JPH1176937A - 複層塗膜形成法 - Google Patents
複層塗膜形成法Info
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Abstract
クリヤ塗膜からなる複層塗膜の形成法に関する。 【構成】ポリエステル樹脂含有水性熱硬化型中塗り塗料
を塗装し、加熱硬化後、水性着色ベ−ス塗料を塗装し、
ついで該塗膜中の水分を乾燥除去してから、有機溶剤系
クリヤ塗料を塗装し、加熱して該両塗膜を同時に硬化せ
しめることを特徴する複層塗膜形成法。
Description
ス塗膜およびクリヤ塗膜からなる複層塗膜の形成法に関
する。
し、加熱硬化後、水性着色ベ−ス塗料を塗装し、ついで
該塗膜中の水分を乾燥除去してから、有機溶剤系クリヤ
塗料を塗装し、加熱して該両塗膜を同時に硬化せしめて
なる複層塗膜の形成法は公知である。
料が有機溶剤系であるために、近年の公害防止や低VO
Cなどが重要視されているなかで、好ましくなかった。
し、かつ低VOCを可能にした、中塗り塗膜、着色ベ−
ス塗膜およびクリヤ塗膜からなる複層塗膜の形成法に関
し、その特徴は中塗り塗料としてポリエステル樹脂含有
水性熱硬化型塗料を使用したところにあり、その結果、
公知のものに比べて塗膜性能が同等もしくはそれ以上で
あって、しかも公害を防止し、かつ低VOCを可能にす
ることができ、本発明を完成した。
脂含有水性熱硬化型中塗り塗料を塗装し、加熱硬化後、
水性着色ベ−ス塗料を塗装し、ついで該塗膜中の水分を
乾燥除去してから、有機溶剤系クリヤ塗料を塗装し、加
熱して該両塗膜を同時に硬化せしめることを特徴する複
層塗膜形成法が提供される。
細に説明する。
塗料:後記の水性着色ベ−ス塗料に先立って塗装する塗
料であり、ポリエステル樹脂、架橋剤、有機スルホン酸
アミン塩および水を必須成分として含有するものであ
る。
コ−ルとをエステル化反応させることにより得られ、そ
の1分子中に2個以上の水酸基を有し、さらに水分散性
を向上させるためにカルボキシル基などの親水性基を含
有していることが好ましい。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であり、例えばフ
タル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、アジ
ピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テトラヒドロフタ
ル酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘット酸、マレイン酸、
フマル酸、イタコン酸、トリメリット酸およびこれらの
無水物などがあげられ、また多価アルコ−ルは1分子中
に2個以上の水酸基を有する化合物であり、例えばエチ
レングリコ−ル、プロピレングリコ−ル、ブチレングリ
コ−ル、ヘキサンジオ−ル、ジエチレングリコ−ル、ジ
プロピレングリコ−ル、ネオペンチルグリコ−ル、トリ
エチレングリコ−ル、グリセリン、トリメチロ−ルエタ
ン、トリメチロ−ルプロパンおよびペンタエリスリト−
ルなどがあげられる。
き、例えば、多塩基酸と多価アルコ−ルとのエステル化
反応を行い、さらにトリメリット酸などの多塩基酸を付
加してカルボキシル基を導入することができ、反応終了
後、水中への分散作業を容易にするために有機溶剤を少
量加えて流動可せしめ、ついで導入したカルボキシル基
を中和してから、水中に分散せしめることが好ましい。
ン、ヘプタン、キシレン、トルエン、シクロヘキサンな
どの炭化水素系;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸エチレ
ングリコ−ルモノメチルエ−テル、酢酸ジエチレングリ
コ−ルモノメチルエ−テルなどのエステル系;イソプロ
ピルエ−テル、エチレングリコ−ルモノメチルエ−テ
ル、ジエチレングリコ−ルモノブチルエ−テルなどのエ
−テル系;エチルアルコ−ル、ブチルアルコ−ル、ヘキ
シルアルコ−ルなどのアルコ−ル系;メチルイソブチル
ケトン、メチルエチルケトン、イソホロン、アセトフェ
ノンなどのケトン系;などが使用できる。これらの有機
溶剤の使用量は、反応生成物(ポリエステル樹脂)の1
〜20重量%、特に2〜8重量%の範囲内が好ましい。
ルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ベンジルア
ミン、モノエタノールアミン、ネオペンタノールアミ
ン、2−アミノプロパノール、3−アミノプロパノール
