JPH0826283B2 - 塗装組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、塗装組成物、塗装方法及びその結果として
の塗装された物品に係る。

背景技術 金属的外観を呈する自動車塗装組成物は当業者によく
知られている。金属的外観は塗装組成物のなかに金属フ
レークのような金属または金属状の顔料を用いることに
より得られる。金属的外観は米国特許第4,499,143号、
第4,605,687号及び第4,598,015号明細書に開示されてい
るように、塗装組成物のなかに金属酸化物で被覆された
雲母顔料のような金属状顔料を含めることによっても得
られる。これらの特許明細書の開示内容を参照によりこ
こに組み入れたものとする。

顔料を混合されたベースコートと少なくとも一つの透
明トップコートとを含んでいるマルチコート塗装系は当
業者によく知られており、例えば米国特許第3,375,227
号明細書に記載されている。ベースコート及び透明トッ
プコートを含んでいるマルチコート塗装系の使用によ
り、耐候性及び耐損傷性が改善されると共に美的外観が
改善される。

透明な外側のトップコートと共に金属または金属状の
顔料を混合されたベースコートを有する既存のマルチコ
ート塗装系は美的外観の点でいつかの欠点を有する。第
一に、アルミニウムフレークのような金属フレーク顔料
は、これらの金属フレークを含有する顔料を混合された
塗装のその後の色に影響する自然灰色化効果を有する。
有色顔料の色度または純粋色が灰色化効果により部分的
に不利に影響される。この灰色化効果は、所望の色効果
を得るために、なんらかの方法で消去または補償されな
ければならない。典型的に、これは塗装のなかの有色顔
料の量を増すことにより実現されている。第二に、深く
て暗いダウンフロップがいくつかの金属性塗料組成物の
望ましい特性である。ダウンフロップとは、金属性塗装
に付随の現象として色が視角により変化する現像を指し
ている。このような塗装を真っ直ぐに見る時には、金属
又は金属状の顔料が優勢を占め、また或る角度から見る
時には、有色顔料が優勢を占める。既存の金属又は金属
状の顔料を含有する自動車塗装組成物では、ダウンフロ
ップ又は金属状効果が不透明な有色顔料の存在により部
分的に不利に影響される。金属又は金属状の顔料に対し
て臨界的な量の不透明な有色顔料の追加は最適な色度を
生ずるけれども、金属状効果又はダウンフロップは不利
に影響されることが知られている。優れたダウンフロッ
プとならんで高い色度を得ることは現在可能でない。

塗装組成物が、基体に着装され且つ乾燥又は硬化され
た時に、乳白色の外観を呈することも望ましい。マンセ
ルカラーチャートでＮ−４ないしＮ−８の値を有する第
一の内側ベースコート、金属酸化物で包まれた雲母を0.
06ないし0.13の顔料対結合剤比で含有する第二の干渉又
は中間コート及び第三の透明な外側トップコートを含ん
でいる三つの層により乳白色効果を得ることは知られて
いる。これらの乳白色塗装系は米国特許第4,539,258号
及び第4,615,940号明細書に開示さており、それらの開
示内容を参照によりここに組み入れたものとする。しか
し、乳白色効果を生ずるべく相互作用する三つの層を必
要とすることは、この形式の乳白色塗装の欠点である。
三つの別々の塗料層の着塗は塗装プロセスを複雑化し、
また被制御変数の追加を必要とする。

従って、優れたダウンフロップとならんで高い色度を
有し且つ乳白色を呈する金属又は金属状顔料を含有する
簡単化された塗装組成物が要望されている。

発明の開示 ここに開示される塗装組成物は約24.0wt.％ないし約3
5.0wt.％の熱可塑性又は熱硬化性樹脂と、約20nmないし
約30nmの粒子寸法を有する約1.1wt.％ないし約10.5wt.
％の透明な金属酸化物顔料と、約1.1wt.％ないし約10.5
wt.％の金属または金属状の顔料とを含んでいる。組成
物は、基体に着装された時、優れたダウンフロップとな
らんで高い色度を呈する。また組成物は乳白色を呈す
る。

本発明の他の局面では、マルチコート塗装組成物は、
顔料を混合されたベースコートの少なくとも一つの層と
外側の透明な塗膜形成重合体トップコートの少なくとも
一つの層とを含んでおり、顔料を混合されたベースコー
トは上記の塗装組成物を含んでいる。

本発明の他の局面は、ベースコートとして上記の塗装
組成物を、またオプションにより上記の透明なトップコ
ートを着装することにより基体を塗装する方法を含んで
いる。

本発明の他の局面は、ベースコートとしての上記の塗
装組成物の少なくとも一つの層と上記の透明なトップコ
ートの少なくとも一つの層とで塗装された基体を含んで
いる。

本発明の他の局面は、約20nmないし約30nmの粒子寸法
を有する約1.1wt.％ないし約10.5wt.％の透明な金属酸
化物顔料と、約1.1wt.％ないし約10.5wt.％の金属また
は金属状の顔料とを含んでいる樹脂状塗装組成物であ
る。

