JPS625656B2

JPS625656B2 -

Info

Publication number: JPS625656B2
Application number: JP8002776A
Authority: JP
Inventors: Seshaieru Gobindan Chirunirai
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1975-07-30
Filing date: 1976-07-07
Publication date: 1987-02-05
Also published as: JPS5216541A; CA1069774A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、水性コーテイング組成物の適用のた
めの改善された方法、および特に熱硬化性アクリ
ルエナメルコーテイング組成物を適用して均一な
外観を有する仕上げ（フイニツシユ）を提供する
ための改善された方法に関する。当技術分野においては熱硬化性アクリルエナメ
ルは周知である。米国特許第2681897号、同第
3338860号、同第3365414号、同第3622651号およ
び同第3637546号各明細書を参照されたい。これ
らエナメルは溶媒ベース系であり、そしてこれら
エナメルのスプレー適用には問題はない。しかし
米国特許第3661827号明細書に説明されている水
性ベースアクリルエナメルは適用の間および後で
の仕上げの乾燥に問題を生ずる。適用が非常に湿
度の高い日になされる場合、塗料は乾燥せず、流
れおよびだれを生ずる。そして逆に、非常に暑い
乾燥した日には、塗料はそれがパネル上に適用さ
れる間に過度に乾燥しそれによつて劣つた外観を
与える。また、乾燥には困難を生ぜしめないよう
な湿度の変化でも塗膜の外観には変化を生ぜしめ
る。特に、金属フレーク（例えばアルミニウムフ
レーク）を含有する塗料では、その外観は種々の
湿度条件下で実質的に変化する。本発明の改善された方法は初期乾燥条件を提供
するものであつて、その場合空気は制御された温
度および湿度条件下にあり、このことが通常の空
気調節すなわち温度および湿度を低下させるため
の空気の冷却を行うことなしに優れたしかも均一
な外観を有する仕上げを一貫して与える結果とな
る。本発明の改善された方法は、噴霧空気を５〜40
立方フイート／分（0.142〜1.132m³／分）の流速
および30〜95ポンド／平方インチ（2.109〜6.679
Kg／cm²）の空気圧で利用するスプレーガンを用い
て塗料を５〜30オンス／分（147.87〜887.22ml／
分）の流速で空気スプレーして空気霧化された塗
料を形成させ次にこれを被塗装物に適用した後約
75〜200℃で焼付けして被塗装物上に均一な仕上
げを形成させることにより被塗装物に水性塗料を
適用することに係り、そして改良点は約15〜40℃
の温度と空気が0.002〜0.004の範囲にある推進力
値を有するように制御し且つこの範囲内の設定値
に常に維持されている空気雰囲気中に霧化された
塗料をスプレーして焼付け後に均一な外観を有す
る仕上げとすることを包含する。添付図面は塗料スプレーブース中における空気
の温度および湿度の自動的調節のための略図を示
している。塗料を空気スプレーすることによつて被塗装物
に水性塗料を適用する在来の方法においては、ス
プレーガンが塗料を微細スプレーに霧化してこの
塗料を被塗装物に適用する。一般に、噴霧空気
は、スプレーガンにおいて５〜40立方フイート／
分（0.142〜1.132m³／分）の流速で、そして30〜
95ポンド／平方インチ（2.109〜6.679Kg／cm²）の
圧で使用される。このガンを通る塗料の流速は約
５〜30オンス／分（147.87〜887.22ml／分）であ
る。スプレーガンは均一な円錐形の空気噴霧塗料
を形成させ、これが被塗装物適用される。次いで
この被塗装物を約75〜200℃で焼付けして高品質
仕上げを与える。水性熱硬化性アクリルエナメル
に対する一つの好ましい焼付けサイクルは約75〜
95℃で約５〜30分の予備焼付け（ブレベーク）お
よびそれにつづく仕上げ形成のための約125〜200
℃の最終焼付けを包含する。得られる仕上げは約
0.5〜3.5ミル（0.0127〜0.0889mm）厚さそして好
ましくは1.0〜2.5ミル（0.0254〜0.0635mm）厚さ
である。一般にこれら仕上げには通常の技術によ
り摩擦または研磨を行なつて光沢性を改善するこ
とができる。この通常のスプレー適用法は例えば25℃および
50％相対湿度の理想的乾燥条件下では適当な仕上
げ（フイニツシユ）を与える。しかしながら高湿
度条件下には問題が生ずる。例えば90％以上の相
対湿度は非常に遅い速度で水性上塗りを乾燥せし
め、そしてその結果この仕上げは塗料のだれ（サ
グ）および流れによる劣つた外観を有しそしてま
た往々にして色差も認められる。逆に例えば０〜
10％相対湿度のような低い相対湿度条件下には、
被塗装物にスプレーされているうちに噴霧塗料は
過度に乾燥し、そして劣つた外観およびまた劣つ
た物理的性質を有する粗粒化した仕上げを与える
結果となる。乾燥に対して誘発的な条件下におい
てさえも、水性塗料から生成された仕上げは種々
の相対湿度水準において異つた色相または色調お
よび表面手触りを有しており、そして特にこれは
その塗料が金属フレーク顔料を含有している場合
に最も強調される。本発明の改善方法は、仕上げの初期乾燥に対し
