JPH0751690B2

JPH0751690B2 - 被覆組成物

Info

Publication number: JPH0751690B2
Application number: JP61158379A
Authority: JP
Inventors: 博美青山
Original assignee: Aisin Chemical Co Ltd
Current assignee: Aisin Chemical Co Ltd
Priority date: 1986-07-04
Filing date: 1986-07-04
Publication date: 1995-06-05
Anticipated expiration: 2010-06-05
Also published as: JPS6315863A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は２コート１ベイク方式で塗装に供される被覆組
成物に関するものである。本発明の被覆組成物は、たと
えば金属素材もしくは下地塗膜を施した金属素材上に塗
装するのに利用される。

［従来の技術］従来自動車などの塗装には、メタリック塗料などのベー
ス塗料とクリア塗料とをウエット状態で重ね塗りし、一
度に焼付ける２コート１ベイク方式の塗装が行われてい
る。この方式は焼付乾燥工程が１度で済むために、工数
が短縮でき、かつ省エネルギーとなるために近年多く利
用されている。

一方、特開昭48−78233号、特開昭49−98839号、特開昭
53−41326号などの各公報にみられる如く、アクリル酸
イソブチルおよびメタクリル酸イソブチルはアクリル樹
脂の構成成分として、耐水性および耐候性を改良するも
のとして使用されている。しかしながらその用途は主と
して１コートでの塗装、またはエマルジョンの構成成分
としてであり、メラミン樹脂とブレンドされて塗装され
る２コート１ベイク塗装においては充分な検討がなされ
ておらず今後の研究が待たれていた。

［発明が解決しようとする問題点］本発明者は上記知見に鑑み、後述の比較例１、２の如
く、イソブチル系モノマーを配合したアクリル樹脂とメ
ラミン樹脂からなる焼付塗料によりベース塗料とクリア
塗料を調整し、２コート１ベイク方式で塗装し焼付乾燥
したところ、促進耐候性試験によりクリア塗膜にクラッ
クが生じることがわかった。これはクリア塗膜の柔軟性
がベース塗膜の柔軟性よりも低くなったため、素材の熱
膨張、収縮などの応力に追従できずクラックしたものと
推察される。

そこで本発明はイソブチル系モノマーを用いたアクリル
樹脂を使用してもクラックのない被覆組成物を提供する
ものである。

［問題点を解決するための手段］本発明の被覆組成物は、下塗り用ベース塗料と上塗り用
クリア塗料とからなり２コート１ベイク方式で塗装に供
される被覆組成物において、該ベース塗料はスチレンおよびメタクリル酸メチルの少
なくとも一方からなるハードモノマーと、アクリル酸イ
ソブチルおよびメタクリル酸イソブチルの少なくとも一
方からなるイソブチル系モノマーと、残部がアクリルモ
ノマーおよびメタクリルモノマーの少なくとも一方から
なる第１モノマーの成分を共重合して得られる第１アク
リル樹脂100重量部と、メラミン樹脂20〜50重量部とを
樹脂成分とし、該クリア塗料はスチレンおよびメタクリル酸メチルの少
なくとも一方からなるハードモノマーと、アクリル酸イ
ソブチルおよびメタクリル酸イソブチルの少なくとも一
方からなるイソブチル系モノマーと、残部がアクリルモ
ノマーおよびメタクリルモノマーの少なくとも一方から
なる第２モノマー成分を共重合して得られる第２アクリ
ル樹脂100重量部と、メラミン樹脂20〜50重量部とを樹
脂成分とし、該第２モノマー成分を構成するハードモノマーの組成割
合が、該第１モノマー成分を構成するハードモノマーの
組成割合の0.4〜0.8倍であり、該第２モノマー成分を構
成するイソブチル系モノマーの組成割合が該第１モノマ
ー成分を構成するイソブチル系モノマーの組成割合の0.
2〜0.8倍であることを特徴とする。