本発明の組成物は、驚くべきことに且つ期待外のこと
として、干渉コートの必要なしに乳白色を呈する。塗装
組成物は、同じく驚異的且つ期待外に、優れたダウンフ
ロップとならんで高い色度を呈する。

本発明の上記及び他の特徴及び利点は以下の説明から
一層明らかになろう。

発明を実施するための最良の形態 特定の組成物の固有の乾燥および（または）硬化条件
に関係してガラス、セラミックス、アスベスト、木材、
さらにはプラスチック材料を含めて任意の基体材料が本
発明による塗料組成物により塗装され得るが、本発明の
塗料系は金属基体に対して、また特に自動車ペイント仕
上げ系として特に適している。基体は露出した基体材料
であってもよいし、例えば耐蝕性を高めるため通常のよ
うに地膚塗りされた基体材料であってもよい。代表的な
金属基体は鋼、アルミニウム、銅、マグネシウム、それ
らの合金などを含んでいる。組成物の構成要素は基体材
料の温度許容差に適するように変更され得る。たとえ
ば、構成要素は空気乾燥（すなわち雰囲気）、低温硬化
（たとえば150゜F〜180゜F（66°Ｃ〜82°Ｃ））又は高温
硬化（たとえば180゜F（82°Ｃ）超過）用として組成さ
れ得る。

本発明の塗装組成物は、顔料を混合されたトップコー
トとして、もしくは顔料を混合されたベースコート及び
透明なトップコートから成るマルチコート塗装系のベー
スコートとして使用され得る。本発明の塗装組成物を、
透明なトップコートにより上塗りされる顔料を混合され
たベースコートとして使用することは好ましい。顔料を
混合されたベースコート及び透明なトップコートから成
るマルチコート塗装系が好ましいけれども、ここに説明
される塗装組成物が、顔料を混合されたトップコートと
して、また一般に顔料を混合された塗装として利用可能
であることは理解されよう。

ベースコート材料、すなわち基体に最も近く顔料を混
合されている重合体層はアクリル樹脂、アルキド樹脂、
ポリウレタン、ポリエステル及びアミノ樹脂を含めて当
分野で通常使用される任意の適当な塗膜形成材料を含ん
でいる。ベースコートは水溶性キャリアーから析出され
得るけれども、脂肪族、シクロ脂肪族及び芳香族炭化水
素、エステル、エーテル、ケトン及び、トルエン、キシ
レン、酢酸ブチル、アセトン、メチルイソブチルケト
ン、ブチルアルコールなどを含むアルコールのような通
常の揮発性有機溶剤を使用することは好ましい。揮発性
有機溶剤を使用する時、必ずしも必要ではないが、揮発
性有機溶剤の迅速なレリーズを容易にして塗料の流動及
び（又は）平準化を改善する通常のセルロースエステル
及び（又は）ワックス（例えばポリエチレン）を約２％
から約50％までの重量比で含んでいることは好ましい。
使用されるセルロースエステルは選択された特定の樹脂
系とコンパチブルでなければならず、また硝酸セルロー
ス、プロピオン酸セルロース、酪酸セルロース、酢酸酪
酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース及びそれら
の混合物などを含んでいる。セルロースエステルが使用
される時、それは塗膜形成固体に対して約５％ないし約
20％の重量比で使用されることが好ましい。

この分野で従来から用いられている他の形式のレオロ
ジー制御剤はミクロ粒子又はミクロゲルを含んでいる。
これらのミクロゲル又はミクロ粒子は所望の状態で重合
体粒子を含んでいる。典型的には、ミクロ粒子分散の約
2wt.％ないし約20wt.％の固形ピヒクルがベースコート
組成に追加される。本発明のベースコート中のレオロジ
ー制御剤として有用な、非水性分散としても知られてい
るミクロ粒子又はミクロゲル分散は米国特許第3,365,41
4号、第4,290,932号、第4,377,661号、第4,414,357号及
び第4,447,536号明細書に開示されており、それらの開
示内容を参照によりここに組み入れたものとする。

ベースコート内のアクリル樹脂は熱可塑性（アクリル
ラッカー系）もしくは熱硬化性であってよい。米国特許
第2,860,110号明細書に記載されているようなアクリル
ラッカーはベースコート内の膜の一つの形式である。ア
クリルラッカー組成物は典型的に、他の物質とならんで
アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸のアルキルエス
テル、メタクリル酸のアルキルエステル、アクリロニト
リル、スチレン及びそれらと類似の物質を含むメタクリ
ル酸メチルのホモ重合体及びメタクリル酸メチルの共重
合体を含んでいる。

