説明

着色塗料組成物

【課題】平滑性に優れ、かつフリップフロップ性が高く、メタリックムラが少ない優れた外観を有する複層塗膜を形成できる着色塗料組成物および塗膜形成方法を提供すること。
【解決手段】(A)水酸基含有樹脂、
(B)硬化剤、
(C)一般式(1)
【化1】


[式中、RおよびRは、独立して炭素数4〜18の炭化水素基を示し、Rは炭素数2〜4のアルキレン基を示し、mは3〜25の整数を示す。m個のオキシアルキレン単位(R−O)は、互いに同じであっても異なっていてもよい。]
で表されるジエステル化合物、
(D1)着色顔料、ならびに
(D2)体質顔料、
を含有し、且つ、着色顔料(D1)および体質顔料(D2)の合計含有量が、水酸基含有樹脂(A)および硬化剤(B)の合計100質量部に対して40〜180質量部である、着色塗料組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、着色塗料組成物およびこれを用いる塗膜形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車車体、特にその外板部には、優れた防食性や外観を付与することを目的として、一般に、防食性に優れる下塗り塗膜、平滑性および耐チッピング性に優れる中塗り塗膜、ならびに外観に優れる上塗り塗膜からなる複層塗膜を形成する。
【0003】
このうち、上塗り塗膜は、通常、着色塗料、着色ベース塗料、クリヤー塗料等を用いて種々の方式により形成される。例えば、着色塗料を塗装し、次いで焼付け硬化させる1コート1ベーク方式;光輝性顔料、着色顔料等の顔料を含有する着色ベース塗料を塗装し、その未硬化の着色ベース塗膜上にクリヤー塗料を塗装した後、該着色ベース塗膜とクリヤー塗膜を同時に焼付け硬化させる2コート1ベーク方式;着色顔料を含有する着色ベース塗料を塗装し、その未硬化の着色ベース塗膜上に、光干渉性を有する光輝性顔料等を含有する光輝性ベース塗料を塗装し、得られた光輝性ベース塗膜上にクリヤー塗料を塗装した後、該着色ベース塗膜、光輝性ベース塗膜およびクリヤー塗膜を同時に焼付け硬化させる3コート1ベーク方式等が採用されている。通常、上記1コート1ベーク方式は、白色や黒色等のいわゆるソリッド色塗装で多く用いられる。2コート1ベーク方式は、アルミニウム顔料等の光輝性顔料を含有するいわゆるメタリック色塗装で多く用いられる。3コート1ベーク方式は、光干渉性模様を呈するいわゆるパール色塗装で多く用いられる。
【0004】
上記着色塗料、着色ベース塗料および光輝性ベース塗料としては、従来、有機溶剤型塗料が多く用いられていたが、塗装塗膜焼付け時の有機溶剤の揮散による環境汚染のため、最近では、環境汚染の少ない水性塗料の採用が進んでいる。
【0005】
しかしながら、上記水性塗料によって得られる塗膜は、一般に、有機溶剤型塗料に比べて、平滑性等に劣る。また、光輝性顔料を含有する水性塗料においては、有機溶剤型塗料に比べて、フリップフロップ性が劣ったり、メタリックムラが発生しやすいという問題がある。
【0006】
これらの問題に対し、特許文献1には、酸価が30〜150で、水酸基価が10〜100であるモノマー混合液Aを水中で水溶液重合して乳化重合用水溶液樹脂を得た後、前記乳化重合用水溶液樹脂を保護コロイドとして用い、酸価が上限20で、水酸基価が上限100であるモノマー混合液Bを乳化重合して前記保護コロイド中にコア樹脂を合成することによって得られる水性樹脂分散液と、光輝材とを含んでいることを特徴とする水性塗料組成物が開示されている。この水性塗料組成物は、外観が良好であり、特に、フリップフロップ性に優れた塗膜を形成できる。しかしながら、前記水性塗料組成物により形成される塗膜は、平滑性に劣り、さらにメタリックムラが発生する場合があった。
【0007】
また、特許文献2には、(A)水性ベース樹脂および(B)重量平均分子量が400〜900の範囲内であり、架橋性官能基がアルコキシ(炭素数3〜8)メチル基から選ばれた1種以上が5〜20%およびメチロール基およびアルコキシ(炭素数1〜2)メチル基から選ばれた1種以上が95〜80%からなり、1核体メラミン含有率が40〜70重量%であり、かつ水トレランスが10〜40であるメラミン樹脂を主成分とする水性塗料組成物が開示されている。しかしながら、この水性塗料組成物により形成される塗膜もまた、平滑性に劣り、さらにはメタリックムラが発生する場合があった。
【0008】
また、最近では、工程スペースの縮小化およびエネルギー費低減を目的として、中塗り塗料塗装後の焼付硬化工程を省略し、未硬化の中塗り塗膜上に上塗り塗料を塗装した後、該中塗り塗膜と上塗り塗膜を同時に焼付硬化させる塗装方法が検討されている(例えば、特許文献3)。しかしながら、該塗装方法では中塗り塗膜と上塗り塗膜との間で混層が生じやすく、そのため、形成される塗膜の平滑性やフリップフロップ性が劣ったり、メタリックムラが発生する場合があった。
【特許文献1】特開2003−286450
【特許文献2】特開平7−207220
【特許文献3】特開2004−267834
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の目的は、平滑性に優れた複層塗膜を形成できる着色塗料組成物を提供すること、特に、後述する水性塗料である第2着色塗料組成物(Y)(以下、「水性第2着色塗料(Y)」と略記する場合がある)が光輝性顔料を含む場合に、フリップフロップ性が高く、メタリックムラが少ない優れた外観を有する複層塗膜を形成できる着色塗料組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者らは、上記課題を達成するために鋭意検討を重ねた結果、特定組成の着色塗料組成物が上記課題を解決できることを見出し本発明を完成するに至った。
【0011】
すなわち、本発明は、下記の着色塗料組成物、該組成物を用いた複層塗膜の形成方法、および該組成物が塗装された物品に係る。
1. (A)水酸基含有樹脂、
(B)硬化剤、
(C)一般式(1)
【0012】
【化1】

【0013】
[式中、RおよびRは、独立して炭素数4〜18の炭化水素基を示し、Rは炭素数2〜4のアルキレン基を示し、mは3〜25の整数を示す。m個のオキシアルキレン単位(R−O)は、互いに同じであっても異なっていてもよい。]
で表されるジエステル化合物、
(D1)着色顔料、ならびに
(D2)体質顔料、
を含有し、且つ、着色顔料(D1)および体質顔料(D2)の合計含有量が、水酸基含有樹脂(A)および硬化剤(B)の合計100質量部に対して40〜180質量部である、着色塗料組成物。
2. 水酸基含有樹脂(A)が、水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)および水酸基含有アクリル樹脂(A2)からなる群より選ばれる少なくとも一種である、上記項1に記載の着色塗料組成物。
3. 水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)が、脂肪族多塩基酸(a1−1−1)および脂環族多塩基酸(a1−1−2)を合計で30モル%以上含む酸成分(a1−1)とアルコール成分(a1−2)との反応によって得られる水酸基含有ポリエステル樹脂である、上記項2に記載の着色塗料組成物。
4. ジエステル化合物(C)が、ポリオキシアルキレングリコールと脂肪族モノカルボン酸とのジエステル化合物である、上記項1に記載の着色塗料組成物。
5. 水酸基含有樹脂(A)および硬化剤(B)の合計量に基づいて、水酸基含有樹脂(A)を30〜95質量%含有し、硬化剤(B)を5〜70質量%含有する、上記項1に記載の着色塗料組成物。
6. 水酸基含有樹脂(A)および硬化剤(B)の合計100質量部に対して、ジエステル化合物(C)を1〜30質量部含有する、上記項1に記載の着色塗料組成物。
7. さらに、実質的に水酸基を含有しないウレタンエマルション(F)を含有する、上記項1に記載の着色塗料組成物。
8. 水酸基含有樹脂(A)および硬化剤(B)の合計100質量部に対して、ウレタンエマルション(F)を1〜80質量部含有する、上記項7に記載の着色塗料組成物。
9. 水性塗料組成物である、上記項1に記載の着色塗料組成物。
10. 上記項1に記載の着色塗料組成物が塗装された物品。
11. (1)被塗物に、請求項1に記載の着色塗料組成物を塗装して第1着色塗膜を形成する工程、
(2)未硬化の第1着色塗膜上に、水性塗料である第2着色塗料を塗装して第2着色塗膜を形成する工程、ならびに
(3)未硬化の第1着色塗膜および未硬化の第2着色塗膜を加熱して両塗膜を同時に硬化させる工程、
を含む複層塗膜形成方法。
12. 第2着色塗料が光輝性顔料(D3)を含有する塗料である上記項11に記載の複層塗膜形成方法。
13. 被塗物が、電着塗料によって下塗り塗膜が形成された車体である上記項11に記載の複層塗膜形成方法。
14. 上記項11に記載の複層塗膜形成方法により塗装された物品。
【0014】
着色塗料組成物
本発明の着色塗料組成物(以下、「第1着色塗料(X)」と略記する場合がある)は、
(A)水酸基含有樹脂、
(B)硬化剤、
(C)一般式(1)
【0015】
【化2】

【0016】
[式中、RおよびRは、独立して炭素数4〜18の炭化水素基を示し、Rは炭素数2〜4のアルキレン基を示し、mは3〜25の整数を示す。m個のオキシアルキレン単位(R−O)は、互いに同じであっても異なっていてもよい。]
で表されるジエステル化合物、
(D1)着色顔料、ならびに
(D2)体質顔料、
を含有し、且つ、着色顔料(D1)および体質顔料(D2)の合計含有量が、水酸基含有樹脂(A)および硬化剤(B)の合計100質量部に対して40〜180質量部である。
【0017】
本発明の組成物は、被塗物に、第1着色塗料(X)を塗装して第1着色塗膜を形成し、得られた未硬化の第1着色塗膜上に水性第2着色塗料(Y)を塗装して第2着色塗膜を形成する複層塗膜形成方法において、第1着色塗料(X)として好適に使用できる。
【0018】
水酸基含有樹脂(A)
水酸基含有樹脂(A)を含有させることにより、複層塗膜の耐水性等を向上させることができる。
【0019】
水酸基含有樹脂(A)は、1分子中に少なくとも1個の水酸基を有する樹脂である。得られる塗膜の耐水性等の観点から、水酸基含有樹脂(A)の水酸基価は、1〜300mgKOH/g程度が好ましく、5〜250mgKOH/g程度がより好ましく、10〜180mgKOH/g程度がさらに好ましい。
【0020】
水酸基含有樹脂(A)は、酸基を分子内に有していてもよい。前記酸基としては、カルボキシル基、スルホン酸基、燐酸基等が挙げられる。特に、上記水酸基含有樹脂(A)は、酸基としてカルボキシル基を有することが好ましい。
【0021】
本発明の組成物を水性塗料として使用する場合は、酸基、好ましくはカルボキシル基を塩基性化合物で中和することにより、水酸基含有樹脂(A)を水溶性化または水分散化することができる。
【0022】
前記塩基性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム等のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物;アンモニア;エチルアミン、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、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、3−アミノプロパノール等の第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−プロパノールアミン、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等の第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、2−(ジメチルアミノ)エタノール等の第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等のポリアミンを挙げることができる。
【0023】