本発明の被覆組成物は下塗り用ベース塗料と上塗り用ク
リア塗料とから構成される。

ベース塗料はアルミニウム粉末および着色顔料が配合さ
れたメタリック塗料が一般的であるが、その他、着色顔
料のみでアルミニウム粉末を含ないソリッドカラーとす
ることもできる。

ベース塗料およびクリア塗料はアクリル樹脂とメラミン
樹脂とから構成される。そしてその比率はどちらもアク
リル樹脂100重量部に対してメラミン樹脂が20〜50重量
部となるように配合される。

本発明の最大の特徴はベース塗料およびクリア塗料に用
いられているアクリル樹脂の組成にある。

ベース塗料に用いられる第１アクリル樹脂およびクリア
塗料に用いられる第２アクリル樹脂は、それぞれハード
モノマーとイソブチル系モノマーと残部がアクリルモノ
マーおよびメタクリルモノマーの少なくとも一方から構
成される。ここでハードモノマーとはスチレンおよびメ
タクリル酸メチル（MMA）をいい、ハードモノマーが多
く含有されたモノマー成分から合成されたアクリル樹脂
を用いて得られた塗膜は、ガラス転移点が高く硬質であ
る。イソブチル系モノマーはアクリル酸イソブチル（is
o−BA）およびメタクリル酸イソブチル（iso−BMA）の
少なくとも一方を用いることができる。又、アクリル樹
脂を構成する他のモノマーとして従来用いられているも
のを用いることもできる。例えばアクリル酸エチル（E
A）、アクリル酸ｎ−ブチル（ｎ−BA）、アクリル酸２
エチルエキシル（EHA）、メタクリル酸エチル（EMA）、
メタクリル酸ｎ−ブチル（BMA）、メタクリル酸２エチ
ルヘキシル（EHMA）、メタクリル酸ステアリル（SLMA）
などのソフトモノマー、メタクリル酸ヒドロキシエチル
（HEMA）、アクリル酸ヒドロキシエチル（HEA）などの
水酸基を有するモノマー、アクリル酸（AA）、メタクリ
ル酸（MA）などの酸モノマーなどを用いることができ
る。

本発明の最大の特徴は第２モノマー成分を構成するハー
ドモノマーの組成割合が第１モノマー成分を構成するハ
ードモノマーの組成割合の0.4〜0.8倍となっているとこ
ろにある。即ち、第２モノマー成分から得られる第２ア
クリル樹脂は第１モノマー成分から得られる第１アクリ
ル樹脂よりも軟質となる。これにより素材の膨張、収縮
による応力がベース塗膜層に作用しても、クリア塗膜は
十分な柔軟性を有するためにその歪を吸収し、クラック
が生じない。

ここで第２モノマー成分を構成するハードモノマーの組
成割合が第１モノマー成分を構成するハードモノマーの
組成割合の0.4倍よりも小さい場合には、第２アクリル
樹脂から形成されるクリア塗膜が軟質化し、所望の性能
が得られなくなり、0.8倍を越える場合にはクリア塗膜
のクラックが生じやすくなり好ましくない。

なお、第２モノマー成分を構成するイソブチル系モノマ
ーの組成割合を第１モノマー成分を構成するイソブチル
系モノマーの組成割合の0.2〜0.8倍となるようにする。
イソブチル系モノマーはハードモノマーに準ずる硬質モ
ノマーであり、多く配合すると塗膜が硬く硬質となるか
らである。第２モノマー成分を構成するイソブチル系モ
ノマーの組成割合が第１モノマー成分を構成するイソブ
チル系モノマーの組成割合の0.2倍よりも小さい場合に
は、クリア塗膜の耐候性、耐水性に劣るようになり、0.
8倍を越えるとクラックが発生しやすくなる。

なお、アクリル樹脂の分子量は重量平均分子量で１万〜
８万、ガラス転移点は５〜50℃など、従来と同様に設定
することができる。

メラミン樹脂は従来用いられているものと同様のものを
用いることができる。例えばブチル化メラミン樹脂、メ
チル化メラミン樹脂などを上げることができる。またメ
ラミンにベンゾグアナミンあるいは尿素など他のアミノ
化合物を共縮合させたものを用いてもよい。

