塗料
組成物であり、有機溶剤をなるだけ少ないものにすべき
であるという社会的な要求には合致するものではない。

【０００７】加えて、上記公報に開示あるものは、改良
されているとはいいながら、長期間放置すると酸触媒の
添加によって組成物のゲル化が起こって固まる可能性が
あり、安心して長期在庫を行なうことができず、使用の
ための自由度が制限される。

【０００８】また、先に説明した高固形分ペイントとい
えども溶剤分は５０％以上は含まれており低溶剤とはい
い難い。さらに高固形分ペイントの多くは塗布または散
布が困難であったり、硬化速度が遅かったり、あるいは
全体的にもろく塗布面のたわみに対応することができな
いことが多いなど改良する余地も多い。

【０００９】一方、粉体塗料の場合は溶剤は使用されな
いが、被塗布面への均一塗着が困難であったり、塗装後
の凹みやブツなどの発生が多かったり、長期貯蔵あるい
は高温場所での貯蔵においては粉体の粒子同士が癒着す
るいわゆるブロッキングが起こり易い等解決すべき問題
も多い。

【００１０】本発明は、従来の塗料組成物の上記問題を
解決するためになされたものであり、有機溶媒は全く使
用せず、つまり水を溶媒として使用し、しかも得られた
塗膜も強靱で耐擦傷性に優れた塗料組成物を提供するこ
とを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
塗料組成物は、三官能以上のエポキシ化合物１モルに対
し、ヒドロキシピバリン酸を２〜３モルの割合で反応さ
せて得られたオリゴマー４０〜８０重量％に、ヘキサメ
トキシメチル化メラミン２０〜６０重量％を添加してな
ることを特徴とするものである。

【００１２】以下本発明の塗料組成物についてさらに詳
細に説明する。ここでいうエポキシ化合物とは、エポキ
シ環（−ＣＨ（Ｏ）ＣＨ₂）を含有する有機化合物のこ
とである。このようなエポキシ環を含有する有機化合物
は、通常ヒドロキシル基を有する有機化合物と反応して
縮合し、いわゆるエポキシ樹脂を生成する。得られたエ
ポキシ樹脂にポリアミンのような硬化剤を添加すると所
定の反応が起って硬化する。硬化したものは接着性、耐
摩耗性および耐薬品性に優れており、接着剤あるいは塗
料として大量に使用されている。

【００１３】特に塗料の素材として使用される場合に
は、メラミン樹脂やフェノール樹脂と混合して用いられ
ることが多く、この混合物を塗布した塗布面を２００℃
前後で焼き付けて乾燥すると優れた塗膜が形成されると
いわれている。

【００１４】本発明においては、このようなエポキシ化
合物に着目し、さらに強靱な塗膜を形成させるべく、塗
料組成物の素材として三官能以上、つまり上記エポキシ
環を三つ以上含有するエポキシ化合物が用いられてい
る。

【００１５】そして、三官能以上のエポキシ化合物とし
ては、具体的には日本チバガイギー社製のトリスグリシ
ジルイソシアヌレートを主成分とする商品名「ＰＴ−８
１０」、大日本インキ社製の商品名「７２５」、さらに
は、イソホロンジイソシアネートやヘキサヒドロジイソ
シアネートのプレポリマーにグリシドールを反応させた
化合物等が用いられる。

【００１６】本発明においては、まず上記のような三官
能以上のエポキシ化合物１モルに対して、ヒドロキシピ
バリン酸〔（ＣＨ₃）₂・ＣＨ₂ＯＨ・ＣＯＯＨ〕を２〜
３モル添加し、加熱しながら反応させてオリゴマーを形
成させるのである。このオリゴマーが塗料組成物のいわ
ゆる樹脂成分である。

【００１７】そしてこのようにして生成された上記オリ
ゴマーの４０〜８０重量％に対してヘキサメトキシメチ
ル化メラミン２０〜６０重量％が添加され、本発明に係
る塗料組成物が形成される。なお、上記オリゴマーとメ
ラミンとの混合に際し、混合操作を容易に行うために水
が添加される場合もある。水の添加量については特に限
定はないが、オリゴマーとメラミンとの混合物に対し
て、通常２０〜５０重量％の水が添加される。

【００１８】

【作用】上記請求項１記載の塗料組成物は、水可溶性を
有しているため、塗布に際して有機溶剤を用いることな
く水を溶剤として使用することができる。そして、塗布
が完了後所定温度（１００〜１５０℃）で加熱乾燥を行
うと、上記オリゴマーとヘキサメトキシメチル化メラミ
ンとが反応して塗膜は強靱な被膜に変化する。特に上記
オリゴマーを形成させるための素材として、三官能以上
のエポキシ化合物が使用されているため、オリゴマー自
体網の目のような構造を呈している。さらにヘキサメト
キシメチル化メラミンも放射状に三方向に反応基が延び
る構造をしているため、それらが互いに反応して形成さ
れた塗装被膜は、さらに密な網目構造を有するようにな
り、強靱で擦傷性に優れたものになる。