アクリルラッカー重合体の相対的粘性が約1.05よりも
小さい時、それにより生ずる膜は耐溶剤性、耐久性及び
機械的特性が劣っている。他方、相対的粘性が1.40レベ
ル以上に増される時、これらの樹脂から形成されたペイ
ントはスプレーが困難であり、また高い凝結温度を有す
る。

本発明のベースコートを形成するのに有用な他の形式
の塗膜形成材料は橋かけ結合剤及びカルボキシ−ヒドロ
キシアクリル共重合体の組合わせである。カルボキシ−
ヒドロキシアクリル共重合体内に共重合され得る単量体
はアクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸
ブチル、アクリル酸２エチルヘキシル、メタクリル酸ラ
ウリル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸シクロヘキ
シル及びそれらの類似物のような１〜12炭素原子を含む
アルコールを含めてアクリル酸及びメタクリル酸のエス
テルを含んでいる。追加的な単量体はアクリロニトリ
ル、スチレン、ビニル、トルエン、アルファ−メチルス
チレン、酢酸ビニルなどである。これらの単量体は一つ
の重合可能なエチレン的に不飽和の基を含んでおり、ま
た水酸基及びカルボキシル基を含んでいない。

ヒドロキシ−カルボキシ共重合体と組合わせて使用さ
れる橋かけ結合剤はヒドロキシ及び（又は）カルボキシ
酸基と反応性の組成物である。このような橋かけ結合剤
の例はポリイソシアネート（典型的にジイソシアネート
及び（又は）トリイソシアネート）、ポリエポキシド及
びアミノプラスト樹脂である。特に好ましい橋かけ結合
剤はアミノプラスト樹脂である。

ポリイソシアネートは、ヒドロキシルベアリングポリ
エステル又はポリエーテル又はアクリル共重合体と反応
する時、ベースコート及びトップコートの双方に本発明
のプロセスで有用なウレタン膜を生ずる。イソシアネー
ト（−NCO）−ヒドロキシル（−OH）反応は容易に室温
で行われるので、雰囲気及び低温度硬化が可能である。

本発明のプロセスに典型的に使用される他のベースコ
ートのなかで一般に知られているのは、エステル化生成
物を含む脂肪酸又は脂肪油を含むものとして定義されて
いるアルキド樹脂である。これらの樹脂を調製する方法
は当分野で良く知られている。

本発明に有用な好ましいアルキド樹脂は、重量百分率
で約５％ないし約65％の脂肪酸又は脂肪油を含み且つ約
1.05から1.75までのヒドロキシル対カルボキシル当量比
を有するものである。約５％よりも少ない脂肪化合物を
有するアルキド樹脂は以下の説明では“オイルレス”ア
ルキド樹脂又はポリエステル樹脂として分類されてい
る。他方に於いて、65％よりも多い脂肪化合物を含むア
ルキド樹脂は劣った焼付け特性、劣った耐薬品性及びベ
ースコートもしくはトップコートへの不満足な接着性を
呈する。ヒドロキシル対カルボキシル当量比が約1.05よ
りも小さい時には、ゲル化が重合体調製の間に生じ得る
し、他方に於いて1.75を超える当量比を有するものとし
て調製された樹脂は低い分子量、従ってまた劣った耐薬
品性を有する。

これらのアルキド樹脂も本発明のトップコートとして
使用され得る。この場合、アルキド樹脂の油及び脂肪酸
部分がやし油又は脱水されたひまし油又は脂肪酸のよう
に明色の焼付け油又は脂肪酸を含んでいることは好まし
い。さらに、これらの樹脂がトップコートとして使用さ
れる時、それらはビニル変性されたアルキド樹脂を生ず
るべく前記のように種々のアクリル又はエチレン的に不
飽和の単量体と反応させられ得る。

これらのアルキド樹脂の硬化は、カルボキシ−ヒドロ
キシ共重合体と共に使用される場合と同一の重量比で前
記橋かけ結合剤のいずれかと混合することにより実現さ
れ得る。

これらのアルキド樹脂を調製するのに有用な種々の脂
肪酸及び油のなかには、下記の油から誘導された脂肪酸
が含まれている：ひまし油、脱水されたひまし油、やし
油、とうもろこし油、綿実油、あまに油、オティシサ
油、えの油、けし油、サフラワー油、大豆油、きり油な
ど、及びトール油脂肪酸を含む種々の樹脂。有用なポリ
オールはエチレングリコール、プロピレングリコール、
ネオペンチルグリコール、ブチレングリコール、1,4ブ
タンジオール、ヘキシレングリコール、1,ヘキサンジオ
ールのような種々のグリコール、ジエチレングリコール
又はトリエチレングリコールなどのようなポリグリコー
ル、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロー
ルプロパンなどのようなトリオール及びペンタエリトリ
トール、ソルビトール、マンニトールなどのような高級
官能アルコールを含んでいる。本発明のアルキド樹脂を
調製するのに有用な酸はロジン酸、安息香酸、パラ第三
級ブチル安息香酸などのような単官能酸、アジピン酸、
アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸又は無水物、イソ
フタル酸、テレフタル酸、二量体化及び重合体化された
脂肪酸、トリメリチック酸などのような多官能酸を含ん
でいる。

