JPH0812934A - 上塗り塗膜形成方法 - Google Patents

上塗り塗膜形成方法

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JPH0812934A
JPH0812934A JP15235294A JP15235294A JPH0812934A JP H0812934 A JPH0812934 A JP H0812934A JP 15235294 A JP15235294 A JP 15235294A JP 15235294 A JP15235294 A JP 15235294A JP H0812934 A JPH0812934 A JP H0812934A
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JP
Japan
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group
resin
forming
reactive silicon
epoxy
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JP15235294A
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English (en)
Inventor
Satoshi Ikushima
聡 生島
Yasumasa Okumura
保正 奥村
Minoru Tsunoda
稔 角田
Osamu Isozaki
理 磯崎
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Kansai Paint Co Ltd
Original Assignee
Kansai Paint Co Ltd
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Priority to EP95921973A priority patent/EP0768326A4/en
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Abstract

(57)【要約】 【構成】素材に着色ベースコート及びクリアートップコ
ートを順次形成させてなる上塗り塗膜形成方法におい
て、該着色ベースコート及び/又はクリアートップコー
トが、(A)(i) エポキシ基、(ii)反応性珪素基、及び
(iii) 水酸基及び/又はカルボキシル基を、必須官能基
成分として同一分子中に含有する樹脂(A−1)、又
は、上記(i) 〜(iii) の官能基成分の少なくとも一種を
それぞれの樹脂が含有する2種以上の樹脂の混合物であ
って、該混合物中には上記(i) 〜(iii) の官能基成分が
全て存在する混合樹脂(A−2)、(B)有機錫触媒、
及び(C)有機溶剤を必須成分として含有する硬化性塗
料組成物で形成されることを特徴とする上塗り塗膜形成
方法。 【効果】低温硬化性、仕上り外観、耐酸性、耐擦り傷
性、耐候性に優れた塗膜を形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な上塗り塗膜形成
方法、更に詳しくは、仕上り性及び塗膜性能(耐酸性、
耐擦り傷性等)に優れた塗膜を形成し得る上塗り塗膜形
成方法に関する。
【0002】
【従来技術及びその課題】近年、大気汚染が進み、森林
が枯れる等の酸性雨による被害が深刻な社会問題となっ
ているが、自動車外板等の屋外で使用される物品に塗装
された塗膜においても塗膜がエッチングされたり、塗膜
に白化、シミ等が発生するという問題がある。従って、
耐酸性の良い塗膜が強く要望されている。
【0003】また、上塗り塗膜、例えば自動車外板等に
塗装された上塗り塗膜は、走行中の砂やホコリ等との衝
突、洗浄ブラシ等による摩擦等によって、擦り傷が付き
やすく、外観低下の原因の一つになっており、特に黒、
紺、褐色等の濃彩色の塗膜において擦り傷発生が非常に
目立ち易い。従って、上塗り塗膜の耐擦り傷性の向上の
要求は非常に強い。
【0004】現在、水酸基含有樹脂及びバインダーのア
ミノ樹脂を含有するアミノ硬化型塗料組成物を上塗り塗
膜を形成する塗料組成物として用いる上塗り塗膜形成方
法が広く行なわれているが、耐酸性及び耐擦り傷性の両
者を満足する上塗り塗膜は、得られていない。
【0005】また、上記アミノ硬化型塗料組成物以外の
ものを用いる方法として、エポキシ基及び水酸基を有す
る樹脂に硬化剤としてメチルヘキサヒドロフタル酸無水
物等の環状酸無水物を配合した塗料組成物を上塗り塗膜
を形成する塗料組成物として用いる上塗り塗膜形成方法
が、特開昭63−84673号公報及び特開昭63−8
4674号公報に記載されている。しかしながら、これ
らの方法には、塗膜の仕上り外観、耐酸性、耐擦り傷性
等が劣るという欠点がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、素材に
着色ベースコート及びクリアートップコートを順次形成
させてなる上塗り塗膜形成方法において、上塗り塗膜を
形成する硬化性塗料組成物として、エポキシ基、反応性
珪素基、並びに水酸基及び/又はカルボキシル基を必須
官能基成分として含有する組成物に、有機錫触媒を配合
してなる硬化性塗料組成物を用いると、上記従来技術の
諸欠点が解消された塗膜が形成できることを見い出し、
本発明を完成するに至った。
【0007】即ち、本発明は、素材に着色ベースコート
及びクリアートップコートを順次形成させてなる上塗り
塗膜形成方法において、該着色ベースコート及び/又は
クリアートップコートが、(A)(i) エポキシ基、(ii)
反応性珪素基、及び(iii) 水酸基及び/又はカルボキシ
ル基を、必須官能基成分として同一分子中に含有する樹
脂(A−1)、又は、上記(i) 〜(iii) の官能基成分の
少なくとも一種をそれぞれの樹脂が含有する2種以上の
樹脂の混合物であって、該混合物中には上記(i) 〜(ii
i) の官能基成分が全て存在する混合樹脂(A−2)、
(B)有機錫触媒、及び(C)有機溶剤を必須成分とし
て含有する硬化性塗料組成物で形成されることを特徴と
する上塗り塗膜形成方法に係る。
【0008】本発明で用いる硬化性塗料組成物におい
て、反応性珪素基とは、珪素原子に水酸基が直接結合し
た基であるシラノール基、又は珪素原子に加水分解性基
が直接結合した基(加水分解によりシラノール基を生じ
る基)を意味する。反応性珪素基を含有する樹脂(A−
1)又は混合樹脂(A−2)において、これらの基は一
種又は二種以上存在することができる。
【0009】本発明で用いる硬化性塗料組成物におい
て、珪素原子に直接結合する加水分解性基としては、例
えば、一般式−OR3 で表されるアルコキシル基、一般
式−OCOR4 で表されるアシロキシ基、及び一般式−
ON=C(R5 2 で表されるケトオキシム基等が包含
される。上記各一般式において、R3 はメチル、エチ
ル、プロピル、ブチル等の炭素数1〜5、好ましくは炭
素数1〜3のアルキル基を示し、R4 は炭素数1〜3の
アルキル基を示し、R5 は炭素数1〜5のアルキル基を
示す。
【0010】上記加水分解性基の好ましい具体例として
は、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等
のアルコキシル基;アセトキシ基、プロピオニルオキシ
基等のアシロキシ基、アセトキシム基、プロピオニルオ
キシム基等のケトオキシム基等が挙げられる。これらの
加水分解性基の中でも、特に、貯蔵安定性及び低温硬化
性に優れた効果を持つ炭素数1〜3のアルコキシル基が
好ましい。
【0011】本発明で用いる硬化性塗料組成物におい
て、(A)成分中のエポキシ基は、直鎖状炭化水素基の
炭素原子間にエーテル基が結合した脂肪族タイプエポキ
シ基、脂環式炭化水素基の炭素原子間にエーテル基が結
合した脂環式タイプエポキシ基のいずれのタイプのエポ
キシ基でもよいが、脂環式タイプエポキシ基である場合
は(A)成分中の反応性珪素基及び(B)成分の有機錫
触媒によってカチオン重合反応又はカチオン的付加反応
が容易に且つ迅速に起こるため、低温硬化性に優れると
いう特徴がある。
【0012】本発明上塗り塗膜形成方法において、着色
ベースコートを形成するための素材としては、例えば、
各種金属、特に、鋼板(化成処理したもの、化成処理及
びプライマー電着塗装をしたもの、化成処理、プライマ
ー電着塗装及び中塗り塗装をしたもの等)、各種プラス
チック(必要に応じて、表面処理したもの、表面処理及
びプライマー塗装をしたもの、表面処理、プライマー塗
装及び中塗り塗装をしたもの等)、これらの組合さった
もの等を挙げることができる。
【0013】本発明上塗り塗膜形成方法においては、素
材上に形成される着色ベースコート及びクリアートップ
コートのいずれか一方又は両者が、(A)(i) エポキシ
基、(ii)反応性珪素基、及び(iii) 水酸基及び/又はカ
ルボキシル基を、必須官能基成分として同一分子中に含
