JP7774521B2 - Water-based paint composition and method for producing multi-layer paint film - Google Patents
Water-based paint composition and method for producing multi-layer paint filmInfo
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Description
本開示は、水性塗料組成物及び複層塗膜の製造方法に関する This disclosure relates to an aqueous coating composition and a method for producing a multilayer coating film.
自動車車体等の被塗物の表面には、種々の役割を持つ複数の塗膜(複層塗膜)を順次形成して、被塗物を保護すると同時に美しい外観及び優れた意匠を付与している。複層塗膜の形成方法としては、例えば、鋼板に対しては、導電性に優れた被塗物上に電着塗膜等の下塗り塗膜を形成し、その上に、中塗り塗膜、ベース塗膜及びクリヤー塗膜を順次形成する方法が一般的である。 Multiple coatings (multilayer coatings) with various functions are sequentially formed on the surface of coated objects such as automobile bodies, protecting the object while also imparting a beautiful appearance and excellent design. A common method of forming multilayer coatings, for example, for steel plate, is to form a primer coating such as an electrodeposition coating on the substrate, which has excellent conductivity, and then sequentially form an intermediate coating, a base coating, and a clear coating on top of that.
また、近年、環境負荷低減の意識が高まり、環境に配慮した商品への置換が求められている。塗料分野においては、例えば、有機溶媒の使用量を低減することが要求されており、溶媒として水を使用した水性塗料組成物を用いることにより、このような要求を満たすことができる。 Furthermore, in recent years, awareness of reducing environmental impact has grown, leading to demand for a shift to environmentally friendly products. In the paint industry, for example, there is a demand to reduce the amount of organic solvents used, and this demand can be met by using aqueous paint compositions that use water as the solvent.
水性のベース塗料組成物として、特許文献1には、水酸基及びカルボキシル基含有樹脂、ブロック化ポリイソシアネート化合物、リン酸基含有化合物及び塩基性化合物を含み、前記塩基性化合物の酸解離定数が7.0~8.5であり、沸点が100~200℃であって、塗料組成物全体のpHが7.0~8.2である水性塗料組成物が記載されている。
特許文献2には、水酸基含有アクリル樹脂及び/又は水酸基含有ポリエステル樹脂と、オリゴマーと、アルキルエーテル化メラミン樹脂を含み、前記オリゴマーは、数平均分子量200~800、溶解性パラメータ10.0~13.5であり、前記アルキルエーテル化メラミン樹脂におけるメチル基とブチル基のモル比(メチル基/ブチル基)が50/50~0/100である水性塗料組成物が記載されている。
特許文献3には、水酸基含有ポリエステル樹脂、水酸基含有アクリル樹脂、水酸基含有ポリウレタン樹脂及びメラミン樹脂を含む水性塗料が記載されている。
Patent Document 1 describes an aqueous base coating composition that contains a hydroxyl group- and carboxyl group-containing resin, a blocked polyisocyanate compound, a phosphate group-containing compound, and a basic compound, in which the acid dissociation constant of the basic compound is 7.0 to 8.5, the boiling point is 100 to 200°C, and the pH of the entire coating composition is 7.0 to 8.2.
Patent Document 2 describes an aqueous coating composition that contains a hydroxyl group-containing acrylic resin and/or a hydroxyl group-containing polyester resin, an oligomer, and an alkyl-etherified melamine resin, wherein the oligomer has a number average molecular weight of 200 to 800 and a solubility parameter of 10.0 to 13.5, and the molar ratio of methyl groups to butyl groups (methyl groups/butyl groups) in the alkyl-etherified melamine resin is 50/50 to 0/100.
Patent Document 3 describes an aqueous coating material containing a hydroxyl group-containing polyester resin, a hydroxyl group-containing acrylic resin, a hydroxyl group-containing polyurethane resin, and a melamine resin.