さらに他の有用なベースコートは当業者によく知られ
ている非水溶性分散剤を使用して調製される。典型的に
これらの分散剤は、メタクリル酸メチルのような単量体
を、上記の単量体から誘導される重合体が不溶性である
溶媒と溶媒中に可溶性である前駆物質との存在のもとに
重合することにより調製される。非水溶性分散剤は約1.
05ないし3.0の先に定義されたような相対的溶液粘性を
有し得る。約3.0を超える相対的溶液粘性を有する分散
剤はスプレイが困難であり、また高い凝結温度を有し、
他方に於いて約1.05よりも小さい相対的溶液粘性を有す
る分散剤は劣った耐性、耐久性及び機械的特性を有す
る。上記の分散された共重合体又はホモポリマーを調製
するのに有用な単量体はカルボキシ−ヒドロキシアクリ
ル共重合体を形成するのに有用なものとして先に列挙し
たような物質である。非水溶性分散は米国特許第3,607,
821号、第3,717,605号、第3,514,500号及び第3,686,114
号明細書に開示されており、それらの開示内容を参照に
よりここに組み入れたものとする。

他の例ではベースコート膜はポリエステル又は“オイ
ルレス”アルキド樹脂として知られている樹脂から製造
され得る。これらの樹脂はポリオール及びボリ酸を含む
非脂肪酸を濃縮することにより調製される。有用なポリ
酸のなかにはイソフタル酸、フタル酸又は無水フタル
酸、テレフタル酸、マレイン酸又は無水マレイン酸、フ
マル酸、オキシル酸、セバシン酸、アゼライン酸、アジ
ピン酸などが含まれている。安息香酸、パラ第三級ブチ
ル安息香酸のような一塩基酸も利用され得る。ポリアル
コールのなかにはプロピレングリコール、エチレングリ
コール、ブチレングリコール、1,4プタンジオール、ネ
オペンチルグリコール、ヘキサレングリコール、1,6ヘ
キサンジオールなどのようなジオール又はグリコール、
及びトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン及
びグリセリンのようなトリオール、及びベンタエリトリ
オールのような種々の他の高級官能アルコールがある。

上記の重合体のいずれも、透明な膜を形成するかぎ
り、トップコートとして使用され得る。用語“透明膜”
は、それを通してベースコートを見ることができる膜と
して定義されている。ベースコートの完全な多彩色且つ
美的な硬化が実質的に減ぜられないように透明膜が紫外
線吸収化合物及び（又は）束縛アミン紫外線安定剤を含
んでいることは好ましい。しかし、いくつかの場合に
は、トップコートに対照的又は相補的な色を追加するこ
とにより望ましい且つ独特なスタイリング効果が得られ
る。このトップコートの他の優れた特徴は、塗装組成物
全体に与えられる耐久性である。

本発明の組成物を、樹脂系の組合わせの所望の特性を
組合わせる手段を提供する（顔料を混合されたベースコ
ート及び透明なトップコートから成る）マルチコート塗
装系に利用することは好ましい。例えば、自動車仕上げ
では、顔料を混合された熱硬化性アクリル樹脂のベース
コートの上にポリエステル樹脂の透明トップコートを着
装することにより、ポリエステル樹脂の耐薬品性が低コ
ストの熱硬化性アクリル樹脂と組合わされ得る。上記の
熱可塑性樹脂のいずれも透明トップコートを形成するの
に使用され得るが、もしトップコートが上記の熱硬化性
材料、すなわち橋かけ結合剤を含む材料であるならば、
一層良好な耐久性が得られる。

本発明の塗装組成物を、透明なトップコートで上塗り
される顔料を混合されたベースコートとして使用するこ
とが好ましいけれども、これらの組成物は顔料を混合さ
れたトップコートとしても使用され得る。この場合に
も、優れたダウンフロップ及び乳白色とならんで高い色
度を呈する。ベースコート又は透明トップコートに対す
る上記の重合体系のいずれも本発明の顔料を混合された
トップコートを形成するのに使用され得る。

本発明の組成物に有用な金属酸化物顔料は典型的に約
10nmないし約45nm、一層典型的には約15nmないし約35n
m、好ましくは約20nmないし約30nmの粒子寸法を有す
る。金属酸化物顔料は典型的に約６ないし約９、一層典
型的には約４ないし約９、好ましくは約８ないし約9-10
の透明度を有する。金属酸化物顔料組成物の紫外線吸収
度は典型的に約２ないし約７、一層典型的には約５、好
ましくは約６である。