有する樹脂(A−1)、又は、上記(i) 〜(iii) の官能
基成分の少なくとも一種をそれぞれの樹脂が含有する2
種以上の樹脂の混合物であって、該混合物中には上記
(i) 〜(iii) の官能基成分が全て存在する混合樹脂(A
−2)、(B)有機錫触媒、及び(C)有機溶剤を必須
成分として含有する硬化性塗料組成物で形成されてい
る。
【0014】以下、本発明上塗り塗膜形成方法において
用いる硬化性塗料組成物について説明する。
【0015】本発明で用いる硬化性塗料組成物におい
て、水酸基は、有機錫触媒の存在下で、エポキシ基、反
応性珪素基との反応が促進されるので、低温硬化性を向
上させる効果がある。
【0016】また、カルボキシル基は、水酸基と反応性
珪素基との反応、及び反応性珪素基同士の反応を促進さ
せる働きが認められ、これによって、低温硬化性が向上
するといった効果が得られ、かつ、このカルボキシル基
がエポキシ基と反応し耐酸性等の性能に優れた硬化膜を
形成すると共に、カルボキシル基がエポキシ基との反応
で消費され、塗膜中に該カルボキシル基が残らないか又
は少量しか残らないので、塗膜の耐水性、耐酸性、耐候
性等が良くなるといった効果がある。
【0017】以下に、本発明で用いる硬化性塗料組成物
中に配合する各成分についてより詳細に説明する。
【0018】(i) エポキシ基、(ii)反応性珪素基、及び
(iii) 水酸基及び/又はカルボキシル基を、必須官能基
成分として同一分子中に含有する樹脂(A−1) 樹脂(A−1)において、エポキシ基の数は1分子中に
平均約1個以上、好ましくは平均約2〜100個の範囲
がよい。エポキシ基の数が1分子中に平均約1個を下回
ると低温硬化性が低下するので好ましくない。
【0019】また、反応性珪素基の数は、1分子中に平
均約1個以上、好ましくは平均約1〜300個の範囲が
よい。反応性珪素基の数が1分子中に平均約1個を下回
ると低温硬化性が低下するので好ましくない。
【0020】水酸基及び/又はカルボキシル基の数は、
水酸基が単独の場合には、水酸基価約10〜300、好
ましくは約20〜200の範囲、カルボキシル基が単独
の場合には、酸価約10〜300、好ましくは約20〜
200の範囲、また、水酸基及びカルボキシル基が組合
わさった場合には、水酸基価約1〜300、好ましくは
約2〜200の範囲、酸価約1〜300、好ましくは約
2〜200の範囲が好適である。
【0021】水酸基及び/又はカルボキシル基の数が上
記範囲を下回ると低温硬化性が低下し、一方、上記した
範囲を上回ると組成物の貯蔵安定性、硬化被膜の耐久性
等が低下するので好ましくない。
【0022】樹脂(A−1)は、平均分子量約200〜
100,000、好ましくは約500〜50,000の
範囲がよい。平均分子量が約200未満のものは硬化物
の耐久性が低下し、一方、約100,000を越えると
貯蔵安定性、硬化物外観等が低下するので好ましくな
い。
【0023】樹脂(A−1)としては、上記した条件を
満足するものであれば従来から公知のもの、例えば、エ
チレン性不飽和モノマーの重合体、ポリエステル樹脂、
シリコン変性ポリエステル樹脂、エポキシ変性ポリエス
テル樹脂、シリコン変性エポキシ樹脂、フッ素樹脂等を
適宜選択して使用することができるが、特に、下記のエ
チレン性不飽和モノマーの重合体が好ましい。
【0024】エチレン性不飽和モノマーの重合体として
は、下記のエポキシ基含有エチレン性不飽和モノマー類
(a);反応性珪素基含有エチレン性不飽和モノマー類
(b);水酸基含有エチレン性不飽和モノマー類(c)
及び/又はカルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマ
ー類(d);並びに必要に応じて、その他のエチレン性
不飽和モノマー(e)をラジカル共重合反応させて得ら
れるものが包含される。エポキシ基含有エチレン性不飽
和モノマー類(a):グリシジル(メタ)アクリレー
ト、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、アリルグ
リシジルエーテル、3,4−エポキシシクロヘキシルメ
チル(メタ)アクリレート等、 反応性珪素基含有エチレン性不飽和モノマー類(b):
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラ
ン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、γ
−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエ
トキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピ
ルメチルジメトキシシラン、β−(メタ)アクリロイル
オキシエチルプロピルトリメトキシシラン、及びこれら
のものと、反応性珪素含有樹脂についての説明として後
記する3官能シラン化合物、4官能シラン化合物、4官
能シラン化合物の低縮合物等との共縮合物、下記水酸基
含有エチレン性不飽和モノマー(c)と上記低縮合物と
の反応物等、 水酸基含有エチレン性不飽和モノマー類(c): ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシ
ブチル(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコ
ールモノ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレング
リコールモノ(メタ)アクリレート、及びこれらのもの
とカプロラクトン(ε−カプロラクトン等)との付加
物、下記水酸基含有エチレン性不飽和モノマー(c)と
酸無水物(例えば、無水コハク酸、ヘキサヒドロ無水フ
タル酸,無水トリメリット酸)との付加物等、 (無水)カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマー
類(d):(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸
等、 その他のエチレン性不飽和モノマー(e): メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレ
ート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)
アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2−エ
チルヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メ
タ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレー
ト等のC1-24のアルキル(メタ)アクリレート又はシク
ロアルキル(メタ)アクリレート類、パーフルオロブチ
ルエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メ
タ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メ
タ)アクリレート、パーフルオロイソノニルエチル(メ
タ)アクリレート、パーフルオロデシルエチル(メタ)
アクリレート等のパーフルオロアルキル基又はパーフル
オロアルケニル基含有エチレン性不飽和モノマー類、ス
チレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニルモノマー類、
(メタ)アクリロニトリル等のニトリルモノマー類、
(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アク
リルアミド等のアミドモノマー類等。
【0025】(i) エポキシ基、(ii)反応性珪素基、並び
に(iii) 水酸基及び/又はカルボキシル基の少なくとも
一種をそれぞれの樹脂が含有する2種以上の樹脂の混合
物であって、該混合物中には上記(i) 〜(iii) の官能基
成分が全て存在する混合樹脂(A−2) 上記した混合樹脂(A−2)としては、例えば、下記の
ものが挙げられる。
【0026】(I)エポキシ基含有樹脂及び反応性珪素
基含有樹脂の混合樹脂であり、かつエポキシ基含有樹脂
及び反応性珪素基含有樹脂の少なくとも一種の樹脂に、
水酸基及び/又はカルボキシル基が存在する2種類の樹
脂の混合物。
【0027】(II)エポキシ基含有樹脂、反応性珪素基
含有樹脂、並びに水酸基及び/又はカルボキシル基含有
樹脂からなる3種類の樹脂の混合物。
【0028】(III) エポキシ基含有樹脂、反応性珪素基
含有樹脂、並びに水酸基及び/又はカルボキシル基含有
樹脂の混合物であり、かつエポキシ基含有樹脂及び反応
性珪素基含有樹脂の少なくとも一種の樹脂に、水酸基及
び/又はカルボキシル基が存在する3種類の樹脂の混合
物。
【0029】(IV)エポキシ基及び反応性珪素基含有樹
脂、並びに水酸基及び/又はカルボキシル基含有樹脂か
らなる2種類の樹脂の混合物。