て制御された空気雰囲気（これはこの仕上げの外
観に対して極めて重要な仕上げの均一な乾燥を与
える結果となる）を経済的に提供する。このこと
は、空気雰囲気を、約15〜40℃にそして空気が
0.002〜0.004の範囲内の推進力値を有するように
制御し、そしてこれをこの範囲内にセツトされた
値に一定に保持することによつて達成される。好
ましくは空気は0.003の推進力を有している。空気の推進力値は、周囲空気の湿度（乾燥空気
１ポンド当りの水のポンド数で表現）と断熱飽和
温度に相当する空気の湿度（乾燥空気１ポンド当
りの水のポンド数で表現）との差の関数である。
これら推進値は例えばジヨン・エイチ・ペリーの
「Chemical Engineer´s Handbook」第４版（マツ
クグローヒルケミカルエンジニアリングシリー
ズ）に示されている標準湿度−温度表を使用して
決定される。次のものは代表的実施例であつてここに乾燥空
気は空気の加熱かまたは例えば水蒸気または水の
添加による空気の加湿により制御さている。

【表】低い相対湿度における周囲空気の湿度は水蒸気
または水または両者の添加によつて調整すること
ができる。水蒸気または水の量を適正に選ぶこと
によつて、空気温度を調整することができる。周
囲空気の温度が例外的に高くそして相対湿度が低
い場合には、水を空気中にスプレーして湿度を増
大させそしてまた空気温度を低下させることがで
きる。周囲湿度が高い場合には空気を加熱して塗
料の乾燥に対する所望の推進力が達成されるよう
にすることができる。噴霧空気を40℃から150℃に加熱することによ
つてこのスプレー法を更に制御することができ
る。これは勿論噴霧と同時に塗料を加熱しそして
乾燥を強化させる。この技術は高い相対湿度条件
下では特に有用でありそして適用の間の塗料の乾
燥速度を増大させ、それによつて塗料のだれおよ
び流れをなくする。本発明の新規な方法は、それがすべてのタイプ
の相対湿度条件下において水性ベース塗料の均一
なスプレー適用を可能ならしめ、そして製造業者
にとつてスプレー区域を完全に空調することを必
要としないという点で特に有利である。この技術
は空調装置が不要であるので製造業者の初期コス
トおよび製造コストを軽減させる。蒸発を制御す
るためにスプレー帯域の空気を加熱するかまたは
加湿するかまたは加熱および加湿することは、指
定された温度および湿度に全スプレー帯域を空調
するよりも実質的に一層経済的である。この新規
な方法は塗料が自動機械により適用されているス
プレー帯域において特に有用である。在来の空調（エアコンデイシヨニング）は空気
を定まつた一組の温度および湿度条件にしそして
加熱、冷却、加湿および除湿の段階の一つまたは
組合せを使用してこれら条件を達成する。これは
指摘されたように費用のかかる過程である。本発
明の方法は加熱および加湿のみを使用しそして空
調の場合のように一定の温度および湿度条件を保
持しようとは試みない。本発明の方法は一定の推
進力値を保持して、その結果スプレーされる塗料
の蒸発速度が同一水準に保たれて均一な外観を有
する仕上げを与える。添付図面はスプレーブースの制御されたスプレ
ー帯域中に供給される空気の温度および湿度制御
のための一つの実用的な系を示している。外気を
水スクラバーに通してダスト（粉塵）粒子を除去
し、そして空気を清浄にする。次いでこの空気を
フイルターに通してすべての残存粒子を除去す
る。温度指示装置および相対湿度指示装置が空気
管路中に置かれており、これらは二つの指示装置
からの信号を受けるコンピユーター制御装置に電
気的に接続されている。空気はヒーターを通りそ
して加湿器を通るが、これらは電気的にかまたは
空気圧的に、コンピユーター制御装置に結合され
ておりそしてコンピユーター制御装置により制御
されている。ヒーターは通常の熱交換器であり、ここに空気
は加熱表面上を通過する。水蒸気または熱水また
はその他の流体を熱交換器中で使用することがで
き、そしてこの流体の流れは、電気的にコンピユ
ーター制御装置に結合且つ制御されているバルブ
によつて制御されている。加湿機は水スプレーまたは水蒸気を使用して空
気中の水含量を増大させることができる。加湿機
はコンピユーター制御装置に結合されそしてこれ
によつて制御されている。次いでこの空気を自動的に制御されているスプ
レーブースの部分に通過させる。空気はコンピユ
ーター制御装置に電気的に結合されている第二の
温度−湿度指示装置上を通過する。このコンピユ
ーター制御装置は温度および湿度指示装置からの
信号を受けそしてそのデータを使用してヒーター
と加湿機を制御する。本発明の新規な方法を種々の水性ベースペイン
トに関して使用して仕上げの乾燥および外観を改
善することができる。好ましくは、この新規の方
法は水性熱硬化性アクリルコーテイング組成物、
そして特に塗膜形成性成分が次記すなわち (1) スチレン、メチルメタクリレートまたはスチ
レン−メチルメタクリレート混合物、アルキル
基中に２〜12個の炭素原子を含有するアルキル
アクリレートまたはアルキルメタクリレート
（場合によりヒドロキシアルキルアクリレート
またはヒドロキシアルキルメタクリレート）お
よびα・β−不飽和カルボン酸のアクリル重合
体、および (2) 水溶性または水分散性交叉結合剤からなる熱硬化性アクリルコーテイング組成物に
関して使用される。一つの有用な水性熱硬化性アクリルエナメルは
次の塗膜形成性成分すなわち (1) 60〜90重量％の、 (a) 20〜60重量％のメチルメタクリレートまた
