JPH07207214A - 水性硬化型コーティング用塗料組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安全で地球環境に悪影響を及ぼさない、耐チ
ッピング性と、高膜厚で塗装された場合でも膨れ、亀裂
の生じない耐ブリスター性を兼ね備えた水性硬化型コー
ティング用塗料組成物を提供することを目的とする。 【構成】 ＳＢＲラテックス（１）、水分散性アクリル
樹脂（２）、及び無機質系充填剤（３）を含むコーティ
ング用塗料組成物において、ＳＢＲラテックス（１）が
カルボキシル基を有し、かつ水分散性アクリル樹脂
（２）がカルボキシル基と反応可能なオキサゾリン基を
有することを特徴とする水性硬化型コーティング用塗料
組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の床裏に塗装す
るアンダーコート用水性硬化型塗料組成物に関する。

【０００２】さらに詳しくは、本発明は亜鉛メッキ鋼
板、カチオン電着鋼板等の自動車用鋼板に塗装するアン
ダーコート用水性硬化型塗料組成物であり、被着体への
強固な接着性、耐水性、耐チッピング性及び耐ブリスタ
ー性等の性能を兼ね備えたアンダーコート用水性硬化型
塗料組成物に関する。

【０００３】ここで、耐チッピング性とは、自動車走行
中、路面からの小石、砂利等の飛石により生ずる自動車
外装の損傷及びこの傷が下地に達した場合の錆の発生を
抑制する性能をいう。

【０００４】

【従来の技術】近年、自動車産業界は、地球環境問題、
省資源ならびに高機能化等の問題に直面しており、塗料
などの塗装時に排出される溶剤や構造物のリサイクルの
際に排出される環境汚染物質を含む材料の見直しが要求
されている。特に、有機系塩素化合物の燃焼による環境
汚染問題がクローズアップされるに至っている。

【０００５】従来から、自動車等の床裏部の耐チッピン
グ性を目的としたアンダーコート用耐チッピング塗料と
してはポリ塩化ビニルプラスチゾル組成物が多用されて
きた。これは亜鉛メッキ鋼板、カチオン電着鋼板とポリ
塩化ビニルプラスチゾルの接着性を向上させるためにポ
リアマイド系接着性向上剤やブロック化イソシアネート
系接着性向上剤が開発されるに至ったためで、これらに
より耐チッピング性が飛躍的に向上した。

【０００６】しかしながら、従来のアンダーコート用耐
チッピング塗料においてはポリ塩化ビニルを主成分とし
ているため、使用済みの車両のリサイクル処理時の焼却
によって発生する塩素ガス、塩化水素ガス等が問題とな
り、環境汚染の原因となっている。

【０００７】このため、塗料の脱塩化ビニル化が進めら
れ、ポリ塩化ビニル系アンダーコート用耐チッピング塗
料に取って代わる種々のコーティング剤が考案されつつ
ある。

【０００８】その中で、溶剤排出量の少ない水系コーテ
ィング組成物が注目されているが、かかる組成物は被着
体との接着性、耐水性、耐チッピング性、及び耐ブリス
ター性等に問題があり、これらを兼ね備えた耐チッピン
グ塗料の開発は困難を極めているのが現状である。

【０００９】これらの諸問題を解決した耐チッピング性
が良好な塗料組成物としては、水溶性樹脂、水分散性樹
脂、及びガラス転移点（Ｔｇ）が−１０℃以下のアクリ
ル変性ブタジエン系共重合体よりなる塗料組成物を挙げ
ることができる（特開平４−１４２３７５号公報）。

【００１０】また、水溶性樹脂とＴｇの異なるコアーシ
ェル型構造（高Ｔｇを有する芯部と低Ｔｇの殻部から成
る二重構造を有する）微粒子からなる水性塗料組成物を
挙げることができる（特開昭５９−１３６３６１号公
報）。

【００１１】そして、水分散性アルキッド樹脂に水分散
性アクリル共重合体樹脂を変性したもの（特公昭６２−
３１７４８号公報）等、水溶性あるいは水分散性樹脂を
用いることにより塗膜の防錆性を強化する方法が提案さ
れている。

【００１２】さらに、ＳＢＲラテックスと水分散性ウレ
タン樹脂エマルションを含有する耐チッピング性に優れ
た水系耐チッピング塗料（特開平５−１１６３４６２、
特開平５−２３０４１５）等が提案されている。

【００１３】しかしながら、これらの水溶性樹脂や水分
散性樹脂を使用すると、塗膜の強制乾燥過程において表
面の局部的な硬化が起こり、内部の水分の抜けが悪くそ
のため膨れが発生したり、又乾燥時の塗膜の収縮が大き
くなり、亀裂が発生する等の欠点を生じ、実用化するに
は十分な成膜性が得られていない。

【００１４】また、これらの耐ブリスター性不足の水系
塗料をライン塗装に適用した場合、亀裂、膨れを発生さ
せないためにはライン速度を遅くする必要があり、作業
性が悪化するなどの問題点がある。