【0030】これらの混合樹脂(I)〜(IV)につい
て、以下に詳細に説明する。
【0031】(I)エポキシ基含有樹脂及び反応性珪素
基含有樹脂の混合樹脂であり、かつエポキシ基含有樹脂
及び反応性珪素基含有樹脂の少なくとも一種の樹脂に、
水酸基及び/又はカルボキシル基が存在する2種類の樹
脂の混合物:混合樹脂(I)としては、例えば、下記の
ものが好適なものとして挙げられる。
【0032】(1)エポキシ基及び水酸基含有樹脂、並
びに反応性珪素基含有樹脂の混合樹脂。
【0033】(2)エポキシ基含有樹脂、並びに反応性
珪素基及び水酸基含有樹脂の混合樹脂。
【0034】(3)エポキシ基及び水酸基含有樹脂、並
びに反応性珪素基及び水酸基含有樹脂の混合樹脂。
【0035】(4)エポキシ基含有樹脂、並びに反応性
珪素基及びカルボキシル基含有樹脂の混合樹脂。
【0036】(5)エポキシ基含有樹脂、並びに反応性
珪素基、水酸基及びカルボキシル基含有樹脂の混合樹
脂。
【0037】(6)エポキシ基及び水酸基含有樹脂、並
びに反応性珪素基及びカルボキシル基含有樹脂の混合樹
脂。
【0038】(7)エポキシ基及び水酸基含有樹脂、並
びに反応性珪素基、水酸基及びカルボキシル基含有樹脂
の混合樹脂。
【0039】上記した(2)、(4)及び(5)に記載
のエポキシ基含有樹脂は、エポキシ基の数が1分子中に
平均約1個以上、好ましくは平均約2〜100個であっ
て、平均分子量約130〜100,000、好ましくは
約200〜80,000の範囲のものが好適である。
【0040】該エポキシ基含有樹脂としては、例えば、
前記したエポキシ基含有エチレン性不飽和モノマー類
(a)、及び必要に応じて前記したその他のエチレン性
不飽和モノマー類(e)の重合体;ビス(3,4−エポ
キシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビス(3,4
−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペ
ート、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメ
チル−3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキサンカ
ルボキシレート、3,4−エポキシシクロヘキセンカル
ボン酸エチレングリコールジエステル、3,4−エポキ
シシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキ
サンカルボキシレート等の脂環式エポキシ化合物;(ポ
リ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ポ
リ)プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリ
メチロールプロパントリグリシジルエーテル、エポキシ
化ポリブタジエン、トリグリシジルイソシアヌレート等
の脂肪族エポキシ化合物;ビスフェノールA型エポキシ
樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノー
ルB型エポキシ樹脂、水添ビスフェノール型エポキシ樹
脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂等の樹脂及び
これらのものとエピクロルヒドリンとを反応させてなる
グリシジルエーテル型エポキシ樹脂等が挙げられる。
【0041】上記したエポキシ基含有エチレン性不飽和
モノマー類(a)、及び必要に応じてその他のエチレン
性不飽和モノマー類(e)の重合体は、特に平均分子量
約5,000〜100,000の範囲が好適である。
【0042】上記した(1)、(3)、(6)及び
(7)に記載のエポキシ基及び水酸基含有樹脂は、エポ
キシ基の数が1分子中に平均約1個以上、好ましくは平
均約2〜100個の範囲、水酸基価約10〜300、好
ましくは約20〜200の範囲であって、平均分子量約
1,000〜100,000、好ましくは約5,000
〜80,000の範囲のものが好適である。
【0043】エポキシ基及び水酸基含有樹脂としては、
例えば、エポキシ基含有エチレン性不飽和モノマー類
(a)、水酸基含有エチレン性不飽和モノマー(c)、
及び必要に応じてその他のエチレン性不飽和モノマー類
(e)のラジカル共重合体が好ましいものとして挙げら
れる。
【0044】上記した(1)に記載の反応性珪素基含有
樹脂は、反応性珪素基の数が1分子中に平均約1個以
上、好ましくは平均約1〜300個の範囲であって、平
均分子量約76〜100,000、好ましくは約100
〜50,000の範囲のものが好適である。
【0045】上記した反応性珪素基含有樹脂としては、
例えば、メトキシトリメチルシラン、エトキシトリエチ
ルシラン、プロポキシトリプロピルシラン、ブトキシト
リブチルシラン、メトキシトリオクチルシラン、メトキ
シトリフェニルシラン、メトキシトリベンジルシラン、
トリフェニルヒドロキシシラン等の1官能シラン化合
物;ジメトキシジメチルシラン、ジメトキシジエチルシ
ラン、ジエトキシジフチルシラン、ジプロポキシジプロ
ピルシラン、ジメトキシジラウリルシラン、ジメトキシ
ジフェニルシラン、ジメトキシジベンジルシラン、メト
キシベンジルオキシジプロピルシラン、メトキシ2−エ
チルヘキシルオキシジプロピルシラン、ジフェニルシラ
ンジオール等の2官能シラン化合物;トリメトキシメチ
ルシラン、トリエトキシエチルシラン、トリプロポキシ
プロピルシラン、トリメトキシステアリルシラン、トリ
メトキシフェニルシラン、トリメトキシベンジルシラ
ン、メトキシジベンジルオキシプロピルシラン、メチル
トリヒドロキシシラン、フェニルトリヒドロキシシラン
等の3官能シラン化合物;テトラメトキシシラン、テト
ラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン等の4官能
シラン化合物;該4官能シラン化合物の低縮合物;4官
能シラン化合物の低縮合物の変性珪素縮合物;前記反応
性珪素基含有エチレン性不飽和モノマー(b)、及び必
要に応じて前記その他のエチレン性不飽和モノマー類
(e)のラジカル重合体等が好ましいものとして挙げら
れる。
【0046】上記した4官能シラン化合物の低縮合物と
しては、式:Si(OR6 4 (式中、R6 は、同一又
は異なって、水素原子、メチル基、エチル基又はプロピ
ル基を示す。)で表わされるテトラアルコキシシラン同
士を縮合反応させて得られる約2〜100量体のもの、
好ましくは約2〜10量体のものが好適である。該低縮
合物としては、例えば「コルコートES40」(コルコ
ート社製、商品名、以下同様、テトラエチルシリケート
の1〜10量体、平均約5量体)「コルコートMS5
1」(テトラメチルシリケートの1〜10量体、平均約
4量体)等を挙げることができる。これらのコルコート
社製の低縮合物は一般的には、式
【0047】
【化2】
【0048】(式中、R6 は前記と同様の意味を有し、
qは1〜10の整数を示す。)で表わされる構造を有す
るものと考えられる。
【0049】また、4官能シラン化合物の低縮合物の変
性珪素縮合物としては、珪素原子に結合するR6 の一部
がC4-24(好ましくはC4-8 )の1価の炭化水素基(こ
のものはエーテル結合及び/又はエステル結合を含んで
もよい)で置換された変性珪素縮合物等が包含される。
【0050】該変性珪素縮合物におけるC4-24の1価の
炭化水素基としては、例えばブチル、ペンチル、ヘキシ
ル、ヘプチル、オクチル、デシル、ステアリル、シクロ
アルキル等の環状又は直鎖状の分枝していてもよいアル
キル基、フェニル、トルイル、キシリル等のアリール基
やベンジル等のアラルキル基(アリール基で置換された
アルキル基)等が包含される。
【0051】また、エーテル結合を含む炭化水素基とし
ては、例えば
【0052】
【化3】
【0053】(式中、mは1、2又は3を、pは1又は
2を、及びR7 はC1-8 のアルキル基を、夫々示
す。)、
【0054】
【化4】
【0055】(式中、mは前記と同様の意味を示す。)
等が包含される。具体的には、
【0056】
【化5】
【0057】等が挙げられる。
【0058】また、エステル結合を含む炭化水素基とし
ては、例えば
【0059】
【化6】
【0060】(式中、R8 はC1-8 の環状又は直鎖状の
分枝していてもよいアルキル基、アリール基又はアラル
キル基を示し、また、mは前記と同様の意味を示す。)
等が包含される。具体的には、
【0061】
【化7】
【0062】等が挙げられる。
【0063】更に、エーテル結合及びエステル結合の両
方の結合を含む炭化水素基としては、例えば
【0064】
【化8】
【0065】(式中、sは2以上の整数、好ましくは2
〜10の整数を示し、また、m及びR8 は前記と同様の
意味を示す。)等が包含される。具体的には、
【0066】
【化9】
【0067】等が挙げられる。
【0068】前記変性珪素縮合物は、例えば前記テトラ
アルコキシシランにおいてR6 の一部がC4-24の1価の
