JPH07328526A - 塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリオレフィンへの塗装方法に関し、さらに
詳しくは約１００℃以下の温度でベースコートおよびク
リヤーコートの両塗膜を架橋硬化せしめる新規な方法。 【構成】 ポリオレフィンに、塩素化ポリオレフィン
（ａ−１）、水酸基含有樹脂（ａ−２）およびセルロー
スアセテートブチレート（ａ−３）を主成分とし、かつ
架橋剤を含有しないベースコート（Ａ）を塗装し、つい
で水酸基含有樹脂（ｂ−１）およびポリイソシアネート
化合物（ｂ−２）を主成分とする架橋硬化性クリヤーコ
ート（Ｂ）を塗装し、該クリヤーコート（Ｂ）中の該ポ
リイソシアネート化合物（ｂ−２）により該両塗膜を同
時に架橋硬化せしめることを特徴とする塗装方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリオレフィンへの塗装
方法に関し、さらに詳しくは約１００℃以下の温度でベ
ースコートおよびクリヤーコートの両塗膜を架橋硬化せ
しめる新規な方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】従来、自動車などの外板や
部品などの金属に代ってポリオレフィンが多く使用され
つつあり、このものにも美粧性や耐久性などを向上させ
るために塗料が塗装されている。ポリオレフィンは高温
加熱すると変形および変質するおそれがあるので、約１
００℃以下の温度で塗膜を形成しうる塗料を使用するこ
とが好ましい。具体的には、塩素化ポリプロピレン、ア
クリルグラフト塩素化ポリプロピレン、アクリル樹脂お
よびニトロセルロースなどの非官能性熱可塑性樹脂を主
成分とするベースコートを塗装し、ついでアクリル樹脂
または二液型樹脂組成物を主成分とするクリヤーコート
を塗装してなる２コート方式があげられる。

【０００３】しかしながら、このような方法では、１コ
ート方式に比べて平滑性、鮮映性、耐候性などはすぐれ
ているが、耐水性および層間付着性が十分でなく、しか
もベースコート塗膜内において凝集破壊しやすいという
欠陥を有している。さらに、ベースコートでは顔料分散
性、相溶性および貯蔵安定性（顔料が凝集しやすい）が
十分でなく、クリヤーコートと混層しやすいという問題
点も指摘されており、これらの課題の解消が強く要望さ
れている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明はポリオレフィン
を２コート１ベイク方式で塗装するにあたり、ベースコ
ートとして塩素化ポリオレフィン、水酸基含有樹脂およ
びセルロースアセテートブチレートを主成分とし、かつ
架橋剤を含有しないものを使用し、一方、クリヤーコー
トとして水酸基含有樹脂およびポリイソシアネート化合
物を主成分とする架橋硬化性樹脂組成物を主成分とする
塗料を使用することによって、上記目的が達成できるこ
とを見出し本発明を完成した。

【０００５】すなわち、本発明は、ポリオレフィンに、
塩素化ポリオレフィン（ａ−１）、水酸基含有樹脂（ａ
−２）およびセルロースアセテートブチレート（ａ−
３）を主成分とし、かつ架橋剤を含有しないベースコー
ト（Ａ）を塗装し、ついで水酸基含有樹脂（ｂ−１）お
よびポリイソシアネート化合物（ｂ−２）を主成分とす
る架橋硬化性クリヤーコート（Ｂ）を塗装し、該クリヤ
ーコート（Ｂ）中の該ポリイソシアネート化合物（ｂ−
２）により該両塗膜を同時に架橋硬化せしめることを特
徴とする塗装方法に関する。

【０００６】本発明の方法で塗装された両塗膜はいずれ
も架橋硬化している。その架橋硬化反応機構は十分解明
されていないが、架橋剤を含有しない下層のベースコー
ト塗膜に上層のクリヤーコート塗膜中のポリイソシアネ
ート化合物が浸透して、該ベースコート塗膜中の水酸基
と架橋反応し、一方、クリヤーコート塗膜においても該
ポリイソシアネート化合物による架橋反応が行われて両
塗膜が硬化するものと推察している。その結果、ベース
コート塗膜内での凝集破壊がなくなり、形成両塗膜の耐
水性および層間付着性なども向上した。