【００１５】さらに、水溶性樹脂や水分散性樹脂には多
量の親水性官能基が含まれ、さらに組成物には親水性界
面活性剤が含まれており、また前述のような亀裂や膨れ
を防止するため造膜助剤や水溶性の補助溶剤を用いるこ
とが多く、乾燥時に残留したそれら親水性の添加剤が塗
膜の耐水密着性を阻害する恐れがあり、その塗膜物性に
悪影響を与えるなどの不都合がある。

【００１６】このように、従来の水系コーティング塗料
では、耐水、耐熱、耐寒、耐塩等が要求される過酷な使
用条件下での耐チッピング性と耐ブリスター性を兼ね備
えることは困難を極めており、実用化には至っていな
い。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の従来
技術の問題点を解決し、安全で地球環境に悪影響を及ぼ
さず、耐チッピング性と、高膜厚で塗装された場合でも
膨れ、亀裂の生じない耐ブリスター性を兼ね備えた水性
硬化型コーティング用塗料組成物を提供することを目的
とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる目
的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成す
るに至った。即ち、ＳＢＲラテックス（１）、水分散性
アクリル樹脂（２）、及び無機質系充填剤（３）を含む
コーティング用塗料組成物において、ＳＢＲラテックス
（１）がカルボキシル基を有し、かつ水分散性アクリル
樹脂（２）がカルボキシル基と反応可能なオキサゾリン
基を有することを特徴とする水性硬化型コーティング用
塗料組成物である。

【００１９】本発明の組成は、ＳＢＲラテックス（１）
１００重量部（固形分）に対して、水分散性アクリル樹
脂（２）１〜５０重量部（固形分）、好ましくは５〜４
０重量部（固形分）、さらに好ましくは５〜２０重量部
（固形分）及び無機質系充填剤（３）１０〜２００重量
部、好ましくは５０〜１５０重量部となる配合が好まし
い。水分散性アクリル樹脂（２）の配合量が１重量部未
満又は５０重量部を越えると乾燥塗膜に膨れあるいは亀
裂が生じ、いずれの場合も耐ブリスター性が低下するた
め好ましくない。

【００２０】本発明で使用するＳＢＲラテックス（１）
としては、カルボキシル基を有するカルボキシル化変性
ＳＢＲラテックスであり、Ｔｇが−３５〜５０℃の範囲
内のものであれば使用可能である。例えば、ラックスタ
ーＤＳ−６１３（大日本インキ化学工業（株）製）、ク
ロスレンＳＡ−５４、クロスレンＳＡ−６２、クロスレ
ンＳＡ−６７（武田薬品工業（株）製）、ニーポールＬ
Ｘ−４３０（日本ゼオン（株）製）、Ｌ−７０６３、Ｘ
Ｌ−６３２５（旭化成工業（株）製）等が挙げられ、好
ましくはカルボキシル基がアンモニア中和されたものが
反応性に有効である。

【００２１】本発明で使用する水分散性アクリル樹脂
（２）としては、カルボキシル基と反応可能なオキサゾ
リン基を有し、カルボキシル化変性ＳＢＲラテックス
（１）と相溶性が良いものであれば使用可能である。例
えば、エポクロス Ｋ−１０１０Ｅ、エポクロス Ｋ−
１０２０Ｅ、エポクロス Ｋ−１０３０Ｅ、エポクロス
Ｋ−１０５０Ｅ、エポクロス ＣＸ−Ｋ２０１０Ｅ、エ
ポクロス ＣＸ−Ｋ２０２０Ｅ、エポクロス ＣＸ−Ｋ
２０３０Ｅ（以上商品名、日本触媒（株）製）等が挙げ
られるが、これらに限定されない。

【００２２】本発明で使用する無機質系充填剤（３）と
しては、例えば炭酸カルシウム、タルク、カオリンクレ
ー、ケイソウ土等が挙げられる。これらを単独あるいは
粒子径の異なるものを二種類以上組み合わせて使用する
ことも可能である。また軽量化を図るために、無機ある
いは有機バルーンも使用可能である。

【００２３】本発明の塗料組成物において、前述の樹脂
配合物以外に第３の水分散性樹脂を配合することも可能
である。例えば、乾燥塗膜に適度の柔軟性と反発弾性及
び被着体との密着性を付与するため、比較的柔軟で反発
弾性の優れた水分散性ウレタン樹脂を配合することも可
能である。水分散性ウレタン樹脂としては、スーパーフ
レックス１００、スーパーフレックス１５０（第一工業
製薬（株）製）、アイゼラックスＳ−１０４０、アイゼ
ラックスＳ−２０２０（保土谷化学工業（株）製）、ア
デカボンタイターＨＵＸ−１６０（旭電化工業（株）
製）等が挙げられるが、これらに限定されない。

【００２４】実際のアンダーコート塗装ラインでは、複
数のロボットによりエアレスガンで塗装が施されるの
で、塗装が重複する部分では乾燥膜厚で２０００〜３０
００μｍにもなる場合がある。したがって、アンダーコ
ート用塗料としてはこのような高膜厚で塗布された場合
にも膨れ、亀裂が生じない耐ブリスター性が要求され
る。