炭化水素基で置換されたモノマーを出発原料とし、この
ものを縮合反応させることにより、又は前記テトラアル
コキシシランの低縮合物とC4-24のアルコール(エーテ
ル結合、エステル結合を含んでもよい)とを脱アルコー
ル反応させ低縮合物のR6 の一部をC4-24の炭化水素基
で置換させることにより製造できる。
【0069】上記した(2)及び(3)に記載の反応性
珪素基及び水酸基含有樹脂は、反応性珪素基の数が1分
子中に平均約1個以上、好ましくは平均約1〜300個
の範囲、水酸基価約10〜300、好ましくは約20〜
200の範囲であって、平均分子量約1,000〜10
0,000、好ましくは約5,000〜80,000の
範囲のものが好適である。
【0070】反応性珪素基及び水酸基含有樹脂として
は、例えば、反応性珪素基含有エチレン性不飽和モノマ
ー(b)、水酸基含有エチレン性不飽和モノマー
(c)、及び必要に応じてその他のエチレン性不飽和モ
ノマー類(e)のラジカル共重合体等が好ましいものと
して挙げられる。
【0071】上記した(4)及び(6)に記載の反応性
珪素基及びカルボキシル基含有樹脂は、反応性珪素基の
数が1分子中に平均約1個以上、好ましくは平均約1〜
300個の範囲、酸価が約10〜300、好ましくは約
20〜200の範囲であって、平均分子量約1,000
〜100,000、好ましくは約5,000〜80,0
00の範囲のものが好適である。
【0072】反応性珪素基及びカルボキシル基含有樹脂
としては、例えば、反応性珪素基含有エチレン性不飽和
モノマー(b)、カルボキシル基含有エチレン性不飽和
モノマー(d)、及び必要に応じてその他のエチレン性
不飽和モノマー類(e)のラジカル共重合体等が好まし
いものとして挙げられる。
【0073】上記した(5)及び(7)に記載の反応性
珪素基、水酸基及びカルボキシル基含有樹脂は、反応性
珪素基の数が1分子中に平均約1個以上、好ましくは平
均約1〜300個の範囲、水酸基価及び酸価がそれぞれ
約10〜300、好ましくは約20〜200の範囲であ
って、平均分子量約1,000〜100,000、好ま
しくは約5,000〜80,000の範囲のものが好適
である。
【0074】反応性珪素基、水酸基及びカルボキシル基
含有樹脂としては、例えば、反応性珪素基含有エチレン
性不飽和モノマー(b)、水酸基含有エチレン性不飽和
モノマー(c)、カルボキシル基含有エチレン性不飽和
モノマー(d)、及び必要に応じてその他のエチレン性
不飽和モノマー類(e)のラジカル共重合体等が好まし
いものとして挙げられる。
【0075】上記した混合樹脂(I)において、エポキ
シ基含有樹脂及び反応性珪素基含有樹脂の混合割合は、
エポキシ基含有樹脂及び反応性珪素基含有樹脂の総合計
量を基準として、エポキシ基含有樹脂が約5〜95重量
%、好ましくは約20〜80重量%の範囲、反応性珪素
基含有樹脂が約5〜95重量%、好ましくは約20〜8
0重量%の範囲とすることが好適である。混合割合がこ
の範囲をはずれると、低温硬化性、耐酸性、耐擦り傷性
等が低下するので好ましくない。
【0076】(II)エポキシ基含有樹脂、反応性珪素基
含有樹脂、並びに水酸基及び/又はカルボキシル基含有
樹脂からなる3種類の樹脂の混合物:エポキシ基含有樹
脂としては、例えば、前記した混合樹脂(I)における
(2)に記載のエポキシ基含有樹脂と同様のものが使用
できる。
【0077】また、反応性珪素基含有樹脂としては、例
えば、前記した混合樹脂(I)における(1)に記載の
反応性珪素基含有樹脂と同様のものが使用できる。
【0078】水酸基及び/又はカルボキシル基含有樹脂
における水酸基及び/又はカルボキシル基の数は、水酸
基が単独で含まれる場合には、水酸基価約10〜30
0、好ましくは約20〜200の範囲、カルボキシル基
が単独で含まれる場合には、酸価約10〜300、好ま
しくは約20〜200の範囲、水酸基及びカルボキシル
基が両方含まれる場合には、水酸基価約1〜300、好
ましくは約2〜200の範囲、酸価約1〜300、好ま
しくは約2〜200の範囲のものが好適である。
【0079】水酸基及び/又はカルボキシル基含有樹脂
の平均分子量は、約1,000〜100,000、好ま
しくは5,000〜80,000の範囲が好適である。
【0080】水酸基含有樹脂としては、例えば、エチレ
ン性不飽和モノマーの(共)重合体、ポリエステル樹
脂、アルキド樹脂、ポリエーテル樹脂等の従来から公知
のものが使用できるが、特に、水酸基含有エチレン性不
飽和モノマー(c)、及び必要に応じてその他のエチレ
ン性不飽和モノマー類(e)のラジカル(共)重合体が
好適である。
【0081】カルボキシル基含有樹脂としては、例え
ば、エチレン性不飽和モノマーの(共)重合体、ポリエ
ステル樹脂、アルキド樹脂等の従来から公知のものが使
用できるが、特に、カルボキシル基含有エチレン性不飽
和モノマー(d)、及び必要に応じてその他のエチレン
性不飽和モノマー類(e)のラジカル(共)重合体が好
適である。
【0082】水酸基及びカルボキシル基含有樹脂として
は、例えば、エチレン性不飽和モノマーの共重合体、ポ
リエステル樹脂、アルキド樹脂等の従来から公知のもの
が使用できるが、特に、水酸基含有エチレン性不飽和モ
ノマー(c)、カルボキシル基含有エチレン性不飽和モ
ノマー(d)、及び必要に応じてその他のエチレン性不
飽和モノマー類(e)のラジカル(共)重合体が好適で
ある。
【0083】上記した混合樹脂(II)において、エポキシ
基含有樹脂、反応性珪素基含有樹脂、並びに水酸基及び
/又はカルボキシル基含有樹脂の混合割合は、これら3
種類の樹脂の総合計量を基準として、エポキシ基含有樹
脂が約5〜95重量%、好ましくは約20〜80重量%
の範囲、反応性珪素基含有樹脂が約5〜95重量%、好
ましくは約20〜80重量%の範囲、水酸基及び/又は
カルボキシル基含有樹脂が約10〜70重量%、好まし
くは約20〜60重量%の範囲とすることが好適であ
る。混合割合がこの範囲をはずれると、低温硬化性、耐
酸性、耐擦り傷性等が低下するので好ましくない。
【0084】(III) エポキシ基含有樹脂、反応性珪素基
含有樹脂、並びに水酸基及び/又はカルボキシル基含有
樹脂の混合物であり、かつエポキシ基含有樹脂及び反応
性珪素基含有樹脂の少なくとも一種の樹脂に、水酸基及
び/又はカルボキシル基が存在する3種類の樹脂の混合
物:エポキシ基含有樹脂及び反応性珪素基含有樹脂とし
ては、例えば、前記した混合樹脂(I)におけるエポキ
シ基含有樹脂及び反応性珪素基含有樹脂と同様のものが
使用できる。
【0085】水酸基及び/又はカルボキシル基含有樹脂
としては、例えば、前記した混合樹脂(II)における水酸
基及び/又はカルボキシル基含有樹脂と同様のものが使
用できる。
【0086】また、混合樹脂(III) として、例えば、エ
ポキシ基、水酸基及び反応性珪素基含有樹脂、反応性珪
素基含有樹脂、並びに水酸基及びカルボキシル基含有樹
脂からなる混合樹脂も使用できる。
【0087】該エポキシ基、水酸基及び反応性珪素基含
有樹脂としては、例えば、エポキシ基含有エチレン性不
飽和モノマー(a)、水酸基含有エチレン性不飽和モノ
マー(c)、反応性珪素基含有エチレン性不飽和モノマ
ー(b)、及び必要に応じてその他のエチレン性不飽和
モノマー類(e)のラジカル共重合体が包含される。
【0088】上記した混合樹脂(III) において、エポキ
シ基含有樹脂、反応性珪素基含有樹脂、並びに水酸基及
び/又はカルボキシル基含有樹脂の混合割合は、これら
3種類の樹脂の総合計量を基準として、エポキシ基含有
樹脂が約5〜95重量%、好ましくは約20〜80重量
%の範囲、反応性珪素基含有樹脂が約5〜95重量%、
好ましくは約20〜80重量%の範囲、水酸基及び/又
はカルボキシル基含有樹脂が約10〜70重量%、好ま
しくは約20〜60重量%の範囲とすることが好適であ
る。混合割合がこの範囲をはずれると、低温硬化性、耐
酸性、耐擦り傷性等が低下するので好ましくない。
【0089】(IV)エポキシ基及び反応性珪素基含有樹
脂、並びに水酸基及び/又はカルボキシル基含有樹脂か
らなる2種類の樹脂の混合物:エポキシ基及び反応性珪
素基含有樹脂としては、エポキシ基の数が1分子中に平
均約1個以上、好ましくは平均約2〜100個の範囲、
反応性珪素基の数が1分子中に平均約1個以上、好まし
くは平均約1〜300個の範囲であって、平均分子量約
1,000〜100,000、好ましくは約5,000
〜80,000の範囲のものが好適である。
【0090】エポキシ基及び反応性珪素基含有樹脂とし
ては、例えば、エポキシ基含有エチレン性不飽和モノマ
ー(a)、反応性珪素基含有エチレン性不飽和モノマー
(b)、及び必要に応じてその他のエチレン性不飽和モ
ノマー類(e)のラジカル共重合体が使用できる。
【0091】水酸基及び/又はカルボキシル基含有樹脂
としては、例えば、前記した混合樹脂(II)における水酸
基及び/又はカルボキシル基含有樹脂と同様のものが包
含される。
【0092】上記した混合樹脂(IV)において、エポキシ
