JPS5933032B2 - メタリツク仕上げ方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はメタリック仕上げ方法に関するものである。

さらに詳しくはトップコートに比較的低分子量の水酸基
含有アクリル樹脂と高濃度かつ低粘度の非水ディスパー
ジョン型樹脂を用いたクリヤ塗料を用いる２コート１ベ
ーク方式のメタリック仕上げ方法に関する。塗料の分野
においても大気汚染の深刻化からくる溶剤の使用規制へ
の対策、及び資源の浪費に対する反省より低公害、省資
源をはかることが急務となつている。

これらの問題点を同時に解決する方策の一っとして塗料
中の溶剤含有量を減らし固形分を高濃度化する方法があ
る。一方、近年おもに自動車上塗り用メタリック塗装に
おいてメタリック粉末を配合した熱硬化性塗料を塗装し
、そのまま焼付けを行なういわゆる、１コートメタリッ
ク仕上げにかわつて、メタリック粉末を配合した熱硬化
性塗料（ベースコート）を塗装し、ついで着色顔料を含
まない熱硬化性クリャー塗料を塗装し、ベースコートと
トップコートを同時に焼付けするいわゆる２コート１ベ
ーク方式のメタリック仕上げ方法が多くなつている。

この２コート１ベーク方式の利点は仕上り外観がすぐれ
ていることと、従来の１コート１ベーク方式ではメタリ
ック粉末が酸に侵されることにより発生し易かつたシミ
が発生しにくくなつていることである。しかしながら２
コート１ベーク方式のメタリック仕上げでは、塗装時の
塗り易さという点からベースコートとトップコートの樹
脂の性質はかなりかけ離れているのが普通であり、かつ
べースコートはメタリツク粉末を含み、トツプコートは
クリアー塗膜であるという大きな特色のため、従来の１
コート１ベーク方式のメタリツク仕上げでは見られなか
つた耐侯性上の問題点が発生してきている。すなわち、
屋外曝露により、トツプコートにクラツクが発生したり
、トツプコートとベースコートがはがれたりすることで
ある。２コート１ベーク方式のメタリツク仕上げにおい
てトツプコート用塗料の高濃度化を図ろうとする場合、
非常に高度の耐侯性と高濃度化の２者を両立させること
が重要であるが、このことは容易ではない。

なぜならば、トツプコートの高濃度のためには用いられ
ている樹脂（とくにアミノアクリル塗料の中でのアクリ
ル樹脂）の低分子量化、軟質化をはからねばならないが
、このことはそのままトツプコートの耐侯性の低下につ
ながるからである。我々はトツプコートの高濃度化と高
度の耐侯性を両立させた２コート１ベーク方式のメタリ
ツク仕上げ方法について鋭意研究を重ねてきた。非水デ
イスパージヨン型熱硬化性樹脂分散液は高分子量、高固
形分濃度かつ低粘度のものが得ることができるが、この
ような高濃度かつ低粘度な非水デイスパージヨン型分散
液は造膜性において問題がある。またアミノ硬化型熱硬
化性アクリル樹脂溶液は低粘度化と造膜性の関連は全く
問題な 二いが、耐侯性の点からその低分子量化（低粘
度化）には制限があり、一定以上の分子量や組成範囲が
要求され、単独で用いた場合２コート１ベーク方式メタ
リツク仕上げのトツプコートの高濃度化には限界がある
。我々は２コート１ベーク方式メタリツク仕上げにおい
て、トツプコートに比較的低分子量の限定された組成の
ヒドロキシル基含有アクリル樹脂と高濃度かつ低粘度な
非水デイスパージヨン型熱硬化性樹脂と併用することに
より、高度な耐侯性を ３有しかつ高固形分濃度である
トツプコートを用いる２コート１ベーク方式メタリツク
仕上げが可能であることを見い出した。