塩基性化合物の使用量は、水酸基含有樹脂(A)の酸基に対して0.1〜1.5当量程度が好ましく、0.2〜1.2当量程度がより好ましい。
【0024】
なお、上記水性塗料とは、有機溶剤型塗料と対比される用語であって、一般に、水または水を主成分とする媒体(水性媒体)に、塗膜形成樹脂、顔料等を分散および/または溶解させた塗料を意味する。本発明の組成物は、環境負荷を低減する観点から、水性塗料であることが好ましい。本発明の組成物が水性塗料である場合、該組成物中における水の含有量は、10〜90質量%程度が好ましく、20〜80質量%程度がより好ましく、30〜60質量%程度がさらに好ましい。
【0025】
塗料組成物の貯蔵安定性、得られる塗膜の耐水性等の観点から、上記水酸基含有樹脂(A)の酸価は、1〜200mgKOH/g程度が好ましく、2〜100mgKOH/g程度がより好ましく、3〜60mgKOH/g程度がさらに好ましい。特に、酸価が10mgKOH/g以下の水酸基含有樹脂を使用する場合には、上記塩基性化合物を用いて中和することに代えて、該水酸基含有樹脂(A)と乳化剤とを混合し、機械的なせん断力を加えて攪拌して該水酸基含有樹脂(A)を水中に強制的に分散させることにより、本発明の組成物を水性塗料として使用することもできる。
【0026】
前記水酸基含有樹脂(A)としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂等が挙げられる。これらは単独で、もしくは2種以上組み合わせて使用することができる。特に、上記水酸基含有樹脂(A)は、水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)および水酸基含有アクリル樹脂(A2)からなる群より選ばれる少なくとも一種であることが好ましく、水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)を含有することがより好ましい。
【0027】
また、上記水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)および水酸基含有アクリル樹脂(A2)中の一部の水酸基とポリイソシアネート化合物とをウレタン反応させることにより、これらの樹脂を伸長させ高分子量化した、いわゆるウレタン変性ポリエステル樹脂またはウレタン変性アクリル樹脂を併用してもよい。
【0028】
上記水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)は、通常、酸成分(a1−1)とアルコ−ル成分(a1−2)とのエステル化反応またはエステル交換反応によって製造することができる。
【0029】
上記酸成分(a1−1)としては、ポリエステル樹脂の製造に際して酸成分として通常使用される化合物を使用することができる。酸成分(a1−1)としては、例えば、脂肪族多塩基酸(a1−1−1)、脂環族多塩基酸(a1−1−2)、芳香族多塩基酸(a1−1−3)等を使用することができる。
【0030】
上記脂肪族多塩基酸(a1−1−1)は、一般に、1分子中に2個以上のカルボキシル基を有する脂肪族化合物、該脂肪族化合物の酸無水物および該脂肪族化合物のエステル化物である。脂肪族多塩基酸(a1−1−1)としては、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ブラシル酸、オクタデカン二酸、クエン酸等の脂肪族多価カルボン酸;これら脂肪族多価カルボン酸の無水物;これら脂肪族多価カルボン酸の低級アルキルエステル化物等が挙げられる。上記脂肪族多塩基酸(a1−1−1)は単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
【0031】
上記脂肪族多塩基酸(a1−1−1)としては、耐チッピング性の観点から、特に、アジピン酸および/またはアジピン酸無水物を用いることが好ましい。
【0032】
上記脂環族多塩基酸(a1−1−2)は、一般に、1分子中に1個以上の脂環式構造(主として4〜6員環)と2個以上のカルボキシル基を有する化合物、該化合物の酸無水物および該化合物のエステル化物である。脂環族多塩基酸(a1−1−2)としては、例えば、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸、3−メチル−1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、4−メチル−1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、1,3,5−シクロヘキサントリカルボン酸等の脂環族多価カルボン酸;これら脂環族多価カルボン酸の無水物;これら脂環族多価カルボン酸の低級アルキルエステル化物等が挙げられる。上記脂環族多塩基酸(a1−1−2)は単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
【0033】
上記脂環族多塩基酸(a1−1−2)としては、耐チッピング性の観点から、特に、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸、または4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物を用いることが好ましく、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸および/または1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物を用いることがより好ましい。
【0034】
上記芳香族多塩基酸(a1−1−3)は、一般に、1分子中に2個以上のカルボキシル基を有する芳香族化合物、該芳香族化合物の酸無水物および該芳香族化合物のエステル化物である。芳香族多塩基酸(a1−1−3)としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の芳香族多価カルボン酸;これら芳香族多価カルボン酸の無水物;これら芳香族多価カルボン酸の低級アルキルエステル化物等が挙げられる。上記芳香族多塩基酸(a1−1−3)は単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
【0035】
上記芳香族多塩基酸(a1−1−3)としては、特に、フタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、または無水トリメリット酸を用いることが好ましい。
【0036】
前記脂肪族多塩基酸(a1−1−1)、脂環族多塩基酸(a1−1−2)および芳香族多塩基酸(a1−1−3)以外の酸成分(a1−1)としては、例えば、ヤシ油脂肪酸、綿実油脂肪酸、麻実油脂肪酸、米ぬか油脂肪酸、魚油脂肪酸、トール油脂肪酸、大豆油脂肪酸、アマニ油脂肪酸、桐油脂肪酸、ナタネ油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、脱水ヒマシ油脂肪酸、サフラワー油脂肪酸等の脂肪酸;ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、安息香酸、p−tert−ブチル安息香酸、シクロヘキサン酸、10−フェニルオクタデカン酸等のモノカルボン酸;乳酸、3−ヒドロキシブタン酸、3−ヒドロキシ−4−エトキシ安息香酸等のヒドロキシカルボン酸等が挙げられる。上記酸成分(a1−1)は単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
【0037】
前記アルコール成分(a1−2)としては、1分子中に2個以上の水酸基を有する多価アルコールを好適に使用することができる。前記多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、3−メチル−1,2−ブタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、2,3−ジメチルトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、3−メチル−4,3−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF等の2価アルコール;これらの2価アルコールにε−カプロラクトン等のラクトン類を付加したポリラクトンジオール;ビス(ヒドロキシエチル)テレフタレート等のエステルジオール類;ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等のポリエーテルジオール類;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、ジグリセリン、トリグリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌル酸、ソルビトール、マンニット等の3価以上のアルコール;これらの3価以上のアルコールにε−カプロラクトン等のラクトン類を付加させたポリラクトンポリオール類等が挙げられる。
【0038】
また、上記多価アルコール以外のアルコール成分(a1−2)としては、例えば、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、ステアリルアルコール、2−フェノキシエタノール等のモノアルコール;プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、合成高分岐飽和脂肪酸のグリシジルエステル(商品名「カージュラE10」HEXION Specialty Chemicals社製)等のモノエポキシ化合物と酸とを反応させて得られたアルコール化合物等が挙げられる。
【0039】
水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)の製造は、特に限定されるものではなく、通常の方法に従って行なうことができる。例えば、前記酸成分(a1−1)とアルコール成分(a1−2)とを窒素気流中、150〜250℃で、5〜10時間反応させることにより、エステル化反応またはエステル交換反応を行なう方法が挙げられる。
【0040】
前記エステル化反応またはエステル交換反応では、上記酸成分(a1−1)およびアルコール成分(a1−2)を一度に添加してもよいし、数回に分けて添加してもよい。また、はじめにカルボキシル基含有ポリエステル樹脂を合成した後、上記アルコール成分(a1−2)を用いて、該カルボキシル基含有ポリエステル樹脂をエステル化してもよい。さらに、はじめに水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)を合成した後、酸無水物を反応させて、水酸基含有ポリエステル樹脂をハーフエステル化させてもよい。
【0041】
前記エステル化またはエステル交換反応の際には、反応を促進させるために、触媒を用いてもよい。前記触媒としては、ジブチル錫オキサイド、三酸化アンチモン、酢酸亜鉛、酢酸マンガン、酢酸コバルト、酢酸カルシウム、酢酸鉛、テトラブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート等の既知の触媒を使用することができる。
【0042】
また、前記水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)は、該樹脂の調製中、もしくはエステル化反応後またはエステル交換反応後に、脂肪酸、モノエポキシ化合物、ポリイソシアネート化合物等で変性することができる。
【0043】
上記脂肪酸としては、例えば、ヤシ油脂肪酸、綿実油脂肪酸、麻実油脂肪酸、米ぬか油脂肪酸、魚油脂肪酸、トール油脂肪酸、大豆油脂肪酸、アマニ油脂肪酸、桐油脂肪酸、ナタネ油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、脱水ヒマシ油脂肪酸、サフラワー油脂肪酸等が挙げられる。
【0044】
上記モノエポキシ化合物としては、例えば、合成高分岐飽和脂肪酸のグリシジルエステル(商品名「カージュラE10」HEXION Specialty Chemicals社製)を好適に用いることができる。
【0045】
上記ポリイソシアネート化合物としては、例えば、リジンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート類;水素添加キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチルシクロヘキサン−2,4−ジイソシアネート、メチルシクロヘキサン−2,6−ジイソシアネート、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、1,3−(イソシアナトメチル)シクロヘキサン等の脂環族ジイソシアネート類;トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート類;リジントリイソシアネート等の3価以上のポリイソシアネート等の有機ポリイソシアネートそれ自体、またはこれらの各有機ポリイソシアネートと多価アルコール、低分子量ポリエステル樹脂もしくは水等との付加物、あるいは上記した各有機ジイソシアネート同士の環化重合体(例えば、イソシアヌレート)、ビウレット型付加物等が挙げられる。これらは、1種でまたは2種以上混合して使用することができる。
【0046】
前記水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)の水酸基価は、10〜300mgKOH/g程度が好ましく、50〜250mgKOH/g程度がより好ましく、80〜180mgKOH/g程度がさらに好ましい。前記水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)の酸価は、1〜200mgKOH/g程度が好ましく、15〜100mgKOH/g程度がより好ましく、25〜60mgKOH/g程度がさらに好ましい。
【0047】
前記水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)の重量平均分子量は、500〜50,000が好ましく、1,000〜30,000がより好ましく、1,500〜20,000がさらに好ましい。
【0048】
なお、本明細書における数平均分子量および重量平均分子量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフ(商品名「HLC8120GPC」東ソー株式会社製)で測定した数平均分子量および重量平均分子量を標準ポリスチレンの分子量を基準にして換算した値である。この測定において、「TSKgel G−4000HXL」、「TSKgel G−3000HXL」、「TSKgel G−2500HXL」、「TSKgel G−2000HXL」(いずれも商品名、東ソー株式会社製)の4本のカラムを用い、移動相テトラヒドロフラン、測定温度40℃、流速1mL/min、検出器RIという測定条件を採用した。
【0049】
本発明の組成物が上記水酸基含有樹脂(A)として上記水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)を含有する場合、該組成物中における該水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)の含有量は、水酸基含有樹脂(A)および後述する硬化剤(B)の合計量に基づいて、5〜95質量%程度であることが好ましく、20〜80質量%程度であることがより好ましく、30〜60質量%程度であることがさらに好ましい。
【0050】
また、上記水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)は、得られる塗膜の平滑性および耐チッピング性の観点から、水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)が、脂肪族多塩基酸(a1−1−1)および脂環族多塩基酸(a1−1−2)を合計で30モル%以上含む酸成分(a1−1)と、アルコール成分(a1−2)との反応によって得られる水酸基含有ポリエステル樹脂であることが好ましい。酸成分(a1−1)中の前記脂肪族多塩基酸(a1−1−1)および脂環族多塩基酸(a1−1−2)の合計含有量は、特に40〜97モル%が好ましく、50〜80モル%がより好ましい。
【0051】
なかでも、上記脂肪族多塩基酸(a1−1−1)としてアジピン酸および/またはアジピン酸無水物を使用し、上記脂環族多塩基酸(a1−1−2)として1,2−シクロヘキサンジカルボン酸および/または1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物を使用した水酸基含有ポリエステル樹脂が、得られる塗膜の耐チッピング性の観点から好ましい。
【0052】
水酸基含有アクリル樹脂(A2)は、通常、水酸基含有重合性不飽和モノマー(a2−1)および該水酸基含有重合性不飽和モノマー(a2−1)と共重合可能な他の重合性不飽和モノマー(a2−2)とを、例えば、有機溶媒中での溶液重合法、水中でのエマルション重合法等の既知の方法によって共重合させることにより製造できる。
【0053】
上記水酸基含有重合性不飽和モノマー(a2−1)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る。例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ−ト、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸と炭素数2〜8の2価アルコールとのモノエステル化物;これらのモノエステル化物のε−カプロラクトン変性体;N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド;アリルアルコール;分子末端が水酸基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
【0054】
また、前記水酸基含有重合性不飽和モノマー(a2−1)と共重合可能な他の重合性不飽和モノマー(a2−2)としては、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−プロピル(メタ)アクリレート、i−プロピル(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、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、トリデシル(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、「イソステアリルアクリレート」(商品名、大阪有機化学工業社製)、シクロヘキシル(メタ)アクリレ−ト、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレ−ト、t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレ−ト、シクロドデシル(メタ)アクリレ−ト等のアルキルまたはシクロアルキル(メタ)アクリレート;イソボルニル(メタ)アクリレート等のイソボルニル基を有する重合性不飽和モノマー;アダマンチル(メタ)アクリレート等のアダマンチル基を有する重合性不飽和モノマー;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等のビニル芳香族化合物;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン等のアルコキシシリル基を有する重合性不飽和モノマー;パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート等のパーフルオロアルキル(メタ)アクリレート;フルオロオレフィン等のフッ素化アルキル基を有する重合性不飽和モノマー;マレイミド基等の光重合性官能基を有する重合性不飽和モノマー;N−ビニルピロリドン、エチレン、ブタジエン、クロロプレン、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル等のビニル化合物;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、β−カルボキシエチルアクリレート等のカルボキシル基含有重合性不飽和モノマー;(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレートのアミン類付加物等の含窒素重合性不飽和モノマー;アリル(メタ)アクリレ−ト、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレ−ト等の重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマー;グリシジル(メタ)アクリレート、β−メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等のエポキシ基含有重合性不飽和モノマー;分子末端がアルコキシ基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート;2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホエチルメタクリレート等のスルホン酸基を有する重合性不飽和モノマー;これらスルホン酸基を有する重合性不飽和モノマーのナトリウム塩やアンモニウム塩;2−アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2−メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2−アクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート、2−メタクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート等のリン酸基を有する重合性不飽和モノマー;2−ヒドロキシ−4−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,2' −ジヒドロキシ−4−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,2' −ジヒドロキシ−4−(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2−(2' −ヒドロキシ−5' −メタクリロイルオキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール等の紫外線吸収性官能基を有する重合性不飽和モノマー;4−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−シアノ−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−(メタ)アクリロイル−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−(メタ)アクリロイル−4−シアノ−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−クロトノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−クロトノイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−クロトノイル−4−クロトノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン等の紫外線安定性重合性不飽和モノマー;アクロレイン、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミド、アセトアセトキシエチルメタクリレート、ホルミルスチロール、4〜7個の炭素原子を有するビニルアルキルケトン(例えば、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン)等のカルボニル基を有する重合性不飽和モノマー;3級アミノ基、4級アンモニウム塩基等のカチオン性官能基を有する重合性不飽和モノマー等が挙げられる。これら重合性不飽和モノマー(a2−2)については単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0055】