本発明の実施に有用な金属酸化物顔料は二酸化チタ
ン、酸化アンチモン、酸化マグネシウム、ミクロ硫化バ
リウム、無定形シリカ及び上記の粒子寸法、透明度及び
紫外線吸収度パラメータを有するものとして当業者に知
られている他の金属酸化物顔料を含んでいる。予想通り
に上記の金属酸化物顔料のいずれも使用され得るけれど
も、最適の乳白色を有し且つ最適のダウンフロップとな
らんで最適の色度を有する塗装を得るため、二酸化チタ
ン顔料を使用することが好ましい。ニュージャーシー州
クリフトン所在のDainichiseika Color and Chemicals
America,Inc.からの入手可能なMT100Sルチル（Rutile）
二酸化チタン及びMT500Bルチル（Rutile）二酸化チタン
のような市販品として入手可能な二酸化チタン顔料を使
用することが特に好ましい。類似の二酸化チタン顔料は
日本、大阪所在の帝国化工株式会社からも入手可能であ
る。

本発明の実施に有用な二酸化チタン顔料はコロイド化
学法、化学濃縮法及びアルコキシドの加水分解のような
当業者に知られている多くの方法で調製され得る。コロ
イド化学法を使用することは特によく知られている。水
酸化チタンが、炭酸ナトリウム溶液を追加することによ
り硫化チタンの溶液のなかに沈澱させられる。次いで、
水酸化チタンが、含水酸化チタンの透明な正に帯電した
ヒドロゾルを凝集させるべく塩化水素酸によりコロイド
状溶液にされた。スルホン酸ドデシルベンジンナトリウ
ムの溶液、アニオン界面活性剤、がコロイド粒子を親液
性にするべくヒドロゾルに追加された。粒子は有機溶剤
のなかへフラッシュすることによりオルガノゾルのなか
へ移される。次いで有機溶剤を駆逐することにより含水
酸化チタン粉末が得られる。粉末はスルホン酸ドデシル
ベンジンの分解温度よりも低い温度での加熱により超微
細粉末に転換される。時には、例えばラウリン酸アルミ
ニウム又はステアリン酸アルミニウムによる顔料変態が
望ましい。

本発明の塗料及びプロセスに使用するために必要なパ
ラメータを有する、二酸化チタン以外の市販品として入
手可能な金属酸化物顔料は、イリノイ州ウィロウブルー
ク所在のWhittaker,Clark＆Danielsにより製造される酸
化マグネシウム、オハイオ州クリーブランド所在のHors
hawにより製造される酸化アンチモン、ニュウジャーシ
ー州テターボロ所在のDeGussa Corporationにより製造
される無定形シリカ、及び英国マンチェスター、ホワイ
トフィールド所在のSachtlebenにより製造されるミクロ
硫化バリウムを含んでいる。

本発明の実施に有用な金属顔料は金属フレーク、金属
被覆粒子などのような通常の金属顔料を含んでいる。Si
lberlineにより製造されるSS5242AR、Obronにより製造
されるOBP8187及びU.S.Bronzeにより製造される720ARの
ような顔料ペーストの形態で市販品として入手可能なア
ルミニウムフレーク顔料を使用することは特に好まし
い。アルミニウムフレークに追加して、黄銅フレーク、
ステンレス鋼フレークなど、さらに銀フレーク及び他の
貴金属フレークのような他の金属フレーク組成物も使用
され得る。

本発明に有用な金属状顔料は、金属酸化物で被覆され
た雲母粒子を含んでいてよい。被覆として使用される金
属酸化物は二酸化チタン、酸化鉄、水酸化クロム、塩化
メタクリル酸クロムなど及びそれらの組み合わせを含ん
でいてよい。市販品として入手可能な、金属酸化物で被
覆された雲母粒子を含んでいる顔料は、E.M.Chemicals
により製造される9-504及びMearl Corporationにより製
造されるMEARL Exterior Russetを含んでいる。

本発明の塗装組成物は、カーボンブラック、ペリレン
赤、透明な赤及び黄色の二酸化鉄、フタロシアニン青、
フタロシアニン緑、アントラピリミジン黄、キナクリド
ン赤、カーボゾール−ジオキシジン、インダンスレン青
及びフラバンスローン黄のような塗装組成物に使用され
る通常の顔料を含んでいてよい。これらの顔料は広く知
られており、また容易に市販品として入手可能である。

