JPS5819353B2 - メタリック塗装仕上げ方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属的光沢感の優れた塗膜外観を与える塗装
仕上げ方法に関する。

塗装方法の一つとして、公害防止上の理由から、無溶剤
の粉体塗料による塗装仕上げが最近急速に発展しつつあ
る。

しかしながら、金属粉とか着色顔料などを混入した粉体
塗料だけによる仕上げの場合には、塗膜中の金属粉の配
向不良などにより、従来の溶剤型メタリック塗料と同等
の光沢鮮映性（目視した時の光沢感、金属的光沢感など
の複合した外観性能を云う。

）、塗膜の平滑性を得るのが非常に困難であり、まだ実
用化されていない０そこで、従来の溶剤型メタリック塗
料を塗装し、ついで熱硬化性透明粉体塗料を塗り重ねた
後、焼付は硬化させるという所謂２コ一ト１ベーク方式
の塗装仕上げ方法が検討されているが、この方法では、
光沢鮮映性の低下、平滑性不良（肌あれ、発泡によるピ
ンホール、クレータ−等の欠陥を云う。

）などが起り、実用上問題がある。本発明の目的は、こ
のような２コ一ト１ベーク方式における光沢鮮映性、平
滑性の低下を改良することにある。

本発明は、金属的塗膜外観を与える顔料を含有する熱硬
化性液状塗料（Ａ）（以下ベースコート塗料と略称する
。

）と、熱硬化性透明粉体塗料（Ｂ）（以下トップコート
塗料と略称する。

）との組み合わせによる２コ一ト１ベーク方式において
、特定組成の熱硬化性樹脂（ａ）を用いる事を内容とす
る新しいメタリック塗装仕上げ方法の発明である。

本発明における（イ）Ｎ−アルコキシメチル（メのアク
リルアミドは、炭素数１〜８個の直鎖状もしくは分岐状
アルキル基を有するものであり、例としてＮ−メトキシ
メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル（
メタ）アクリルアミド、Ｎ〜プロポキシメチル（メタ）
アクリルアミド、Ｎ−エトキシメチル（メタ）アクリル
アミド等が挙げられる。

共重合体（ａ）中に含有されるこれらの１種又は２種以
上の量は、焼付した時の塗膜の架橋密度に関係がある。

Ｎ−アルコキシメチル（メタ）アクリルアミドが原料組
成として３重量係未満の場合には、焼付けした塗膜の架
橋密度が十分でなく、所期の性能（耐水性、耐薬品性等
）及び光沢鮮映性が悪い。

またＮ−アルコキシメチル（メタ）アクリルアミドが原
料組成として２５重重量上り多い場合には、焼付は塗膜
の光沢鮮映性が悪い。

本発明における（口）ヒドロキシル基を持ったビニール
モノマーとは、１個又は２個以上のヒドロキシル基を分
子中に持つビニールモノマーであり、例えば２−ヒドロ
キシエチルアクリレート又はメタアクリレート、２−ヒ
ドロキシプロピルアクリレート又はメタアクリレート、
３−ヒドロキシプロピルアクリレート又はメタアクリレ
ート、４−ヒドロキシブチルアクリレート又はメタアク
リレート、ジ（２−ヒドロキシエチル）フマレート等が
あげられる０１種又は２種以上のヒドロキシル基ヲ持っ
たビニールモノマーが、原料組成として３重量係未満の
場合には、焼付は塗膜の光沢鮮映性が悪く、又２０重重
量上り多い時も焼付は塗膜の光沢鮮映性が悪く、かつま
た所期の性能（耐水性）も悪い。

本発明における（ハ）カルボキシル基を持つビニールモ
ノマーとは、１個又は２個以上のカルボキシル基を持っ
たビニールモノマーであり、例えはアクリル酸、メタア
クリル酸、イクコン酸、マレイン酸等が挙げられる０１
種又は２種以上のカルボキシル基ヲ持ったビニールモノ
マーが原料組成として、０．５重量係未満の場合は、焼
付塗膜の架橋密度が十分でなく、初期の性能（耐水性、
耐薬品性）が悪い０又５重量係より多い時には、焼付は
塗膜の光沢鮮映性が悪い。

本発明におけるに）共重合可能な他のビニールモノマー
としては、まずアクリル酸アルキルエステル或いは、メ
タアクリル酸アルキルエステルのアルキル基として、炭
素数１〜１３個の直鎖状又は分岐状の炭化水素基で、具
体的には、メチル基、エチル基、フロビル基、ブチル基
、２−エチルヘキシル基、イソデシル基、シクロヘキシ
ル基、ラウリル基を持つものが多用される。