上記水酸基含有アクリル樹脂(A2)は、アミド基を有することが好ましい。
【0056】
アミド基を有する水酸基含有アクリル樹脂については、例えば、上記重合性不飽和モノマー(a2−2)の一種として、(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−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有重合性不飽和モノマーを用いることにより製造できる。
【0057】
また、上記水酸基含有アクリル樹脂(A2)は、カチオン性官能基を有することが好ましい。
【0058】
カチオン性官能基を有する水酸基含有アクリル樹脂については、例えば、上記重合性不飽和モノマー(a2−2)の一種として、3級アミノ基、4級アンモニウム塩基等のカチオン性官能基を有する重合性不飽和モノマーを用いることにより製造できる。
【0059】
上記3級アミノ基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジt−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノブチル(メタ)アクリレート等のN,N−ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート;N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等のN,N−ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。なかでも、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートおよびN,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートの少なくとも一種を用いることが好適である。
【0060】
また、前記4級アンモニウム塩基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば、2−(メタクリロイルオキシ)エチルトリメチルアンモニウムクロライド、2−(メタクリロイルオキシ)エチルトリメチルアンモニウムブロマイド、2−(メタクリロイルオキシ)エチルトリメチルアンモニウムジメチルホスフェート等の(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリアルキルアンモニウム塩;メタクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、メタクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムブロマイド等の(メタ)アクリロイルアミノアルキルトリアルキルアンモニウム塩等が挙げられる。なかでも、2−(メタクリロイルオキシ)エチルトリメチルアンモニウムクロライドを用いることが好適である。
【0061】
上記水酸基含有アクリル樹脂(A2)の水酸基価は、貯蔵安定性や得られる塗膜の耐水性等の観点から、1〜200mgKOH/g程度が好ましく、2〜100mgKOH/g程度がより好ましく、3〜60mgKOH/g程度がさらに好ましい。
【0062】
また、水酸基含有アクリル樹脂(A2)がカルボキシル基等の酸基を有する場合、該水酸基含有アクリル樹脂(A2)の酸価は、得られる塗膜の耐水性等の観点から、1〜200mgKOH/g程度が好ましく、2〜150mgKOH/g程度がより好ましく、5〜100mgKOH/g程度がさらに好ましい。
【0063】
また、上記水酸基含有アクリル樹脂(A2)の重量平均分子量は、1,000〜200,000が好ましく、2,000〜100,000がより好ましく、さらに好ましくは3,000〜50,000の範囲内であることが好適である。
【0064】
本発明の組成物が上記水酸基含有樹脂(A)として上記水酸基含有アクリル樹脂(A2)を含有する場合、該組成物中における該水酸基含有アクリル樹脂(A2)の含有量は、水酸基含有樹脂(A)および後述する硬化剤(B)の合計量に基づいて、5〜95質量%程度であることが好ましく、10〜70質量%程度であることがより好ましく、20〜50質量%程度であることがさらに好ましい。
【0065】
硬化剤(B)
硬化剤(B)を含有させることにより、複層塗膜の耐水性等を向上させることができる。
【0066】
前記硬化剤(B)としては、通常、前記水酸基含有樹脂(A)中の水酸基と反応し得る化合物を使用することできる。例えば、アミノ樹脂(B1)、ポリイソシアネート化合物(B2)およびブロック化ポリイソシアネート化合物(B3)を好適に用いることできる。
【0067】
本発明の組成物を水性塗料として使用する場合、本発明の組成物は、上記硬化剤(B)として、アミノ樹脂(B1)および/またはブロック化ポリイソシアネート化合物(B3)を含有することが好ましく、アミノ樹脂(B1)およびブロック化ポリイソシアネート化合物(B3)の両者を含有することが好ましい。
【0068】
また、本発明の組成物を溶剤型塗料として使用する場合、上記硬化剤(B)として、アミノ樹脂(B1)および/またはポリイソシアネート化合物(B2)を含有することが好ましい。
【0069】
上記硬化剤(B)は、単独で、もしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
【0070】
上記アミノ樹脂(B1)としては、例えば、アミノ成分とアルデヒド成分との反応によって得られる部分もしくは完全メチロール化アミノ樹脂が挙げられる。前記アミノ成分としては、例えば、メラミン、尿素、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン、ステログアナミン、スピログアナミン、ジシアンジアミド等が挙げられる。アルデヒド成分としては、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンツアルデヒド等が挙げられる。
【0071】
また、前記部分もしくは完全メチロール化アミノ樹脂のメチロール基を適当なアルコールによって部分的にもしくは完全にエーテル化したものも使用することができる。エーテル化に用いるアルコールとしては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、i−ブチルアルコール、2−エチルブタノール、2−エチルヘキサノール等が挙げられる。
【0072】
アミノ樹脂(B1)としては、メラミン樹脂が好ましく、部分もしくは完全メチロール化メラミン樹脂のメチロール基をメチルアルコールで部分的にもしくは完全にエーテル化したメチルエーテル化メラミン樹脂(B1−1)、部分もしくは完全メチロール化メラミン樹脂のメチロール基をブチルアルコールで部分的にもしくは完全にエーテル化したブチルエーテル化メラミン樹脂(B1−2)、部分もしくは完全メチロール化メラミン樹脂のメチロール基をメチルアルコールおよびブチルアルコールで部分的にもしくは完全にエーテル化したメチル−ブチル混合エーテル化メラミン樹脂(B1−3)が特に好ましい。
【0073】
特に、本発明の組成物は、平滑性に優れた複層塗膜がより得られやすい点で、前記水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)として、酸成分(a1−1)中の前記脂肪族多塩基酸(a1−1−1)および脂環族多塩基酸(a1−1−2)の合計含有量が30〜97モル%であり、かつ前記芳香族多塩基酸(a1−1−3)の含有量が3〜70モル%である水酸基含有ポリエステル樹脂を含有し、かつ硬化剤(B)として、上記メチルエーテル化メラミン樹脂(B1−1)、ブチルエーテル化メラミン樹脂(B1−2)、メチル−ブチル混合エーテル化メラミン樹脂(B1−3)のうちの少なくとも1種のアルキルエーテル化メラミン樹脂を含有することが好ましい。
【0074】
また、上記メラミン樹脂の重量平均分子量は、得られる塗膜の耐水性および耐チッピング性の観点から、400〜5,000が好ましく、600〜4,000がより好ましく、1,000〜3,000がさらに好ましい。
【0075】
上記メラミン樹脂の市販品としては、例えば、「サイメル202」、「サイメル203」、「サイメル238」、「サイメル251」、「サイメル303」、「サイメル323」、「サイメル324」、「サイメル325」、「サイメル327」、「サイメル350」、「サイメル385」、「サイメル1156」、「サイメル1158」、「サイメル1116」、「サイメル1130」(以上、日本サイテックインダストリーズ株式会社製)、「ユーバン120」、「ユーバン20HS」、「ユーバン20SE60」、「ユーバン2021」、「ユーバン2028」、「ユーバン28−60」(以上、三井化学株式会社製)等が挙げられる。
【0076】
上記メラミン樹脂は単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
【0077】
また、硬化剤(B)として上記メラミン樹脂を使用する場合、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等のスルホン酸や、これらの酸とアミンとの塩等の硬化触媒を使用することができる。
【0078】
ポリイソシアネート化合物(B2)は、通常、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有する化合物である。例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート類;およびこれらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;
イソホロンジイソシアネート、4,4′−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチルシクロヘキサン−2,4−ジイソシアネート、メチルシクロヘキサン−2,6−ジイソシアネート、1,3−ジ(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4−ジ(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−シクロペンタンジイソシアネート、1,2−シクロヘキサンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート類;およびこれらの脂環族ジイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;キシリレンジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、1,4−ナフタレンジイソシアネート、4,4′−トルイジンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルエーテルジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、4,4′−ビフェニレンジイソシアネート、3,3′−ジメチル−4,4′−ビフェニレンジイソシアネート、ビス(4−イソシアナトフェニル)スルホン、イソプロピリデンビス(4−フェニルイソシアネート)等の芳香族ジイソシアネート化合物;およびこれらの芳香族ジイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;トリフェニルメタン−4,4′,4″−トリイソシアネート、1,3,5−トリイソシアナトベンゼン、2,4,6−トリイソシアナトトルエン、4,4′−ジメチルジフェニルメタン−2,2′,5,5′−テトライソシアネート等の1分子中に3個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート類;およびこれらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;
エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブチレングリコール、ジメチロールプロピオン酸、ポリアルキレングリコール、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール等のポリオールの水酸基にポリイソシアネート化合物のイソシアネート基を該イソシアネート基が過剰量となる比率で反応させてなるウレタン化付加物;およびこれらのウレタン付加物のビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物等が挙げられる。
【0079】
ブロック化ポリイソシアネート化合物(B3)は、通常、上記ポリイソシアネート化合物(B2)のイソシアネート基にブロック剤を付加することによって得られる。前記ブロック化ポリイソシアネート化合物(B3)は、加熱により該ブロック剤が解離してイソシアネート基が発生することにより、水酸基と反応することができる。前記ブロック剤の解離温度は60〜160℃程度が好ましく、70〜140℃程度がより好ましい。
【0080】
上記ブロック剤としては、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、ニトロフェノール、エチルフェノール、ヒドロキシジフェニル、ブチルフェノール、イソプロピルフェノール、ノニルフェノール、オクチルフェノール、ヒドロキシ安息香酸メチル等のフェノール系化合物;ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタム、β−プロピオラクタム等のラクタム系化合物;メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、アミルアルコール、ラウリルアルコール等の脂肪族アルコール系化合物;エチレングリコールモノメチルエーテル、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、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メトキシメタノール等のエーテル系化合物;ベンジルアルコール、グリコール酸、グリコール酸メチル、グリコール酸エチル、グリコール酸ブチル、乳酸、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチロール尿素、メチロールメラミン、ジアセトンアルコール、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート等のアルコール系化合物;ホルムアミドオキシム、アセトアミドオキシム、アセトオキシム、メチルエチルケトオキシム、ジアセチルモノオキシム、ベンゾフェノンオキシム、シクロヘキサンオキシム等のオキシム系化合物;
マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸メチル、アセチルアセトン等の活性メチレン系化合物;ブチルメルカプタン、t−ブチルメルカプタン、ヘキシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、2−メルカプトベンゾチアゾール、チオフェノール、メチルチオフェノール、エチルチオフェノール等のメルカプタン系化合物;アセトアニリド、アセトアニシジド、アセトトルイド、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸アミド、ステアリン酸アミド、ベンズアミド等の酸アミド系化合物;コハク酸イミド、フタル酸イミド、マレイン酸イミド等のイミド系化合物;ジフェニルアミン、フェニルナフチルアミン、キシリジン、N−フェニルキシリジン、カルバゾール、アニリン、ナフチルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、ブチルフェニルアミン等アミン系化合物;イミダゾール、2−エチルイミダゾール等のイミダゾール系化合物;尿素、チオ尿素、エチレン尿素、エチレンチオ尿素、ジフェニル尿素等の尿素系化合物;N−フェニルカルバミン酸フェニル等のカルバミン酸エステル系化合物;エチレンイミン、プロピレンイミン等のイミン系化合物;重亜硫酸ソーダ、重亜硫酸カリウム等の亜硫酸塩系化合物;ピラゾール、3,5−ジメチルピラゾール、3−メチルピラゾール、4−ベンジル−3,5−ジメチルピラゾール、4−ニトロ−3,5−ジメチルピラゾール、4−ブロモ−3,5−ジメチルピラゾール、3−メチル−5−フェニルピラゾール等のピラゾールまたはピラゾール誘導体やイミダゾール、ベンズイミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール等のイミダゾールまたはイミダゾール誘導体;2−メチルイミダゾリン、2−フェニルイミダゾリン等のイミダゾリン誘導体等のアゾール系化合物;ヒドロキシピバリン酸、ジメチロールプロピオン酸等の1個以上のヒドロキシル基と1個以上のカルボキシル基を有するヒドロキシカルボン酸等が挙げられる。
【0081】
これらのブロック剤のなかでも、前記オキシム系化合物、活性メチレン系化合物、アゾール系化合物(特にピラゾールおよびピラゾール誘導体)およびヒドロキシカルボン酸が好ましい。
【0082】
特に、本発明の組成物を水性塗料として使用する場合、上記ヒドロキシカルボン酸を用いてイソシアネート基をブロックした後、該ヒドロキシカルボン酸のカルボキシル基を中和して水分散性を付与したブロック化ポリイソシアネート化合物を硬化剤(B)として好適に用いることができる。このような硬化剤の市販品としては、例えば、住化バイエルウレタン株式会社製の「バイヒジュールBL5140」が挙げられる。
【0083】
本発明の組成物は、水酸基含有樹脂(A)および硬化剤(B)の合計量に基づいて、水酸基含有樹脂(A)を好ましくは30〜95質量%程度、より好ましくは50〜90質量%程度、さらに好ましくは60〜80質量%程度含有し、硬化剤(B)を好ましくは5〜70質量%程度、より好ましくは10〜50質量%程度、さらに好ましくは20〜40質量%程度含有する。
【0084】
また、本発明の組成物は、前記水酸基含有樹脂(A)の他に、実質的に水酸基を含有しない改質用樹脂を含むことが好ましい。前記改質用樹脂としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、アルキド樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【0085】
上記改質用樹脂は、単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。本発明の組成物が上記改質用樹脂を含む場合、該改質用樹脂の含有量は、水酸基含有樹脂(A)および硬化剤(B)の合計100質量部に対して、80質量部以下であることが好ましい。
【0086】
なかでも、得られる塗膜の耐チッピング性、耐水性等の観点から、実質的に水酸基を含有しないウレタンエマルション(F)を含むことが好ましい。
【0087】
上記ウレタンエマルション(F)としては、例えば、脂肪族および/または脂環式ジイソシアネート、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオールおよびポリカーボネートジオールからなる群より選ばれる少なくとも一種以上のジオール、低分子量ポリヒドロキシ化合物およびジメタノールアルカン酸を反応させてウレタンプレポリマーを作製し、これを第3級アミンで中和し、水中に乳化分散させた後、必要に応じてポリアミン等の鎖伸長剤、架橋剤および/または停止剤を含む水性媒体と混合して、イソシアネート基が実質的に無くなるまで反応させてなるものを挙げることができる。上記方法により、通常、平均粒径0.001〜3μm程度の自己乳化型のウレタンエマルションを得ることができる。また、上記ウレタンエマルション(F)の市販品としては、例えば、商品名「ユーコートUX−5000」、商品名「ユーコートUX−8100」(いずれも三洋化成工業株式会社製)等を挙げることができる。
【0088】
本発明の組成物が、上記ウレタンエマルション(F)を含む場合、該ウレタンエマルション(F)の含有量は、水酸基含有樹脂(A)および硬化剤(B)の合計100質量部に対して、1〜80質量部程度が好ましく、5〜60質量部程度がより好ましく、10〜40質量部程度がさらに好ましい。
【0089】
また、本塗料は、前記水酸基含有樹脂(A)および/または改質用樹脂が、カルボキシル基、エポキシ基等の架橋性官能基を有する場合、前記硬化剤(B)として、該官能基と反応し得る架橋性官能基を有する硬化剤を使用することができる。
【0090】
このような硬化剤としては、上記架橋性官能基と反応し得る、エポキシ基含有化合物、カルボキシル基含有化合物、カルボジイミド基含有化合物等が挙げられる。なかでも、カルボジイミド基含有化合物が好ましい。
【0091】
上記カルボジイミド基含有化合物としては、例えば、前記ポリイソシアネート化合物(B2)のイソシアネート基同士を脱二酸化炭素反応せしめたものを使用することができる。該カルボジイミド基含有化合物の市販品としては、例えば、「カルボジライトV−02」、「カルボジライトV−02−L2」、「カルボジライトV−04」、「カルボジライトE−01」、「カルボジライトE−02」(いずれも日清紡績株式会社製、商品名)等を挙げることができる。
【0092】
ジエステル化合物(C)
ジエステル化合物(C)は、一般式(1)
【0093】
【化3】