本発明の塗装組成物は、自動車ペイント又は他の塗装
として使用される時、下記の構成要素をこの分野で通常
の量で含んでいる。

各構成要素の量が、乾燥且つ硬化された塗装の所望の
色効果にも塗装の形式にも関係して変化することは当業
者により理解されよう。

本発明の顔料を混合された塗装組成物は典型的に約24
wt.％ないし約37wt.％の樹脂ビヒクルを含んでいてよ
い。

塗装組成物のなかの溶剤の量は典型的に約10wt.％な
いし約30wt.％である。

本発明の塗装組成物のなかにオプションとして入れら
れる金属フレーク顔料の量は典型的に約1.10wt.％ない
し約11.50wt.％である。

本発明の塗装組成物のなかにオプションとして入れら
れる、被覆された雲母のような金属状顔料の量は典型的
に約1.10wt.％ないし約11.5wt.％である。

本発明の塗装組成物のなかにオプションとして入れら
れるセルロースアセテートブチレート−レオロジー制御
剤の量は典型的に約2wt.％ないし約20wt.％である。

本発明の塗装組成物のなかにオプションとして入れら
れるミクロゲル−レオロジー制御剤の量は典型的に約2w
t.％ないし約20wt.％である。

もし樹脂系が熱硬化性の系であるならば、典型的に約
20wt.％ないし約35wt.％の全固体の橋かけ結合剤が塗装
組成物に追加される。

本発明の顔料を混合された塗装組成物は当分野で通常
の装置を使用して当分野で通常の方法により製造され
る。自動車OEMペイントとして有用な塗料の典型的な100
0ポンド（453kg）のバッチが下記の仕方で製造される。
下記の構成要素が、通常の混合手段を備えた通常の混合
容器に通常の順序で追加される。

154ポンド（69.8kg）のミクロゲル−レオロジー制御
剤、110ポンド（49.8kg）のｎ−酢酸ブチル、158.6ポン
ド（71.8kg）の単量体メラミン橋かけ結合剤、233.73ポ
ンド（105.9kg）のポリウレタン樹脂、37.0ポンド（16.
8kg）のミクロ二酸化チタン、71.7ポンド（32.5kg）の
シルバーライン−アルミニウムペースト顔料及び235.97
ポンド（106.9kg）のモノ酢酸ブチル。組成物は、均質
に分散した塗装組成物を得るべく混合手段を介して十分
な量のエネルギーを使用して十分な時間にわたり混合さ
れる。塗料のなかの顔料の分散のレートを改善するべ
く、また塗料のなかに均質な分散を生じさせるべく、乾
燥顔料としてではなく顔料ペーストとしてミクロ金属酸
化物を追加するのが好ましいことは特記されるべきであ
る。顔料ペーストは典型的に20〜40部のミクロ金属酸化
物、約40〜60ポンド（18.1〜27.2kg）の適当な樹脂及び
樹脂と両立可能な約20部の溶剤を含んでいる。顔料ペー
ストの顔料体結合剤比は典型的に約0.67/1ないし約1.5/
1の範囲であり、また特定のビヒクルに関係する。もし
特定の顔料ビヒクルが良好な顔料湿潤特性を有するなら
ば、1/1よりも大きい顔料体結合剤比にされる。もし特
定の顔料ビヒクルが良好な顔料湿潤特性を有していけれ
ば、1/1よりも小さい顔料体結合剤比にされる。塗料を
焼き付ける時に橋かけ結合を開始させるべく、少量の酸
を追加するのが当分野で通常であることは特記されべき
である。酸はパラトルエン−スルホン酸として当分野で
知られているものである。酸は当分野で知られている典
型的に約0.5〜1.5wt.％の量で固体ビヒクルの上に存在
する。紫外線への長時間の露出による有害な作用に耐え
る硬化塗膜の能力を改善するため、少量の紫外線吸収剤
を追加することも当分野で通常である。ノースカロライ
ナ州グリーンボロ所在のサイバ・ガイギー・コーポレイ
ションにより製造されるサイバ・ガイギー、Tinuvin328
（登録商標）、置換されたヒドロキシ−フェノール−ベ
ンゾトリアゾール、のような通常の周知の紫外線吸収剤
が典型的に約0.25ないし約1.0wt.％の量で固体ビヒクル
の上に追加される。

本発明のベースコート及び透明トップコートははけ
塗、吹付け、浸漬、流し塗などのようなこの分野の通常
の方法により基体に着装され得る。典型的には特に自動
車仕上げ用としては吹付け塗装が用いられる。圧縮空気
吹付け、静電吹付け、ホットスプレー法、エアレススプ
レー法などのような種々の形式の吹付けが利用され得
る。これらは手作業により又はロボットシステムのよう
な特別に設計された自動着装機械を使用して行われ得
る。自動車車体又は他の鉄製の基体への本発明の塗装材
料の着装に先立って典型的に通常の耐蝕性のプライマー
が基体に着装されている。この地膚塗りされた基体にベ
ースコートが着装される。本発明の塗装材料の着装に先
立って基体を塗装するのに使用され得るプライマー塗料
は米国特許第4,575,224号及び第4,575,523号明細書に開
示されているもののような橋かけ結合されたアミン−エ
ポキシ樹脂付加物のように当業者に知られている硬化さ
れた陰極電着プライマーを含んでいる。上記特許明細書
の開示内容を参照によりここに組み入れたものとする。
他の形式の通常のプライマーの他の形式は、吹付け、は
け塗などのような通常の方法により着装されるエポキ
シ、アクリック、アルキド、ポリウレタン及びポリエス
テルを含んでいる。着装されるプライマー塗料は典型的
に約0.5mil（0.013mm）ないし約1.0mil（0.025mm）の厚
みである。ベースコートは典型的に約0.4mil（0.01mm）
から約2.0mil（0.05mm）まで、また好ましくは約0.5mil
（0.013mm）から約0.8mil（0.02mm）までの厚みに着装
される。この厚みは着装間の非常に短時間の乾燥（“フ
ラッシュ”）により一回の塗装パスまたは複数回の塗装
パスで着装され得る。