【０００７】さらに、ベースコートにはセルロースアセ
テートブチレートが配合されているので、該ベースコー
トの顔料分散性、各成分の相溶性および貯蔵安定性など
が著しく改良され、顔料凝集もなくなり、しかも、クリ
ヤーコート塗膜との混層も防止できるという格別顕著な
技術的効果が得られた。

【０００８】また、両塗膜の架橋反応はポリイソシアネ
ート化合物によるウレタン化反応であるために、１００
℃以下の温度で容易にかつ十分に行わしめることができ
る。

【０００９】以下に本発明の方法についてさらに詳細に
説明する。ポリオレフィン：これは、本発明で使用する
ベースコートおよびクリヤーコートを塗装するための被
塗物である。ポリオレフィンとしては、エチレン、プロ
ピレンおよびブテンなどのオレフィンから選ばれた１種
もしくは２種以上の重合体、またはこれらのオレフィン
を含む共重合体などがあげられる。これらを使用した自
動車の外板、バンパー、部品などを被塗物とすることが
好ましい。

【００１０】ベースコート：塩素化ポリオレフィン（ａ
−１）、水酸基含有樹脂（ａ−２）およびセルロースア
セテートブチレート（ａ−３）を主成分とし、かつ架橋
剤を含有しない塗料組成物であって、これらは有機溶剤
に溶解もしくは分散せしめることが好ましい。

【００１１】（ａ−１）塩素化ポリオレフィン 該塩素化ポリオレフィンは、塩素化率が５０％以下、好
ましくは１０〜４５％、さらに好ましくは２０〜４０％
のポリオレフィンである。該ポリオレフィンとしては、
エチレン、プロピレン、１−ブテン、３−メチル−１−
ブテン、１−ブテンおよび３−メチル−１−ヘプテンか
ら選ばれたオレフィン類の単独重合体または共重合体、
および該オレフィン類と酢酸ビニル、ブタジエン、アク
リル酸エステル、メタクリル酸エステルなどとの共重合
体があげられる。さらに具体的には、塩素化ポリエチレ
ン、塩素化ポリプロピレン、塩素化エチレン−プロピレ
ン共重合体、塩素化エチレン−酢酸ビニル共重合体など
が好適である。

【００１２】該（ａ−１）成分には、該塩素化ポリオレ
フィンにアクリルモノマーをグラフト重合させたものも
包含される。グラフト重合させるアクリルモノマーは、
アクリル酸もしくはメタクリル酸のアルキル（炭素数１
〜２０）エステル、アクリル酸もしくはメタクリル酸の
アルコキシアルキル（炭素数１〜２０）エステル、グリ
シジルアクリレートもしくはグリシジルメタクリレー
ト、グリシジルアクリレートもしくはグリシジルメタク
リレートとモノカルボン酸（炭素数２〜１８）との付加
物、ヒドロキシアルキル（炭素数２〜１０）アクリレー
トもしくはメタクリレート、アクリル酸、メタクリル
酸、マレイン酸およびフマル酸などの重合性不飽和化合
物などがあげられ、これらは１種もしくは２種以上が使
用できる。これらのアクリルモノマーは塩素化ポリオレ
フィンとの合計量に基づいて９０〜１０重量％、特に８
０〜３０重量％が好ましい。該（ａ−１）成分には、水
酸基やカルボキシル基などを有していても差支えない。

【００１３】（ａ−２）水酸基含有樹脂 水酸基を有するポリエステル樹脂およびアクリル樹脂な
どが好ましい。該ポリエステル樹脂は多塩基酸と多価ア
ルコールとのエステル化物である。多塩基酸は１分子中
に２個以上のカルボキシル基を有する化合物（無水物も
含む）で、多価アルコールは１分子中に２個以上の水酸
基を有する化合物であって、通常のものが使用できる。
さらに一塩基酸、高級脂肪酸、油成分などで変性したも
のも含まれる。該樹脂への遊離の水酸基の導入は、１分
子中に３個以上の水酸基を有する化合物を使用し、遊離
のカルボキシル基の導入は、１分子中に３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によって行わ
れる。