一方、自動車車体等の被塗物は、極めて複雑な構造を有している。例えば、自動車車体を構成する、ドア、ボンネットフード、ルーフ等の箇所では、2つの板状の鋼板をそれぞれ互いに重ね合わせた接合部又は継ぎ目部が存在する。接合部又は継ぎ目部は、境界部に隙間が存在する。該隙間は、中塗り塗料組成物、上塗りベース塗料組成物及び上塗りクリヤー塗料組成物のような通常の塗料組成物を用いた塗装のみでは、被覆が困難である。更に接合部又は継ぎ目部において存在する境界部の隙間には、水、塵等の異物が侵入し易く、該異物が錆の発生の原因となるという問題もある。そのため、接合部又は継ぎ目部においては一般に、シーリング剤の塗装及び充填によるシーラー部が設けられている。シーリング剤の塗装及び充填は、一般に、電着塗膜が形成された鋼板に対して行われる。そして、シーラー部を設けた被塗物に対して、中塗り塗膜及び上塗り塗膜が形成される。 On the other hand, coated objects such as automobile bodies have extremely complex structures. For example, in areas that make up an automobile body, such as doors, hoods, and roofs, there are joints or seams where two steel plates are overlapped. These joints or seams have gaps at their boundaries. These gaps are difficult to cover using conventional paint compositions, such as an intermediate paint composition, a base topcoat paint composition, and a clear topcoat paint composition. Furthermore, water, dust, and other foreign matter easily penetrate the gaps at the boundaries of joints or seams, which can cause rust. For this reason, sealer areas are typically provided at joints or seams by painting and filling with a sealant. This painting and filling with a sealant is generally performed on steel plates already coated with an electrodeposition coating. Then, an intermediate paint film and a topcoat paint film are formed on the substrate with the sealer area.
自動車車体の塗装等における中塗り塗膜及び上塗り塗膜は、塗膜そして製品の外観及び意匠に対して大きく影響を及ぼす。そのため、中塗り塗膜及び上塗り塗膜の塗装及び焼き付け硬化工程において、異物の付着によるブツの発生、塗装不具合等によるヘコミ又はハジキの発生等の塗膜欠陥が見出された場合は、この塗膜欠陥部が存在する箇所又は被塗物全体に対して、再度、中塗り塗膜及び上塗り塗膜を設ける塗装が行われる。このような再塗装はリコートといわれる。このリコートにおいては、被塗物に既に設けられている中塗り塗膜及び上塗り塗膜を含む複層塗膜と、再塗装によって設けられた中塗り塗膜及び上塗り塗膜からなる再塗装塗膜との層間密着性が問題となる。この層間密着性が低い場合は、既に設けられた複層塗膜と再塗装塗膜との間ではく離が生じてしまうためである。そして、リコートにおける層間密着性の問題は、シーラー部を有する被塗物においてとりわけ顕著である。 The primer and topcoat coatings used in painting automobile bodies have a significant impact on the paint film and the product's appearance and design. Therefore, if a coating defect, such as bumps caused by foreign matter adhesion or dents or craters due to paint defects, is discovered during the application and baking/curing process of the primer and topcoat coatings, the area where the coating defect exists or the entire substrate is repainted with a primer and topcoat coating. This type of repainting is called recoating. In this recoating process, the interlayer adhesion between the multi-layer coating film, including the primer and topcoat coatings already applied to the substrate, and the repainted coating consisting of the primer and topcoat coatings applied during repainting becomes an issue. Poor interlayer adhesion can lead to delamination between the existing multi-layer coating and the repainted coating. The problem of interlayer adhesion during recoating is particularly pronounced on substrates with sealer sections.
ゴミ等の付着により塗膜外観に異常が発生した場合、その部分をサンドペーパー等で研磨して部分的に補修するか、再度、自動車外板のブロック単位でベース塗料及びクリヤー塗料を塗り直すことが行われている。また、いわゆるツートーンと呼ばれる自動車外板の一部分のみの色調を変える場合においても、色調を変える部分に対して、ベース塗料及び上塗り用クリヤー塗料を再塗装することが行われている。 If the appearance of the paint film becomes abnormal due to the adhesion of dirt or other particles, the affected area is repaired by sanding it with sandpaper or by repainting the base paint and clear paint on each block of the car's exterior panel. Even when changing the color tone of only a portion of the car's exterior panel, a process known as two-tone, the base paint and clear top coat are repainted on the area where the color tone is to be changed.