【００１９】

【実施例】

〔実施例〕（イ）樹脂成分の合成まず塗料組成物の樹脂成分を合成した。三官能以上のエ
ポキシ化合物としては、日本チバガイギー社製のトリス
グリシジルイソシヌレートからなる商品名「ＰＴ８１
０」と、大日本インキ社製の商品名「７２５」との二種
類を使用した。

【００２０】これらのエポキシ化合物をそれぞれ四つ口
フラスコに装入し、各々にヒドロキシピバリン酸と溶剤
としてのシクロヘキサノンとを添加して約２時間加熱撹
拌した。その後、反応促進剤としてのジメチルイミダゾ
ールを０．１重量％を添加し、さらに１時間加熱撹拌し
て中間樹脂成分を得た。

【００２１】このようにして生成された中間樹脂成分か
ら上記溶剤（シクロヘキサノン）を揮発させ、ブチルカ
ルビトール（ジエチレングリコールモノブチルエーテ
ル）を添加して塗料が得られた。

【００２２】上記出発原料（三官能以上のエポキシ化合
物、ヒドロキシピバリン酸および溶剤）の組成割合につ
いては表１に、得られた樹脂成分（樹脂１および樹脂
２）の組成割合については表２に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】（ロ）塗料組成物の調製つぎに、上記の合成された樹脂成分にヘキサメトキシメ
チル化メラミンとしての三井サイアナミッド社製の商品
名「サイメル３０３」を混入して塗料組成物を調製し
た。なお、添加剤として所定量のシリコンオイル（トー
レシリコン社製の商品名「ＳＨ−１９３」、表面調整
剤）、プロピレングリコール（造膜剤）、ノプコ社製の
商品名「Foamaster ＶＬ」（ワキ防止剤）が添加され、
最後に溶剤としての脱イオン水が混入されている。

【００２６】調製された塗料組成物（塗料１および塗料
２）の組成割合については表３に示す通りである。

【００２７】

【表３】

【００２８】〔比較例〕（イ）樹脂成分の合成比較例としての塗料組成物の樹脂成分を合成した。三官
能以上のエポキシ化合物としては、上記実施例の樹脂１
の場合と同じ日本チバガイギー社製の商品名「ＰＴ８１
０」を使用した。これに混合されるヒドロキシ脂肪酸と
しては、本比較例の場合は、実施例のヒドロキシピバリ
ン酸に代えて１２ヒドロキシステアリン酸を多く使用し
た。

【００２９】上記エポキシ化合物を二本の四つ口フラス
コにそれぞれ注入し、各々に所定量のヒドロキシピバリ
ン酸と、１２ヒドロキシステアリン酸と、溶剤としての
シクロヘキサノンとを添加して約２時間加熱撹拌した。
その後、反応促進剤としてのジメチルイミダゾールを
０．１重量％を添加し、さらに１時間加熱撹拌して中間
樹脂成分を得た。

【００３０】このようにして生成された中間樹脂成分か
ら上記シクロヘキサノンを揮発させ、ブチルカルビトー
ル（ジエチレングリコールモノブチルエーテル）を添加
して樹脂成分を得た。

【００３１】本比較例の出発原料（三官能以上のエポキ
シ化合物、ヒドロキシピバリン酸、１２ヒドロキシステ
アリン酸およびシクロヘキサノン）の組成割合について
は表４に、得られた樹脂成分（樹脂３および樹脂４）の
組成割合については表５に示す。

【００３２】

【表４】

【００３３】

【表５】

【００３４】（ロ）塗料組成物の調製つぎに、上記の合成された樹脂成分にヘキサメトキシメ
チル化メラミンとしての三井サイアナミッド社製の商品
名「サイメル３０３」を混入して塗料組成物を調製し
た。なお、添加剤としては実施例と同じシリコンオイ
ル、プロピレングリコール、ノプコ社製の商品名「Foam
aster ＶＬ」が添加され、最後に溶剤としての脱イオン
水が混入されている。

【００３５】調製された塗料組成物の組成割合について
は表６に示す通りである。

【００３６】

【表６】

【００３７】〔実施例と比較例との比較〕（イ）ベースコート組成物の調製上記実施例の塗料組成物と比較例の塗料組成物との性能
比較を行うために、まず下塗り用として使用されるベー
スコートを以下の通りに調製した。

【００３８】すなわち、四つ口フラスコにキシレン２０
重量％とイソ酢酸ブチル１０重量％とを入れ、１３０℃
で加熱撹拌し、それにブチルアクリレート２０重量％、
２ヒドロキシエチルメタクリレート１０重量％、メチル
メタクリレート２０重量％、ブチルメタクリレート１０
重量％、パーブチルＯ０．０５重量％およびパーブチ
ルＡ０．０５重量％を混合したものを、三時間かけて
滴下しつつ撹拌した。

【００３９】その後さらに一時間加熱混合し、一時間経
過後それにまたパーブチルＡを０．０５重量％添加し、
二時間かけて撹拌してからキシレンを１０重量％添加し
て固形分６０％のベースコート用の樹脂成分を得た。