更にまた、他のビニールモノマーとしては、スチレン及
びその誘導体、アクリルニトリル、メタアクリルニトリ
ル、グリシジルアクリレート又はメタアクリレート等が
挙げられる。

本発明で言う熱硬化性ビニール共重合体（ａ）を得るに
は、上記のＮ−アルコキシメチル（メタ）アクリルアミ
ド（イ）、ヒドロキシル基を持ったビニールモノマー（
ロ入カルボキシル基を持ったビニールモノマー（ハ）及
び共重合可能なビニールモノマーに）を連鎖移動剤、重
合開始剤等を添加して、通常は溶液重合法にて数平均分
子量が５，０００〜３０，０００の熱硬化性ビニール共
重合体を得るまで加熱し重合させる。

この際の重合温度は、６０°Ｃ〜１５０°Ｃ程度が望ま
しく、単量体、重合溶剤、重合開始剤に応じた温度で重
合を行う０ しかしながら本発明において、熱硬化性ビニール共重合
体の重合方法、モノマーの混合順序、重合順序は、何ら
限定するものでない。

本発明における熱硬化性ビニール共重合体（ａ）は、そ
の数平均分子量が５０００より小さい時は、焼付は塗膜
の光沢鮮映性（特に金属的光沢感）が悪い。

又数平均分子量が３０，０００より大きい時は、吹付塗
装時の塗装作業性（微粒化、スプレーむら等）が悪く熱
硬化性ビニール共重合体として使用出来ない。

本発明における共重合体（ａ）を得る為に溶液重合を行
う際の重合溶剤として、例えば酢酸エチル、酢酸ブチル
等の酢酸エステル類、トルエン、キジロール等の芳香族
類、エタノール、プ０／ぐノール、ブタノール等のアル
コール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類
、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ
類の溶剤を単独又は混合して用いる。

連鎖移動剤としては、例えば、ｎ−ドデシルメルカプタ
ン、クーシャリ−ドデシルメルカプタン、２−メルカプ
トエタノール等のメルカプタン類が必要に応じて用いら
れる。

重合開始剤として、通常の触媒、例えば、アブビスイソ
ブチルニトリル等のジアゾ化合物、ベンゾイルパーオキ
サイド、クメンハイドロパーオキサイド等のパーオキサ
イド類が挙げられる。

本発明における金属的塗膜外観を与える顔料（ｂ）とは
通常この分野で用いられるものをいい、例えば、アルミ
ニューム粉（ノンリーフィング型、リーフィング型）ブ
ロンズ粉、銅粉、マイカ粉等を挙げることが出来る。

使用に当り、微細な鱗片状、箔片状の形で使用される。

本発明に言うペースコート塗料囚は、前記（ａ）。

（ｂ）を混合して得られるが、金属的外観を与える顔料
（ｂ）のほかに、通常の塗料に用いられる無機顔料、有
機顔料、油溶性染料などの着色剤、添加剤（例えば、分
散助剤、硬化促進剤、塗面調整剤）などを（ａＸｂ）と
共に配合して使用することも出来る。

本発明で言う熱硬化性ビニール共重合体（ａ）は、通常
硬化剤を配合しないで使用するが、必要に応じて、例え
ばメチル化メラミンホルムアルデヒド樹脂、ブチル化メ
ラミンホルムアルデヒド樹脂等のアミノプラスト樹脂を
塗膜の光沢鮮映性が損なわれない範囲で配合使用する事
も可能である。

本発明に用いられるトップコート塗料（Ｉ３）は、熱硬
化性樹脂粉末（架橋剤、硬化剤を含有するもの）を主成
分とし、これに添加剤、一部着色剤等を配合した粉体塗
料である。

例えば、塗膜物性、耐候性の点から公知の熱硬化性アク
リル樹脂、熱硬化性ポリエステル樹脂を主成分とする塗
料が好ましいが、本発明においては、例示した樹脂のみ
に限定されない。