このような場合、塗り直す前に塗装されている(1コート目の)クリヤー塗膜を研磨して新たに(2コート目の)ベース塗料及び上塗り用クリヤー塗料を塗り直す場合と、塗装されている(1コート目の)クリヤー塗膜を研磨せずに新たに(2コート目の)ベース塗料及び上塗り用クリヤー塗料を塗り直す場合とを比べると、1コート目のクリヤー塗膜と2コート目のベース塗膜との付着性は、1コート目のクリヤー塗膜を研磨しない方が一般に劣ることが知られている。 In such cases, when comparing the case where the applied (first coat) clear coat is sanded off before repainting and a new (second coat) base paint and top clear coat is applied, with the case where the applied (first coat) clear coat is not sanded off and a new (second coat) base paint and top clear coat is applied, it is known that the adhesion between the first coat clear coat and the second coat base coat is generally inferior when the first coat clear coat is not sanded off.
このように、1コート目のクリヤー塗膜を研磨しない方が、2コート目のベース塗膜との付着性が劣ることになるため、通常は、1コート目のクリヤー塗膜を研磨して2コート目のベース塗料及び上塗り用クリヤー塗料を塗り直すことが行われている。 As such, not sanding down the first coat of clear paint results in poorer adhesion to the second coat of base paint, so it is common to sand down the first coat of clear paint and then reapply the second coat of base paint and top coat of clear paint.
1コート目のクリヤー塗膜を研磨しないで2コート目のベース塗料及び上塗り用クリヤー塗料を塗り直したときに、2コート目のベース塗膜の付着性が劣らないものであれば、1コート目のクリヤー塗膜を研磨する手間が省け、自動車塗装ラインにおける補修又は再塗装にかかる時間短縮及びコスト低減が図れることから、1コート目のクリヤー塗膜を研磨しないで2コート目のベース塗料及び上塗り用クリヤー塗料を塗り直す(本開示において、「ノンサンドリコート(NSR)」ともいう)ときの2コート目のベース塗膜の付着性(本開示において、「NSR性」ともいう)を向上させることが望まれていた。 If the adhesion of the second coat of base paint and top clear paint is not impaired when the second coat of base paint and top clear paint are reapplied without sanding off the first coat of clear paint, the effort of sanding off the first coat of clear paint can be eliminated, shortening the time and reducing costs required for repairs or repainting on an automotive paint line. Therefore, it has been desirable to improve the adhesion of the second coat of base paint (also referred to as "NSR properties" in this disclosure) when the second coat of base paint and top clear paint are reapplied without sanding off the first coat of clear paint (also referred to as "non-sand recoat (NSR)" in this disclosure).
本開示は、前記課題に鑑みてなされたものであり、シーラー部を有する被塗物においても、リコートにおける層間密着性が良好であり、且つ塗膜外観に優れる塗膜を形成可能な水性塗料組成物の提供を目的とする。また、本開示は、かかる水性塗料組成物を用いた複層塗膜の製造方法の提供も課題とする。 The present disclosure was made in consideration of the above-mentioned problems, and aims to provide an aqueous paint composition that can form a coating film with good interlayer adhesion during recoating, even on substrates with sealer sections, and that has excellent coating appearance. Another objective of the present disclosure is to provide a method for producing a multi-layer coating film using such an aqueous paint composition.