【００４０】そして、上記のようにして得られた樹脂成
分の５０重量％に、アルミペースト（旭化成社製の商品
名「ＣＲ−６０１Ｓ」）５重量％、三井東圧社製の商品
名「ユーバン１２２」２１．５重量％、キシレン１５重
量％、酢酸ブチル１５重量％、ビックケミー社製の商品
名「ＢＹＫ３０７」０．１重量％、イーストマン社製の
商品名「ＣＡＢ５３１−１」５重量％およびトルエン２
０重量％を添加混合してベースコートを調製した。

【００４１】（ロ）比較のための塗膜の形成上記とは別の下塗り塗料で電着塗装が施された金属製の
平板に、キシレン５０重量％と、酢酸ブチル５０重量％
との混合溶液でＦＣ＃４、１２秒（２５℃）に稀釈され
た上記ベースコートを塗布し、１０分間放置後１４０℃
で１５分間乾燥させて、上記比較試験の対象になる塗料
組成物を塗布するための塗板とした。

【００４２】比較試験の対象になる塗料組成物は、それ
ぞれ脱イオン水でＦＣ＃４、４５秒（２５℃）に稀釈さ
れ、これらの稀釈された塗料組成物が上記ベースコート
の塗膜が形成された塗板の表面に塗布された。そして、
塗料組成物は１０分間の放置の後に１４０℃で３０分間
乾燥され、塗板上に比較のための仕上げの塗膜が形成さ
れた。

【００４３】（ハ）比較および評価以上のようにして塗料組成物による仕上げの塗膜が形成
された塗板を自動車の外部天井面に固定して洗車機によ
って洗車し、洗車用ブラシの擦過によって塗膜に生じる
擦傷を目視観察し、傷の状態によって耐擦傷性を評価し
た。なお、洗車の回数はそれぞれ２０回とした。

【００４４】また、上記脱イオン水で稀釈された塗料組
成物を塗装する際、ベースコートの塗膜が形成された塗
板の表面に塗着する塗料の状態を目視で観察し、塗料組
成物の水可溶性の良否を評価した。

【００４５】評価結果は表７の通りである。

【００４６】

【表７】

【００４７】この表から判る通り、本実施例に係る塗料
組成物をしようした場合には、擦傷は全く認められなか
った。また、水可溶性も極めて良好であり、塗膜は全く
均一になった。

【００４８】これに対し、比較例の塗料組成物は、わず
かではあるが擦傷が認められた。また、水可溶性はそれ
ほど良好ではなく、塗膜中に塗料組成物が凝集した塊で
あるいわゆるダマが生成し、仕上がった最終塗膜は必ず
しも美麗なものにはならなかった。

【００４９】なお、比較例自体極めて実施例に近いもの
を採用しており、もし実施例とかけ離れた従来の通常の
塗料組成物が同様の評価試験に供されたならば、非常に
目立つ擦傷が生成し、かつ、水可溶性はほとんど望むべ
くもないが、上記評価試験においては、あえてそのよう
な試料は採用しなかった。

【００５０】以上より、本実施例に係る塗料組成物が極
めて耐擦過性および水可溶性において極めて良好なもの
であり、塗膜を美麗に保持するうえで、および環境保全
上非常に優れたものであることが判る。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の塗料組成物
は、三官能以上のエポキシ化合物１モルに対し、ヒドロ
キシピバリン酸を２〜３モルの割合で反応させて得られ
たオリゴマー４０〜８０重量％に、ヘキサメトキシメチ
ル化メラミン２０〜６０重量％が添加されて形成されて
いるため、このような構成の塗料組成物は水可溶性を有
し、塗布に際して有機溶剤を用いることなく水を溶剤と
して使用することができ、有機溶剤の大気中への揮散に
よって起る環境の悪化を有効に阻止することができ好都
合である。

【００５２】また、塗布が完了後所定温度で加熱乾燥処
理を行うことによって、上記オリゴマーとヘキサメトキ
シメチル化メラミンとが反応して塗膜は強靱な被膜に変
化する。特に上記オリゴマーを形成させるための素材と
して、三官能以上のエポキシ化合物が使用されているた
め、オリゴマー自体網の目のような構造を呈しているう
え、さらにこれと反応するヘキサメトキシメチル化メラ
ミンも放射状に三方向に反応基が延びる構造を有してい
るため、それらが互いに反応して形成された塗装被膜
は、さらに密な網目構造を有するようになり、強靱で擦
傷性に優れたものになる。

【００５３】以上のように、本発明の塗料組成物は、環
境保全上および塗膜の品質上極めて優れたものであり、
特に大量に生産され、かつ屋外で自由に走行する自動車
の塗装用として好適である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】三官能以上のエポキシ化合物１モルに対
し、ヒドロキシピバリン酸を２〜３モルの割合で反応さ
せて得られたオリゴマー４０〜８０重量％に、ヘキサメ
トキシメチル化メラミン２０〜６０重量％を添加してな
ることを特徴とする塗料組成物。