【００２５】本発明の塗料組成物は、さらに感熱ゲル化
剤を使用することにより、耐ブリスター性を一層向上さ
せ、高膜厚で塗装された場合の上記要求を満足すること
ができる。

【００２６】本発明の塗料組成物に使用しうる感熱ゲル
化剤としては、硫酸亜鉛、硫酸亜鉛アンモニウム、硫酸
アンモニウム、酢酸亜鉛、硫酸ナトリウム、硫酸マグネ
シウム、酢酸カルシウム、酢酸マグネシウム等の無機金
属塩、ポリプロピレングリコール類ならびに一般のノニ
オン系活性剤（例えばラテムルＮＰ−５１３５、ＮＰ−
５１５０；花王（株）製）等が効果的であり、これらを
単独あるいは二種類以上組み合わせて使用することがで
きる。

【００２７】さらに他成分として、増粘剤、分散剤、造
膜剤、造膜助剤、凍結防止剤、防腐防黴殺菌剤、防錆剤
等の従来から用いられているエマルション添加剤を配合
してもよい。増粘剤としては、無水シリカ（例えばアエ
ロジル＃２００、日本アエロジル（株）製）、ラポナイ
ト、ベントナイト等が有効であり、これらを単独あるい
は二種類以上組み合わせて使用することができる。

【００２８】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。なお、実施例中の数値は特記せぬ限り重量部を意
味する。

【００２９】実施例 １〜１１、比較例 １〜３ 後載の表１、表２の配合に従い、配合物をディスパーに
て混合分散、減圧脱泡を行ない、アンダーコート用塗料
組成物を調製した。得られた組成物は、電着塗装板に塗
布し、耐ブリスター性、耐チッピング性ならびに接着性
の塗膜性能を評価した。これらの評価結果は表３、表４
に示した。

【００３０】実施例及び比較例の塗料組成物の塗膜性能
評価方法を下記に示す。

【００３１】塗膜性能評価方法耐ブリスター性 電着塗装板に乾燥膜厚が５００乃至３０００μｍになる
ように塗料組成物を傾斜塗布し、実車両塗装ラインを想
定した後載の乾燥条件で加熱乾燥した。この時の膨れ、
亀裂等のブリスターの発生が無い最大の膜厚を膨れ・亀
裂限界膜厚として耐ブリスター性を評価した。

【００３２】耐チッピング性 電着塗装板に乾燥膜厚が５００μｍになるように塗料組
成物を塗布し、上記条件で加熱乾燥し、試験片を作成し
た。この試験片の塗装面に１．０ｍｍ間隔でクロスカッ
トし、ナット落下試験法に準じてＭ−４ナットを落下さ
せ、塗膜層が破壊され下地が露出するまでのナットの積
算重量で耐チッピング性を示した。

【００３３】接 着 性 上記条件で加熱乾燥した塗膜を爪で剥離して接着性を評
価した。凝集破壊をｃｆで、界面破壊をａｆで示した。

【００３４】乾燥条件 乾燥は、実車両塗装ラインを想定して以下の条件を設定
し、送風乾燥機にて行なった。 室温×３０分セッティング→４０℃→１００℃（１２
分）→１００℃（８分）→取出し→４５℃→１３０℃
（１２分）→１３０℃（２０分）

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】

【表３】

【００３８】

【表４】

【００３９】表３及び表４の評価結果から明らかな通
り、本発明の塗料組成物は比較例の塗料組成物に比較し
て耐ブリスター性、耐チッピング性、及び接着性の塗膜
性能が著しく優れることがわかった。

【００４０】

【発明の効果】本発明の水性硬化型コーティング用塗料
組成物は以上のように構成されているので、安全衛生の
点で好ましく、地球環境に悪影響を及ぼさない特徴を有
する塗膜性能（耐チッピング性、耐ブリスター性、接着
性等）に優れた水系アンダーコート用塗料組成物を得る
ことができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＳＢＲラテックス（１）、水分散性アク
   リル樹脂（２）、及び無機質系充填剤（３）を含むコー
   ティング用塗料組成物において、ＳＢＲラテックス
   （１）がカルボキシル基を有し、かつ水分散性アクリル
   樹脂（２）がカルボキシル基と反応可能なオキサゾリン
   基を有することを特徴とする水性硬化型コーティング用
   塗料組成物。
2. 【請求項２】 請求項１記載の塗料組成物にさらに感熱
   ゲル化剤を含有することを特徴とする水性硬化型コーテ
   ィング用塗料組成物。
3. 【請求項３】 ＳＢＲラテックス（１）が１００重量部
   （固形分）に対して、水分散性アクリル樹脂（２）が１
   〜５０重量部（固形分）、無機質系充填剤（３）が１０
   〜２００重量部であることを特徴とする請求項１又は２
   に記載の水性硬化型コーティング用塗料組成物。