本開示は、以下を含む
[1]塗膜形成樹脂(A)及び硬化剤(B)を含み、
前記塗膜形成樹脂(A)が、アクリル樹脂水分散体(A1)を含み、
前記アクリル樹脂水分散体(A1)中のアクリル樹脂が、水酸基を有し、
前記硬化剤(B)は、メラミン樹脂(B1)を含み、
前記メラミン樹脂(B1)は、重量平均分子量が6,000以上のメラミン樹脂(B1a)及び重量平均分子量が6,000未満のメラミン樹脂(B1b)を含む、水性塗料組成物。
[2]前記アクリル樹脂水分散体(A1)の水酸基価は、1mgKOH/g以上150mgKOH/g以下である、[1]に記載の水性塗料組成物。
[3]前記メラミン樹脂(B)の含有量は、前記塗膜形成樹脂(A)の固形分及び硬化剤(B)の固形分の合計100質量部中、10質量部以上50質量部以下である、[1]又は[2]に記載の水性塗料組成物。
[4]前記メラミン樹脂(B1a)の含有率は、前記メラミン樹脂(B1)の合計中、1質量%以上20質量%以下である、[1]~[3]のいずれか1つに記載の水性塗料組成物。
[5]前記塗膜形成樹脂(A)は、ウレタン樹脂(A2)及び/又はポリエステル樹脂(A3)を更に含む、[1]~[4]のいずれか1つに記載の水性塗料組成物。
[6]被塗物上に、[1]~[5]のいずれか1つに記載の水性塗料組成物を塗装して、塗装膜を形成する工程と、
前記塗装膜の上にクリヤー塗料をウェットオンウェットで塗装し、クリヤー塗装膜を形成する工程と、
前記塗装膜とクリヤー塗装膜とを当時に加熱硬化させて複層塗膜を形成する工程と、を含む複層塗膜の製造方法。
The present disclosure relates to a coating composition comprising: [1] a film-forming resin (A) and a curing agent (B);
the film-forming resin (A) comprises an aqueous acrylic resin dispersion (A1);
the acrylic resin in the acrylic resin water dispersion (A1) has a hydroxyl group,
The curing agent (B) contains a melamine resin (B1),
The melamine resin (B1) in the aqueous coating composition comprises a melamine resin (B1a) having a weight-average molecular weight of 6,000 or more and a melamine resin (B1b) having a weight-average molecular weight of less than 6,000.
[2] The aqueous coating composition according to [1], wherein the hydroxyl value of the acrylic resin water dispersion (A1) is 1 mgKOH/g or more and 150 mgKOH/g or less.
[3] The aqueous coating composition according to [1] or [2], wherein the content of the melamine resin (B) is 10 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the total of the solid content of the coating film-forming resin (A) and the solid content of the curing agent (B).
[4] The content of the melamine resin (B1a) is 1 mass% or more and 20 mass% or less in the total amount of the melamine resin (B1). [1] The aqueous coating composition according to any one of [1] to [3].
[5] The aqueous coating composition according to any one of [1] to [4], wherein the coating film-forming resin (A) further comprises a urethane resin (A2) and/or a polyester resin (A3).
[6] A step of applying the aqueous coating composition according to any one of [1] to [5] onto a substrate to form a coating film;
A step of applying a clear coating wet-on-wet onto the coating film to form a clear coating film;
and a step of simultaneously heating and curing the paint film and the clear paint film to form a multi-layer paint film.
本開示の水性塗料組成物によれば、シーラー部を有する被塗物においても、リコートにおける層間密着性が良好であり、且つ塗膜外観に優れる塗膜を形成可能である。また、本開示によれば、かかる水性塗料組成物を用いた複層塗膜の製造方法を提供できる。 The aqueous paint composition disclosed herein can form a coating film that exhibits good interlayer adhesion during recoating, even on substrates with sealer sections, and that has excellent coating appearance. The present disclosure also provides a method for producing a multi-layer coating film using such an aqueous paint composition.
本開示の水性塗料組成物は、
塗膜形成樹脂(A)及び硬化剤(B)を含み、
前記塗膜形成樹脂(A)が、アクリル樹脂水分散体(A1)を含み、
前記アクリル樹脂水分散体(A1)中のアクリル樹脂が、水酸基を有し、
前記硬化剤(B)は、メラミン樹脂(B1)を含み、
前記メラミン樹脂(B1)は、重量平均分子量が6,000以上のメラミン樹脂(B1a)及び重量平均分子量が6,000未満のメラミン樹脂(B1b)を含む。
The aqueous coating composition of the present disclosure comprises:
A coating composition comprising a film-forming resin (A) and a curing agent (B),
the film-forming resin (A) comprises an aqueous acrylic resin dispersion (A1);
the acrylic resin in the acrylic resin water dispersion (A1) has a hydroxyl group,
The curing agent (B) contains a melamine resin (B1),
The melamine resin (B1) includes a melamine resin (B1a) having a weight-average molecular weight of 6,000 or more and a melamine resin (B1b) having a weight-average molecular weight of less than 6,000.