すなわち本発明は、メタリツク粉末および必要に応じて
着色顔料を配合した熱硬化性樹脂を主成 ４分とする塗
料（ベースコート）を塗装し、ついで該塗装面に熱硬化
性樹脂を主成分としたクリアー塗料（トツプコート）を
塗装し、しかるのちに加熱硬化せしめるメタリツク仕上
げ方法において、該トツプコート用クリアー塗料が樹脂
成分として、よりなる数平均分子量約２０００〜１００
００の溶液型熱硬化性アクリル共重合体（Ｂ）アミノア
ルデヒド樹脂および （０高濃度かつ低粘度な非水デイスパージヨン型熱硬化
性樹脂分散液より成り、このうち非水デイスパージヨン
型熱硬化性樹脂が全樹脂中の２０〜４５重量％を占め、
かつ該トツプコート用クリアー塗料が塗装時において固
形分濃度５０％（重量％）以上を有することを特徴とす
るメタリツク仕上げ方法に関する。

ここで成分（Ｃ）の高濃度かつ低粘度な非水デイスパー
ジヨン型熱硬化性樹脂分散液とは、固形分濃度６０％で
ワニス粘度Ｄ（カードナー気泡粘度、２５℃）以下程度
の低粘度分散液をさす。また、ここで樹脂成分中の主成
分は溶液型熱硬化性アクリル共重合体であり、非水デイ
スパージヨン型熱硬化性樹脂は補助成分とみるべきであ
る。

非水デイスパージヨン型熱硬化性樹脂分散液の役割はト
ツプコートの固形分濃度の上昇と耐侯性の向上である。
固形分濃度の上昇は非水デイスパージヨン型熱硬化性樹
脂分散液の高濃度かつ低粘度な性質から容易に類推でき
るが、耐侯性の向上については次のように考えている。
すなわち、高濃度かつ低粘度な非水デイスパージヨン分
散液はその粒子性が高く、乾燥塗膜になつてからでも粒
子性を保つていることが電子顕微鏡によつて確められた
が、この塗膜中に残存する粒子性が、塗膜の曝露により
塗膜内に発生する内部応力を吸収してクラツクの発生を
抑制する効果を発揮しているものと考えている。本発明
のトツプコートに用いられる成分（４）のアクリル共重
合体の組成中、（Ａ）（ｂ）成分としては２エチルヘキ
シル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレ
ート、ステアリル（メタ）アクリレートなどがある。

（Ａ）（ｃ）成分としては、２−ヒドロキシエチル（メ
タ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリ
レートなどがある。またカージユラＥ（シエル化学（株
）製品）、ＡＯＥＸ２４（ダイセル（株）製品）、ブチ
レンオキサイドなどのモノエポキシ化合物とαβ一エチ
レン性不飽和カルボン酸との付加物も（Ａ）（ｃ）成分
として使用し得る。（Ａ）（ｄ）成分としては（メタ）
アクリル酸、イタコン酸などがある。ＣＡ）（ｅ）成分
としてはメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）
アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉ−
ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アク
リレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレートなどが
ある。なお、本アクリル共重合体には（Ａ）（ａ）−｛
ｅ）成分の他に特殊な効果をねらつて少量（約１０重量
％以下）３の共重合可能な単量体を共重合させることも
可能である。そのような単量体としては、例えば、Ｎ−
メチロール（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリル
アミド、Ｎ−ｎ−ブトキシメチロール（メタ）アクリル
アミド、（メタ）アクリロニトリル、Ｎ−Ｎ−ジメチル
アクリルアミド、酢酸ビニル、ビニルトルエン、αメチ
ルスチレンなどがある。本発明のトツプコートに用いら
れるアミノアルデヒド樹脂としては、一般に塗料用に用
いられるすべてのアミノ樹脂が使用可能であるが、耐侯
性の点からメラミンホルムアルデヒド樹脂が最も好まし
い。