基及び反応性珪素基含有樹脂、並びに水酸基及び/又は
カルボキシル基含有樹脂の混合割合は、両者の総合計量
を基準として、エポキシ基及び反応性珪素基含有樹脂が
約30〜90重量%、好ましくは約40〜80重量%の
範囲、水酸基及び/又はカルボキシル基含有樹脂が約1
0〜70重量%、好ましくは約20〜60重量%の範囲
とすることが好適である。混合割合がこの範囲をはずれ
ると、低温硬化性、耐酸性、耐擦り傷性等が低下するの
で好ましくない。
【0093】上記した混合樹脂(A−2)において、エ
ポキシ基及び反応性珪素基の数が上記した範囲をはずれ
ると、低温硬化性、耐酸性、耐擦り傷性等が低下するの
で好ましくない。また、平均分子量が上記した範囲を下
回ると被膜の耐久性が低下し、一方、上記した範囲を上
回ると貯蔵安定性、被膜の外観等が低下するので好まし
くない。
【0094】本発明において、上記した各樹脂成分を得
るために行なうラジカル重合反応は、従来公知の方法で
行なうことができ、例えば、ラジカル重合開始剤(例え
ば、アゾイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロ
ニトリル、ジ−tert−ブチルハイドロパーオキサイ
ド、過酸化ベンゾイル等)の存在下、有機溶剤(例え
ば、ケトン系、エステル系、アルコール系、エーテル
系、炭化水素系等)中で、例えば、約60〜200℃
で、約1〜10時間程度エチレン性不飽和モノマーを重
合反応させればよい。
【0095】有機錫触媒(B) 本発明において使用し得る有機錫触媒(B)としては、
2価又は4価の錫原子に有機基が結合した化合物であっ
て、150℃以上の沸点を有する常温(20℃)で液状
又は固体状の有機錫触媒(B−1)、及び錫原子の4価
の原子価の一部又は全部に有機キレート化剤がキレート
結合した有機錫キレート触媒(B−2)が包含され、こ
れらの一種又は二種以上を用いることができる。
【0096】有機錫触媒(B−1):有機錫触媒(B−
1)において、錫原子に結合する有機基としては、炭素
数1〜20の1価の炭化水素基、この炭化水素基と共に
エーテル結合及び/又はエステル結合を含む基等を挙げ
ることができる。更に、該有機錫触媒(B−1)には1
分子中に錫が2個以上のものも包含される。
【0097】本発明において、上記した有機錫触媒(B
−1)の中でも、有機基として、炭化水素基とエーテル
結合及び/又はエステル結合とを含有する下記一般式
(I)又は(II)の有機錫系化合物を使用した硬化性組
成物は貯蔵安定性、低温硬化性、耐黄変性等の性能が更
によくなるといった利点があり、特に、一般式(I)の
ものが好ましい。
【0098】 (R1 n Sn(OR2 4-n (I) (R1 u Sn(OR2 2-u (II) (式中、R1 は、同一又は異なって、炭素数1〜20の
1価の炭化水素基を示す。R2 は、同一又は異なって、
炭素数1〜20の1価の炭化水素基、−COCH=CH
COOR1 基又は
【0099】
【化10】
【0100】を示す。また、nは0又は1〜3の整数を
示し、uは0又は1の整数を示す。)有機錫触媒は、一
種単独又は二種以上を組み合わせて用いることができ
る。
【0101】上記した有機基及び一般式(I)又は(I
I)で表わされる有機錫触媒(B−1)の炭素数1〜2
0の1価の炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基、脂
環式炭化水素基、芳香族炭化水素基及びこれらの基が組
合わさったもののいずれのタイプであってもよい。脂肪
族炭化水素基は、直鎖状又は分岐鎖状であっても、ま
た、不飽和結合を含んでもよく、例えば、メチル、エチ
ル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、i
so−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、is
o−ペンチル、tert−ペンチル、neo−ペンチ
ル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−
ノニル、n−デシル、ドデシル、トリデシル、テトラデ
シル基等が挙げられる。
【0102】脂環式炭化水素基としては、例えば、シク
ロヘキシル基等が例示される。芳香族炭化水素基として
は、フェニル、メチルフェニル、ジメチルフェニル、ト
ルイル、キシリル基等が挙げられる。また、脂肪族炭化
水素基と芳香族炭化水素基とが組合わさった基として
は、例えば、ベンジル、フェネチル基等が挙げられる。
これらの炭化水素基の中でも炭素数1〜20のアルキル
基及びフェニル基が好ましい。
【0103】上記一般式(I)又は(II)の有機錫触媒
(B−1)において、R2
【0104】
【化11】
【0105】であるエステル結合を持つものは、貯蔵安
定性、低温硬化性等に優れたものである。また、一般式
(I)又は(II)において、R1 が炭素数1〜20のア
ルキル基又はフェニル基であるものが好ましい。
【0106】更に、上記一般式(I)の有機錫触媒(B
−1)において、特に、nが0又は1のものは、貯蔵安
定性、低温硬化性等に優れている。
【0107】上記一般式(I)の有機錫触媒(B−1)
として、エステル結合を含むものとしては、例えば、ス
ズテトラアセテート、スズテトラオクテート、スズテト
ララウレート、ブチルスズトリアセテート、ブチルスズ
トリブチレート、ブチルスズトリヘキシレート、ブチル
スズトリオクテート、ブチルスズトリラウレート、ブチ
ルスズトリメチルマレート、オクチルスズトリアセテー
ト、オクチルスズトリブチレート、オクチルスズトリヘ
キシレート、オクチルスズトリオクテート、オクチルス
ズトリラウレート、オクチルスズトリメチルマレート、
フェニルスズトリブチレート、フェニルスズトリラウレ
ート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジブチ
レート、ジブチルスズジヘキシレート、ジブチルスズジ
オクテート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズ
ジエチルマレート、ジオクチルスズジアセテート、ジオ
クチルスズジブチレート、ジオクチルスズジヘキシレー
ト、ジオクチルスズジオクテート、ジオクチルスズジラ
ウレート、ジオクチルスズジエチルマレート、トリブチ
ルスズアセテート、トリブチルスズブチレート、トリブ
チルスズヘキシレート、トリブチルスズオクテート、ト
リブチルスズラウレート、トリブチルスズメチルマレー
ト、トリオクチルスズアセテート、トリオクチルスズブ
チレート、トリオクチルスズヘキシレート、トリオクチ
ルスズオクテート、トリオクチルスズラウレート、トリ
オクチルスズメチルマレート等が挙げられる。また、エ
ーテル結合を含むものとしては、例えば、ブチルスズト
リメトキシ、ブチルスズトリブトキシ、オクチルスズト
リメトキシ、フェニルスズトリメトキシ、ジブチルスズ
ジメトキシ、ジオクチルスズジメトキシ、ジオクチルス
ズジブトキシ、トリブチルスズブトキシ等が挙げられ
る。
【0108】上記した中でも、特に、スズテトラアセテ
ート、ブチルスズトリアセテート、ブチルスズトリブチ
レート、ブチルスズトリオクテート、ブチルスズトリラ
ウレート、オクチルスズトリアセテート、オクチルスズ
トリブチレート等が好ましい。
【0109】上記一般式(II)の有機錫触媒(B−1)
としては、例えば、スズジアセテート、スズジブチレー
ト、スズジオクテート、スズジラウレートなとが挙げら
れる。
【0110】有機錫キレート触媒(B−2):有機錫キ
レート触媒(B−2)は、錫原子の4価の原子価の一部
又は全部に有機キレート化剤がキレート結合したもので
ある。
【0111】有機キレート化剤としては、従来から公知
の有機キレート化剤が使用でき、該有機キレート化剤に
は、酸素原子、イオウ原子及び窒素原子から選ばれる少
なくとも一種の原子を含む化合物が包含される。上記し
た中でも、酸素原子を含む化合物、更には、ケト・エノ
ール互変異性体を構成し得る化合物が好ましい。
【0112】ケト・エノール互変異性体を構成し得る化
合物としては、β−ジケトン類(アセチルアセトン
等)、アセト酢酸エステル類(アセト酢酸メチル等)、
マロン酸エステル類(マロン酸エチル等)、及びβ位に
水酸基を有するケトン類(ダイアセトンアルコール
等)、β位に水酸基を有するアルデヒド類(サリチルア
ルデヒド等)、β位に水酸基を有するエステル類(サリ
チル酸メチル等)等を使用することができる。特に、ア
セト酢酸エステル類、β−ジケトン類を使用すると好適
な結果が得られる。
【0113】有機錫キレート触媒(B−2)は、例え
ば、4価の錫化合物1モルに対し、有機キレート化剤を
通常1〜10モル程度のモル比で混合し、必要に応じ
て、加熱することによって調製することができる。
【0114】上記した錫化合物としては、例えば、有機
酸塩、アルコキシド、ヒドロキシド、ハロゲン化物、硫
化物、及びこれらのものが組合わさったもの等が挙げら
れる。該錫化合物における有機酸塩、アルコキシドとし