【0094】
[式中、RおよびRは、独立して炭素数4〜18の炭化水素基を示し、Rは炭素数2〜4のアルキレン基を示し、mは3〜25の整数を示す。m個のオキシアルキレン単位(R−O)は、互いに同じであっても異なっていてもよい。]
で表される。
【0095】
なかでも、得られる塗膜の平滑性、耐水性、フリップフロップ性およびメタリックムラ抑制の観点から、上記一般式(1)中のRおよびRの炭素数は4〜18が好ましく、5〜11がより好ましく、5〜9がさらに好ましく、6〜8が最も好ましい。前記RおよびRは直鎖状または分岐状のアルキル基であることが好ましく、分岐状のアルキル基であることがより好ましい。前記RおよびRとして特に好ましいのは、炭素数6〜8の分岐状のアルキル基である。前記RおよびRが分岐状のアルキル基である場合、本発明の組成物を比較的長期間貯蔵した後に塗装しても、優れた平滑性およびフリップフロップ性を有し、かつメタリックムラが抑制された、優れた外観を有する複層塗膜を形成することができる。
【0096】
ジエステル化合物(C)の分子量は320〜1,400程度が好ましく、450〜1,000程度がより好ましく、500〜800程度がさらに好ましく、500〜700程度が最も好ましい。
【0097】
ジエステル化合物(C)は、ポリオキシアルキレングリコールと脂肪族モノカルボン酸とのジエステル化合物であることが好ましい。具体的に、ジエステル化合物(C)は、例えば、2個の末端水酸基を有するポリオキシアルキレングリコールと、炭素数4〜18の炭化水素基を有するモノカルボン酸とをエステル化反応させることにより得ることができる。
【0098】
上記ポリオキシアルキレングリコールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンとプロピレングリコールとの共重合体、ポリブチレングリコール等を挙げることができる。このなかでも、特に、ポリエチレングリコールを用いることが好ましい。
【0099】
上記ポリオキシアルキレングリコールの数平均分子量は、100〜1,200程度が好ましく、150〜600程度がより好ましく、200〜400程度がさらに好ましい。
【0100】
また、前記炭素数4〜18の炭化水素基を有するモノカルボン酸としては、例えば、ペンタン酸、ヘキサン酸、2−エチルブタン酸、3−メチルペンタン酸、安息香酸、シクロヘキサンカルボン酸、ヘプタン酸、2−エチルペンタン酸、3−エチルペンタン酸、オクタン酸、2−エチルヘキサン酸、4−エチルヘキサン酸、ノナン酸、2−エチルヘプタン酸、デカン酸、2−エチルオクタン酸、4−エチルオクタン酸、ドデカン酸、ヘキサデカン酸、オクタデカン酸等を挙げることができる。
【0101】
なかでも、ヘキサン酸、ヘプタン酸、2−エチルペンタン酸、3−エチルペンタン酸、オクタン酸、2−エチルヘキサン酸、4−エチルヘキサン酸、ノナン酸、2−エチルヘプタン酸、デカン酸、2−エチルオクタン酸、4−エチルオクタン酸等の炭素数5〜9のアルキル基を有するモノカルボン酸が好ましく、ヘプタン酸、2−エチルペンタン酸、3−エチルペンタン酸、オクタン酸、2−エチルヘキサン酸、4−エチルヘキサン酸、ノナン酸、2−エチルヘプタン酸等の炭素数6〜8のアルキル基を有するモノカルボン酸がより好ましく、2−エチルペンタン酸、3−エチルペンタン酸、2−エチルヘキサン酸、4−エチルヘキサン酸、2−エチルヘプタン酸等の炭素数6〜8の分岐状のアルキル基を有するモノカルボン酸がさらに好ましい。
【0102】
上記ポリオキシアルキレングリコールおよびモノカルボン酸については、それぞれ単独でまたは二種以上を組み合わせて使用できる。
【0103】
前記ポリオキシアルキレングリコールと炭素数4〜18の炭化水素基を有するモノカルボン酸とのジエステル化反応については既知の方法により行なうことができる。
【0104】
本発明の組成物は、水酸基含有樹脂(A)および硬化剤(B)の合計100質量部に対して、ジエステル化合物(C)を1〜30質量部程度含有することが好ましく、3〜20質量部程度含有することがより好ましく、5〜15質量部程度含有することがさらに好ましい。
【0105】
第1着色塗料(X)として本発明の組成物を使用することにより、平滑性に優れた複層塗膜を形成し得る理由は明確ではないが、上記ジエステル化合物(C)を含有する本発明の組成物を塗装することによって、適度な親水性を有する第1着色塗膜が形成され、該第1着色塗膜上に塗装された前記水性第2着色塗料(Y)が第1着色塗膜上に均一に濡れ広がるため、平滑性に優れた複層塗膜が得られることが推察される。
【0106】
着色顔料(D1)および体質顔料(D2)
本発明の組成物は、着色顔料(D1)および体質顔料(D2)を含有し、着色顔料(D1)および体質顔料(D2)の合計含有量が、水酸基含有樹脂(A)および硬化剤(B)の合計100質量部に対して40〜180質量部程度、好ましくは60〜160質量部程度、より好ましくは80〜140質量部程度である。
【0107】
前記着色顔料(D1)としては、例えば、酸化チタン、亜鉛華、カーボンブラック、モリブデンレッド、プルシアンブルー、コバルトブルー、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、ペリレン顔料等が挙げられる。これらは単独でまたは二種以上を併用して使用できる。特に、着色顔料(D1)として、酸化チタンおよび/またはカーボンブラックを使用することが好ましい。
【0108】
本発明の組成物中における前記着色顔料(D1)の含有量は、水酸基含有樹脂(A)および硬化剤(B)の合計100質量部に対して1〜180質量部程度が好ましく、5〜160質量部程度がより好ましく、10〜140質量部程度がさらに好ましい。
【0109】
前記体質顔料(D2)としては、例えば、クレー、カオリン、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、アルミナホワイト等が挙げられる。これらは単独でまたは二種以上を併用して使用できる。特に、体質顔料(D2)として、硫酸バリウムおよび/またはタルクを使用することが好ましく、硫酸バリウムを使用することがより好ましい。
【0110】
前記硫酸バリウムの平均一次粒子径は、1μm以下が好ましく、0.01〜0.8μmがより好ましい。本発明の組成物は、体質顔料(D2)として平均一次粒子径が1μm以下の硫酸バリウムを含有することにより、平滑性に優れ、フリップフロップ性が高く、メタリックムラの少ない優れた外観を有する複層塗膜を好適に形成することができる。
【0111】
なお、本発明における硫酸バリウムの平均一次粒子径は、硫酸バリウムを走査型電子顕微鏡で観察し、電子顕微鏡写真上に無作為に引いた直線上にある硫酸バリウム20個の最大径を平均した値である。
【0112】
本発明の組成物中における体質顔料(D2)の含有量は、水酸基含有樹脂(A)および硬化剤(B)の合計100質量部に対して1〜150質量部程度が好ましく、5〜130質量部程度がより好ましく、10〜110質量部程度がさらに好ましい。
【0113】
本発明の組成物には、必要に応じて、着色顔料(D1)および体質顔料(D2)以外の顔料を含有させてもよい。着色顔料(D1)および体質顔料(D2)以外の顔料としては、例えば、光輝性顔料(D3)が挙げられる。
【0114】
また、前記光輝性顔料(D3)は、塗膜にキラキラとした光輝感やパール調の光干渉性模様を付与する顔料である。具体的には、アルミニウム(蒸着アルミニウムでもよい)、銅、亜鉛、真ちゅう、ニッケル、酸化アルミニウム、雲母、酸化チタンや酸化鉄で被覆された酸化アルミニウム、酸化チタンや酸化鉄で被覆された雲母等を使用することができる。
【0115】
上記光輝性顔料(D3)はりん片状であることが好ましい。具体的には、光輝性顔料(D3)として、長手方向寸法が1〜100μm程度、好ましくは5〜40μm程度であり、厚さが0.0001〜5μm程度、好ましくは0.001〜2μm程度であるりん片状顔料を好適に使用できる。
【0116】
本発明の組成物が、光輝性顔料(D3)等の着色顔料(D1)および体質顔料(D2)以外の顔料も含有する場合、本発明の組成物中における着色顔料(D1)および体質顔料(D2)以外の顔料の合計量は、水酸基含有樹脂(A)および硬化剤(B)の合計100質量部に対して1〜100質量部程度が好ましく、2〜60質量部程度がより好ましく、3〜40質量部程度がさらに好ましい。
【0117】
疎水性溶媒(E)
本発明の組成物は、さらに、疎水性溶媒(E)を含有することが好ましい。上記疎水性溶媒(E)は、20℃において、100gの水に溶解する質量が10g以下、好ましくは5g以下、より好ましくは1g以下の有機溶媒である。例えば、ゴム揮発油、ミネラルスピリット、トルオール、キシロール、ソルベントナフサ等の炭化水素系溶媒;1−ヘキサノール、1−オクタノール、2−オクタノール、2−エチルヘキサノール、1−デカノール、ベンジルアルコール、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノn−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノn−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノn−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等のアルコール系溶媒;酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸イソアミル、酢酸メチルアミル、酢酸エチレングリコールモノブチルエーテル等のエステル系溶媒;メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、エチルn−アミルケトン、ジイソブチルケトン等のケトン系溶媒を挙げることができる。これらは単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。特に、得られる複層塗膜の平滑性の観点から、疎水性溶媒(E)としてアルコール系溶媒を用いることが好ましい。前記アルコール系溶媒のなかでも、例えば、1−オクタノール、2−オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノn−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノn−ブチルエーテル等の炭素数7〜14のアルコール系溶媒が特に好ましい。
【0118】
本発明の組成物が前記疎水性溶媒(E)を含有する場合、前記疎水性溶媒(E)の含有量は、水酸基含有樹脂(A)および硬化剤(B)の合計100質量部に対して2〜60質量部程度が好ましく、5〜40質量部程度がより好ましく、10〜30質量部程度がさらに好ましい。
【0119】
その他の添加剤
本発明の組成物は、さらに、増粘剤を含有することが好ましい。上記増粘剤としては、例えば、ケイ酸塩、金属ケイ酸塩、モンモリロナイト、有機モンモリロナイト、コロイド状アルミナ等の無機系増粘剤;ポリアクリル酸と(メタ)アクリル酸エステルとの共重合体、ポリアクリル酸ソーダ等のポリアクリル酸系増粘剤;1分子中に親水性部分と疎水性部分を有し、該疎水性部分が組成物中の顔料やエマルション粒子の表面に吸着したり、該疎水性部分同士が会合したりすることにより効果的に増粘作用を示す会合型増粘剤;カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等の繊維素誘導体系増粘剤;カゼイン、カゼイン酸ソーダ、カゼイン酸アンモニウム等のタンパク質系増粘剤;アルギン酸ソーダ等のアルギン酸系増粘剤;ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルベンジルエーテル共重合体等のポリビニル系増粘剤;ポリエーテルジアルキルエステル、ポリエーテルジアルキルエーテル、ポリエーテルエポキシ変性物等のポリエーテル系増粘剤;ビニルメチルエーテル−無水マレイン酸共重合体の部分エステル等の無水マレイン酸共重合体系増粘剤;ポリアマイドアミン塩等のポリアマイド系増粘剤等が挙げられる。これらの増粘剤は、それぞれ単独でまたは2種以上組み合わせて使用することができる。
【0120】