などの第1級モノアミン;ジエチルアミン、ジエタノー
ルアミン、ジ−n−またはジ−iso −プロパノールアミ
ン、N−メチルエタノールアミン、N−エチルエタノー
ルアミンなどの第2級モノアミン;ジメチルエタノール
アミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリイ
ソプロピルアミン、メチルジエタノールアミン、ジメチ
ルアミノエタノールなどの第3級モノアミン;ジエチレ
ントリアミン、ヒドロキシエチルアミノエチルアミン、
エチルアミノエチルアミン、メチルアミノプロピルアミ
ンなどのポリアミンを挙げることができる。
脂肪酸、やし油脂肪酸、脱水ひまし油脂肪酸、ト−ル油
脂肪酸、サフラワ−油脂肪酸、あまに油脂肪酸などの脂
肪酸で変性したものも含まれ、その含有量は油長で30
重量%以下が好ましい。
エステル樹脂に関し、水酸基価は50〜150mgKO
H/g、特に65〜120mgKOH/g、酸価は0〜
50mgKOH/g、特に5〜30mgKOH/g、数
平均分子量は約3000〜20000、特に5000〜
13000の範囲内にあることがそれぞれ好ましい。中
塗り塗料で使用する架橋剤は、上記ポリエステル樹脂と
架橋反応し、該中塗り塗膜を三次元に硬化せしめるため
のものであり、メラミン樹脂が好ましい。
ミンのメチロ−ル基の一部もしくは全部を炭素数1〜8
の1価アルコ−ルでエ−テル化した、部分エ−テル化も
しくはフルエ−テル化メラミン樹脂で、しかもトリアジ
ンが1〜5核体で、分子量が300〜2000のものが
好ましい。イミノ基含有メラミン樹脂も含まれる。この
うち、ヘキサブトキシメチロ−ル化メラミン10〜30
重量%とヘキサメトキシメチロ−ル化メラミン90〜7
0重量%とからなる混合物を使用することが好ましい。
メラミン樹脂との構成比率は、両者の合計固形分量を基
準に、前者は50〜90重量%、特に65〜80重量
%、後者は50〜10重量%、特に35〜20重量%が
好ましい。
樹脂とメラミン樹脂との架橋反応を促進させるものであ
り、有機スルホン酸にアミンを反応させた化合物が使用
できる。有機スルホン酸として、例えば、パラトルエン
スルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジノニルナ
フタレンスルホン酸、ジノニルナフタレンジスルホン
酸、トリフルオロメタンスルホン酸なおどがあげられ、
特にドデシルベンゼンスルホン酸が好ましい。またこれ
らの有機スルホン酸に反応させるアミンとしては上記の
中和剤として例示したうちのアミン化合物が使用でき
る。有機スルホン酸とアミンとの反応は中和反応であ
り、アミンを過剰にして行うことが好ましい。有機スル
ホン酸アミン塩の配合量は、ポリエステル樹脂と架橋剤
との合計100重量部あたり、0.1〜10重量部、特
に1〜5重量部が好ましい。
ル成分、着色顔料、体質顔料、塗面調整剤、酸化防止
剤、流動調整剤、顔料分散剤などを適宜配合することが
できる。
子中に2個以上の水酸基を有し、数平均分子量が約30
00未満の化合物であることが好ましく、例えば上記の
多価アルコ−ル成分、ポリエチレングリコ−ル、ポリプ
ロピレングリコ−ル、ポリフェニルアルキレンポリ−ル
(BPポリオ−ル)などがあげられる。これらの低分子
量ポリオ−ル成分の配合量は、ポリエステル樹脂と架橋
剤との合計100重量部あたり、1〜20重量部が好ま
しい。
製もしくはプラスチック製の自動車外板などの被塗物に
直接、または電着塗料などの下塗塗料を塗装し、硬化し
てなる被塗面に塗装することができる。
フォ−ドカップ#4/20℃、固形分含有率40〜60
重量%に調整し、静電塗装、エアレススプレ−、エアス
プレなどで、膜厚を硬化塗膜で10〜60μm、特に1
5〜40μmになるように塗装することが好ましい。そ
の塗膜を120〜160℃で、10〜40分加熱して、
架橋硬化せしめる。
塗膜面に塗装する塗料であり、水を主たる媒体とし、ア
クリル樹脂、メラミン樹脂、着色顔料および水を含有
し、さらに必要に応じて塗面調整剤、粘度調整剤などを
配合してなるものである。
系単量体、水酸基含有単量体およびカルボキシル基含有
単量体、さらに必要に応じその他の単量体を用いて共重
合して得られる、水酸基価は20〜200mgKOH/
g、特に50〜150mgKOH/g、酸価は0〜10
0mgKOH/g、特に5〜80mgKOH/g、数平
均分子量は約3000〜100000、特に5000〜
30000の範囲内にあるアクリル樹脂が好ましい。
(メタ)アクリレ−ト、エチル(メタ)アクリレ−ト、
プロピル(メタ)アクリレ−ト、ブチル(メタ)アクリ