本発明のトツプコートに用いられる（０成分の非水デイ
スパージヨン型熱硬化性樹脂の被膜形成性重合体成分と
してはアクリル系重合体が好ましく、例えばメチル（メ
タ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−
ブチル（メタ）アクリレート、ｉ−ブチル（メタ）アク
リレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、シクロヘ
キシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メ
タ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ス
テアリル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル
（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）ア
クリレート、Ｎ−ｎ−ブトキシメチロール（メタ）アク
リルアミド、メタ（アクリル）アミド、Ｎ−メチロール
（メタ）アクリルアミド、Ｎ−Ｎ−ジメチル（メタ）ア
クリルアミド、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、グリ
シジル（メタ）アクリレートなどの共重合体が用いられ
る。

また、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン
、酢酸ビニル、（メタ）アクリリロニトリルなども用い
ることができる。これら非水デイスパージヨンの製造の
際に用いられる分散安定剤の具体例は下記のものである
。

（１） １２−ヒドロキシステアリン酸などの水酸基を
含有する脂肪酸の自己縮合ポリエステルとアクリル酸グ
リシジル、又はメタクリル酸グリシジルとの付加反応物
を被膜形成性重合体を得る際に用いたアクリル酸エステ
ル又はメタクリル酸エステルとを共重合して得られるグ
ラフト重合体。（２）アクリル酸オクチル、アクリル酸
ラウリル、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸オクチ
ル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ラ
ウリル、メタクリル酸ステアリルなどの長鎖を有する単
量体を含む熱硬化性アクリル共重合体。

（至）アクリル酸オクチル、アクリル酸ラウリル、アク
リル酸ステアリル、メタクリル酸オクチル、メタクリル
酸ラウリル又はメタクリル酸ステアリルなどのアクリル
酸またはメタクリル酸の長鎖アルキルエステルとアクリ
ル酸又はメタクリル酸を共重合したのち、その共重合体
のカルボキシル基にアクリル酸グリシジルあるいはメタ
クリル酸グリシジルを反応させて得られる、側鎖二重結
合を有する重合体に被膜形成性重合体を得る際に用いた
上記アクリル単量体を共重合して得られるグラフト重合
体。

（４） ミネラルスプリツト許容率の高いアルキル化メ
ラミン重合体。

非水ディスパージヨンの合成に際しては、有機液体中に
あらかじめ合成した分散安定剤の存在下で分散粒子の重
合を行なつてもよいし、また分散粒子の重合と同時に分
散安定剤の重合を行なつてもよい。

一般に有機液体中に分散安定剤を溶解させた後、この溶
液に被膜形成重合体を得る際に用いた上記単量体溶液及
び重合開始剤を滴下することにより重合を行なう。

この際合成条件を適宜に選択することによつて固形分濃
度及び粘度を自由に変化させることができ、たとえば固
形分濃度５０〜６０％の高固形分濃度においても、低粘
度のデイスパージヨンを容易に合成することができる。
本発明のトツプコートに用いられる成分（５）のアクリ
ル共重合体の組成は、前述の範囲にある必要がある。

単量体成分中（Ａ）ＧｌＬ）成分中のスチレンが３０重
量％以上になると耐侯性の低下が著しく本発明の目的に
合致しなくなる。（Ａ（５）成分の側鎖アルコールの炭
素数８〜２４の（メタ）アクリル酸エステルが５重量％
以下では、非水デイスバージヨン分散液と混じたときの
塗料の分散安定性が低くなり、また４０％以上では耐侯
性と塗膜硬度が不十分となる。（Ａ）（ｃ）成分のヒド
ロキシル基含有アクリル系重合性単量体含量１０重量％
以下では塗膜の硬化性が不十分となり、４５重量％以上
ではワニスの粘度が高くなりすぎ、塗装時の固形分濃度
５０％以上を確保できなくなる。（Ａ）（ｄ）成分のα
・β一エチレン性不飽和カルボン酸が８重量％以上含ま
れるとやはりワニス粘度が高くなりすぎ塗装時の固形分
濃度５０％以上を確保できなくなるとともに、塗膜の硬
化がすすみすぎ、塗膜が脆くなつてしまう。またｄ・β
一エチレン性不飽和カルボン酸含量をＯかまたは非常に
少なくした場合は、必要に応じ硬化酸触媒を外部添加す
る。本発明のトツプコートに用いられるアクリル共重合
体樹脂（Ａは数平均分子量約２０００〜１００００の範
囲にある必要がある。