本開示の水性塗料組成物によれば、シーラー部を有する被塗物においても、リコートにおける層間密着性が良好であり、且つ塗膜外観に優れる塗膜を形成可能である。特定の理論に拘束されないが、シーラー部上に塗料組成物を塗装すると、シーラーに含まれる成分が塗装膜中に移行し、該成分が残留したまま塗膜が形成されると考えられる。そしてリコートにおける層間密着性の低下は、かかる成分の移行によるものと考えられる。こうした成分の移行は、いわゆるウェットオンウェット塗装において顕著である。ウェットオンウェット塗装では、積層された複数の(未硬化の)塗装膜を同時に硬化する方法であり、各塗装膜を形成する度に焼付け硬化する方法に比べて、いくつかの加熱硬化工程を省略できるため、工程短縮及び塗装の省エネルギー化を実現することができるという利点がある。例えば、ウェットオンウェット塗装方法として、ベース塗料組成物を塗装した後、ベース塗装膜を硬化させることなくクリヤー塗料組成物を塗装し、その後、2種類の塗装膜を同時に乾燥させる方法が実施されている。 The aqueous paint composition disclosed herein can form a coating film with excellent interlayer adhesion and excellent appearance during recoating, even on substrates with sealer sections. Without being bound by any particular theory, it is believed that when a paint composition is applied over a sealer section, components contained in the sealer migrate into the coating film, leaving these components behind as the coating is formed. The decrease in interlayer adhesion during recoating is thought to be due to this component migration. This component migration is particularly pronounced in so-called wet-on-wet coating. Wet-on-wet coating is a method of simultaneously curing multiple stacked (uncured) coating films. Compared to methods that require baking and curing each coating film, this method offers the advantage of eliminating several heat curing steps, thereby shortening the process and saving energy during painting. For example, one wet-on-wet coating method involves applying a base coating composition, then applying a clear coating composition without curing the base coating, and then simultaneously drying the two coating films.
本開示の水性塗料組成物は、メラミン樹脂(B1)として、メラミン樹脂(B1a)及びメラミン樹脂(B1b)の両方を含むため、かかる成分の移行を抑制でき、シーラー部を有する被塗物においても、リコートにおける層間密着性が良好になると考えられる。また、本開示の水性塗料組成物は、ウェットオンウェット塗装においても、かかる層間密着性が良好である。 The aqueous coating composition of the present disclosure contains both melamine resin (B1a) and melamine resin (B1b) as the melamine resin (B1). This inhibits migration of these components, and is believed to result in good interlayer adhesion during recoating, even on substrates with sealer sections. Furthermore, the aqueous coating composition of the present disclosure also provides good interlayer adhesion in wet-on-wet coating.
[塗膜形成樹脂(A)]
前記塗膜形成樹脂(A)は、後述する硬化剤(B)と反応することにより、塗膜を形成しうる樹脂であり、アクリル樹脂水分散体(A1)を含む。
[Coating film-forming resin (A)]
The film-forming resin (A) is a resin that can form a film by reacting with the curing agent (B) described below, and includes an acrylic resin water dispersion (A1).
(アクリル樹脂水分散体(A1))
前記アクリル樹脂水分散体(A1)に含まれるアクリル樹脂は水酸基を有する。塗膜形成樹脂(A)としてアクリル樹脂水分散体(A1)を含むことで、塗膜形成樹脂(A)と硬化剤(B)とが硬化反応し、塗膜が形成される。アクリル樹脂水分散体は、水性媒体に分散しているアクリル樹脂であり、エマルション又はディスパージョンであってよく、水性媒体中において、アクリル樹脂は粒子状であってよい。
(Water dispersion of acrylic resin (A1))
The acrylic resin contained in the acrylic resin aqueous dispersion (A1) has a hydroxyl group. By including the acrylic resin aqueous dispersion (A1) as the film-forming resin (A), the film-forming resin (A) and the curing agent (B) undergo a curing reaction to form a coating film. The acrylic resin aqueous dispersion is an acrylic resin dispersed in an aqueous medium, and may be in the form of an emulsion or dispersion, and the acrylic resin may be in the form of particles in the aqueous medium.