ては前記一般式(I)で表わされる有機錫化合物が包含
される。
【0115】上記した錫化合物におけるハロゲン化物と
しては、例えば、第二塩化錫化合物等が挙げられる。ま
た、硫化物としては、例えば一般式(III) (R1 n Sn(SR9 4-n (III) (各式中、R9 は、同一又は異なって、炭素数1〜20
の1価の炭化水素基又は−Cv 2vCOOR1 基を示
す。vは1〜4の整数を示す。また、R1 及びnは前記
と同様の意味を示す。)で表わされるものが包含され
る。尚、R9 の炭素数1〜20の一価の炭化水素基に
は、前記したものと同様のものが包含される。
【0116】該硫化物の具体例としては、例えば、C4
9 Sn(SCH2 COOC8 173 、(C4 9
2 Sn(SCH2 COOC8 172 、C8 17Sn
(SCH2 COOC8 173 、(C8 172 Sn
(SCH2 COOC8 172 、(C4 9 2 Sn
(SC4 9 2 、C4 9 Sn(SC4 9 3 等が
挙げられる。
【0117】有機錫キレート触媒(B−2)としては、
4価の錫に有機キレート化剤が2モルキレート結合した
もの、例えば、式
【0118】
【化12】
【0119】(上記した式において、Aは同一又は異な
って、R1 、OR2 又はSR9 を示し、
【0120】
【化13】
【0121】は、有機キレート化剤によるキレート環構
造を示す。尚、R1 、R2 及びR9 は、前記と同様の意
味である。)で表わされるものを使用できる。
【0122】有機錫キレート触媒(B−2)の好ましい
具体例としては、例えば、モノブチルビス(エチルアセ
トアセテート)スズアセテート、モノブチルビス(アセ
チルアセトナト)スズオクテート、モノブチルビス(エ
チルアセトアセテート)スズラウレート、ビス(プロピ
ルアセトアセテート)スズジアセテート、ビス(プロピ
ルアセトアセテート)スズジラウレート、ビス(アセチ
ルアセトナト)スズジアセテート、ビス(アセチルアセ
トナト)スズジオクテート、ビス(アセチルアセトナ
ト)スズジラウレート、ビス(エチルアセトアセテー
ト)スズジオクテート、ビス(エチルアセトアセテー
ト)スズジアセテート、ビス(エチルアセトアセテー
ト)スズジラウレート、ビス(プロピルアセトアセテー
ト)スズジオクテート等を挙げることができる。
【0123】本発明で用いる熱硬化性組成物において、
有機錫触媒(B)の配合割合は、樹脂(A−1)又は混
合樹脂(A−2)からなる樹脂成分(A)100重量部
当たり、約0.001〜20重量部、好ましくは約0.
01〜15重量部の範囲が好適である。
【0124】有機錫触媒(B)が上記範囲を下回ると低
温硬化性が低下し、一方、上記範囲を上回ると、さらな
る低温硬化性が得られず、また、硬化物の仕上り外観や
耐久性も低下するので好ましくない。
【0125】有機溶剤(C) 本発明で用いる前記硬化性塗料組成物における有機溶剤
(C)は、前記(A)及び(B)成分を溶解又は分散す
る成分である。該有機溶剤(C)としては、前記(A)
及び(B)成分を溶解又は分散するものであれば特に制
限なしに従来の有機溶剤から適宜選択して使用すること
ができる。
【0126】有機溶剤(C)の具体例としては、例えば
トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系、アセトン、
メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケト
ン系、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエス
テル系、エチレングリコールモノブチルエーテル等のア
ルコール系等が挙げられる。
【0127】該有機溶剤(C)は、硬化性塗料組成物の
固型分が、通常約10〜99重量%の範囲になるように
配合される。
【0128】本発明で用いる硬化性塗料組成物には、上
記した(A)〜(C)成分以外に、必要に応じて体質顔
料、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、流動性調整剤及びそ
の他の塗料用添加剤等が配合できる。
【0129】本発明で用いる前記硬化性塗料組成物は、
上記した(A)〜(C)成分以外に、更に着色顔料を配
合することによって、着色ベースコート用塗料組成物と
して使用される。
【0130】着色顔料としては、例えば、キナクリドン
レッド等のキナクリドン系、ピグメントレッド等のアゾ
系、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等
のフタロシアニン系等の有機顔料;酸化チタン、カーボ
ンブラック等の無機粉末顔料;アルミニウムフレーク、
ニッケルフレーク、銅フレーク、真鍮フレーク、クロム
フレーク、パールマイカ、着色パールマイカ等の無機フ
レーク顔料等を挙げることができる。
【0131】また、本発明で用いる前記硬化性塗料組成
物は、そのままで、クリアートップコート用塗料組成物
として使用することができる。また、このクリアートッ
プコート用塗料組成物には、必要に応じて、先に施され
ている着色ベースコートが完全には隠蔽されない程度ま
で、上記着色顔料を配合することもできる。
【0132】次に、本発明上塗り塗膜形成方法について
説明する。
【0133】本発明方法は、素材に着色ベースコート及
びクリアートップコートを順次形成させてなる上塗り塗
膜形成方法であって、該着色ベースコート及びクリアー
トップコートのいずれか一方又は両者が、上塗り塗料組
成物として使用される前記硬化性塗料組成物で形成され
るものである。
【0134】特に、前記硬化性塗料組成物は、耐酸性、
耐擦り傷性等に優れた塗膜を形成できることから、クリ
アートップコート用として用いることが好ましい。ま
た、該組成物は、低温硬化性に優れる。
【0135】本発明方法は、特に、自動車用、家電製品
用、建材用等の上塗り塗膜の形成方法として好適であ
る。
【0136】本発明の上塗り塗膜形成方法としては、自
動車工業、家電製品工業、建材等の分野で公知の塗装
系、例えば、着色ベースコート/トップクリアーコート
を2コート1ベーク方式又は2コート2ベーク方式等で
仕上げる方法、着色ベースコート/トップクリアーコー
ト/トップクリアーコートを3コート1ベーク方式又は
3コート2ベーク方式等で仕上げる方法等が適用でき
る。
【0137】これらの方法のうち、特に2コート1ベー
ク方式で仕上げる方法が好ましい。以下、代表的な具体
例として、前記硬化性塗料組成物をクリアートップコー
ト用として用いる2コート1ベーク方式による塗装方法
について説明する。
【0138】まず、前記素材上に、着色ベースコート用
塗料組成物を、通常スプレー塗装により塗装する。
【0139】着色ベースコート用塗料組成物としては、
前記硬化性塗料組成物に着色顔料を配合した組成物又は
自動車用等としてそれ自体公知の着色ベースコート用塗
料組成物を使用する。
【0140】該公知の着色ベースコート用塗料組成物と
しては、例えば、アクリル樹脂/アミノ樹脂系、アルキ
ド樹脂/アミノ樹脂系、ポリエステル樹脂/アミノ樹脂
系、アクリル樹脂/ポリイソシアネート系、アルキド樹
脂/ポリイソシアネート系、ポリエステル樹脂/ポリイ
ソシアネート系等の硬化性組成物に着色顔料を配合した
塗料組成物を挙げることができる。ここで、アミノ樹脂
としては、特に、メラミン樹脂等を用いるのが好まし
い。
【0141】該公知の着色ベースコート用塗料組成物の
形態としては、特に制限されず、例えば有機溶剤溶液
型、非水分散液型、水溶液型、水分散液型、ハイソリッ
ド型等の任意の形態のものが使用できる。
【0142】また、スプレー塗装に用いられる機器とし
ては、通常のエアースプレーガン、エアレススプレーガ
ン、エアースプレー方式静電塗装機、エアレススプレー
方式静電塗装機、回転霧化式静電塗装機等を用いること
ができる。
【0143】着色ベースコート用塗料組成物の膜厚は、
硬化後で、約10〜30μm程度の範囲とするのが好ま
しい。
【0144】着色ベースコート用塗料組成物を塗装した
後、数分間室温に放置するか、又は約50〜80℃程度
の範囲の温度で数分間強制乾燥した後、前記硬化性塗料
組成物であるクリアートップコート用塗料組成物を塗装
する。
【0145】また、クリアートップコート用塗料組成物
の塗装方法及び塗装機器は、着色ベースコート用塗料組
成物の場合と同様で良い。
【0146】クリアートップコート用塗料組成物の膜厚
は、硬化後で、約20〜80μm程度の範囲とするのが
好ましい。
【0147】次いで、着色ベースコート及びクリアート
ップコートの両者を、同時に加熱硬化させる。加熱条件
は、通常、100〜180℃程度で10分〜2時間程度
とするのが適当である。
【0148】
【発明の効果】本発明上塗り塗膜形成方法によれば、特
定の硬化性塗料組成物を上塗り塗料組成物として用いた
ことにより、特に、低温硬化性、仕上り外観、耐酸性、
耐擦り傷性、耐候性、等に優れた塗膜が形成できる。
【0149】
【実施例】以下、製造例、実施例及び比較例を挙げて、