【００１４】（ａ−３）セルロースアセテートブチレー
ト セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ）は、セルロ
ースの部分アセチル化物をさらにブチルエステル化して
得られるセルロース誘導体であり、アセチル基含有率１
〜３０重量％、好ましくは１〜１４重量％、ブチル基含
有率１６〜６０重量％、好ましくは３５〜６０重量％で
あり、ＡＳＴＭ−Ｄ１３４３−５４Ｔ（Ｆｏｒｍｕｌ
Ａ）に記載された粘度測定法により測定した場合の粘度
が０．００５〜５秒、好ましくは０．００５〜１秒の範
囲に入るものである。具体的には、米国イーストマン・
コダック社の製品、例えば、商品名〔前者の数字の２桁
目まではブチル基含量（重量％）を、また同じく３桁目
は水酸基含量を示し、そして後者の数字は粘度（秒）を
示す〕で、ＥＡＢ−１７１−２、ＥＡＢ−３８１−０．
５、ＥＡＢ−３８１−２、ＥＡＢ−５３１−１、ＥＡＢ
−５５１−０．２、ＥＡＢ−５５１−０．０１などの等
級のものが有利に使用され、中でも相溶性、溶解性、粘
度などの点からみて、ＥＡＢ−５５１−０．２およびＥ
ＡＢ−５５１−０．０１が特に好適である。

【００１５】本発明で使用するベースコートは、上記の
（ａ−１）、（ａ−２）および（ａ−３）成分を主成分
とし、かつ架橋剤を含有しない塗料組成物であって、こ
れらは有機溶剤に溶解もしくは分散せしめることによっ
て得られる。これらの各成分の構成比率は特に制限され
ず、目的に応じて任意に選択できるが、例えば、該３成
分の合計量に基づいて、（ａ−１）成分は１０〜７０重
量％、特に１５〜５０重量％、（ａ−２）成分は２０〜
８０重量％、特に３０〜７０重量％、および（ａ−３）
成分は２〜２５重量％、特に５〜１５重量％の範囲が、
それぞれ好ましい。

【００１６】上記の（ａ−１）、（ａ−２）および（ａ
−３）成分において、（ａ−２）および（ａ−３）成分
は、後記クリヤーコート（Ｂ）の塗膜から浸透してくる
ポリイソシアネート化合物（ｂ−２）と架橋反応する
が、（ａ−１）成分は架橋反応に関与しないこともあ
る。

【００１７】該ベースコートは、上記（ａ−１）、（ａ
−２）および（ａ−３）成分を主成分とし、これらは有
機溶剤に溶解もしくは分散せしめることによって得られ
る。有機溶剤としては、これらの成分を溶解もしくは分
散しうる既知のものが使用でき、例えば、トルエン、キ
シレン、ヘキサン、ヘプタンなどの炭化水素系、ブタノ
ール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルア
ルコールなどのアルコール系、メチルエチルケトン、メ
チルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン
などのケトン系、ジオキサン、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メチルエー
テルなどのエーテル系、酢酸エチル、酢酸エチレングリ
コールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコール
モノエチルエーテルなどのエステル系などがあげられ
る。

【００１８】さらに、該ベースコートには、有機錫化合
物などの触媒、着色顔料、メタリック顔料、体質顔料な
ども必要に応じて配合できる。

【００１９】クリヤーコート：これは上記ベースコート
塗膜面に塗装する塗料であって、水酸基含有樹脂（ｂ−
１）とポリイソシアネート化合物（ｂ−２）とを主成分
とし、かつ上記ベースコート塗膜の色調もしくはメタリ
ック感を透視できるクリヤー塗膜を形成する有機液状塗
料（Ｂ）である。

【００２０】まず、水酸基含有樹脂（ｂ−１）として
は、前記ベースコート（Ａ）において例示した水酸基含
有樹脂（ａ−２）が使用でき、そして該樹脂の数平均分
子量は約８，０００〜３５，０００、特に１０，０００
〜２５，０００の範囲が好ましく、しかもベースコート
のａ−２より１０，０００以上、特に１５，０００以上
小さいことが好ましい。また、水酸基含有量には水酸基
価に基づいて３０〜１５０、特に５０〜１２０が好まし
い。