レ−ト、ヘキシル(メタ)アクリレ−ト、オクチル(メ
タ)アクリレ−ト、ラウリル(メタ)アクリレ−ト、2
−エチルヘキシル(メタ)アクリレ−トなどの(メタ)
アクリル酸と炭素数1〜22の1価アルコ−ルとのモノ
エステル化物があげられる。また、水酸基含有単量体
は、1分子中に水酸基および重合性不飽和結合をそれぞ
れ1個以上有する化合物であり、例えばヒドロキシエチ
ル(メタ)アクリレ−ト、ヒドロキシプロピル(メタ)
アクリレ−ト、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレ−ト
などの炭素数2〜20のグリコ−ルと(メタ)アクリル
酸とのモノエステル化物などがあげられる。また、カル
ボキシル基含有単量体は、1分子中に重合性不飽和結合
を1個以上有する化合物であり、例えばアクリル酸およ
びメタクリル酸などのモノカルボン酸、マレイン酸、イ
タコン酸、フマル酸、メサコン酸およびこれらの無水物
やハ−フエステル化などのジカルボン酸もしくはその変
性物などなどがあげられる。さらに、その他の単量体と
しては、メトキシブチル(メタ)アクリレ−ト、メトキ
シエチル(メタ)アクリレ−トなどの(メタ)アクリル
酸と炭素数2〜18のアルコキシエステル;N,N−ジ
メチルアミノエチル(メタ)アクリレ−ト、N,N−ジ
エチルアミノエチル(メタ)アクリレ−ト、N−t−ブ
チルアミノエチル(メタ)アクリレ−ト、N,N−ジメ
チルアミノプロピル(メタ)アクリレ−トなどのアミノ
アクリル系単量体;(メタ)アクリルアミド、N−メチ
ル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリ
ルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−ジ
メチル(メタ)アクリルアミドなどのアクリルアミド系
単量体;グリシジル(メタ)アクリレ−トなどのグリシ
ジル基含有単量体:スチレン、α−メチルスチレン、ビ
ニルトルエン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビ
ニル;などがあげられる。
和することにより、水溶化もしくは水分散化が容易にな
る。中和剤としては、上記中塗り塗料の説明で例示した
中和剤から選ばれたものが使用できる。
脂としては、メチロ−ル化メラミンのメチロ−ル基の一
部もしくは全部を炭素数1〜8の1価アルコ−ルでエ−
テル化した、部分エ−テル化もしくはフルエ−テル化メ
ラミン樹脂で、しかもトリアジンが1〜5核体で、分子
量が300〜2000のものが好ましい。イミノ基含有
メラミン樹脂も含まれる。これらは疎水性もしくは親水
性のいずれでもよい。アクリル樹脂とメラミン樹脂との
比率は、この両成分の合計固形部分に基づき、前者は5
0〜90重量%、特に65〜80重量%、後者は50〜
10重量%、特に35〜20重量%が好ましい。
亜鉛華、カ−ボンブラック、カドミウムレッド、モリブ
デンレッド、クロムエロ−、酸化クロム、プルシアンブ
ル−、コバルトブル−、アゾ顔料、フタロシアニン顔
料、キナクリドン顔料、イソインドリン顔料、スレン系
顔料、ペリレン顔料などのソリッドカラ−用顔料;りん
片状のアルミニウム、雲母、金属酸化物で表面被覆した
雲母、雲母状酸化鉄などメタリック用顔料が包含され
る。
脂とメラミン樹脂との合計100重量部あたり、1〜2
00重量部が好ましい。
は、上記のアクリル樹脂、メラミン樹脂および着色顔料
を水に混合分散せしめることにより調製でき、その単独
塗膜はソリッドカラ−塗膜、メタリック塗膜もしくは光
干渉塗膜である。
の硬化塗膜面に塗装することができる。すなわち、該水
性着色ベ−ス塗料を、塗装時粘度30〜120秒/フォ
−ドカップ#4/20℃、固形分含有率20〜50重量
%に調整し、静電塗装、エアレススプレ−、エアスプレ
などで、膜厚を硬化塗膜で10〜60μm、特に15〜
40μmになるように塗装することが好ましい。
塗料塗膜を乾燥して、該塗膜中に含まれる水分を除去す
る。乾燥は100℃以下の温度で加熱して行うことが好
ましく、該塗膜中の含水率は10重量%以下、特に3重
量%以下が好ましい。この乾燥工程において、該塗膜が
架橋硬化することはない。この乾燥が不十分であると、
次の有機溶剤系クリヤ塗料の塗装性(ヌレ性)が低下
し、仕上がり外観が不十分となるので好ましくない。
た水性着色ベ−ス塗膜面に塗装する塗料であり、基体樹
脂、架橋剤および有機溶剤を含有し、さらに必要に応じ
て着色顔料、紫外線吸収剤などを配合してなる既知の有