本発明をさらに具体的に説明する。
【0150】アクリル樹脂(1)の製造例 還流装置、撹拌装置を備えた反応容器を用い、メタクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン150g、3,4−
エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート220
g,ヒドロキシエチルアクリレート232g、シクロヘ
キシルメチルアクリレート200g、ブチルメタクリレ
ート198g及びアゾイソブチロニトリル10gの混合
物を110℃のキシレン1,000g中に滴下し、5時
間反応させて、数平均分子量10,000のアクリル樹
脂(1分子中にエポキシ基約11個、水酸基価=112
及びアルコキシシリル基約19個を含有)を製造した。
【0151】アクリル樹脂(2)の製造例 還流装置、撹拌装置を備えた反応容器を用い、メタクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン150g、3,4−
エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート220
g,ヒドロキシエチルアクリレート263g、シクロヘ
キシルメチルアクリレート170g、ブチルメタクリレ
ート169g及びアゾイソブチロニトリル10gの混合
物を110℃のキシレン1,000g中に滴下し、5時
間反応させて、その後80℃で無水コハク酸28gを添
加し2時間反応させて、数平均分子量10,000のア
クリル樹脂(1分子中にエポキシ基約11個及びアルコ
キシシリル基約19個を含有、水酸基価112、酸価1
5.6)を製造した。
【0152】エポキシ基含有樹脂(3)の製造例 還流装置、撹拌装置を備えた反応容器を用い、3,4−
エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート400
g、ブチルメタクリレート600g及びアゾイソブチロ
ニトリル10gの混合物を110℃のキシレン1,00
0g中に滴下し、5時間反応させて、数平均分子量1
0,000のアクリル樹脂(1分子中にエポキシ基約2
0個を含有)を製造した。
【0153】エポキシ基含有樹脂(4)の製造例 還流装置、撹拌装置を備えた反応容器を用い、グリシジ
ルメタクリレート284g、ブチルメタクリレート35
8g、シクロヘキシルメチルアクリレート358g及び
アゾイソブチロニトリル10gの混合物を110℃のキ
シレン1,000g中に滴下し、5時間反応させて、数
平均分子量10,000のアクリル樹脂(1分子中にエ
ポキシ基約20個を含有)を製造した。
【0154】アクリル樹脂(5)の製造例 還流装置、撹拌装置を備えた反応容器を用い、ヒドロキ
シエチルアクリレート232g、シクロヘキシルメチル
アクリレート384g、ブチルメタクリレート384g
及びアゾイソブチロニトリル10gの混合物を110℃
のキシレン1,000g中に滴下し、5時間反応させ
て、数平均分子量10,000のアクリル樹脂(水酸基
価=112)を製造した。
【0155】アクリル樹脂(6)の製造例 還流装置、撹拌装置を備えた反応容器を用い、ヒドロキ
シエチルアクリレート232g、シクロヘキシルメチル
アクリレート384g、ブチルメタクリレート384g
及びアゾイソブチロニトリル10gの混合物を110℃
のキシレン1,000g中に滴下し、5時間反応させた
後、80℃で無水コハク酸28gを添加し、2時間反応
させて、数平均分子量10,000のアクリル樹脂(水
酸基価=112、酸価=15.6)を製造した。
【0156】エポキシ基含有樹脂(7)の製造例 還流装置、撹拌装置を備えた反応容器を用い、3,4−
エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート400
g、ヒドロキシエチルアクリレート232g、ブチルメ
タクリレート184g、シクロヘキシルメチルアクリレ
ート184g及びアゾイソブチロニトリル10gの混合
物を110℃のキシレン1,000g中に滴下し、5時
間反応させて、数平均分子量10,000のアクリル樹
脂(1分子中にエポキシ基約20個を含有、水酸基価=
112)を製造した。
【0157】アクリル樹脂(8)の製造例 還流装置、撹拌装置を備えた反応容器を用い、メタクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン243g、ヒドロキ
シエチルアクリレート232g、シクロヘキシルメチル
アクリレート263g、ブチルメタクリレート262g
及びアゾイソブチロニトリル10gの混合物を110℃
のキシレン1,000g中に滴下し、5時間反応させ
て、数平均分子量10,000のアクリル樹脂(1分子
中にアルコキシシリル基約30個を含有、水酸基価=1
12)を製造した。
【0158】アクリル樹脂(9)の製造例 還流装置、撹拌装置を備えた反応容器を用い、メタクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン243g、アクリル
酸20g、シクロヘキシルメチルアクリレート368
g、ブチルメタクリレート369g及びアゾイソブチロ
ニトリル10gの混合物を110℃のキシレン1,00
0g中に滴下し、5時間反応させて、数平均分子量1
0,000のアクリル樹脂(1分子中にアルコキシシリ
ル基約30個を含有、酸価=15.6)を製造した。
【0159】アクリル樹脂(10)の製造例 還流装置、撹拌装置を備えた反応容器を用い、メタクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン243g、ヒドロキ
シエチルアクリレート232g、アクリル酸20g、シ
クロヘキシルメチルアクリレート253g、ブチルメタ
クリレート252g及びアゾイソブチロニトリル10g
の混合物を110℃のキシレン1,000g中に滴下
し、5時間反応させて、数平均分子量10,000のア
クリル樹脂(1分子中にアルコキシシリル基約30個を
含有、水酸基価=112、酸価=15.6)を製造し
た。
【0160】アクリル樹脂(11)の製造例 還流装置、撹拌装置を備えた反応容器を用い、アクリル
酸80g、シクロヘキシルメチルアクリレート460
g、ブチルメタクリレート460g及びアゾイソブチロ
ニトリル10gの混合物を110℃のキシレン1,00
0g中に滴下し、5時間反応させて、数平均分子量1
0,000のアクリル樹脂(酸価=62)を製造した。
【0161】反応性珪素基含有樹脂(a)の製造例 「コルコートES40」 530g “コルコート社製、商品名、以下同様、テトラエチルシリケートの1〜 10量体、平均約5量体” ベンジルアルコール 470g トリス(アセチルアセトナト)アルミニウム 0.1g の混合物を160℃、6時間で200g脱エタノールを
行い、反応性珪素基含有樹脂(a)を得た。このもの
は、1分子中平均約12個のエトキシ基のうち6個が
【0162】
【化14】
【0163】で置換されている。
【0164】クリアートップコート用塗料組成物(a−
1)〜(a−39)の製造 表1に記載した配合割合(固形分量)に基づいて、クリ
アートップコート用塗料組成物を製造した。
【0165】着色ベースコート用塗料組成物(b−1)
〜及び(b−5)の製造 表2に記載した配合割合(固形分量)に基づいて、着色
ベースコート用塗料組成物を製造した。
【0166】
【表1】
【0167】
【表2】
【0168】
【表3】
【0169】
【表4】
【0170】
【表5】
【0171】
【表6】
【0172】
【表7】
【0173】
【表8】
【0174】
【表9】
【0175】表1及び表2において、*1〜*5は次の
意味である。
【0176】*1 ERL−4221:ユニオンカーバイド社製、商品名、
脂環式ジエポキシ化合物 *2 :上記反応性珪素基含有樹脂(a) :フェニルトリメトキシシラン *3 メラミン樹脂:ユーバン20SE(商標名、三井東圧
(株)製、ブチル化メラミン樹脂、固形分60重量%) *4 アルミニウムペースト:アルペースト4919(商標
名、東洋アルミニウム(株)製、アルミニウムフレー
ク、固形分65重量%) *5:2種類または3種類の組み合わせ。
【0177】素材の調製 ダル鋼板(化成処理済)に、「エレクロン No.940
0」(商標名、関西ペイント(株)製、エポキシ樹脂系
カチオン電着塗料)を硬化膜厚が25μmになるように
塗装し、170℃で30分間加熱硬化させた後、中塗り
として「ESプライマーサーフェーサーTP−37」
(商標名、関西ペイント(株)製、ポリエステル樹脂/
メラミン樹脂系の自動車用中塗り塗料)を硬化膜厚が3
0μmになるように塗装し、140℃で30分間加熱硬
化させた。次いで、#400サンドペーパーで塗膜を水
研し、水切り乾燥し石油ベンジンで塗面を拭いたものを
素材とした。
【0178】実施例1 以下の工程により、2コート1ベーク方式による塗装を
行なった。
【0179】着色ベースコート用塗料組成物(b−1)
をキシロールで塗料粘度14秒(フォードカップ No.