前記ポリアクリル酸系増粘剤の市販品としては、例えば、「プライマルASE−60」、「プライマルTT−615」、「プライマルRM−5」(いずれもロームアンドハース社製の商品名)、「SNシックナー613」、「SNシックナー618」、「SNシックナー630」、「SNシックナー634」、「SNシックナー636」(いずれもサンノプコ社製の商品名)等が挙げられる。
【0121】
前記会合型増粘剤の市販品としては、例えば、「UH−420」、「UH−450」、「UH−462」、「UH−472」、「UH−540」、「UH−752」、「UH−756VF」、「UH−814N」(いずれも株式会社ADEKA製の商品名)、「プライマルRM−8W」、「プライマルRM−825」、「プライマルRM−2020NPR」、「プライマルRM−12W」、「プライマルSCT−275」(いずれもロームアンドハース社製の商品名)、「SNシックナー612」、「SNシックナー621N」、「SNシックナー625N」、「SNシックナー627N」、「SNシックナー660T」(いずれもサンノプコ社製の商品名)等が挙げられる。
【0122】
特に、本発明では、上記増粘剤として、前記ポリアクリル酸系増粘剤および/または会合型増粘剤を使用することが好ましく、会合型増粘剤を使用することがより好ましく、末端に疎水基を有し、分子鎖中にウレタン結合を含有するウレタン会合型増粘剤を使用することがさらに好ましい。前記ウレタン会合型増粘剤の市販品としては、例えば、上記「UH−420」、「UH−462」、「UH−472」、「UH−540」、「UH−756VF」、「UH−814N」、「SNシックナー612」、「SNシックナー621N」、「SNシックナー625N」、「SNシックナー627N」、「SNシックナー660T」等が挙げられる。
【0123】
本発明の組成物が上記増粘剤を含有する場合、本発明の組成物中における該増粘剤の含有量は、水酸基含有樹脂(A)および硬化剤(B)の合計100質量部に対して0.01〜10質量部程度が好ましく、0.05〜3質量部程度がより好ましく、0.1〜2質量部程度がさらに好ましい。また、増粘剤として、上記会合型増粘剤を含有する場合、該組成物中における該会合型増粘剤の含有量は、水酸基含有樹脂(A)および硬化剤(B)の合計100質量部に対して0.01〜10質量部程度が好ましく、0.05〜2質量部程度がより好ましく、0.1〜1質量部程度がさらに好ましい。
【0124】
その他、本発明の組成物は、必要に応じて、硬化触媒、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、可塑剤、前記疎水性溶媒(E)以外の有機溶剤、表面調整剤、沈降防止剤等の通常の塗料用添加剤を単独でもしくは2種以上組み合わせて含有することができる。
【0125】
本発明の組成物を使用することにより、平滑性に優れた複層塗膜を形成することができる。特に、前記水性第2着色塗料(Y)として、光輝性顔料(D3)を含む塗料を使用する場合に、フリップフロップ性が高く、メタリックムラが少ない優れた外観を有する複層塗膜を形成することができる。よって、本発明の組成物は、特に、自動車用塗料として好適に用いることができる。
【0126】
水性第2着色塗料(Y)
前記水性第2着色塗料(Y)は、一般に、被塗物に優れた外観を付与することを目的とするものである。前記水性第2着色塗料(Y)としては、例えば、自動車車体の塗装において通常使用されるそれ自体既知のものを使用することができる。具体的には、カルボキシル基、水酸基等の架橋性官能基を有する、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の基体樹脂と、ブロックされていてもよいポリイソシアネート化合物、メラミン樹脂、尿素樹脂等の硬化剤からなる樹脂成分を、顔料、その他の添加剤と共に水に溶解ないし分散させて塗料化したものを使用することができる。なかでも、前記水酸基含有樹脂(A)およびメラミン樹脂を含有する熱硬化型水性塗料を好適に使用することができる。
【0127】
また、上記顔料としては、前記着色顔料(D1)、体質顔料(D2)、光輝性顔料(D3)等を使用することができる。なかでも、第2着色塗料(Y)が、上記顔料として光輝性顔料(D3)を含有することが好ましい。光輝性顔料(D3)を含有させることにより、平滑性に優れ、かつフリップフロップ性が高く、メタリックムラの少ない優れた外観を有する複層塗膜を好適に形成できる。
【0128】
上記光輝性顔料(D3)としては、例えば、前記第1着色塗料(X)の説明において例示した、アルミニウム(蒸着アルミニウムでもよい)、銅、亜鉛、真ちゅう、ニッケル、酸化アルミニウム、雲母、酸化チタンや酸化鉄で被覆された酸化アルミニウム、酸化チタンや酸化鉄で被覆された雲母等を挙げることができる。なかでも、アルミニウム、酸化アルミニウム、雲母、酸化チタンや酸化鉄で被覆された酸化アルミニウム、酸化チタンや酸化鉄で被覆された雲母を用いることが好ましく、アルミニウムを用いることがより好ましい。上記光輝性顔料(D3)は単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
【0129】
上記光輝性顔料(D3)はりん片状であることが好ましい。また、該光輝性顔料(D3)としては、長手方向寸法が1〜100μm程度、好ましくは5〜40μm程度、厚さが0.0001〜5μm程度、好ましくは0.001〜2μm程度であるりん片状顔料が適している。
【0130】
本発明の着色塗料組成物(第1着色塗料(X))によって得られる第1着色塗膜上に、光輝性顔料(D3)を含有する水性第2着色塗料(Y)を塗装することにより、平滑性に優れ、かつフリップフロップ性が高く、メタリックムラの少ない優れた外観を有する複層塗膜を形成し得る。その理由は明確ではないが、前記ジエステル化合物(C)を含有する着色塗料組成物を使用することにより、適度な親水性を有する第1着色塗膜が形成され、該第1着色塗膜上に塗装された前記水性第2着色塗料(Y)が該第1着色塗膜上に均一に濡れ広がるため、該水性第2着色塗料(Y)中の光輝性顔料(D3)が第2着色塗膜中に比較的均一に存在し、かつ被塗物に対し平行に配向しやすくなり、フリップフロップ性が高く、メタリックムラが少ない優れた外観を有する塗膜が形成されることが推察される。
【0131】
また、前記水性第2着色塗料(Y)は、前記疎水性溶媒(E)をさらに含有することが好ましい。
【0132】
上記疎水性溶媒(E)としては、得られる複層塗膜の平滑性の観点から、アルコール系溶媒を用いることが好ましい。なかでも、炭素数7〜14のアルコール系溶媒、例えば、1−オクタノール、2−オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノn−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノn−ブチルエーテルを好適に使用することができる。
【0133】
水性第2着色塗料(Y)が上記疎水性溶媒(E)を含有する場合、該疎水性溶媒(E)の含有量は、水性第2着色塗料(Y)中の基体樹脂および硬化剤の合計100質量部を基準として、2〜70質量部程度が好ましく、11〜60質量部程度がより好ましく、16〜50質量部程度がさらに好ましい。
【0134】
水性第2着色塗料(Y)は、さらに必要に応じて、硬化触媒、増粘剤、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、可塑剤、前記疎水性溶媒(E)以外の有機溶剤、表面調整剤、沈降防止剤等の通常の塗料用添加剤を単独でもしくは2種以上組み合わせて含有することができる。
【0135】
複層塗膜形成方法
本発明の複層塗膜形成方法は、
(1)被塗物に、上記着色塗料組成物を塗装して第1着色塗膜を形成する工程、
(2)未硬化の第1着色塗膜上に、水性塗料である第2着色塗料を塗装して第2着色塗膜を形成する工程、ならびに
(3)未硬化の第1着色塗膜および未硬化の第2着色塗膜を加熱して両塗膜を同時に硬化させる工程、
を含む。
【0136】
本発明の組成物は、被塗物に、第1着色塗料(X)を塗装して第1着色塗膜を形成し、得られた未硬化の第1着色塗膜上に水性第2着色塗料(Y)を塗装して第2着色塗膜を形成する複層塗膜形成方法において、第1着色塗料(X)として好適に使用できる。
【0137】
工程(1)
工程(1)では、被塗物に、上記着色塗料組成物を塗装して未硬化の第1着色塗膜を形成する。
【0138】
上記被塗物としては、特に制限されず、例えば、乗用車、トラック、オートバイ、バス等の自動車車体の外板部;自動車部品;携帯電話、オーディオ機器等の家庭電気製品の外板部等を挙げることができる。なかでも、自動車車体の外板部および自動車部品が好ましい。
【0139】
また、上記被塗物の素材としては、特に限定されるものではなく、例えば、鉄、アルミニウム、真鍮、銅、ステンレス鋼、ブリキ、亜鉛メッキ鋼、合金化亜鉛(Zn−Al、Zn−Ni、Zn−Fe等)メッキ鋼等の金属材料;ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂や各種のFRP等のプラスチック材料;ガラス、セメント、コンクリート等の無機材料;木材;繊維材料(紙、布等)等を挙げることができる。なかでも、金属材料およびプラスチック材料が好適である。
【0140】
上記被塗物は、上記金属材料やそれから成形された車体等の金属表面に、リン酸塩処理、クロメート処理、複合酸化物処理等の表面処理が施されたものであってもよい。さらに、該被塗物は、上記金属材料や車体等に、下塗り塗膜および/または中塗り塗膜が形成されたものであってもよい。なかでも、電着塗料によって下塗り塗膜が形成された車体が好ましく、カチオン電着塗料によって下塗り塗膜が形成された車体がより好ましい。
【0141】
ここで、必要に応じて各種電着塗料の下塗り塗膜を形成した金属部材と、パンパー等のプラスチック部材とを一体化した被塗物上に、本発明の組成物を塗装してもよい。この場合には、金属部材とプラスチック部材の塗色が一致し、かつ両部材上に平滑性に優れる複層塗膜が得られるという利点がある。
【0142】
上記被塗物上に、上記着色塗料組成物を塗装する方法としては、それ自体既知の方法を採用すればよい。例えば、エアスプレー、エアレススプレー、回転霧化塗装機等により塗装することができる。また、塗装の際、静電印加を行ってもよい。なかでも、エアスプレーによる静電塗装および回転霧化塗装機による静電塗装が好ましく、回転霧化塗装機による静電塗装がより好ましい。
【0143】
上記着色塗料組成物を塗装後、得られた未硬化の第1着色塗膜を、必要に応じて、加熱、送風等の手段によって、実質的に硬化しない程度に乾燥させたり、乾燥しない程度に固形分含有率を調整したりしてもよい。上記加熱は、公知の加熱手段により行うことができる。例えば、熱風炉、電気炉、赤外線誘導加熱炉等の乾燥炉を使用することができる。
【0144】
前記未硬化の第1着色塗膜を実質的に硬化しない程度に乾燥させる場合の乾燥(加熱)温度は、30〜100℃程度が好ましく、40〜90℃程度がより好ましく、60〜80℃程度がさらに好ましい。
【0145】
乾燥(加熱)時間は、特に制限されるものではないが、30秒間〜15分間程度が好ましく、1〜10分間程度がより好ましく、2〜5分間程度がさらに好ましい。
【0146】
第1着色塗膜の塗装膜厚は、硬化膜厚で通常10〜100μm程度、好ましくは10〜50μm程度、より好ましくは15〜35μm程度である。
【0147】
工程(2)
工程(2)では、上記未硬化の第1着色塗膜上に、水性第2着色塗料(Y)を塗装して未硬化の第2着色塗膜を形成する。
【0148】
上記未硬化の第1着色塗膜には、指触乾燥状態の塗膜および半硬化乾燥状態の塗膜も含まれる。
【0149】
上記水性第2着色塗料(Y)を塗装する方法としては、それ自体既知の方法を採用すればよい。例えば、エアスプレー、エアレススプレー、回転霧化塗装機等により塗装することができる。また、塗装の際、静電印加を行ってもよい。
【0150】
上記水性第2着色塗料(Y)を塗装後、後記工程(3)に先だって、未硬化の第2着色塗膜が実質的に硬化しない加熱条件でプレヒート(予備加熱)を行うことが好ましい。プレヒートを行うことにより、ワキ等の塗膜欠陥の発生を好適に防止できる。プレヒートの温度は、室温〜100℃程度が好ましく、40〜90℃程度がより好ましく、60〜80℃程度がさらに好ましい。プレヒートの時間は、30秒間〜15分間程度が好ましく、1〜10分間程度がより好ましく、2〜5分間程度がさらに好ましい。