はスチレンまたはメチルメタクリレート−ス
チレン混合物、 (b) 20〜40重量％のアルキル基中に２〜12個の
炭素原子を含有するアルキルアクリレートま
たはアルキル基中に４〜12個の炭素原子を含
有するアルキルメタクリレート、 (c) ４〜20重量％のα・β−エチレン性不飽和
カルボン酸例えばアクリル酸、メタアクリル
酸またはイタコン酸のアクリル重合体、および (2) 10〜40重量％の水分散性または水溶性交叉結
合樹脂例えばアルキル基中に１〜４個の炭素原
子を有するアルキル化されたメラミンホルムア
ルデヒド樹脂を包含し、そしてこの組成物は約６〜10のPHを与
えるに充分な塩基性化合物を含有している。本発明の方法について使用される一つの好まし
い水性熱硬化性アクリルエナメルコーテイング組
成物は、10〜60重量％の塗膜形成性成分を包含
し、而してこの塗膜形成性成分は本質的には次記
すなわち、 (1) 塗膜形成性成分の重量基準で60〜90重量％の
少くとも75％の均質度フアクターを有しそして
本質的には (a) アクリル重合体基準で20〜60重量％の、メ
チルメタクリレートまたはメチルメタクリレ
ートとスチレンとのブレンド（ただしスチレ
ンがアクリル重合体の40重量％までを構成す
る）のいずれかである硬質（ハード）成分、 (b) アクリル重合体基準で20〜40重量％の、ア
ルキル基中に２〜12個の炭素原子を有するア
ルキルアクリレート、アルキル基中に４〜12
個の炭素原子を有するアルキルメタクリレー
ト、または前記アルキルアクリレートおよび
アルキルメタクリレートの混合物のいずれか
である軟質（ソフト）アクリル成分、 (c) アクリル重合体の重量基準で４〜20重量％
の、アルキル基が２〜４個の炭素原子を有す
るヒドロキシアルキルメタクリレートまたは
ヒドロキシアルキルアクリレートまたはそれ
らの混合物のいずれかであるヒドロキシ含有
成分、 (d) アクリル重合体の重量基準で４〜20重量％
のα・β−不飽和カルボン酸、よりなりそしてその重合体がそして１：0.2〜
１：1.8のカルボキシル対ヒドロキシル比およ
び約35〜150の酸価および5000〜80000の重量平
均分子量を有するアクリル重合体、および (2) 塗膜形成性成分重量基準で10〜40重量％の、
水分散性または水溶性交叉結合樹脂好ましくは
１〜４個の炭素原子をアルキル基中に有するア
ルキル化メラミンホルムアルデヒド樹脂より構成されており、そしてこの組成物は約６〜
９のPHを与えるに充分な水溶性アミンを含有して
いる。前記コーテイング組成物は通常顔料添加されて
おり、そしてこれは約0.1〜40重量％の顔料しか
し好ましくは約0.1〜30重量％の顔料を含有して
いる。特にこの組成物は0.1〜3.0重量％の例えば
アルミニウムフレークのような金属フレーク顔料
を含有しうる。前記組成物中には種々の通常の顔
料例えば金属酸化物例えば二酸化チタニウム、酸
化鉄、酸化亜鉛その他、金属水酸化物、金属粉
末、クロム酸塩、硫酸塩、炭酸塩、カーボンブラ
ツク、珪酸塩、タルク、フタロシアニンブルーお
よびグリーン、インダンスロン顔料およびその他
の有機顔料および染料が使用される。前記エナメル中の水分散性または水溶性交叉結
合樹脂は好ましくはエナメル中に使用されている
アクリル重合体と共存性のアルキル化メラミンホ
ルムアルデヒド樹脂である。好ましくはこのエナ
メルは65〜85重量％のアクリル樹脂および35〜15
重量％のアルキル化メラミンホルムアルデヒド樹
脂を含有しており、そしてより好ましくは、アク
リル重合体約70重量％が約30重量％のアルキル化
メラミンホルムアルデヒド樹脂と組合せて使用さ
れている。好ましくはこの前記エナメル中に使用されてい
るアルキル化メラミンホルムアルデヒド樹脂はア
ルキル基中に１〜４個の炭素原子を含有してお
り、そしてこれらはアルコール例えばメタノー
ル、エタノール、プロパノール、イソプロパノー
ル、ブタノールをメラミンホルムアルデヒド樹脂
と反応させる在来の技術により製造される。メラ
ミンホルムアルデヒド樹脂がイソプロパノールと
反応せしめられそしてこれは他の有用な樹脂であ
る。また、尿素ホルムアルデヒド樹脂もまた交叉
結合剤として使用することができる。前記エナメルコーテイング組成物中に使用され
るアクリル重合体は水性媒体中に一部可溶性であ
り、そして一部分散性である。約30〜50重量％の
アクリル重合体が分散されてそしてこれは約0.01
〜0.10ミクロンそして好ましくは約0.02〜0.06ミ
クロンの粒子サイズを有している。そして残余の
50〜70重量％のアクリル重合体は水性媒体中に可
溶性でありそして溶解されている。水溶性および
分散性を得るためには、アクリル重合体は好まし
くは１：0.2〜１：1.8のカルボキシル対ヒドロキ
シル比を有している。これは重合体中のカルボキ
シル基のヒドロキシル基に対するモル比である。前記エナメル組成物中に使用されるアクリル重
合体は少くとも75％そして好ましくは80〜95％の
均一性フアクターを有している。この均一性フア
クターはその成分が重合体に対して与えられてい
る平均量の±15％内にある重合体の％である。例
えばもしそのアクリル重合体の平均組成が54％メ
チルメタクリレート、34％ブチルアクリレート、
６％２−ヒドロキシエチルアクリレートおよび６
％アクリル酸である場合には、その重合体の75％
はこれら平均値の±15％内にある。すなわち、54
％±８％のメチルメタクリレート、34％±５％ブ