4、20℃、以下同様の意味を示す)に調整した塗料
を、調製した素材に、硬化膜厚が約15μmになるよう
にスプレー塗装して、素材に着色ベースコートを形成し
た。
【0180】次に、該着色ベースコートを3分間放置し
た後、クリアートップコート用塗料組成物(a−1)を
キシロールで塗料粘度25秒に調整した塗料を、硬化膜
厚が約40μmになるようにスプレー塗装して、上記着
色ベースコート上にクリアートップコートを形成した。
【0181】次いで、上記着色ベースコート及びクリア
ートップコートの両塗膜を、同時に、120℃で30分
間加熱硬化して、上塗り塗膜を形成した。
【0182】実施例2〜41及び比較例1及び2 表2に記載した着色ベースコート用塗料組成物及びクリ
アートップコート用塗料組成物を用いて、実施例1と同
様にして2コート1ベーク方式による塗装を行ない、上
塗り塗膜を形成した。
【0183】次に、上記実施例及び比較例で形成した上
塗り塗膜について、仕上り性(外観、光沢、鮮映性)及
び塗膜性能試験を行なった。
【0184】外観:表面状態の異常(ツヤボケ、チヂ
ミ、ワレ、ハガレ、不透明性(ニゴリ))の有無を調べ
た。
【0185】光沢:60゜鏡面反射率(%)を測定し
た。
【0186】鮮映性:「PGD−IV型計」(日本色彩
研究所製、鮮映性測定器)を用いて、測定した。値が大
きいほど、鮮映性が良好であることを示す。
【0187】耐溶剤性:キシロールをしみこませたガー
ゼで塗面を10回払拭した後、塗面を観察し、次の基準
に基づき、評価した。
【0188】○は全く変化のないことを、△は塗面にキ
ズが目立つことを、×は塗面が膨潤し、白化傾向にある
ことを、夫々示す。
【0189】付着性:塗面にナイフを用いて約1.5m
mの幅で縦、横夫々11本の切目をゴバン目状に入れ
る。次に、24mm幅のセロハン粘着テープを密着さ
せ、強く剥離した時の残存した付着ゴバン目の数を調べ
た。評価基準は、次の通りである。
【0190】○は残存数が100個を、△は残存数が9
9〜95個を、×は残存数が94個以下を、夫々示す。
【0191】耐擦り傷性:染色物摩擦堅牢度試験機(大
栄化学精器製作所製)を用いて調べた。磨き粉(ダルマ
・クレンザー)を水で固練りして塗面に置き、その上を
試験機端子で押さえて、0.5Kgの荷重をかけ、25
往復摩擦し、次の基準に基づき、評価した。
【0192】◎は初期光沢と比較して全く変化のないこ
とを、○は初期光沢と比較してわずかにツヤびけを生じ
たことを、△は初期光沢と比較してツヤびけを生じたこ
とを、×は初期光沢と比較して著しくツヤびけを生じた
ことを、夫々示す。
【0193】耐酸性:40重量%硫酸水0.4ccを塗
面に滴下し、75℃で15分間乾燥した後水洗を行い、
滴下した硫酸跡(エッチング)の深さ(μm)を測定し
た。
【0194】耐候性:ザQパネル社製のQUV式ウェザ
ーメーター(紫外線蛍光ランプ「No. QFS−40、U
V−B」、波長域320〜280nm)を用いて、温度
40〜70℃で照射(15分)と結露(15分)という
サイクルを2000時間繰返した後の塗膜劣化の程度を
観察した。
【0195】試験結果を表3に示す。
【0196】
【表10】
【0197】
【表11】
【0198】
【表12】
【0199】
【表13】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯崎 理 神奈川県平塚市東八幡4丁目17番1号 関 西ペイント株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】素材に着色ベースコート及びクリアートッ
    プコートを順次形成させてなる上塗り塗膜形成方法にお
    いて、該着色ベースコート及び/又はクリアートップコ
    ートが、(A)(i) エポキシ基、(ii)反応性珪素基、及
    び(iii) 水酸基及び/又はカルボキシル基を、必須官能
    基成分として同一分子中に含有する樹脂(A−1)、又
    は、上記(i) 〜(iii) の官能基成分の少なくとも一種を
    それぞれの樹脂が含有する2種以上の樹脂の混合物であ
    って、該混合物中には上記(i) 〜(iii) の官能基成分が
    全て存在する混合樹脂(A−2)、(B)有機錫触媒、
    及び(C)有機溶剤を必須成分として含有する硬化性塗
    料組成物で形成されることを特徴とする上塗り塗膜形成
    方法。
  2. 【請求項2】上塗り塗膜形成方法が、素材に着色ベース
    コートを形成した後、硬化させることなく、該ベースコ
    ート面にクリアートップコートを形成し、次いで両塗膜
    を加熱硬化させてなる2コート1ベーク方式であること
    を特徴とする請求項1記載の上塗り塗膜形成方法。
  3. 【請求項3】着色ベースコート及びクリアートップコー
    トが、いずれも前記硬化性塗料組成物であることを特徴
    とする請求項1又は2記載の上塗り塗膜形成方法。
  4. 【請求項4】着色ベースコートが、アクリル樹脂/アミ
    ノ樹脂系硬化性組成物に着色顔料を配合した塗料組成物
    であることを特徴とする請求項1又は2記載の上塗り塗
    膜形成方法。
  5. 【請求項5】有機錫触媒(B)が、下記一般式(1) (R1 n Sn(OR2 4-n (1) (式中、R1 は、同一又は異なって、炭素数1〜20の
    1価の炭化水素基を示し、R2 は、同一又は異なって、
    炭素数1〜20の1価の炭化水素基、−COCH=CH
    COOR1 基、又は 【化1】 を示し、nは0又は1〜3の整数を示す。)で表わされ
    る化合物である請求項1記載の上塗り塗膜形成方法。
  6. 【請求項6】有機錫触媒(B)が、有機錫キレート触媒
    である請求項1記載の上塗り塗膜形成方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10140077A (ja) * 1996-11-14 1998-05-26 Kansai Paint Co Ltd 自動車上塗り塗料及びそれを用いた塗膜形成方法
WO1998030644A1 (en) * 1997-01-14 1998-07-16 Kaneka Corporation Curable composition for coating material and articles coated therewith
JP2002146144A (ja) * 2000-11-13 2002-05-22 Nippon Shokubai Co Ltd (メタ)アクリル酸エステル系樹脂組成物
JP2002206042A (ja) * 2000-11-13 2002-07-26 Nippon Shokubai Co Ltd (メタ)アクリル酸エステル系樹脂組成物

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