【００２１】また、ポリイソシアネート化合物（ｂ−
２）は分子中に２個以上の遊離のイソシアネート基を有
する化合物であって、具体的には、トリレンジイソシア
ネート、４，４´−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、キシリレンジイソシアネート、メタキシリレンジイ
ソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジ
ンジイソシアネート、水素化４，４´−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート、水素化トリレンジイソシアネー
ト、イソホロンジイソシアネート、トリメチルヘキサメ
チレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネー
ト、トリレンジイソシアネート（３モル）とトリメチロ
ールプロパン（１モル）との付加物、トリレンジイソシ
アネートの重合体、ヘキサメチレンジイソシアネート
（３モル）とトリメチロールプロパン（１モル）との付
加物、ヘキサメチレンジイソシアネートと水との反応
物、キシリレンジイソシアネート（３モル）とトリメチ
ロールプロパン（１モル）との付加物、トリレンジイソ
シアネート（３モル）とヘキサメチレンジイソシアネー
ト（２モル）との付加物などから選ばれた１種もしくは
２種以上使用でき、このうち耐候性などのすぐれたヘキ
サメチレンジイソシアネートと水との反応物、キシリレ
ンジイソシアネートとトリメチロールプロパンとの付加
物、トリレンジイソシアネートとヘキサメチレンジイソ
シアネートとの付加物、イソホロンジイソシアネート、
ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネ
ートなどの無黄変タイプが好ましい。

【００２２】クリヤーコート（Ｂ）において、上記水酸
基含有樹脂（ｂ−１）とポリイソシアネート化合物（ｂ
−２）との配合比は、これらに含まれている水酸基／イ
ソシアネート基（モル比）に基づいて０．５〜２．５、
特に０．７〜２．０の範囲が好ましい。また、該両成分
は室温において反応し架橋硬化するおそれがあるので、
あらかじめ分離しておき使用直前に混合することが好ま
しい。

【００２３】塗膜の形成方法：本発明において上記ベー
スコートおよびクリヤーコートを塗り重ねてなる両塗膜
は常温もしくは約１００℃以下の温度で硬化することが
できるので約１００℃以上に加熱すると変形、変質す
る、ポリエチレンならびにポリプロピレンなどのような
ポリオレンに塗装することが最も好ましい。

【００２４】まず、ベースコートは、ポリオレフィンに
直接塗装してもさしつかえないが、例えばトリクロルエ
タン蒸気脱脂もしくはトルエン脱脂などによる表面処理
−プライマー塗装−中塗り塗装をそれぞれあらかじめ行
なったポリオレフィンにベースコートを塗装することが
好ましい。

【００２５】ベースコートの塗装方法は特に制限されな
いが、噴霧塗装する場合には該ベースコートの粘度を１
０〜２０秒（フォードカップ＃４／２０℃）に調整して
おくことが好ましい。塗装膜厚は乾燥塗膜に基づいて１
０〜２５μ、特に１５〜２０μが適している。そして、
ベースコートの塗面が指触乾燥状態（ＪＩＳ Ｋ ５４
００−１９７９ ５．８乾燥時間による）以上に乾燥し
てからクリヤーコートを該塗面に塗装することが好まし
い。例えばベースコートを塗装し、１分以上、好ましく
は３〜２０分室温で放置してからクリヤーコートを塗装
することが適している。

【００２６】クリヤーコートの塗装も特に制限されない
が、噴霧塗装する場合には該クリヤーコートの粘度を１
０〜３０秒（フォードカップ＃４／２０℃）に調整して
おくことが好ましい。塗装膜厚は乾燥塗膜に基づいて２
５〜５０μ、特に３０〜４０μが適している。このよう
にベースコートおよびクリヤーコートを塗装し、室温な
いし１２０℃以下の温度で放置すると、クリヤーコート
塗膜内では水酸基含有樹脂とポリイソシアネート化合物
との架橋反応が、ベースコート塗膜内で樹脂中の水酸基
とクリヤーコート塗膜から浸透してきたイソシアネート
基とが触媒（カルボキシル基も含む）の存在下で架橋反
応し架橋硬化するのである。その結果、耐水性、層間付
着性、耐凝集破壊性などが著しく改良された低温硬化に
よる２コート１ベイク方式の塗膜が形成できたのであ
る。