チルアクリレート、６％±0.9％２−ヒドロキシ
エチルアクリレートおよび６％±0.9％アクリル
酸である。前記組成物中に利用されているアクリル重合体
は単量体、重合触媒および溶媒のプログラム化さ
れた添加によつて製造される。このプログラム化
された添加工程は重合プロセスのすべての段階で
予じめ定められた組成と本質的に同一の重合体を
形成させようという試みであり、そしてその結果
プロセス完了の際に少くとも75％の均一性フアク
ターを有する重合体組成物を与える結果となる。
この方法は重合体への単量体の高度の変換を可能
ならしめ、そしてまた比較的均一な分子量を有す
る重合体をも与える。本発明の新規な組成物中に
使用された場合これら重合体は高品質の仕上げを
与える。慣用の重合方法例えば一般的に当技術分野で使
用されているバツチ重合は本発明の新規なコーテ
イング組成物には不適当な広範な組成および分子
量を有する重合体を与える。前記のプログラム化された添加工程を含む重合
方法は、単量体添加速度および比率および重合体
重合温度および時間を決定するために、既知の重
合方程式および単量体活性比を使用するコンピユ
ータープログラムにもとづいている。これは全体
にわたつて均一な組成を有する重合体を生成させ
る。前記プログラム添加操作は単量体の重合値を
使用する重合方程式を使用するコンピユータープ
ログラムにもとづくものでありうる。一般に、プ
ログラム化された重合操作は最初に単量体と溶媒
を仕込むことからなり、これらは重合容器中で還
流温度に加熱され、次いである所定の間隔で単量
体および重合開始剤が容器に仕込まれそしてこの
間プログラム重合法に従つて還流温度が保持され
る。重合反応全体にわたつて形成される重合体は
少くとも75％の均一度フアクターを有している。
一般に重合は約75〜125℃で２〜４時間にわたつ
て行われて、ゲル浸透クロマトグラフイーで測定
した場合に約5000〜80000好ましくは10000〜
50000の重量平均分子量を有する重合体が生成さ
れる。この重合体は約35〜150好ましくは約35〜
80の酸価を有している。重合方法中では水混和性溶媒例えばイソプロパ
ノール、ｎ−プロピルアルコール、２−エチルヘ
キサノール、ジアセトンアルコールおよびその他
のアルコール、アセトン、アセチルアセトン、エ
チレングリコールモノエチルエーテル、エチレン
グリコールモノブチルエーテルおよびエチレング
リコールモノメチルエーテルアセテートを使用し
てアクリル重合体を製造する。例えばメチルエチ
ルケトン、エチレングリコールモノエチルエーテ
ルアセテートのような限られた水溶解度を有する
溶媒の少量を使用することができる。この新規な
組成物は約20重量％までの水混和性溶媒を含有し
うるが、しかしこれは好ましくは５〜15重量％の
溶媒を含有する。所望によりこの新規な組成物は
溶媒なしで製造しうる。アクリル重合体製造に使用される単量体の重量
基準で約0.1〜４重量％の重合触媒が使用され
る。典型的触媒はアゾビスイソブチロニトリル、
アゾビス（α・γ−ジメチルバレロニトリル）、
ベンゾイルパーオキサイド、第三級ブチルパーオ
キシピバレート、第三級ブチルパーアセテートそ
の他である。連鎖移動剤例えばラウリルメルカプ
タンもまた使用される。このアクリル重合体は20〜60重量％の硬質成分
を含有するがこれはメチルメタクリレートまたは
メチルメタクリレート−スチレン混合物でありう
る。この重合体の40重量％までがスチレンであり
うる。このアクリル重合体は15〜30重量％のメチ
ルメタクリレートとの組合せにおいて５〜30重量
％のスチレンを含有しうる。好ましくはこの重合
体は約52〜57重量％のメチルメタクリレートを含
有する。このアクリル重合体は20〜40重量％の軟質アク
リル成分を含有するが、これは２〜12個の炭素原
子をアルキル基中に有するアルキルアクリレー
ト、４〜12個の炭素原子をアルキル基中に有する
アルキルメタクリレートまたはこれら二成分の混
合物のいずれかである。好ましくはこのアクリル
重合体は28〜38重量％の軟質アクリル成分（好ま
しくはアルキル基中に２〜８個の炭素原子を有す
るアルキルアクリレート）を含有する。次のもの
は使用しうる典型的軟質アクリル単量体である。
すなわち、エチルアクリレート、プロピルアクリ
レート、イソプロピルアクリレート、ブチルアク
リレート、イソブチルアクリレート、ヘキシルア
クリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、
オクチルアクリレート、ノニルアクリレート、ラ
ウリルアクリレートその他、ブチルメタクリレー
ト、イソブチルメタクリレート、ペンチルメタク
リレート、ヘキシルメタクリレート、オクチルメ
タクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレー
ト、デシルメタクリレート、ラウリルメタクリレ
ートその他である。ブチルアクリレートはそれが
優れた物理的性質を有する高品質重合体を生成す
るので好ましい軟質アクリル成分である。このアクリル重合体は４〜20重量％のヒドロキ
シ含有成分例えばヒドロキシアルキルアクリレー
トまたはヒドロキシアルキルメタクリレートまた
はこれら二者の化合物の混合物を含有する。好ま
しくはこの重合体は約５〜10％のヒドロキシル含
有成分を含有する。これら成分は２〜４個の炭素
原子をアルキル基中に含有しそしてこれらは例え
ばヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシブ
チルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレ
ート、ヒドロキシプロピルメタクリレートおよび
ヒドロキシブチルメタクリレートである。このアクリル重合体はまたアクリル重合体重量
基準で４〜20重量％のα・β−不飽和カルボン酸
をも含有する。典型的には有用な酸はアクリル
酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、プ
ロピルアクリル酸その他である。好ましくはアク
リル酸およびメタクリル酸を４〜10重量％の量で
使用する。その理由はこれらの酸が高品質重合体
を生成するからである。本発明に使用されている好ましい一重合体は、
50〜60重量％のメチルメタクリレート、30〜40重
量％の軟質アクリル成分好ましくはブチルアクリ
レート、５〜10重量％のヒドロキシ含有成分好ま
しくはヒドロキシエチルアクリレートまたはヒド
ロキシプロピルメタクリレート、および４〜12重
量％のアクリル酸、メタクリル酸またはイタコン
酸を含有している。これらの好ましいアクリル重
合体は約10000〜50000の重量平均分子量、約35〜
100の酸価および約１：1.03〜１：1.5のカルボキ
シル対ヒドロキシル比を有している。高い品質の仕上げを与える他の特に有用なアク
リル重合体は、約28〜32重量％のスチレン、22〜
26重量％のメチルメタクリレート、30〜35重量％
のブチルアクリレート、７〜９重量％のヒドロキ
シエチルアクリレートおよび４〜６重量％のアク
リル酸を含有しており、そして約30〜50の酸価、
１：0.4〜１：1.5のカルボキシル対ヒドロキシル
比および約10000〜50000の重量平均分子量を有し
ている。水性分散液を生成させるためには、このアクリ
ル重合体を少なくとも一部分水溶性アミンで中和
しそして次いで水に分散させる。使用しうる典型
的な水溶性アミンは第一級アミン、第二級アミ
ン、第三級アミン、ポリアミンおよびヒドロキシ
アミン例えばエタノールアミン、ジエタノールア
ミン、トリエタノールアミン、ｎ−メチルエタノ
ールアミン、Ｎ・Ｎ−ジエチルエタノールアミ
ン、Ｎ−アミノエタノールアミン、Ｎ−メチルジ
エタノールアミン、モノイソプロパノールアミ
ン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパ
ノールアミン、ヒドロキシアミン、ブタノールア
ミン、ヘキサノールアミン、メチルジエタノール
アミン、Ｎ・Ｎ−ジエチルアミノエチルアミン、
エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ジエ
チレンテトラミン、ヘキサメチレンテトラミン、
トリエチルアミンその他である。このアクリル重
合体は通常50〜60％中和されており、そしてこれ
は100％中和されていてもよい。50〜60％中和が
好ましい。その理由はこの中和度は高固体分でエ
ナメル形成を可能ならしめる水性分散液を形成す
るからである。得られる水性コーテイング組成物
のPHは一般に６〜９、好ましくは7.1〜7.5に調整
されている。本発明の新規な方法は種々の被塗装物例えば金
属、木材、ガラス、スチール、鉄、プラスチツク
その他の上に塗料を適用する目的で使用すること
ができる。好ましくは、この新規な方法は下引き
された金属被塗装物上に水性コーテイングを適用
するに利用される。酸化鉄、カーボンブラツク、
二酸化チタンで顔料添加された典型的アルキドプ
ライマーおよびエポキシプライマーが使用され
る。このプライマー（下引き剤）は電解沈着によ
つて金属に適用することができるし、または適常
のスプレーまたは浸漬技術によつて適用すること
ができる。この方法は亜鉛めつきスチール上に直
接コーテイングを与えるために使用して耐久性の
仕上げを形成させることができる。好ましい水性アクリルエナメルは中間シーラー
コーテイングの使用なしに直接下引きされた金属
基質上に使用することができる。しかしシーラー
コーテイングを使用して優れた接着性および平滑
さの仕上げを生成させることができる。これらの
シーラーは水ベースのものまたは溶媒ベースのも
のでありうる。一つの典型的な有用なシーラー組
成物が米国特許第3509086号明細書に開示されて
いる。本発明の新規な方法により適用された仕上げ
は、優れた水汚点（スポツト）抵抗性、ひびわれ
（クレイズ）抵抗性、良好な耐久性および耐候性
および光沢保持および良好なガソリン抵抗性を有
する光沢性で平滑なそして均一な仕上げである。
本発明の新規な方法により適用された仕上げのこ
れらの特性は、この方法を自動車およびトラツク
車体の外装の仕上げ適用に対して特に魅力的なも
のにしている。次に実施例は本発明を例示するものである。そ
うでないと記載されていない限りは部および％は
重量基準である。例１最初に次のアクリル重合体分散液を生成させる
ことによつてコーテイング組成物を製造する。区分１重量部メチルメタクリレート単量体 17.080 ブチルアクリレート単量体 19.130 ２−エチルヘキシルアクリレート単量体 2.720 アクリル酸単量体 1.150 イソプロパノール 6.140 エチレングリコールモノブチルエーテル 9.680 ラウリルメルカプタン 0.294区分２ベンゾイルパーオキサイド 0.672 メチルエチルチトン 1.580 エチレングリコールモノメチルエーテルアセテー