アクリル樹脂とメラミン樹脂との比はアクリル樹脂100
重量部に対しメラミン樹脂が20〜50重量部とされる。配
合比がこの範囲にあれば良好な塗膜が得られる。なお、
エポキシ樹脂など他の樹脂を混合して用いることも差支
えない。

ベース塗料には上記樹脂組成中にアルミニウム粉末、有
機顔料、無機顔料、体質顔料などの各種顔料、有機溶
剤、水などの溶媒、あるいはレベリング剤、分散剤など
の各済添加剤などを用途に応じ種々選択して用いること
ができる。またクリア塗膜にもレベリング剤、分散剤、
紫外線吸収剤、酸化防止剤などの各種添加剤、場合によ
っては透明着色顔料などを従来と同様に配合することが
できる。

なお、本発明の被覆組成物の供給形態は、有機溶剤可溶
型、水可溶型、水分散型、NADなど種々の形態とするこ
とができる。

本発明の被覆組成物は２コート１ベイク方式で塗装乾燥
される。まず素材あるいは下地塗膜が施された素材にベ
ース塗料を塗布し、適当なフラッシュタイムにおいた
後、クリア塗料が塗布される。そして従来と同様に110
〜150℃の温度で20〜30分焼付けられ硬化して塗膜が形
成される。

第１モノマー成分の好ましい組成としては、ハードモノ
マーが30〜60重量％、水酸基含有モノマーが５〜20重量
％、アクリル酸またはメタクリル酸などの酸モノマーが
0.5〜５重量％、イソブチル系モノマーが10〜60重量％
とすることができる。この範囲で配合すれば各種性能を
良好に発揮することができる。

また第２モノマー成分はハードモノマーが20〜40重量
％、水酸基含有モノマーが５〜20重量％、アクリル酸ま
たはメタクリル酸の酸モノマーが0.5〜５重量％、イソ
ブチル系モノマーが５〜20重量％となるような組成とす
ることができる。このようにすればクリア塗膜として良
好な性能を発揮する。そして第１モノマー成分と第２モ
ノマー成分とがこのような範囲にあれば、得られた第１
アクリル樹脂および第２アクリル樹脂を用いて２コート
１ベイクで塗装された塗膜は耐候性および耐水性に優
れ、かつクラックなどが生じない。

［発明の作用及び効果］本発明の被覆組成物では、第２モノマー成分を構成する
ハードモノマーの組成割合が第１モノマー成分を構成す
るハードモノマーの組成割合の0.4〜0.8倍である。従っ
てこのモノマー成分により共縮合された第１アクリル樹
脂を用いてベース塗料を製造し、かつ第２モノマー成分
を共縮合して得られた第２アクリル樹脂を用いてクリア
塗料を製造し、ベース塗料およびクリア塗料の順に２コ
ート１ベイク方式で塗装された塗膜ではベース塗膜より
クリア塗膜の方が柔軟性に優れている。従って熱による
素材の膨張、収縮の応力が作用した場合にもクリア塗膜
がその応力を十分吸収し、塗膜中に歪が生じない。

従って本発明の被覆組成物により形成された塗膜は、長
期間の使用においてもクラックが生じず、かつイソブチ
ル系モノマーの効果により耐候性および耐水性に特に優
れている。

［実施例］以下具体的実施例により更に詳細に説明する。なお、以
下にいう部はすべて重量部を意味する。

（実施例）（１）ベース塗料用アクリル樹脂の合成第１表にも示すように、アクリルモノマーとしてMMA50
部、iso−BMA10部、iso−BA28部、HEMA10部、AA2部を配
合し、アゾビスイソブチロニトリル１部を開始剤として
加え、トルエン80部、ｎ−ブタノール20部の入ったフラ
スコ中に、窒素ガス雰囲気中90〜100℃に保ちながら上
記配合モノマーの全量を４時間かかって滴下し、その後
その温度で４時間反応してベース塗料用アクリル樹脂Ｂ
−１を合成した。