【0151】
第2着色塗膜の塗装膜厚は、硬化膜厚で通常5〜60μm程度、好ましくは10〜50μm程度、より好ましくは12〜30μm程度である。
【0152】
工程(3)
工程(3)では、上記の未硬化の第1着色塗膜および未硬化の第2着色塗膜を加熱して両塗膜を同時に硬化させる。
【0153】
加熱手段としては、前述した公知の加熱手段を採用すればよい。
【0154】
加熱温度は、80〜180℃程度が好ましく、100〜160℃程度がより好ましい。
【0155】
加熱時間は、10〜40分間程度が好ましく、15〜30分間程度がより好ましい。
【0156】
本発明の方法において、第2着色塗膜上には、必要に応じて、それ自体既知のクリヤー塗料を塗装することができる。前記クリヤー塗料を塗装する場合、上記未硬化の第2着色塗膜に前記クリヤー塗料を塗装後、未硬化の第1着色塗膜、第2着色塗膜およびクリヤー塗膜を同時に硬化させてもよい。また、硬化させた第2着色塗膜に前記クリヤー塗料を塗装後、クリヤー塗膜を硬化させてもよい。
【発明の効果】
【0157】
被塗物上に、第1着色塗料(X)を塗装して第1着色塗膜を形成し、得られた未硬化の第1着色塗膜上に水性第2着色塗料(Y)を塗装して第2着色塗膜を形成する複層塗膜形成方法において、本発明の着色塗料組成物を使用することにより、平滑性に優れた複層塗膜を形成することができる。なかでも、上記水性第2着色塗料(Y)が光輝性顔料を含む場合に、フリップフロップ性が高く、メタリックムラが少ない優れた外観を有する複層塗膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0158】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、「部」および「%」はいずれも質量基準によるものである。
【0159】
水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)の製造
製造例1
温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器および水分離器を備えた反応容器に、トリメチロールプロパン174部、ネオペンチルグリコール327部、アジピン酸352部、イソフタル酸109部および1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物101部を仕込み、160℃から230℃まで3時間かけて昇温させた後、縮合水を水分離器により留去させながら230℃で保持し、酸価が3mgKOH/g以下となるまで反応させた。この反応生成物に、無水トリメリット酸59部を添加し、170℃で30分間付加反応を行った後、50℃以下に冷却し、2−(ジメチルアミノ)エタノールをポリエステル樹脂中の無水トリメリット酸由来の酸基に対して当量添加し中和してから、脱イオン水を徐々に添加することにより、固形分濃度45%、pH7.2の水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A1−1)を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂の酸価は35mgKOH/g、水酸基価は128mgKOH/g、重量平均分子量は13,000であった。
【0160】
なお、水酸基含有ポリエステル樹脂の合成にあたって、反応させた酸成分中の脂肪族多塩基酸および脂環族多塩基酸の合計含有量は76モル%であり、芳香族多塩基酸の含有量は24モル%である。
【0161】
製造例2
温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器および水分離器を備えた反応容器に、トリメチロールプロパン168部、ネオペンチルグリコール316部、アジピン酸93部、イソフタル酸211部、無水フタル酸188部および1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物65部を仕込み、160℃から230℃まで3時間かけて昇温させた後、縮合反応により生成する水を水分離器により留去させながら230℃で保持し、酸価が3mgKOH/g以下となるまで反応させた。この反応生成物に、無水トリメリット酸59部を添加し、170℃で30分間付加反応を行った後、50℃以下に冷却し、2−(ジメチルアミノ)エタノールをポリエステル樹脂中の無水トリメリット酸由来の酸基に対して当量添加し中和してから、脱イオン水を徐々に添加することにより、固形分濃度45%、pH7.2の水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A1−2)を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂の酸価は35mgKOH/g、水酸基価は124mgKOH/g、重量平均分子量は13,500であった。
【0162】
なお、水酸基含有ポリエステル樹脂の合成にあたって、反応させた酸成分中の脂肪族多塩基酸および脂環族多塩基酸の合計含有量は27モル%であり、芳香族多塩基酸の含有量は73モル%である。
【0163】
製造例3
温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器および水分離器を備えた反応容器に、トリメチロールプロパン166部、ネオペンチルグリコール314部、アジピン酸338部および1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物194部を仕込み、160℃から230℃まで3時間かけて昇温させた後、縮合反応により生成する水を水分離器により留去させながら230℃で保持し、酸価が3mgKOH/g以下となるまで反応させた。この反応生成物に、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物94部を添加し、170℃で30分間付加反応を行った後、50℃以下に冷却し、2−(ジメチルアミノ)エタノールをポリエステル樹脂中の1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物由来の酸基に対して当量添加し中和してから、脱イオン水を徐々に添加することにより、固形分濃度45%、pH7.2の水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A1−3)を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂の酸価は35mgKOH/g、水酸基価は106mgKOH/g、重量平均分子量は12,700であった。
【0164】
なお、水酸基含有ポリエステル樹脂の合成にあたって、反応させた酸成分中の脂肪族多塩基酸および脂環族多塩基酸の合計含有量は100モル%であり、芳香族多塩基酸の含有量は0モル%である。
【0165】
水酸基含有アクリル樹脂(A2)の製造
製造例4
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素導入管および滴下装置を備えた反応容器に、プロピレングリコールモノプロピルエーテル30部を仕込み85℃に昇温後、スチレン10部、メチルメタクリレート30部、2−エチルヘキシルアクリレート15部、n−ブチルアクリレート11.5部、2−ヒドロキシエチルアクリレート30部、アクリル酸3.5部、プロピレングリコールモノプロピルエーテル10部およびt−ブチル−2−エチルヘキサノエート4部の混合物を4時間かけてフラスコに滴下し、滴下終了後1時間熟成した。その後さらにプロピレングリコールモノプロピルエーテル5部およびt−ブチル−2−エチルヘキサノエート0.5部の混合物を1時間かけてフラスコに滴下し、滴下終了後1時間熟成した。さらに2−(ジメチルアミノ)エタノール3.03部を加え、脱イオン水を徐々に添加することにより、固形分濃度40%の水酸基含有アクリル樹脂溶液(A2−1)を得た。得られた水酸基含有アクリル樹脂の酸価は27mgKOH/g、水酸基価は145mgKOH/gであった。
【0166】
製造例5
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素導入管および滴下装置を備えた反応容器に、プロピレングリコールモノプロピルエーテル30部を仕込み85℃に昇温後、スチレン6部、メチルメタクリレート30部、n−ブチルアクリレート25部、2−エチルヘキシルアクリレート20部、4−ヒドロキシブチルアクリレート13部、アクリル酸6部、プロピレングリコールモノプロピルエーテル10部および2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)2部の混合物を4時間かけてフラスコに滴下し、滴下終了後1時間熟成した。その後さらにプロピレングリコールモノプロピルエーテル5部および2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)1部の混合物を1時間かけてフラスコに滴下し、滴下終了後1時間熟成した。さらに2−(ジメチルアミノ)エタノール7.4部を添加して中和し、脱イオン水を徐々に添加することにより、固形分濃度40%の水酸基含有アクリル樹脂溶液(A2−2)を得た。得られた水酸基含有アクリル樹脂の酸価は47mgKOH/g、水酸基価は51mgKOH/gであった。
【0167】
製造例6
温度計、サーモスタット、撹拌器、還流冷却器、窒素導入管および滴下装置を備えた反応容器に、プロピレングリコールモノメチルエーテル15部およびプロピレングリコールモノブチルエーテル25部を仕込み、加熱撹拌して110℃に保持した。この中に、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートの50%水希釈品(商品名「NFバイソマーS20W」第一工業製薬株式会社製)40部、4−ヒドロキシブチルアクリレート19部、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート5部、2−(メタクリロイルオキシ)エチルトリメチルアンモニウムクロライド2部、スチレン5部、イソボルニルアクリレート20部、メチルメタクリレート19部、n−ブチルアクリレート10部、アゾビスイソブチロニトリル1部およびプロピレングリコールモノメチルエーテル20部からなる混合物を3時間かけて滴下した。滴下終了後、110℃で30分間熟成した。次にプロピレングリコールモノメチルエーテル15部およびアゾビスイソブチロニトリル0.5部からなる追加触媒混合液を1時間かけて滴下した。さらに110℃で1時間熟成したのち冷却し、固形分濃度50%の水酸基含有アクリル樹脂溶液(A2−3)を得た。得られた水酸基含有アクリル樹脂の水酸基価は74mgKOH/gであった。
【0168】
製造例7
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素導入管および滴下装置を備えた反応容器に脱イオン水70.7部、アクアロンKH−10(注1)0.52部を仕込み、窒素気流中で撹拌混合し、80℃に昇温した。次いで下記のモノマー乳化物(注2)のうちの全量の1%量および6%過硫酸アンモニウム水溶液5部を反応容器内に導入し80℃で15分間保持した。次いで、残りのモノマー乳化物を3時間かけて、同温度に保持した反応容器内に滴下した。滴下終了後、1時間熟成した。次に、5%2−(ジメチルアミノ)エタノール水溶液40部を反応容器に徐々に加えながら30℃まで冷却し、100メッシュのナイロンクロスで濾過することにより、濾液として、固形分濃度45%の水酸基含有アクリル樹脂分散液(A2−4)を得た。得られた水酸基含有アクリル樹脂の酸価は12mgKOH/g、水酸基価は43mgKOH/gであった。
(注1)アクアロンKH−10:ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩エステルアンモニウム塩、第一工業製薬株式会社製、有効成分97%。