ト 1.580 エチレングリコールモノブチルエーテル 2.360区分３メチルメタクリレート単量体 24.530 ブチルアクリレート単量体 11.520 ２−ヒドロキシエチルアクリレート 3.910 アクリル酸 2.090 ベンゾイルパーオキサイド 0.906 イソプロピルアルコール 3.000 エチレングリコールモノブチルエーテル 9.800区分４メチルメタクリレート単量体 25.720 ブチルアクリレート 12.080 ２−ヒドロキシエチルアクリレート単量体 4.090 アクリル酸単量体 2.200 ベンゾイルパーオキサイド 1.248 イソプロパノール 4.120 エチレングリコールモノブチルエーテル 13.150区分５エチルメタクリレート 9.570 ブチルアクリレート 4.490 ２−ヒドロキシエチルアクリレート 1.520 アクリル酸単量体 0.820 ベンゾイルパーオキサイド 0.440 イソプロパノール 1.460 エチレングリコールモノブチルエーテル 4.760区分６ジエチルエタノールアミン 7.900 脱イオン水 101.300区分７脱イオン水 169.090 計492.100 区分１を撹拌機、加熱マントルおよび還流冷却
器を付した反応容器に仕込みそして次いで約160
℃の還流温度に加熱する。区分２を前混合しそして次いで加えそして次い
で区分３を前混合し、そして反応混合物をその還
流温度に保持しつつ20分間にわたつて均一な速度
で加える。区分４を前混合し、そしてその反応混
合物をその還流温度に保持しつつ60分にわたつて
均一な速度で加える。区分５を前混合し、そして
100分間にわたつて均一な速度で加える。次いで
この反応混合物を更に1/2時間その還流温度に保
持する。区分６を前混合しそして次いで反応混合
物に加える。次いで区分７をこの反応混合物に加
えそしてこの反応混合物を室温まで冷却し、そし
て過してすべての凝固物を除く。得られる重合体分散液は34％重合体固体分含量
を有しており、その粒子サイズは約0.02〜0.06ミ
クロンである。この重合体はジメチルホルムアミ
ド中約0.5％重合体固体分濃度で25℃で測定した
場合に1.16の相対粘度を有しており、そして約33
〜35の酸価および１：1.5のカルボキシル対ヒド
ロキシル比を有している。この重合体は次の組成
すなわち約54.2／33.1／8.4／4.3の重量比のメチ
ルメタクリレート／ブチルアクリレート／２−ヒ
ドロキシエチルアクリレート／アクリル酸および
約75〜85％の均一性フアクターを有している。フタロシアニンブルーミルベースは次のように
して製造される。区分１重量部ヘキサ（メトキシメチル）メラミン 546 イソプロパノール 630区分２フタロシアニンブルー顔料 210区分３ヘキサ（メトキシメチル）メラミン 285 イソプロパノール 426 計2097 区分１を30分間にわたつて区分２と混合し、そ
して次いで区分３を加え、そしてそれらの成分を
30分間混合する。得られる組成物を標準サンドミ
ルに２回通しそして粉砕して均一なミルベースを
生成させる。ブルーミルベースは次のようにして製造され
る。区分１重量部ヘキサ（メトキシメチル）メラミン 78 イソプロパノール 90区分２「モナストラル」ブルー顔料 30区分３ヘキサ（メトキシメチル）メラミン 41 イソプロパノール 61 計300 区分１を30分間にわたつて区分２と混合し、そ
して次いで区分３を加え、そしてその成分を30分
間混合する。得られる組成物を標準サンドミルに
２回通しそして粉砕して均一なミルベースを生成
させる。バイオレツトミルベースは次のようにして製造
される。区分１重量部ヘキサ（メトキシメチル）メラミン 13.6 イソプロパノール 45.1区分２「モナストラル」バイオレツト 7.0区分３ヘキサ（メトキシメチル）メラミン 7.6 イソプロパノール 26.7 計100.0 区分１および２を一緒にしそして次いで30分間
混合し、そして次いで区分３を加え、そしてその
組成物を更に15分間混合する。得られる組成物を
標準サンドミルに２回通して粉砕して均一なミル
ベースを生成させる。フタロシアニングリーン−イエローミルベース
は次のようにして製造される。区分１重量部ヘキサ（メトキシメチル）メラミン 78 イソプロパノール 90区分２フタロシアニングリーンイエロー顔料 30区分３ヘキサ（メトキシメチル）メラミン 41 イソプロパノール 61 計300 区分１を30分間にわたつて混合容器中で区分２
と混合し、そして次いで区分３を加え、そして更
に15分間混合する。得られる組成物を標準サンド
グラインデイングミルに２回通し粉砕して均一な
ミルベースを生成させる。アルミニウムフレークミルベースを次のように
して製造する。重量部アルミニウムフレーク 1.71 ヘキサ（メトキシメチル）メラミン 5.75 イソプロパノール 11.05 計18.51 前記成分を一緒に30分間充分に混合して均一な
分散液を形成させる。次に成分を一緒に混合することによつて、塗料
組成物を製造する。区分１重量部フタロシアニンブルーミルベース（前記参照） 6.35 ブルーミルベース（前記参照） 0.20 バイオレツトミルベース（前記参照） 0.70 フタロシアニングリーンイエローミルベース（前記参照） 0.45 アルミニウムフレークミルベース（前記参照） 11.05区分２ヘキサ（メトキシメチル）メラミン 20.40区分３アクリル重合体分散液（前記参照） 272.40区分４脱イオン水 18.00区分５ブチルアクリレート／アクリル酸共重合体溶液（アルコール中85／15ブチルアクリレート／アクリル酸共重合体の 80％重合体固体分） 3.30 シリコーンクレーター形成防止剤溶液（水中10％