いったんベースコートが着装されると、透明なトップ
コートが着装される。ベースコートが約30秒ないし約10
分、好ましくは約１分ないし約３分にわたり周囲温度で
フラッシュするのを許した後に透明なトップコートが着
装される。ベースコートは一層長時間にわたり、さらに
一層高い温度で乾燥され得るが、短時間のフラッシュの
みの後にトップコートを着装することにより、はるかに
改善された生成物が生成される。ベースコートの若干の
乾燥除去はベースコート及びトップコートの完全混合を
防ぐために必要である。しかし、或る最小限のベースコ
ート−トップコート干渉は塗装の接着の改善のために望
ましい。トップコートはベースコートよりも厚く（好ま
しくは約1.8ないし2.3mil（0.046ないし0.058mm））着
装され、また一回または複数回の塗装パスで着装され得
る。

顔料制御がベースコート内に保たれ、しかもその上に
最適な美的効果を生ずる被覆がされていることは臨界的
である。このことは、二つの膜（ベースコート及びトッ
プコート）が互いに“ストライク−イン”又は移行を生
じていないことから明らかである。“ストライク−イ
ン”が生ずる時、顔料はベースコートからトップコート
内へ移動し、膜組成物が界面に於いて相互混合状態とな
り、また焼付けられた塗装組成物が透明な“深みのあ
る”外観ではなく汚い外観を有する。本発明により実質
的に“ストライク−イン”が生ぜず、また塗装は優れた
清澄度及び深みを有する。しかし、界面に於いて十分な
湿潤が行われるので、層剥離及びいずれかの層からの溶
剤レリーズの問題は生じない。

いったんトップコートが着装されると、系は再び30秒
ないし10分間にわたりフラッシュされ、また次いで熱可
塑性層の場合には溶剤のすべてを駆逐するのに十分な温
度で、また熱硬化性層の場合には橋かけ結合剤を硬化さ
せるのに十分な温度で全被覆が焼付けられる。これらの
温度は周囲温度から約400゜F（204°Ｃ）までの範囲であ
ってよい。典型的には熱硬化性材料の場合には（例えば
約30分にわたり）約225゜F（96°Ｃ）の温度が用いられ
る。

本発明の塗料が、印刷、自動車以外の塗装、コンテナ
塗装などに利用されるような特殊な塗装の種類に通常の
仕方で着装されることは当業者により理解されよう。塗
装の厚みと硬化又は乾燥のメカニズムとは同様に塗装の
種類により変化する。

本発明の金属酸化物を含有する塗装は、驚くべき且つ
期待外のこととして、乳白色を呈すると共に優れたダウ
ンフロップとならんで高い色度を呈する。金属酸化物顔
料がこれらの効果を生ずるべく金属又は金属状顔料と相
互作用する理由は知られていない。金属酸化物顔料の細
かい顔料寸法がその透明性と組み合わさって入射及び反
射光の独特な散乱を生じ、それが金属又は金属状顔料及
び乳白色顔料から反射される光と相互作用することによ
り、驚くべき且つ期待外のこととして、本発明の塗装の
色度、ダウンフロップ及び乳白色を生ずるものと信ぜら
れる。

下記の例は本発明の原理及び実際を例示するものであ
り、本発明の範囲が下記の例に限定されるものではな
い。使用されている部及び百分率は重量部及び重量百分
率である。

例１ ベースコート塗装組成物が、通常の混合手段を使用す
る通常の混合容器のなかで下記の組成物を混合すること
により調製された。

ニュージャーシー州クリフトン所在のDainic hiseika
Color and Chemicals America,Inc.により製造される
約20nmの粒子寸法を有する1.48部のミクロ二酸化チタ
ン。ミクロ二酸化チタンは、適当な顔料湿潤及び分散を
保証するべく顔料ペーストとして追加された。ペースト
約50.0部のポリエステル−ポリウレタン樹脂を有する顔
料をサンドグラインダーのなかで10μｍ又はそれ以下に
粉砕することより調製された。