数平均分子量２０００以下では耐侯性が十分ではなく、
１００００以上ではワニスが高粘度になり塗装時固形分
濃度が低下し、本発明の目的に治わなくなる。本発明の
トツプコートに用いられる（ｃ）成分の非水デイスバー
ジヨン型熱硬化性樹脂分散液は樹脂成分として全樹脂中
の２０〜４５重量％、好ましくは、２５〜４０重量％の
範囲にある必要がある。

２０重量％以下では耐侯性の向上と塗装時固形分濃度の
上昇という本発明がねらう効果が十分ではなく、４５重
量％以上では塗膜の造膜性が不十分であつたり、塗装時
にダストが発生し、それが塗装面に付着し、塗装欠陥と
なつたりし易い。

また、トツプコートには着色顔料は配合しないが、表面
調整剤、ハジキ防止剤、体質顔料などを必要に応じて添
加することができる。本発明に用いるベースコートとし
ては加熱により硬化架橋する樹脂を主成分とする塗料な
らばいずれでもよいが、アクリル系熱硬化性樹脂が塗装
のし易さと、耐侯性の点から最も好ましい。

またベースコートは熱硬化性樹脂を主成分とするが、硬
化架橋しない樹脂、たとえば、セルロースアセテートブ
チレート樹脂などを併用してもよい。またベースコート
の塗料のタイプとしては有機溶剤を媒体とした溶液型塗
料、非水デイスパージヨン型塗料のいずれでも用いるこ
とができる。ベースコートに配合するメタリツク粉末、
および必要に応じて配合する着色顔料は従来の塗料に使
用されているものでよく、たとえばメタリツク粉末とし
ては最も一般的なアルミニウム粉末の他に銅粉末、雲母
粉末、酸化チタンをコーテイングした雲母状粉末などが
あり、着色顔料としては通常の塗料用顔料が使用できる
。本発明における２コート１ベーク方式によるメタリツ
ク仕上げはトツプコートとして溶液型の塗料や比較的高
粘度の非水デイスパージヨンを主成分とするデイスパー
ジヨン型塗料を用いた従来の塗装方法と全く同じに行な
われる。

すなわち、まずベースコートを希釈用溶剤で１０〜３０
秒（フオードカツプ＋４／２０℃）に粘度調整し、これ
を素材（鋼板またはアルミニウム板など）に直接または
プライマー塗膜を形成せしめた後、乾燥塗膜が約１０〜
３０μになるように塗装゛する。塗装方法はスプレー塗
装または静電塗装などで行なう。次に数分間常温下で放
置後、希釈用溶剤で２０〜４０秒（フオードカツプ◆４
／２０℃）に調整したトツプコートをスプレー塗装、静
電塗装などにより乾燥塗膜２０〜５０μになるよう塗装
する。次に数分間常温で放置した後１２０〜１６０℃で
１０〜３０分間加熱してベースコートとトツプコートを
同時に硬化せしめて本発明の目的とするメタリツク仕上
げが得られる。以下、実施例により本発明をさらに詳し
く説明する。

実施例中の部および％はすべて重量部および重量％を示
す。１．トツプコート用アクリル樹脂溶液の製造（１）
アクリル樹脂溶液Ａの製造攪拌機、温度計、還流冷却機
等の備わつた通常のアクリル樹脂反応容器にセロソルブ
アセテート４０部を仕込み加熱攪拌し、１３５℃に達し
てから下記の単量体混合物を３時間上記単量体混合物を
添加後１時間、反応を１３５℃のまま続け、その後セロ
ソルブアセテート１０部、α−１−アゾビスイソブチロ
ニトリル０．６部よりなる混合物を１時間３０分かかつ
て添加した。