これらの樹脂のうち、例えば熱硬化性アクリル樹脂を用
いたトップコート塗料（Ｂ）について具体的に説明すれ
ば、官能基七ツマ−例えば、メタアクリル酸グリシジル
、アクリル酸グリシジル、非官能性七ツマ−として、ア
クリル酸又はメタアクリル酸アルキルエステル、スチレ
ン等を用いて、公知の共重合法によって、ガラス転移温
度が５０℃〜８０℃のビニール共重合体を製造し、これ
に硬化剤成分として、多価カルボン酸等を配合し、更に
塗面調整剤、ハジキ防止剤等を加えて、公知の粉体塗料
製造方法によって製造される。

次に本発明の塗装仕上げ方法を説明する。

まず本発明のベースコート塗料（２）を所定の稀釈溶剤
で粘度１０〜１００ＣＰＳ／２５℃に調整し、これを予
め、カチオン電着塗料、アニオン電着塗料等のプライマ
ーを旋した被塗物に乾燥膜厚が１０〜４０μになるよう
にエアースプレー又は静電塗装によって下塗りする。

次に常温下で１〜３０分程度放置した後、トップコート
塗料（Ｂを焼付は後の膜厚が３０〜１５０μになるよう
に静電塗装し、これをＯ〜３０分程度常温にセツティン
グした後、１５０°Ｃ〜２２０℃で１０分〜４５分間焼
付けて、トップコート塗料とベースコート塗料を同時に
硬化させ、光沢鮮映性のすぐれたメタリック仕上げ塗膜
を得る。

次に実施例、比較例をあげて本発明を具体的に説明する
。

なお例中の係及び部は重量部、重量部を示す。

実施例 １ け）ベースコート塗料囚の製造； 攪拌機、還流冷却器、温度計を備えた三つロフラスコに
キジロール８０部、ブタノール２０部を装入し、これに
本発明の複数のに）の成分として、スチレン１０部、メ
タアクリル酸メチル４０部、アクリル酸ブチル１５部、
アクリル酸２−エチルヘキシル１５部、（イ）成分であ
るＮ−ブトキシメチルアクリルアミド１０部、（ロ）成
分である２−ヒドロキシエチルメタアクリレート７部、
（ハ）成分であるメタアクリル酸３部の混合モノマー及
びベンゾイルパーオキサイド１．５部を加えて、９０℃
に保持して反応を進め、２時間ごとにベンゾイルパーオ
キサイドを０．２部づつ加えて合計８時間反応させた。

得られた本発明の共重合体（ａ）であるアクリル樹脂は
、固型分５０係、数平均分子量１５０００であった。

この樹脂（ａ）に対して 固型分５０係のアクリル樹脂（ａ） ２００部ノン
リーフィング型アルミ粉末（ｂ） １０部（東洋アル
ミ■製商品名１１０９ＭＡ） を配合し、ついでこれにキジロール８０部、ブタノール
２０部の割合からなる混合溶剤を加えて、粘度を５０Ｃ
ＰＳ／２５°Ｃに調整して本発明のベースコート塗料（
５）とした。

（２）トップコート塗料（日（熱硬化性粉体塗料（Ｂ）
）の製造 スチレン１５部、メタアクリル酸メチル４８部、アクリ
ル酸ｎ−ブチル１８部、メタアクリル酸グリシジル１９
部及びトルエン１００部を攪拌機と還流冷却器を具えた
三ツロフラスコに投入し、これにアゾビスイソブチルニ
トリル１．５部を加えて、内容物の温度が８５〜９５℃
になるように加熱した。

この温度に３時間保った後、アゾビスイソブチルニトリ
ルを１．５部更に加えて、４時間上記温度に保持し、共
重合を完了せしめた。

つぎに冷却凝縮した溶剤がフラスコ外に流出するように
、冷却管を取りつけて、外温１２０〜１４０℃で加熱し
ながら攪拌をつづけ、その後フラスコ内を２００ ｍｒ
ｎＨｇ程度に減圧し、外温を１４０℃〜１５０℃まで上
昇せしめて、残留するトルエンをほぼ完全に除去した。

このようにして得られた共重合体を、放冷固化させた後
、粉砕機により粉砕してアクリル樹脂粉末を得る。

これを用いて、 アクリル樹脂粉末 １００部デカンジカ
ルボン酸 １６部塗面調整剤（三井東圧
化学■ 製商品名レジミックスＰ） １部を配合し、
配合物を加熱ロールによって約１００℃で１０分間溶融
混練し、冷却後、２０〜１００μの粒度に微粉砕して、
本発明に使用するトップコート塗料（Ｂ）を製造した。