ペンシルバニア州タマクア所在のシルバーラインによ
り製造される7.17部のSS3141STアルミニウムフレーク顔
料ペースト（62％NV）。

28.85部のポリエステル−ポリウレタン樹脂。

31.24部のｎ−酢酸ブチル溶剤。

ニュージャーシー州ワイネ所在のアメリカン・シアン
アミド・カンパニーにより製造される15.86部の単量体
メラミン樹脂RU0578。

ミクロゲル非水溶性分散剤を含んでいる15.40部のレ
オロジー制御剤。

塗装組成物の顔料体結合剤比は0.16であった。ミクロ
二酸化チタンと金属フレーク顔料との比は1:3であっ
た。不揮発分百分率は43％であった。組成物は、均質な
混合物が得られるまで、約10分間にわたり混合された。
混合物の均質性は下記の通常の試験手順により試験され
た：不揮発分百分率、ガロンあたり重量、Swardテスタ
ー（表面）による硬化（硬度）及びTukonテスターを使
用しての硬化の測定。色は目視試験又は分光光度計を使
用して標準と比べて測定された。

例２ 硬化された耐蝕性プライマーで地膚塗りされたボンデ
ライズド鋼板が乾燥膜ベースで0.6mil（0.015mm）の膜
厚みに例１のベースコートペイント組成物を吹付けられ
た。室温で近似的に約２分のフラッシュの後に、乾燥膜
ベースで測定して0.6mil（0.015mm）のベースコートペ
イント組成物の追加的な膜が吹付けにより着装された。
室温で60秒のフラッシュの後に、透明なトップコートが
乾燥膜ベースで約2.0±0.02mil（0.051±0.0005mm）の
膜厚みに二つのコートに吹付けにより着装された。透明
トップコート用の組成物は、18.00部の不揮発分に製造
された24.83部のポリウレタン樹脂を18.00部のブチル化
メチロールメラミンの100％不揮発性溶液と混合するこ
とにより調製された。60〜100゜F（16〜38°Ｃ）の間の
温度及び約40〜90％の相対湿度で15〜30分間の空気乾燥
の後に、塗装が30分間、120°Ｃで焼き付けられた（硬
化された）。こうして得られた（顔料を混合されたベー
スコート及び透明なトップコートを含んでいる）塗装系
は乳白色を呈すると共に優れたダウンフロップ又は金属
的効果とならんで高い色度を呈した。

色度は、マンセルカラー標準を参照して色の純度を熟
練した観察者が目視評価することにより決定された。純
度又は色度は、白又は黒色調による汚れの種々の度合の
知覚によりマンセル基準に関係付けられた。

ダウンフロップは同じく熟練した観察者の目視評価に
より決定された。視線板の塗装された表面の視角は観察
者の眼を基準にして０°から180°まで変更された。色
変化が記録された。

例３〜９ ベースコート用の組成物が、下記の顔料を含んでいる
ことを例外として、例１に従って製造された： 約20nmの粒子寸法を有するミクロン二酸化チタン顔料 マサチュセッツ州ボストンのCabot Corporationによ
り製造されるBP1300カーボンブフラック顔料 ペンシルバニア州トマクアのSilverlineにより製造さ
れるSS5242ARアルミニウム顔料ペースト ペンシルバニア州ピッツブルグのMobay Chemical Cor
porationにより製造されるR6436ペリレン赤顔料 各塗料のなかの各顔料の量は第１表中に（部により）示
されているように変更された。塗料は例２の手順に従っ
て鋼板の上に着装された。“フェース”、“フラッシ
ュ”及び“フロップ”（当業者に通常の用語）と呼ばれ
種々の視角での乳白色外観が第１表中に記録された。フ
ェースは、眼に対して垂直な対象物を見ることとして定
義されている。フロップは、眼に対して平行な平面を近
接する対象物を見ることとして定義されている。フラッ
シュは、アンダートーンが強調されるフェースとフロッ
プとの間の角度で対象物を見ることとして定義されてい
る。例３〜９の塗装は、灰色領域にあるものとして特徴
付けられる。塗装は高い色度及び優れたダウンフロップ
とならんで乳白色を呈した。

例10〜11 塗料が、ミシガン州ウィアンドッテのBASF Corporati
onにより製造される透明な赤の酸化鉄顔料（L-2185）が
ペリレン赤顔料と置換されたことを例外として、例３〜
９に従って製造された。各塗料のなかの各顔料の量及び
得られた乳白色外観が第２表中に示されている。塗装は
高い色度及び優れたダウンフロップとならんで乳白色を
呈した。

以上に於ては本発明を特定の好ましい実施例について
説明してきたが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能
であることは当業者にとって明らかであろう。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】実質的に24.0wt.％ないし35.0wt.％の熱可
   塑性又は熱硬化性樹脂と、 実質的に10nmないし45nmの粒子寸法を有する実質的に1.
   1wt.％ないし10.5wt.％の透明な金属酸化物顔料と、 実質的に1.1wt.％ないし10.5wt.％の金属または金属状
   の顔料とを含んでおり、 組成物が基体に着装された時、優れたダウンフロップと
   ならんで高い色度を呈し、また乳白色を呈することを特
   徴とする塗装組成物。