その後２時間反応させた後、減圧下でセロソルブアセテ
ートを留去し樹脂分濃度６５％に調整し、アクリル樹脂
溶液Ａを製造した。アクリル樹脂溶液Ａの樹脂分の数平
均分子量（蒸気圧浸透法で測定）は６１００であり、ア
クリル樹脂溶液Ａの粘度はＺ２（カードナー気泡粘度、
２５℃）であつた。（２）アクリル樹脂溶液Ｂ−Ｈの製
造 アクリル樹脂溶液Ａと同様な方法でアクリル樹脂溶液Ｂ
−Ｈを製造した。

各樹脂の単量体組成、数平均分子量、ワニス粘度を表１
に示す。２．非水デイスパージヨン型熱硬化性樹脂分散
液Ａの製造（トツプコート用）メラミン１２６部、ブチ
ルホルムアルデヒド（４０％）４１２部、ｎ−ブタノー
ル１９０部、キシレン３６部を反応容器に仕込み、加熱
して留出してくる水を水分離器で分離しつつ、７時間反
応させた後、系を減圧し１００部の留出液を除去した後
、炭化水素系溶剤シエルゾール１４０（シエル石油（株
）製品）５０部、ｎ−ヘプタン５０部を加え、樹脂分６
０％、ワニス粘度Ｊ（カードナー気泡粘度２５℃）のメ
ラミン樹脂溶液Ａを製造した。

上記メラミン樹脂溶液Ａ５８部、ｎ−ヘプタン３０部、
ベンゾイルパーオキシド０．１５部を反応容器に仕込み
、これを９５℃に加熱し下記単量体混合物を３時間かか
つて滴下した。

上記単量体混合物の滴下終了後１時間たつてからｔ−ブ
チルバーオクトエート０．６５部、シエルゾール１４０
３，５部の混合物を１時間かけて滴下した。

その後そのまま９５℃に温度を ３０保つて２時間撹拌
をつづけた。その後減圧して溶剤３４部を除去し、樹脂
分６０％、ワニス粘度Ａ（カードナー気泡粘度）の非水
デイスパージヨン型熱硬化性樹脂分散液Ａを得た。３．
アクリル樹脂溶液１の製造（ベースコート用）３５スチ
レン１５部、メチルメタクリレート２０部、エチルアク
リレート３０部、ｎ−ブチルメタクリレート２１部、２
−ヒドロキシエチルメタクリレート１２部、アクリル酸
２部を重合開始剤α−ｌ−アゾビスイソブチロニトリル
を用 ４０いてキシレン中で重合させ、樹脂分５０％、
ワニス粘度Ｚ１のアクリル樹脂溶液１を得た。

４．非水デイスパージヨン型熱硬化性樹脂分散液Ｂの製
造（ベースコート用）分散安定剤として、ポリ−１２−
ヒドロキシステアリン酸とグリシジルメタクリレート付
加物３０％、スチレン１０％、メチルメタクリレート２
０％、２−エチルヘキシルメタクリレート１７％、２−
ヒドロキシエチルメタクリレート２０％、アクリル酸３
％よりなる共重合体３０部とビニル単量体（スチレン３
０％、メチルメタクリレート３０％、２−エチルヘキシ
ルアクリレート２３％、２−ヒドロキシエチルアクリレ
ート１５％、アクリル酸２％からなる混合物）７０部を
ｎ−ヘプタン中で通常の方法でデイスパージヨン重合さ
せ、樹脂分５４％の非水デイスパージヨン型熱硬化性樹
脂分散液Ｂを製造した。

５．ベースコートの作成 （１）ベースコートＡの作成 アクリル樹脂溶液１を用いて下記配合で溶液型ベースコ
ートを作成した。

ついで、このベースコートをトルエン４０部、スワゾー
ル◆１０００（丸善石油（株）製品）３０部、酢酸ブチ
ル２０部、ｎ−ブタノール１０部からなる混合溶剤で粘
度１４秒（フオードカツプΦ４／２０℃）に調製した。