（３）塗装仕上げ； エポキシエステル樹脂系電着プライマーを施した表面処
理鋼板上に、粘度約５０ＣＰＳ／２５℃に調整した前記
ベースコート塗料（５）を、エアースプレーガンを使用
して、乾燥膜厚が、１５〜２０μになるように塗装した
。

これを常温で３分間放置後、上記トップコート塗料（Ｂ
）を静電吹付は塗装機を用いて、焼付後の膜厚が、６０
〜１００μになるように静電塗装した０１０分間セツテ
ィング後、熱風乾燥炉中で、１７０’Ｃで２０分間焼付
けを行い、両系膜を焼付は硬化させ試験片とした。

（４）試験片の評価： このようにして作成した試験片について、光・沢鮮映性
を表わす目視光沢感及び金属的光沢感を眼により判定し
た。

また光沢度をＪＩＳ Ｚ８７４１（光沢度測定方法）
で規定されている６０度鏡面光沢法で測定し、６０°グ
ロスとして表わした。

評価結果を表−３に示す。

実施例 ２ 実施例１で製造したアクリル樹［ｉＸ ａ）を用いて、
次の通りの配合で、実施例１と同様な方法でベースコー
ト塗料囚を調製した。

実施例１のアクリル樹脂（ａ） １９０部メ
チル化メラミン樹脂（三井東圧 化学製）商品名サイメル３２５） １０部ノンリ
ーフィングタイプアルミ粉末（ｂ）（前記１１０９ＭＡ
） １０部これと実施例１で製造したト
ップコート塗料（日とを使用して、実施例１と同様にし
て試験片の作。

成及びその評価を行った。

評価結果を表−３に示す０ 実施例 ３〜５ 実施例１と同様な方法で、表１の組成で共重合体（ａ）
を製造し、ついでベースコート塗料（Ａ）を調製した。

比較例 １ 実施例１と同様な方法で、三つロフラスコにキジロール
７０部、ブタノール３０部、（イ）成分であるＮ−ブト
キシメチルアクリルアミド３０部、（ロ）成分であるヒ
ドロキシエチルヌクアクリレ−１２２部、（ハ）成分で
あるメタアクリル酸１部、に）成分であるメチルヌクア
クリレート３０部及びエチルアクリレート１７部、更に
ベンゾイルパーオキサイド１．５部を加えて反応させ数
平均分子量１３０００のアクリル樹脂を得た。

この樹脂を用いて、実施例１と同様な方法でベースコー
ト塗料（Ａ）を調製し、以下実施例と同様にした。

試験片の評価結果を表−３に示す。

比較例 ２ 比較例１で製造したアクリル樹脂を用いて次の通りの配
合で実施例１と同様な方法でベースコート塗料（Ａ）を
調製した。

比較例１のアクリル樹脂 １９０部メチル化
メラミン樹脂 （前記サイメル３２５） １０部ノンリー
フィングタイプアルミ粉末 （前記１１０９ＭＡ） １０部以下実施
例と同様にした０結果を表−３に示す。

比較例 ３〜１０ 比較例１と同様な方法で表−２の組成で、本発明の範囲
外の共重合体を製造した。

なお比較例３および５の樹脂は、架橋成分（Ｎ−アルコ
キシメチル（メタ）アクリルアミド）が少量またはＯの
ため、硬化剤を混合配合して、ベースコート塗料囚を調
製した。

固型分５０係のアクリル共重合体 １６０部５０％ブ
チル化メチロールメラミン樹脂 ４０部（三井東圧化
学（製）商品名ニーパン２０８Ｅ）ノンリーフィングタ
イプアルミ粉末 １０部（前記１１０９ＭＡ） これと実施例１で製造したトップコート塗料（Ｂ）とを
使用して、以下実施例１と同様にした結果を表−３に示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （イ）Ｎ−アルコキシメチル（メタ）アクリルアミ
   ド３〜２５重量部、 （ロ） ヒドロキシル基を持つビニルモノマー３〜２０
   重量部、 Ｇ／→ カルボキシル基を持つビニ、ルモノマー０．５
   〜５重量部、及び に）共重合可能な他のビニルモノマー ５０〜９３．５
   重量部、 を共重合させて得られる数平均分子量５，０００〜３０
   ．０００の熱硬化性ビニル共重合体（ａ）と金属的塗膜
   外観を与える顔料（ｂ）とを含有する液状塗料囚を被塗
   装物に下塗りし、次いで熱硬化性透明粉体塗料（Ｂ）を
   上塗りした後、焼付けることを特徴とするメタリック塗
   装仕上げ方法。