機溶剤系熱硬化性塗料であって、このクリヤ塗膜を透し
て水性着色ベ−ス塗膜の色調を視認できる程度の透明性
を有している。
ては、例えば、水酸基、カルボキシル基、シラノ−ル
基、エポキシ基などの架橋性官能基を含有するアクリル
樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、フッ素樹脂、
ウレタン樹脂、シリコン含有樹脂などの樹脂があげら
れ、特に架橋性官能基含有アクリル樹脂が好ましい。ま
た、架橋剤としてはこれらの官能基と反応しうるメラミ
ン樹脂、尿素樹脂、(ブロック)ポリイソシアネ−ト化
合物、エポキシ化合物または樹脂、カルボキシル基含有
化合物または樹脂、酸無水物、アルコキシシラン基含有
化合物または樹脂などがあげられる。クリヤ−塗料は、
上記の基体樹脂および架橋剤などを有機溶剤に混合分散
せしめることによって得られる。
−ス塗膜面に、塗装時の固形分濃度を約30〜約60重
量%、塗装時粘度20〜40秒/フォ−ドカップ#4/
20℃に調整したクリヤ塗料を、静電方式またはスプレ
−方式などで、硬化塗膜に基く膜厚が5〜100μm、
好ましくは20〜80μm程度になるように塗装したの
ち、120〜160℃で10〜40分加熱して、水性着
色ベ−ス塗膜およびクリヤ塗膜を同時に硬化することに
より達成される。
塗料および有機溶剤系クリヤ塗料を塗装する従来の工程
における中塗り塗料として、本発明において、ポリエス
テル樹脂含有水性熱硬化型塗料を使用することにより、
公害防止および低VOC化に大きく寄与することが可能
になった。
mのダル鋼板上に熱硬化性エポキシ樹脂系カチオン電着
塗料(「エレクロン9600」関西ペイント社製、商品
名)を硬化膜厚が約20μになるように電着塗装し、1
70℃で30分加熱し硬化させて被塗物とした。
(A−4):トリメチロ−ルプロパン、ヘキサヒドロ無
水フタル酸、ネオペンチルグリコ−ルおよびイソフタル
酸を230℃においてエステル化反応させ、ついで無水
トリメリット酸を加えて付加反応してカルボキシル基含
有ポリエステル樹脂を調製したのち、トリプロピレング
リコ−ルモノメチルエ−テルを反応生成物に対し10重
量%加えて流動化させ、メチルエタノ−ルアミンを加え
てカルボキシル基を中和してから、水を加えて、固形分
含有率50重量%の水分散液を得た。上記成分の比率
は、表1に示した水酸基価(mgKOH/g)および酸
価(mgKOH/g)になるようにした。
メチロ−ル化メラミン樹脂、ヘキサブトキシメチロ−ル
化メラミン樹脂、BPポリオ−ル、ドデシルベンゼンス
ルホン酸のN−メチルエタノ−ルアミン塩およびチタン
白顔料を水中に混合分散して、粘度50秒/フォ−ドカ
ップ#4/20℃、固形分含有率60重量%に調整し
て、水性熱硬化型中塗り塗料(A−1)〜(A−4)を
得た。これらの成分の配合比率(固形分量)は表1に示
した。
リル樹脂(水酸基価85mgKOH/g、酸価45mg
KOH/g、数平均分子量約15000)をジメチルエ
タノ−ルアミンで中和してなるものを70部(固形
分)、メトキシ・ブトキシ混合エ−テル化メラミン樹脂
30部(固形分)、りん片状のアルミニウム70部を水
中に混合分散して、粘度60秒/フォ−ドカップ#4/
20℃、固形分含有率20重量%に調整した水性メタリ
ック塗料。
酸基含有アクリル樹脂(数平均分子量10000、水酸
基価110mgKOH/g)75部(固形分)、ブチル
エ−テル化メラミン樹脂(ユ−バン28−60、三井東
圧社製、商品名)25部(固形分)およびチヌビン90
0(チバガイギ−製、商品名、紫外線吸収剤)1重量部
を「スワゾ−ル1500」(コスモ石油社製、商品名、
石油系芳香族炭化水素系溶剤)に混合し、粘度25秒/
フォ−ドカップ#4/20℃、固形分含有率45重量%
に調整した。
料(A−1)〜(A−4)をエアスプレ−で、膜厚を硬
化塗膜で30μmになるように塗装し、室温で3分放置
してから、80℃で5分間強制乾燥したのち、140℃
で30分加熱して架橋硬化せしめ、ついでこの硬化塗面
に、水性着色ベ−ス塗料(B−1)をエアスプレで膜厚
を硬化塗膜で20μmになるように塗装し、この塗膜を
室温で3分放置し、80℃で強制乾燥して塗膜中の含水
率を3重量%以下にしてから、この乾燥塗膜面に有機溶
剤系クリア塗料(C−1)をエアスプレ−で、硬化塗膜
に基く膜厚が40μmになるように塗装し、室温で3分
放置したのち、140℃で30分加熱して、水性着色ベ
−ス塗膜(B−1)およびクリヤ塗膜(C−1)を同時
に硬化した。得られた複層塗膜の性能試験結果は表2に
示した。
を、有機溶剤系中塗り塗料(「アミラックTP60」関