（支）ベースコートＢの作成 非水デイスパージヨン型熱硬化性樹脂分散液Ｂを用いて
下記の配合でベースコートＢを作成した。

っいで、このベースコートを炭化水素系溶剤ナフテゾー
ルΦ１５０（日石化学（株）製品）３０部、セロソルブ
アセテート６０部、カルビトールアセテート１０部より
なる混合溶剤を用いて粘度１４秒（フオードカツプ＋４
／２０℃）に調製しベースコートＢを作成した。

６．トツプコートの作成 （１） トツプコートＡの作成 アクリル樹脂溶液Ａを用いて下記配合で、デイスバ一分
散によりトツプコートＡを作成した。

〉 ついでーヒＡ己トツプコートをナフテゾーノレΦ１５０
３５部、ブチルセロソルブ３５部、ｎ−ブタノール３０
部よりなる混合溶剤で粘度３５秒（フオードカツプ◆４
／２０℃）に粘度調製し、固形分濃度５３％のトツプコ
ートＡを作成した。

２） トツプコートＢ−Ｋの作成 トツプコートＡと同様にしてトツプコートＢ−Ｋを作成
した。

各トツプコートの配合と粘度調節（フオードカツプΦ４
３５秒／２０℃）後の固形分濃度を表２に示す。

実施例 １ リン酸亜鉛化成処理を施した厚さ０．８１ｍのダル鋼板
上にポリブタジエン系電着塗料を乾燥塗膜約２０μとな
るよう電着塗装し１７０℃Ｘ２Ｏ分間焼き付けた後◆４
００のサンドペーパーで研ぎ、石油ベンジンで拭いて脱
脂する。

ついで自動車用中塗りサーフエーサ一を乾燥塗膜約２５
μとなるようエアースプレー塗装し、１４０℃Ｘ３Ｏ分
間焼き付けた後、＋４００のサンドペーパーで水研し、
水切り乾燥する。ついで石油ベンジンで脱脂し試験用の
素材とする。その上に前述のベースコートＡをエアスプ
レーガン（明治機械製作所製、商品名Ｆ−５）を用いて
塗装し、室温で３分間放置後、トツプコートＡをエアス
プレーガン（明治）《機械製作所 商品名Ｆ−５）を用
いて塗装した後１０分間放置する。その後電気熱風乾燥
機で１４０℃Ｘ３Ｏ分間加熱硬化せしめ、６０乾鏡面反
射率９３の外観の良いメタリツク仕上げが得られた。こ
れを試験塗板＆１とする。実施例２〜４、比較例１〜７ 実施例１の試験塗板黒１の作成と同様にして試験塗板Ｓ
）．２〜黒１１を作成した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ メタリック粉末および必要に応じて着色顔料を配合
   した熱硬化性樹脂を主成分とする塗料（ベースコート）
   を塗装し、ついで該塗装面に熱硬化性樹脂を主成分とし
   たクリヤー塗料（トップコート）を塗装し、しかるのち
   に加熱硬化せしめるメタリック仕上げ方法において、該
   トップコート用クリヤー塗料が樹脂成分として、Ａ （
   ａ）スチレン０〜３０重量％ （ｂ）側鎖アルコールの炭素数８〜２４のアクリル酸（
   もしくはメタクリル酸）エステル５〜４０重量％ （ｃ）ヒドロキシル基含有アクリル系重合性単量体 １
   ０〜４５重量％（ｄ）α・β−エチレン性不飽和カルボ
   ン酸０〜８重量％および（ｅ）側鎖アルコールの炭素数
   １〜７のアクリル酸（もしくはメタクリル酸）エステル
   残量 よりなる数平均分子量約２０００〜１００００の溶液型
   熱硬化性アクリル共重合体。 Ｂ アミノアルデヒド樹脂および Ｃ 高濃度かつ低粘度な非水ディスパージョン型熱硬化
   性樹脂分散液より成り、このうち非水ディスパージョン
   型熱硬化性樹脂が全樹脂中の２０〜４５重量％を占め、
   かつ該トップコート用クリヤー塗料が塗装時において固
   形分濃度５０％（重量％）以上を有することを特徴とす
   るメタリック仕上げ方法。