【００２７】以下に本発明に関する実施例および比較例
を示す。

【００２８】Ｉ．試料 （１）被塗物 （Ａ）：トリクロルエタンで蒸気脱脂したポリプロピレ
ン（大きさ７．５×１５×０．２cm）。

【００２９】（２）ベースコート 表１に記載の成分を有機溶剤（トルエンとキシレンとの
等重量混合液）に混合分散し、粘度１４秒／フォードカ
ップ＃４／２５℃に調整した。表中の配合量は固形分重
量である。

【００３０】

【表１】

【００３１】（ａ−１）：塩素化ポリプロピレン樹脂 イ：塩素化ポリプロピレン樹脂のアクリル系モノマーの
グラフト共重合体（数平均分子量３２，０００、水酸基
価２０、酸価７） ロ：塩素化ポリプロピレン樹脂（数平均分子量３０，０
００、水酸基価０、酸価０） （ａ−２）：水酸基含有樹脂 イ：アクリル樹脂（数平均分子量２８，０００、水酸基
価２５、酸価５） ロ：ポリエステル樹脂（数平均分子量２２，０００、水
酸基価３５、酸価１０） （ａ−３）：ＣＡＢ イ：ＥＡＢ−５５１−０．２ ロ：ＥＡＢ−５５１−０．０１

【００３２】（３）クリヤーコート（Ｂ） アクリル樹脂（数平均分子量１０，０００、水酸基価９
５）とヘキサメチレンジイソシアネートの水アダクト体
とをＯＨ／ＮＣＯ＝１／１（モル比）になるように混合
し、有機溶剤（トルエンとキシレンとの等重量混合液）
で粘度を１８秒（同上）に調整した。

【００３３】II. 実施例および比較例 上記の被塗物にベースコートおよびクリヤーコートをそ
れぞれスプレー塗装機で表２に示したように塗装した。

【００３４】

【表２】

【００３５】III. 性能試験結果 上記のように得た試験板を用いて各種の塗膜性能試験を
行い、その結果を表３に示した。

【００３６】

【表３】

【００３７】試験方法は次のとおりである。 （＊１）耐水性：４０℃の水に４８０時間浸漬後の塗面
状態を目視により判定（◎：全く異常が認められない、
△：フクレの発生が少し認められる、×：フクレが著し
く発生）。

【００３８】（＊２）層間付着性：素地に達するように
カッターナイフで、試験片のほぼ中央に、直交する縦横
１１本ずつの平行線を１mmの間隔で引いて１cm³ の中に
１００個のます目ができるようにゴバン目状に切りキズ
をつけ、その塗面に粘着セロハンテープを貼着し、それ
を急激に剥した後のゴバン目塗面を評価した（◎：塗膜
の剥離が全く認められない、×：ベースコート塗膜とト
ップコート塗膜との層間で剥離が多く認められた）。

【００３９】（＊３）凝集破壊性：上記（＊２）と同様
に実施し、塗り重ねた各塗膜機の破壊の有無を調べた
（◎：破壊が全く認められない、×：ベースコートもし
くはトップコートの塗膜内での破壊の発生が多く認めら
れた）。

【００４０】（＊４）平滑性：目視判定（◎：良好、
×：劣る） （＊５）メタリック感：目視判定（◎：良好、×：メタ
リックムラ発生） （＊６）光沢：２０°グロス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリオレフィンに、塩素化ポリオレフィ
   ン（ａ−１）、水酸基含有樹脂（ａ−２）およびセルロ
   ースアセテートブチレート（ａ−３）を主成分とし、か
   つ架橋剤を含有しないベースコート（Ａ）を塗装し、つ
   いで水酸基含有樹脂（ｂ−１）およびポリイソシアネー
   ト化合物（ｂ−２）を主成分とする架橋硬化性クリヤー
   コート（Ｂ）を塗装し、該クリヤーコート（Ｂ）中の該
   ポリイソシアネート化合物（ｂ−２）により該両塗膜を
   同時に架橋硬化せしめることを特徴とする塗装方法。