また、各種モノマー成分の配合比を第１表に示すように
変化させて同様の条件でＢ−２、Ｂ−３、Ｂ−４のアク
リル樹脂を合成した。なお、比較として第１表に示す配
合比で同様にベース塗料用アクリル樹脂Ｂ−５〜Ｂ−８
を合成した。得られたＢ−１〜Ｂ−８のアクリル樹脂の
重量平均分子量（Mw）は３万５千〜５万であった。また
それぞれの樹脂のガラス転移温度（Tg.計算値）を第１
表に示す。

（２）クリア塗料用アクリル樹脂の合成第２表にも示すように、アクリルモノマーとしてスチレ
ン30部、iso−BMA10部、iso−BA10部、ｎ−BMA10部、HE
MA15部、AA2部、EHMA23部を配合し、アゾビスイソブチ
ロニトリルを2.5部を開始剤として加え、キシレン80
部、ｎ−ブタノール20部の入ったフラスコ中に、窒素ガ
ス雰囲気中115〜125℃に保持しながら、上記配合モノマ
ーの全量を４時間かかって滴下し、その後その温度で４
時間反応してクリア塗料用アクリル樹脂Ｃ−１を合成し
た。

また第２表に示すようにモノマーの種類および配合量を
種々変化させ、同様の条件で合成してＣ−２、Ｃ−３、
Ｃ−４のアクリル樹脂を合成した。なお、比較として第
２表に示す配合比で同様にクリア塗料用アクリル樹脂Ｃ
−５〜Ｃ−10を合成した。得られたＣ−１〜Ｃ−10の樹
脂の重量平均分子量（Mw）は１万８千〜２万の範囲にあ
った。それぞれの樹脂のガラス転移温度（Tg.計算値）
を第２表に示す。

（３）塗料の調整＜ベース塗料の調整＞上記により得られたＢ−１〜Ｂ−８の樹脂を用い、それ
ぞれのアクリル樹脂を固形分で15.75部、メラミン樹脂
（ユーバン20SE、三井東圧社製）を固形分で6.75部、酢
酸エチル、トルエン、ｎ−ブタノールからなるシンナー
75部、およびアルミニウム粉末（アルミベースト7130
N、東洋アルミ社製）を2.5部混合しそれぞれのアクリル
樹脂からメタリック塗料であるベース塗料をそれぞれ調
整した。

＜クリア塗料の調整＞上記により得られたＣ−１〜Ｃ−10の樹脂を用い、それ
ぞれのアクリル樹脂を固形分で28部、メラミン樹脂（ユ
ーバン20SE、三井東圧社製）を固形分で12部、キシレ
ン、ｎ−ブタノール、ソルベッソ100からなるシンナー5
9部を配合し、更に紫外線吸収剤（チヌビン328、チバガ
イギー社製）0.4部、酸化防止剤（Mark LA−62、アデ
カアーガス社製）0.4部、レベリング剤（モダフロー、
モンサイト社製）0.2部を配合してそれぞれのアクリル
樹脂からそれぞれクリア塗料を調整した。

（４）塗装上記により得られた各ベース塗料および各クリア塗料を
第３表に示す組合わせで用い、カチオン電着塗膜上に中
塗り塗装が施され水研された鋼板にまずベース塗料を乾
燥膜圧15〜20μとなるようにエアスプレーにて塗装し、
フラッシュタイムを５分おいた後、クリア塗料を乾燥膜
圧25〜30μとなるようにエアスプレーにて塗装し、５分
間セッティングタイムにおいた後140℃にて30分焼付乾
燥を行った。