西ペイント(株)製、商品名、ポリエステル樹脂・メラ
ミン樹脂系)(A−5)に代えた以外はすべて実施例1
と同様に行った。得られた複層塗膜の性能試験結果は表
2に示した。
ナイフで、直交する縦横11本づつの平行線を1mm間
隔で引き、1cm2 の中に100個のます目ができるよ
うにキリキズをつけ、その表面に粘着セロハンテ−プを
貼り付け、それを急激に剥がしたあとのゴバン目塗面を
評価した。○は塗膜の剥離が全く認められない、△は電
着塗膜と中塗り塗膜との層間で剥離が少し認められる、
×は電着塗膜と中塗り塗膜との層間で剥離が多く認めら
れる を示す。
タ−(Qパネル(株)製、商品名)を用いて、7号砕石
0.1kgをエア−圧約4Kg/cm2 で、20℃にお
いて塗面への吹き付け角度30度で吹き付けた。その後
の塗面状態を目視で評価した。○は上塗り塗面の一部に
衝撃キズはわずか認められる、△は上塗り塗面に衝撃に
よる剥離が少し認められる、×は上塗り塗面に衝撃によ
る剥離が多く認められる、を示す。
Claims (1)
- 【請求項1】ポリエステル樹脂含有水性熱硬化型中塗り
塗料を塗装し、加熱硬化後、水性着色ベ−ス塗料を塗装
し、ついで該塗膜中の水分を乾燥除去してから、有機溶
剤系クリヤ塗料を塗装し、加熱して該両塗膜を同時に硬
化せしめることを特徴する複層塗膜形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24658297A JP3949787B2 (ja) | 1997-09-11 | 1997-09-11 | 複層塗膜形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1176937A true JPH1176937A (ja) | 1999-03-23 |
| JP3949787B2 JP3949787B2 (ja) | 2007-07-25 |
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ID=17150570
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| JP24658297A Expired - Fee Related JP3949787B2 (ja) | 1997-09-11 | 1997-09-11 | 複層塗膜形成法 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001064575A (ja) * | 1999-08-27 | 2001-03-13 | Dainippon Ink & Chem Inc | 中塗り塗料用樹脂組成物 |
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| JP2016511307A (ja) * | 2013-01-30 | 2016-04-14 | オルネクス イペ エス.アー.エール.エル | 1液低温硬化コーティング組成物 |
| JP2018058992A (ja) * | 2016-10-05 | 2018-04-12 | 日本ペイント・オートモーティブコーティングス株式会社 | 中塗り塗料組成物、複層塗膜及び複層塗膜の形成方法 |
-
1997
- 1997-09-11 JP JP24658297A patent/JP3949787B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| KR100905063B1 (ko) | 2002-06-13 | 2009-06-30 | 니폰 페인트 가부시키가이샤 | 수성 수지 조성물 |
| JP2016511307A (ja) * | 2013-01-30 | 2016-04-14 | オルネクス イペ エス.アー.エール.エル | 1液低温硬化コーティング組成物 |
| US11098220B2 (en) | 2013-01-30 | 2021-08-24 | Allnex Netherlands B.V. | One pack low temperature cure coating compositions |
| JP2018058992A (ja) * | 2016-10-05 | 2018-04-12 | 日本ペイント・オートモーティブコーティングス株式会社 | 中塗り塗料組成物、複層塗膜及び複層塗膜の形成方法 |
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