の低分子量シリコーン樹脂） 3.35 脱イオン水 31.00 計367.10 区分１を混合容器に仕込み、そして充分に一緒
に混合させ、そして次いで区分２を加えて次いで
区分１と混合し、そして連続的に各添加後混合を
行ないつつ区分３、４および５を加える。得られ
た組成物はNo.２フイツシヤーカツプを使用して30
秒粘度および28.1％の全固体分含量を有してい
る。 63PBキヤツプ、16オンス／分（453.6ｇ／分）
の塗料流速、70psiの噴霧空気圧でビンクス62−
Ａスプレーガンを使用する。すべてのスプレー
は、900インチ／分（22.86ｍ／分）の噴射にセツ
トされた指示速度でエクリプス自動装置を使用し
て行なわれる。４種の塗料被膜は各被膜に対して
２回のスプレーを行ないそして被膜間に２分間の
フラワシユ時間を使用して適用される。各ガンは
パネルから14インチ（35.56cm）に設けられてい
る。パネルは4″×6″（10.16cm×15.24cm）の1.5ミ
ルの酸化鉄顔料添加したアルキド樹脂プライマー
で下引きされたホスフエート処理されたスチール
である。適用後、各パネルを15分間85℃でそして
次いで45分間150℃で焼付けする。パネルは次の条件下にスプレーされる。

【表】例２次のようにしてコーテイング組成物を製造す
る。区分１重量部アクリル重合体分散液（固体分含量70％、
この重合体はジメチルホルムアミド中で
そして0.5％重合体固体分で25℃で測定
した場合約1.09の相対粘度、約47の酸数
および１：0.58のカルボキシル対ヒドロ
キシル比を有し、そしてこれは約54／
34.2／5.7／6.1の重量比のメチルメタク
リレート／ブチルアクリレート／２−ヒ
ドロキシエチルアクリレート／アクリル
酸の組成のものでありそして約75〜85％
の均一性フアクターを有している） 200区分２ジエチルアミノエタノールアミン 14区分３脱イオン水 318区分４ヘキサ（メトキシメチル）メラミン 60 計592 区分１を混合容器に仕込みそして次いで区分２
を加え、そして区分１と共に混合する。区分３を
次いで一定の撹拌下に徐々に加える。区分３の添
加後、区分４の全部を次いで加えそして混合す
る。得られるコーテイング組成物は約33％の固体
分含量およびNo.２パーリンキヤツプを使用した場
合約30秒のスプレー粘度を有している。前記で製造されたコーテイング組成物を同一の
スプレーおよび焼付け操作および同一の下引きさ
れたスチールパネルを使用して例１におけるよう
にして同一周囲空気および制御された空気条件下
に適用する。適用の結果は例１の結果に非常に似
ている。非制御条件下にスプレーされたパネルは
流れおよびだれを示した。例３次の成分を混合してコーテイング組成物を製造
する。区分１重量部アクリル重合体分散液（固体分含量71％、
この重合体はジメチルホルムアミド中で
そして0.5％重合体固体分で25℃で測定
した場合約1.096の相対粘度、約93〜94
の酸数および１：0.31のカルボキシル対
ヒドロキシル比を有し、そしてこれは
53.8／28.2／6.0／12.0の重量比のメチル
メタクリレート／ブチルアクリレート／
ヒドロキシエチルアクリレート／アクリ
ル酸の組成でありそしてて約75〜85％の
均一性フアクターを有している） 200区分２ジエチルアミノエタノールアミン 15区分３脱イオン水 318区分４ヘキサ（メトキシメチル）メラミン 60 計593 区分１を混合容器に仕込み、そして次いで区分
２を一定の撹拌下に加え、そして区分３を次いで
反混合物に徐々に加える。区分３の添加後、区分
４を加えそして反応混合物と共に混合する。得ら
れる組成物は約33％の重合体固体分含量およびNo.
２パーリンキヤツプを使用して測定した場合30秒
のスプレー粘度を有している。前記で製造されたコーテイング組成物を同一の
スプレーおよび焼付け操作および同一の下ふきさ
れたスチールパネルを使用して例１におけるよう
にして、同一周囲空気および制御された空気条件
下に適用する。適用の結果は例１の結果に非常に
似ている。制御条件下にスプレーされたパネルは
良好な外観を有していたが、非制御条件下にスプ
レーされたパネルは流れおよびだれを示した。例４次の成分を一緒に混合することによつて塗料組
成物を製造する。区分１重量部ミルベース（例１に記載） 6.35 「モナストラル」ブルーミルベース（例１で製造） 0.20 「モナストラル」バイオレツトミルベース（例１で製造） 0.70 フタロシアニングリーンイエローミルベース（例１で製造） 0.45 アルミニウムフレークミルベース（例１で製造） 11.05区分２ヘキサ（メトキシメチル）メラミン 20.40区分３アクリル重合体分散液（重合体固体含量26重量
％、この重合体はジメチルホルムアミド溶媒
中で約0.5％重合体固体分で25℃で測定した
場合の約1.15の相対粘度、約46〜47の酸数お
よび１：0.62のカルボキシル対ヒドロキシル
比を有し、そしてこれは約54／34／６／６の
重量比のメチルメタクリレート／ブチルアク
リレート／２−ヒドロキシエチルアクリレー
ト／アクリル酸の組成でありそして約75〜85
％の均一性フアクターを有している） 272.40区分４脱イオン水 18.00区分５ブチルアクリレート／アクリル酸共重合体溶液（例１に記載） 3.30 クレーター形成防止剤溶液（10％シリコーン溶液） 3.35 脱イオン水 31.00 計362.20 区分１を混合容器に仕込み、そして一緒に完全