（５）試験上記により形成された試験片を１昼夜放置した後、外
観、鉛筆硬度、付着性、耐薬品性、耐水性、高温耐水
性、耐候性、をそれぞれ試験した。なお、外観は目視に
て塗面の状態を判定し、鉛筆硬度は三菱ユニ鉛筆を用い
45度の角度で塗膜をひっかいて硬度を測定した。付着性
はナイフにて塗膜に2mm間隔の碁盤目を100個刻み、セロ
ファンテープを貼り付けてひきはがした後の塗膜の残存
するます目を数えた。耐薬品性は1/5N−NaOH液に試験片
を浸漬し20℃で24時間放置した後、拭き取って塗膜の状
態を目視で判定した。耐水性は40℃の温水に30日間試験
片を浸漬し、表面を観察した。高温耐水性は80℃の熱水
中に４時間試験片を浸漬し塗膜の外観を目視で判定し
た。耐候性はサンシャインウエザオメータにて３千時間
促進耐候性を行い塗膜の外観を目視で判定した。

（６）評価第３表に示す試験結果より明らかに、クリア塗料用アク
リル樹脂（Ｃ）の第２モノマー成分中のハードモノマー
の組成割合がベース塗料用アクリル樹脂（Ｂ）の第１モ
ノマー成分中のハードモノマーの組成割合より少ない組
合わせ（実施例１〜実施例７）においては各種性能を良
好に発揮している。一方、第２モノマー成分中のハード
モノマーの組成割合が第１モノマー成分中のハードモノ
マーの組成割合より多い組合わせ（比較例１〜比較例２）では、イソブチルモノマーを有するので耐水
性、高温耐水性は優れているが、耐候性試験においてク
ラックが発生している。またイソブチル系モノマーを使
用していない組合わせ（比較例３〜比較例５）では、耐
水性、高温耐水性、および耐候性に不具合が生じてい
る。

なお、ハードモノマーの組成割合は良好な範囲にある
が、第２モノマー成分中のイソブチル系モノマーの組成
割合が第１モノマー成分中のイソブチルモノマー系の組
成割合の1.39〜1.5倍の組合せ（比較例６〜比較例７）
でも耐候性試験においてクラックが発生している。これ
はイソブチル系モノマーがハードモノマーに準する硬質
モノマーであるからであり、実施例の範囲（第２モノマ
ー成分を構成するイソブチル系モノマーの組成割合が、
第１モノマー成分を構成するイソブチル系モノマーの組
成割合の0.2〜0.8倍）にあればクラックは生じない。

即ち、本発明の被覆組成物を用いて形成された塗膜で
は、耐水性、高温耐水性、耐候性に著しく優れ、かつク
ラックが生じない。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０９Ｄ 5/38 ＰＲＦ 161/28 ＰＨＫ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下塗り用ベース塗料と上塗り用クリア塗料
とからなり２コート１ベイク方式で塗装に供される被覆
組成物において、該ベース塗料はスチレンおよびメタクリル酸メチルの少
なくとも一方からなるハードモノマーと、アクリル酸イ
ソブチルおよびメタクリル酸イソブチルの少なくとも一
方からなるイソブチル系モノマーと、残部がアクリルモ
ノマーおよびメタクリルモノマーの少なくとも一方から
なる第１モノマーの成分を共重合して得られる第１アク
リル樹脂100重量部と、メラミン樹脂20〜50重量部とを
樹脂成分とし、該クリア塗料はスチレンおよびメタクリル酸メチルの少
なくとも一方からなるハードモノマーと、アクリル酸イ
ソブチルおよびメタクリル酸イソブチルの少なくとも一
方からなるイソブチル系モノマーと、残部がアクリルモ
ノマーおよびメタクリルモノマーの少なくとも一方から
なる第２モノマーの成分を共重合して得られる第２アク
リル樹脂100重量部と、メラミン樹脂20〜50重量部とを
樹脂成分とし、該第２モノマー成分を構成するハードモノマーの組成割
合が該第１モノマー成分を構成するハードモノマーの組
成割合の0.4〜0.8倍であり、該第２モノマー成分を構成
するイソブチル系モノマーの組成割合が該第１モノマー
成分を構成するイソブチル系モノマーの組成割合の0.2
〜0.8倍であることを特徴とする被覆組成物。