(注2)モノマー乳化物:脱イオン水50部、スチレン10部、メチルメタクリレート40部、エチルアクリレート35部、n−ブチルメタクリレート3.5部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート10部、アクリル酸1.5部、アクアロンKH−10 1.0部および過硫酸アンモニウム0.03部を混合攪拌して、モノマー乳化物を得た。
【0169】
第1着色塗料(X)の製造
実施例1
製造例1で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A1−1)56部(樹脂固形分25部)、ルチル型二酸化チタン(D1−1)(商品名「JR−806」テイカ株式会社製)60部、カーボンブラック(D1−2)(商品名「カーボンMA−100」三菱化学株式会社製)1部、平均一次粒子径が0.5μmの硫酸バリウム粉末(D2−1)(商品名「バリエースB−35」堺化学工業株式会社製)15部、平均一次粒子径が4.8μmのタルク粉末(D2−2)(商品名「MICRO ACE S−3」日本タルク株式会社製)3部および脱イオン水5部を混合し、2−(ジメチルアミノ)エタノールでpH8.0に調整した後、ペイントシェーカーで30分間分散させて顔料分散ペーストを得た。
【0170】
次に、得られた顔料分散ペースト140部、下記ジエステル化合物(C−1)10部、製造例1で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A1−1)23部、製造例4で得た水酸基含有アクリル樹脂溶液(A2−1)17部、製造例7で得た水酸基含有アクリル樹脂分散液(A2−4)33部、メラミン樹脂(B1−3−1)(メチル−ブチル混合エーテル化メラミン樹脂、固形分60%、重量平均分子量1,800)33部、ブロック化ポリイソシアネート化合物(B3−1)(商品名「バイヒジュールVPLS2310」住化バイエルウレタン株式会社製、固形分38%)26部、2−エチル−1−ヘキサノール(E−1)(20℃において100gの水に溶解する質量:0.1g)10部およびウレタンエマルション(F)(商品名「ユーコートUX−8100」三洋化成工業株式会社製、固形分35%)43部を均一に混合した。
【0171】
ジエステル化合物(C−1):ポリオキシエチレングリコールとn−ヘキサン酸のジエステル化合物。前記一般式(1)で、RおよびRがペンチル基であり、Rがエチレン基であり、mが5である。分子量434。
【0172】
次いで、得られた混合物に、ウレタン会合型増粘剤(商品名「UH−752」株式会社アデカ製)、2−(ジメチルアミノ)エタノールおよび脱イオン水を添加し、pH8.0、塗料固形分48%、20℃におけるフォードカップNo.4による粘度30秒の第1着色塗料(X−1)を得た。
【0173】
実施例2〜29、比較例1〜6
表1に示す配合に従って、実施例1と同様の方法により、pH8.0、塗料固形分48%、20℃におけるフォードカップNo.4による粘度30秒である第1着色塗料(X−2)〜(X−29)および(X−32)〜(X−37)を得た。
【0174】
なお、実施例28では、2−エチル−1−ヘキサノール(E−1)の代わりに、エチレングリコールモノn−ブチルエーテル(20℃において100gの水に溶解する質量は無限)を10部混合した。また、比較例3では、前記混合物を調製する際、さらにポリオールA(注3)を10部加えた。さらに、比較例4では、前記混合物を調製する際、さらにポリオールB(注4)を10部加えた。
(注3)ポリオールA:ポリエチレングリコール、水酸基価187、数平均分子量600
(注4)ポリオールB:シクロヘキサンジメタノールとアジピン酸とを用いてなり、両末端に1級水酸基を有するポリエステルジオール、水酸基価235、数平均分子量480。
【0175】
下記表1に示すジエステル化合物(C−2)〜(C−18)はそれぞれ以下の通りである。
【0176】
ジエステル化合物(C−2):ポリオキシエチレングリコールと2−エチルブタン酸とのジエステル化合物。前記一般式(1)で、RおよびRがsec−ブチル基であり、Rがエチレン基であり、mが7である。分子量522。
【0177】
ジエステル化合物(C−3):ポリオキシエチレングリコールと2−エチルペンタン酸とのジエステル化合物。前記一般式(1)で、RおよびRが2−エチルブチル基であり、Rがエチレン基であり、mが7である。分子量536。
【0178】
ジエステル化合物(C−4):ポリオキシエチレングリコールと安息香酸とのジエステル化合物。前記一般式(1)で、RおよびRがベンゼン環であり、Rがエチレン基であり、mが7である。分子量536。
【0179】
ジエステル化合物(C−5):ポリオキシエチレングリコールとn−オクタン酸とのジエステル化合物。前記一般式(1)で、RおよびRがヘプチル基であり、Rがエチレン基であり、mが7である。分子量578。
【0180】
ジエステル化合物(C−6):ポリオキシエチレングリコールと2−エチルヘキサン酸とのジエステル化合物。前記一般式(1)で、RおよびRが2−エチルペンチル基であり、Rがエチレン基であり、mが7である。分子量578。
【0181】
ジエステル化合物(C−7):ポリオキシエチレングリコールとn−ノナン酸とのジエステル化合物。前記一般式(1)で、RおよびRがオクチル基であり、Rがエチレン基であり、mが7である。分子量606。
【0182】
ジエステル化合物(C−8):ポリオキシエチレングリコールと2−エチルヘプタン酸とのジエステル化合物。前記一般式(1)で、RおよびRが2−エチルヘキシル基であり、Rがエチレン基であり、mが7である。分子量606。
【0183】
ジエステル化合物(C−9):ポリオキシエチレングリコールとn−デカン酸とのジエステル化合物。前記一般式(1)で、RおよびRがノニル基であり、Rがエチレン基であり、mが7である。分子量634。
【0184】
ジエステル化合物(C−10):ポリオキシエチレングリコールと2−エチルオクタン酸とのジエステル化合物。前記一般式(1)で、RおよびRが2−エチルヘプチル基であり、Rがエチレン基であり、mが10である。分子量766。
【0185】
ジエステル化合物(C−11):ポリオキシエチレングリコールとn−ドデカン酸とのジエステル化合物。前記一般式(1)で、RおよびRがウンデシル基であり、Rがエチレン基であり、mが7である。分子量690。
【0186】
ジエステル化合物(C−12):ポリオキシエチレングリコールとn−オクタデカン酸とのジエステル化合物。前記一般式(1)で、RおよびRがヘプタデシル基であり、Rがエチレン基であり、mが7である。分子量858。
【0187】
ジエステル化合物(C−13):ポリオキシエチレングリコールと2−エチルヘキサン酸とのジエステル化合物。前記一般式(1)で、RおよびRが2−エチルペンチル基であり、Rがエチレン基であり、mが3である。分子量402。
【0188】
ジエステル化合物(C−14):ポリオキシエチレングリコールと2−エチルヘキサン酸とのジエステル化合物。前記一般式(1)で、RおよびRが2−エチルペンチル基であり、Rがエチレン基であり、mが5である。分子量490。
【0189】
ジエステル化合物(C−15):ポリオキシエチレングリコールと2−エチルヘキサン酸とのジエステル化合物。前記一般式(1)で、RおよびRが2−エチルペンチル基であり、Rがエチレン基であり、mが10である。分子量710。
【0190】
ジエステル化合物(C−16):ポリオキシエチレングリコールと2−エチルヘキサン酸とのジエステル化合物。前記一般式(1)で、RおよびRが2−エチルペンチル基であり、Rがエチレン基であり、mが25である。分子量1370。
【0191】
ジエステル化合物(C−17):ポリオキシエチレングリコールとn−ブタン酸とのジエステル化合物。前記一般式(1)で、RおよびRがn−プロピル基であり、Rがエチレン基であり、mが7である。分子量466。
【0192】
ジエステル化合物(C−18):ポリオキシエチレングリコールとn−イコサン酸とのジエステル化合物。前記一般式(1)で、RおよびRがノナデシル基であり、Rがエチレン基であり、mが7である。分子量914。
【0193】
実施例30
製造例1で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A1−1)56部(樹脂固形分25部)、ルチル型二酸化チタン(D1−1)(商品名「JR−806」テイカ株式会社製)60部、カーボンブラック(D1−2)(商品名「カーボンMA−100」三菱化学株式会社製)1部、平均一次粒子径が0.5μmの硫酸バリウム粉末(D2−1)(商品名「バリエースB−35」堺化学工業株式会社製)15部、平均一次粒子径が4.8μmのタルク粉末(D2−2)(商品名「MICRO ACE S−3」日本タルク株式会社製)3部および脱イオン水5部を混合し、2−(ジメチルアミノ)エタノールでpH8.0に調整した後、ペイントシェーカーで30分間分散させて顔料分散ペーストを得た。
【0194】
次に、得られた顔料分散ペースト140部、上記ジエステル化合物(C−6)10部、製造例1で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A1−1)23部、製造例4で得た水酸基含有アクリル樹脂溶液(A2−1)17部、製造例7で得た水酸基含有アクリル樹脂分散液(A2−4)33部、メラミン樹脂(B1−3−1)(メチル−ブチル混合エーテル化メラミン樹脂、固形分60%、重量平均分子量1,800)33部、ブロック化ポリイソシアネート化合物(B3−1)(商品名「バイヒジュールVPLS2310」住化バイエルウレタン株式会社製、固形分38%)26部、2−エチル−1−ヘキサノール(E−1)(20℃において100gの水に溶解する質量:0.1g)10部およびウレタンエマルション(F)(商品名「ユーコートUX−8100」三洋化成工業株式会社製、固形分35%)43部を均一に混合した。
【0195】
次いで、得られた混合物に、ポリアクリル酸系増粘剤(商品名「プライマルASE−60」ロームアンドハース社製)、2−(ジメチルアミノ)エタノールおよび脱イオン水を添加し、pH8.0、塗料固形分48%、20℃におけるフォードカップNo.4による粘度30秒の第1着色塗料(X−30)を得た。
【0196】
実施例31
製造例1で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A1−1)56部(樹脂固形分25部)、ルチル型二酸化チタン(D1−1)(商品名「JR−806」テイカ株式会社製)60部、カーボンブラック(D1−2)(商品名「カーボンMA−100」三菱化学株式会社製)1部、平均一次粒子径が0.5μmの硫酸バリウム粉末(D2−1)(商品名「バリエースB−35」堺化学工業株式会社製)15部、平均一次粒子径が4.8μmのタルク粉末(D2−2)(商品名「MICRO ACE S−3」日本タルク株式会社製)3部および脱イオン水5部を混合し、2−(ジメチルアミノ)エタノールでpH8.0に調整した後、ペイントシェーカーで30分間分散させて顔料分散ペーストを得た。
次に、得られた顔料分散ペースト140部、上記ジエステル化合物(C−6)10部、製造例1で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A1−1)23部、製造例4で得た水酸基含有アクリル樹脂溶液(A2−1)17部、製造例7で得た水酸基含有アクリル樹脂分散液(A2−4)33部、メラミン樹脂(B1−3−1)(メチル−ブチル混合エーテル化メラミン樹脂、固形分60%、重量平均分子量1,800)33部、ブロック化ポリイソシアネート化合物(B3−1)(商品名「バイヒジュールVPLS2310」住化バイエルウレタン株式会社製、固形分38%)26部、2−エチル−1−ヘキサノール(E−1)(20℃において100gの水に溶解する質量:0.1g)10部およびウレタンエマルション(F)(商品名「ユーコートUX−8100」三洋化成工業株式会社製、固形分35%)43部を均一に混合した。
【0197】
次いで、得られた混合物に、2−(ジメチルアミノ)エタノールおよび脱イオン水を添加し、pH8.0、20℃におけるフォードカップNo.4による粘度30秒の第1着色塗料(X−31)を得た。
【0198】
【表1−1】