に混合し、そして次いで区分２を加えそして混合
し、そして次いで区分３を加えそして成分を一緒
に充分に混合する。区分４を加え、そして混合物
と共に混合し、そして区分５を加えそしてその混
合物と共に充分に混合する。得られる塗料組成物
は28％の固体分含量およびNo.２ツアーンキヤツプ
を使用した場合約31秒のスプレー粘度を有してい
る。前記で製造されたコーテイング組成物を同一の
スプレーおよび焼付け操作および同一の下ふきさ
れたスチールパネルを使用して例１におけるよう
にして同一常態空気および制御された空気条件下
に適用する。適用の結果は例１の結果に非常に似
ている。制御条件下にスプレーされたパネルは良
好な外観を有してはいるがしかし非制御条件下に
スプレーされたパネルは流れおよびだれを示し
た。

【図面の簡単な説明】

添付図面は塗料スプレーブース中における空気
の温度および湿度の自動的調節のための模式略図
を示している。

Claims

【特許請求の範囲】１噴霧空気を５〜40立方フイート／分（0.142
〜1.132m³／分）の流速および30〜95ポンド／平
方インチ（2.109〜6.679Kg／cm²）の空気圧で利用
するスプレーガンを用いて塗料を５〜30オンス／
分（147.87〜887.22ml／分）の流速で空気スプレ
ーして空気霧化された塗料を形成させこれを被塗
装物に適用しそして約75〜200℃で焼付けして被
塗装物上に水性ベース塗料を適用する方法におい
て、15〜40℃の温度と0.002〜0.004の範囲にある
推進力値に制御され且つこの範囲内の設定値に常
に維持されている空気雰囲気中に霧化された塗料
をスプレーして焼付け後に均一な外観を有する仕
上げとすることからなり、しかも前記塗料が (1) スチレン、メチルメタクリレートまたはそれ
らの混合物、アルキル基中に２〜12個の炭素原
子を含有するアルキルアクリレートまたはアル
キルメタクリレート、場合によりヒドロキシア
ルキルアクリレートまたはヒドロキシアルキル
メタクリレート、およびα・β−不飽和カルボ
ン酸で構成されるアクリル重合体、および (2) 水溶性または水分散性交叉結合剤を塗膜形成性成分として包含している水性熱硬化
性アクリルエナメルであることを特徴とする、塗
装方法。２空気が0.003の推進力値を有している前記特
許請求の範囲第１項記載の方法。３アクリルエナメルが10〜60重量％のフイルム
形成性成分およびそれに応じて90〜40重量％の水
および20重量％までの塗膜形成性成分に対する溶
媒を包含しており、且つその塗膜形成成分が本質
的に (1) 塗膜形成性成分の重量基準で60〜90重量％
の、 (a) アクリル重合体基準で20〜60重量％の、メ
チルメタクリレート、スチレンまたはメチル
メタクリレートとスチレンとのブレンドのい
ずれかである硬質成分、 (b) アクリル重合体基準で20〜40重量％の、ア
ルキル基中に２〜12個の炭素原子を有するア
ルキルアクリレートまたはアルキル基中に４
〜12個の炭素原子を有するアルキルメタクリ
レート、または前記アクリレートおよびメタ
クリレートの混合物のいずれかである軟質成
分、 (c) アクリル重合体の重量基準で４〜20重量％
の、アルキル基が２〜４個の炭素原子を有す
るヒドロキシアルキルメタクリレートまたは
ヒドロキシアルキルアクリレートまたはそれ
らの混合物のいずれかであるヒドロキシ含有
成分、 (d) アクリル重合体の重量基準で４〜20重量％
のα・β−エチレン性不飽和カルボン酸より本質的になるアクリル重合体、および (2) 塗膜形成性成分重量基準で10〜40重量％の、
１〜４個の炭素原子をアルキル基中に有する水
分散性アルキル化メラミンホルムアルデヒド樹
脂より構成されており、そしてこの組成物が約６〜
10のPHを与えるに充分な水溶性アミンを含有して
いる前記特許請求の範囲第１項記載の方法。４エナメルのアクリル重合体が本質的に50〜60
重量％のメチルメタクリレート、30〜40重量％の
ブチルアクリレート、５〜10重量％のヒドロキシ
エチルアクリレートおよび４〜12重量％のアクリ
ル酸より構成されており、そしてこの重合体が約
35〜100の酸価および約１：0.3〜１：1.5のカル
ボキシル対ヒドロキシル比を有しており、そして
そのアクリル重合体が約10000〜50000の重量平均
分子量を有している前記特許請求の範囲第３項記
載の方法。５エナメルのアクリル重合体が本質的に28〜32
重量％のスチレン、22〜26重量％のメチルメタク
リレート、30〜35重量％のブチルアクリレート、
７〜９重量％のヒドロキシエチルアクリレートお
よび４〜６重量％のアクリル酸より構成されてお
り、そしてこれが約30〜50の酸価および約１：
0.4〜１：1.5のカルボキシル対ヒドロキシル比を
有しており、そしてその重合体が約10000〜50000
の重量平均分子量を有している前記特許請求の範
囲第３項記載の方法。６噴霧空気を40〜150℃に加熱する前記特許請
求の範囲第１項記載の方法。７スプレーガンが手動式スプレーガンである前
記特許請求の範囲第１項記載の方法。８スプレーガンが自動スプレーガンである前記
特許請求の範囲第１項記載の方法。９被塗装物がスチールである前記特許請求の範
囲第１項記載の方法。１０被塗装物がプライマー組成分でコーテイン
グされたスチールである前記特許請求の範囲第１
項記載の方法。