【0199】
【表1−2】

【0200】
【表1−3】

【0201】
【表1−4】

【0202】
【表1−5】

【0203】
【表1−6】

【0204】
【表1−7】

【0205】
【表1−8】

【0206】
D2−3:平均一次粒子径1.6μmの硫酸バリウム粉末(商品名「SPARWITE W−5HB」ウィルバーエリス社製)
B1−1−1:メラミン樹脂(メチルエーテル化メラミン樹脂、固形分80%、重量平均分子量800)
水性第2着色塗料(Y)用アクリル樹脂エマルションの製造例
製造例8
温度計、サーモスタット、撹拌器、還流冷却器、窒素導入管および滴下装置を備えた反応容器に脱イオン水130部、アクアロンKH−10(注1)0.52部を仕込み、窒素気流中で撹拌混合し、80℃に昇温した。次いで下記のモノマー乳化物(1)のうちの全量の1%量および6%過硫酸アンモニウム水溶液5.3部を反応容器内に導入し80℃で15分間保持した。その後、残りのモノマー乳化物(1)を3時間かけて、同温度に保持した反応容器内に滴下した。滴下終了後、1時間熟成を行なった。次いで、下記のモノマー乳化物(2)を1時間かけて滴下した。1時間熟成した後、5%ジメチルエタノールアミン水溶液40部を反応容器に徐々に加えながら30℃まで冷却し、100メッシュのナイロンクロスで濾過することにより、濾液として、平均粒子径100nm、固形分濃度30%のアクリル樹脂エマルション(AC)を得た。
【0207】
前記平均粒子径は、サブミクロン粒度分布測定装置「COULTER N4型」(ベックマン・コールター社製)を用いて、脱イオン水で希釈し20℃で測定した。
【0208】
得られたアクリル樹脂は、酸価が33mgKOH/g、水酸基価が25mgKOH/gであった。
【0209】
モノマー乳化物(1):脱イオン水42部、アクアロンKH−10 0.72部、メチレンビスアクリルアミド2.1部、スチレン2.8部、メチルメタクリレート16.1部、エチルアクリレート28部およびn−ブチルアクリレート21部を混合攪拌して、モノマー乳化物(1)を得た。
【0210】
モノマー乳化物(2):脱イオン水18部、アクアロンKH−10 0.31部、過硫酸アンモニウム0.03部、メタクリル酸5.1部、2−ヒドロキシエチルアクリレート5.1部、スチレン3部、メチルメタクリレート6部、エチルアクリレート1.8部およびn−ブチルアクリレート9部を混合攪拌して、モノマー乳化物(2)を得た。
【0211】
水性第2着色塗料(Y)用ポリエステル樹脂の製造
製造例9
温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器および水分離器を備えた反応容器に、トリメチロールプロパン109部、1,6−ヘキサンジオール141部、ヘキサヒドロ無水フタル酸126部およびアジピン酸120部を仕込み、160℃〜230℃の間を3時間かけて昇温させた後、230℃で4時間縮合反応させた。次いで、得られた縮合反応生成物にカルボキシル基を付加するために、さらに無水トリメリット酸38.3部を加え、170℃で30分間反応させた後、2−エチル−1−ヘキサノール(20℃において100gの水に溶解する質量:0.1g)で希釈し、固形分濃度70%であるポリエステル樹脂溶液(PE1)を得た。得られたポリエステル樹脂は、酸価が46mgKOH/g、水酸基価が150mgKOH/g、重量平均分子量が6,400であった。
【0212】
製造例10
2−エチル−1−ヘキサノールの代わりに、エチレングリコールモノn−ブチルエーテル(20℃において100gの水に溶解する質量:無限)を用いる以外は、製造例9と同様にして、ポリエステル樹脂溶液(PE2)を得た。
【0213】
光輝性顔料分散液の製造例
製造例11
攪拌混合容器内において、アルミニウム顔料ペースト(商品名「GX−180A」旭化成メタルズ株式会社製、金属含有量74%)19部、2−エチル−1−ヘキサノール35部、リン酸基含有樹脂溶液(注5)8部および2−(ジメチルアミノ)エタノール0.2部を均一に混合して、光輝性顔料分散液(P1)を得た。
(注5)リン酸基含有樹脂溶液:温度計、サーモスタット、撹拌器、還流冷却器、窒素導入管および滴下装置を備えた反応容器にメトキシプロパノール27.5部、イソブタノール27.5部の混合溶剤を入れ、110℃に加熱した。次いで、スチレン25部、n−ブチルメタクリレート27.5部、分岐高級アルキルアクリレート(商品名「イソステアリルアクリレート」大阪有機化学工業株式会社製)20部、4−ヒドロキシブチルアクリレート7.5部、リン酸基含有重合性モノマー(注6)15部、2−メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート12.5部、イソブタノール10部、t−ブチルパーオキシオクタノエート4部からなる混合物121.5部を4時間かけて上記混合溶剤に加え、さらにt−ブチルパーオキシオクタノエート0.5部とイソプロパノール20部からなる混合物を1時間かけて滴下した。その後、1時間攪拌しながら熟成して固形分濃度50%のリン酸基含有樹脂溶液を得た。リン酸基含有樹脂のリン酸基による酸価は83mgKOH/g、水酸基価は29mgKOH/g、重量平均分子量は10,000であった。
(注6)リン酸基含有重合性モノマー:温度計、サーモスタット、撹拌器、還流冷却器、窒素導入管および滴下装置を備えた反応容器にモノブチルリン酸57.5部およびイソブタノール41部を入れ、90℃に昇温した後、グリシジルメタクリレート42.5部を2時間かけて滴下した。その後、さらに1時間攪拌しながら熟成した後、イソプロパノ−ル59部を加えて、固形分濃度50%のリン酸基含有重合性モノマー溶液を得た。得られたモノマーのリン酸基による酸価は285mgKOH/gであった。
【0214】
製造例12
2−エチル−1−ヘキサノールの代わりに、エチレングリコールモノn−ブチルエーテルを用いる以外は、製造例11と同様にして、光輝性顔料分散液(P2)を得た。
【0215】
水性第2着色塗料(Y)用顔料分散ペーストの製造例
製造例13
製造例1で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A1−1)56部(樹脂固形分25部)、ルチル型二酸化チタン(商品名「JR−806」テイカ株式会社製)60部および脱イオン水5部を混合し、2−(ジメチルアミノ)エタノールでpH8.0に調整した後、ペイントシェーカーで30分間分散させて顔料分散ペーストを得た。
【0216】
水性第2着色塗料(Y)の製造
製造例14
製造例8で得たアクリル樹脂エマルション(AC)100部、製造例9で得たポリエステル樹脂溶液(PE1)57部、製造例11で得た光輝性顔料分散液(P1)62部およびメラミン樹脂(商品名「サイメル325」日本サイテックインダストリーズ株式会社製、固形分80%)37.5部を均一に混合し、更に、ポリアクリル酸系増粘剤(商品名「プライマルASE−60」ロームアンドハース社製)、2−(ジメチルアミノ)エタノールおよび脱イオン水を加えてpH8.0、塗料固形分25%、20℃におけるフォードカップNo.4による粘度40秒の水性第2着色塗料(Y−1)を得た。
【0217】
製造例15
製造例8で得たアクリル樹脂エマルション(AC)100部、製造例10で得たポリエステル樹脂溶液(PE2)57部、製造例12で得た光輝性顔料分散液(P2)62部およびメラミン樹脂(商品名「サイメル325」日本サイテックインダストリーズ社製、固形分80%)37.5部を均一に混合し、更に、ポリアクリル酸系増粘剤(商品名「プライマルASE−60」ロームアンドハース社製)、2−(ジメチルアミノ)エタノールおよび脱イオン水を加えてpH8.0、塗料固形分25%、20℃におけるフォードカップNo.4による粘度40秒の水性第2着色塗料(Y−2)を得た。
【0218】
製造例16
製造例8で得たアクリル樹脂エマルション(AC)100部、製造例9で得たポリエステル樹脂溶液(PE1)21部、製造例13で得た顔料分散ペースト121部、2−エチル−1−ヘキサノール35部およびメラミン樹脂(商品名「サイメル325」日本サイテックインダストリーズ社製、固形分80%)37.5部を均一に混合し、更に、ポリアクリル酸系増粘剤(商品名「プライマルASE−60」ロームアンドハース社製)、2−(ジメチルアミノ)エタノールおよび脱イオン水を加えてpH8.0、塗料固形分48%、20℃におけるフォードカップNo.4による粘度60秒の水性第2着色塗料(Y−3)を得た。
【0219】
試験板の作製
前記実施例1〜31および比較例1〜6で得た第1着色塗料(X−1)〜(X−37)、および上記製造例14〜16で得た水性第2着色塗料(Y−1)〜(Y−3)を用いて、以下のようにしてそれぞれ試験板を作製し、評価試験を行なった。
【0220】
(試験用被塗物の作製)
リン酸亜鉛化成処理を施した冷延鋼板に、カチオン電着塗料(商品名「エレクロンGT−10」関西ペイント株式会社製)を硬化膜厚20μmとなるように電着塗装し、170℃で30分間加熱して硬化させて試験用被塗物とした。
【0221】
実施例32
上記試験用被塗物に、上記実施例1で得た第1着色塗料(X−1)を、回転霧化型の静電塗装機を用いて、硬化膜厚25μmとなるように静電塗装し、2分間放置後、80℃で3分間プレヒートを行なった。次いで、該未硬化の第1着色塗膜上に製造例14で得た水性第2着色塗料(Y−1)を、回転霧化型の静電塗装機を用いて、硬化膜厚15μmとなるように静電塗装し、2分間放置後、80℃で3分間プレヒートを行なった。その後、140℃で30分間加熱して、上記第1着色塗膜および第2着色塗膜を同時に硬化させた。次いで、硬化された第2着色塗膜上にアクリル樹脂系溶剤型上塗りクリヤー塗料(商品名「マジクロンKINO−1210」関西ペイント株式会社製、以下「クリヤー塗料(Z−1)」ということがある)を硬化膜厚35μmとなるように静電塗装し、7分間放置した後、140℃で30分間加熱して、該クリヤー塗膜を硬化させることにより試験板を作製した。
【0222】
実施例33〜62、比較例7〜12
第1着色塗料として、表2に示す塗料を用いる以外は実施例32と同様の方法により試験板を作製した。
【0223】
実施例63
第2着色塗料として、水性第2着色塗料(Y−1)の代わりに、製造例15で得た水性第2着色塗料(Y−2)を用いた以外は、実施例37と同様の方法により試験板を作製した。
【0224】
実施例64
前記試験用被塗物に、上記実施例1で得た第1着色塗料(X−1)を、回転霧化型の静電塗装機を用いて、硬化膜厚25μmとなるように静電塗装し、2分間放置後、80℃で3分間プレヒートを行なった。次いで、該未硬化の第1着色塗膜上に製造例16で得た水性第2着色塗料(Y−3)を、回転霧化型の静電塗装機を用いて、硬化膜厚35μmとなるように静電塗装し、2分間放置後、80℃で3分間プレヒートを行なった。その後、140℃で30分間加熱して、上記第1着色塗膜および第2着色塗膜を同時に硬化させることにより試験板を作製した。
【0225】
実施例65〜94、比較例13〜18
第1着色塗料として、表3に示す塗料を用いる以外は実施例64と同様の方法により試験板を作製した。
【0226】
評価試験
上記実施例32〜94および比較例7〜18で得られた各試験板について、下記の試験方法により評価を行なった。評価結果を下記表2および表3に示す。
【0227】
(試験方法)
平滑性:商品名「Wave Scan DOI」(BYK Gardner社製)によって測定されるWb値を用いて評価した。Wb値が小さいほど塗面の平滑性が高い。なお、表2および表3中の「初期」は、第1着色塗料(X)を製造直後に塗装した場合の平滑性を示し、「貯蔵後」は第1着色塗料(X)を製造後30℃で30日間貯蔵した後に塗装した場合の平滑性を示す。
【0228】
耐水性:試験板を40℃の温水に240時間浸漬し、引き上げ、20℃で12時間乾燥した後、試験板の複層塗膜を素地に達するようにカッターで格子状に切り込み、大きさ2mm×2mmのゴバン目を100個作った。続いて、その表面に粘着セロハンテープを貼着し、20℃においてそのテープを急激に剥離した後のゴバン目塗膜の残存状態を調べた。
A:ゴバン目塗膜が100個残存し、カッターの切り込みの縁において塗膜の小さなフチカケが生じていない
B:ゴバン目塗膜が100個残存するが、カッターの切り込みの縁において塗膜の小さなフチカケが生じている
C:ゴバン目塗膜が90〜99個残存する
D:ゴバン目塗膜の残存数が89個以下である。
【0229】
フリップフロップ性:角度を変えて各試験板を目視し、下記基準でフリップフロップ性を評価した。
A:目視の角度によるメタリック感の変化が顕著である(極めて優れたフリップフロップ性を有する)。
B:目視の角度によるメタリック感の変化が大きい(フリップフロップ性に優れる)。
C:目視の角度によるメタリック感の変化がやや小さい(フリップフロップ性がやや劣る)。
D:目視の角度によるメタリック感の変化が小さい(フリップフロップ性が劣る)。
【0230】
メタリックムラ:各試験板を目視にて観察し、メタリックムラの発生程度を下記基準で評価した。
A:メタリックムラがほとんど認められず、極めて優れた塗膜外観を有する。
B:メタリックムラがわずかに認められるが、優れた塗膜外観を有する。
C:メタリックムラが認められ、塗膜外観がやや劣る。
D:メタリックムラが多く認められ、塗膜外観が劣る。
【0231】
耐チッピング性:飛石試験機(商品名「JA−400型」スガ試験機株式会社社製)の試片保持台に試験板を設置し、−20℃において、試験板から30cm離れた所から0.392MPa(4kgf/cm )の圧縮空気により、粒度7号の花崗岩砕石50gを45度の角度で試験板に衝突させた。その後、得られた試験板を水洗して乾燥し、塗面に布粘着テープ(ニチバン株式会社製)を貼着した。そして、上記テープを剥離し、塗膜のキズの発生程度等を目視で観察し評価した。
A:キズの大きさが極めて小さく、電着面や素地の鋼板が露出していない
B:キズの大きさが小さく、電着面や素地の鋼板が露出していない
C:キズの大きさは小さいが、電着面や素地の鋼板が露出している
D:キズの大きさはかなり大きく、素地の鋼板も大きく露出している。
【0232】
【表2−1】

【0233】
【表2−2】

【0234】
【表2−3】

【0235】
【表2−4】

【0236】
【表2−5】

【0237】
【表3−1】

【0238】
【表3−2】

【0239】
【表3−3】

【0240】
【表3−4】

【0241】
【表3−5】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)水酸基含有樹脂、
(B)硬化剤、
(C)一般式(1)
【化1】

[式中、RおよびRは、独立して炭素数4〜18の炭化水素基を示し、Rは炭素数2〜4のアルキレン基を示し、mは3〜25の整数を示す。m個のオキシアルキレン単位(R−O)は、互いに同じであっても異なっていてもよい。]
で表されるジエステル化合物、
(D1)着色顔料、ならびに
(D2)体質顔料、
を含有し、且つ、着色顔料(D1)および体質顔料(D2)の合計含有量が、水酸基含有樹脂(A)および硬化剤(B)の合計100質量部に対して40〜180質量部である、着色塗料組成物。
【請求項2】
水酸基含有樹脂(A)が、水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)および水酸基含有アクリル樹脂(A2)からなる群より選ばれる少なくとも一種である、請求項1に記載の着色塗料組成物。
【請求項3】
水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)が、脂肪族多塩基酸(a1−1−1)および脂環族多塩基酸(a1−1−2)を合計で30モル%以上含む酸成分(a1−1)とアルコール成分(a1−2)との反応によって得られる水酸基含有ポリエステル樹脂である、請求項2に記載の着色塗料組成物。
【請求項4】
ジエステル化合物(C)が、ポリオキシアルキレングリコールと脂肪族モノカルボン酸とのジエステル化合物である、請求項1に記載の着色塗料組成物。
【請求項5】
水酸基含有樹脂(A)および硬化剤(B)の合計量に基づいて、水酸基含有樹脂(A)を30〜95質量%含有し、硬化剤(B)を5〜70質量%含有する、請求項1に記載の着色塗料組成物。
【請求項6】
水酸基含有樹脂(A)および硬化剤(B)の合計100質量部に対して、ジエステル化合物(C)を1〜30質量部含有する、請求項1に記載の着色塗料組成物。
【請求項7】
さらに、実質的に水酸基を含有しないウレタンエマルション(F)を含有する、請求項1に記載の着色塗料組成物。
【請求項8】
水酸基含有樹脂(A)および硬化剤(B)の合計100質量部に対して、ウレタンエマルション(F)を1〜80質量部含有する、請求項7に記載の着色塗料組成物。
【請求項9】
水性塗料組成物である、請求項1に記載の着色塗料組成物。
【請求項10】
請求項1に記載の着色塗料組成物が塗装された物品。
【請求項11】
(1)被塗物に、請求項1に記載の着色塗料組成物を塗装して第1着色塗膜を形成する工程、
(2)未硬化の第1着色塗膜上に、水性塗料である第2着色塗料を塗装して第2着色塗膜を形成する工程、ならびに
(3)未硬化の第1着色塗膜および未硬化の第2着色塗膜を加熱して両塗膜を同時に硬化させる工程、
を含む複層塗膜形成方法。
【請求項12】
第2着色塗料が光輝性顔料(D3)を含有する塗料である請求項11に記載の複層塗膜形成方法。
【請求項13】
被塗物が、電着塗料によって下塗り塗膜が形成された車体である請求項11に記載の複層塗膜形成方法。
【請求項14】
請求項11に記載の複層塗膜形成方法により塗装された物品。

【公開番号】特開2008−223013(P2008−223013A)
【公開日】平成20年9月25日(2008.9.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−26294(P2008−26294)
【出願日】平成20年2月6日(2008.2.6)
【出願人】(000001409)関西ペイント株式会社 (815)
【Fターム(参考)】