代表的には、前記アクリル樹脂水分散体(A1)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル及び水酸基含有モノマーを含むモノマー混合物を乳化重合して得られ、前記モノマー混合物は、酸基含有モノマー及びその他のモノマーを更に含んでいてよい。前記モノマー混合物は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、水酸基含有モノマー及び酸基含有モノマーを含むことが好ましく、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、水酸基含有モノマー、酸基含有モノマー及びスチレン系モノマーを含むことがより好ましい。
なお、本開示において、(メタ)アクリル酸は、アクリル酸及びメタクリル酸を表す。
Typically, the acrylic resin aqueous dispersion (A1) is obtained by emulsion polymerization of a monomer mixture containing a (meth)acrylic acid alkyl ester and a hydroxyl group-containing monomer, and the monomer mixture may further contain an acid group-containing monomer and other monomers. The monomer mixture preferably contains a (meth)acrylic acid alkyl ester, a hydroxyl group-containing monomer, and an acid group-containing monomer, and more preferably contains a (meth)acrylic acid alkyl ester, a hydroxyl group-containing monomer, an acid group-containing monomer, and a styrene-based monomer.
In the present disclosure, (meth)acrylic acid refers to acrylic acid and methacrylic acid.
前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、酸基及び水酸基を有しない(メタ)アクリル酸アルキルエステルである。前記モノマー混合物が(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むことで、アクリル樹脂の主骨格を良好に構成できる。 The (meth)acrylic acid alkyl ester is a (meth)acrylic acid alkyl ester that does not have an acid group or a hydroxyl group. By including the (meth)acrylic acid alkyl ester in the monomer mixture, the main skeleton of the acrylic resin can be favorably constructed.
前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル等が挙げられる。(メタ)アクリル酸アルキルエステルとして1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the (meth)acrylic acid alkyl ester include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, dodecyl (meth)acrylate, and stearyl (meth)acrylate. Only one type of (meth)acrylic acid alkyl ester may be used, or two or more types may be used in combination.
水酸基含有モノマーとしては、水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーが挙げられ、具体的には、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシブチル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル;ε-カプロラクトン変性(メタ)アクリルモノマー等が挙げられる。 Hydroxyl group-containing monomers include (meth)acrylic monomers having a hydroxyl group, specifically hydroxyalkyl (meth)acrylates such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, and 2-hydroxybutyl (meth)acrylate; ε-caprolactone-modified (meth)acrylic monomers; and the like.
ε-カプロラクトン変性(メタ)アクリルモノマーとしては、例えば、ダイセル化学工業社製のプラクセルFA-1、プラクセルFA-2、プラクセルFA-3、プラクセルFA-4、プラクセルFA-5、プラクセルFM-1、プラクセルFM-2、プラクセルFM-3、プラクセルFM-4及びプラクセルFM-5等が挙げられる。水酸基含有モノマーとして1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of ε-caprolactone-modified (meth)acrylic monomers include PLACCEL FA-1, PLACCEL FA-2, PLACCEL FA-3, PLACCEL FA-4, PLACCEL FA-5, PLACCEL FM-1, PLACCEL FM-2, PLACCEL FM-3, PLACCEL FM-4, and PLACCEL FM-5, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd. Only one type of hydroxyl group-containing monomer may be used, or two or more types may be used in combination.
前記モノマー混合物が、水酸基含有モノマーを含むことによって、得られるアクリル樹脂に親水性が付与され、水性塗料組成物の塗装作業性及び凍結に対する安定性を向上させることができ、また、かかるアクリル樹脂と後述する硬化剤(B)との硬化反応性を高めることができる。 By including a hydroxyl group-containing monomer in the monomer mixture, the resulting acrylic resin is made hydrophilic, improving the application workability and stability against freezing of the aqueous coating composition, and also increasing the curing reactivity of the acrylic resin with the curing agent (B), which will be described later.
酸基含有モノマーは、酸基を有する(メタ)アクリルモノマーであってよく、かかる酸基は、カルボキシル基、スルホン酸基又はリン酸基であってよく、分散安定性向上及び硬化反応促進機能の観点から、好ましくはカルボキシル基である。前記モノマー混合物が、酸基含有モノマーを含むことで、得られるアクリル樹脂の保存安定性、機械的安定性、凍結に対する安定性等の諸安定性を向上させることができ、塗膜形成時におけるアクリル樹脂と硬化剤(B)との硬化反応を促進させることができる。 The acid group-containing monomer may be a (meth)acrylic monomer having an acid group. The acid group may be a carboxyl group, sulfonic acid group, or phosphate group. From the viewpoints of improving dispersion stability and accelerating the curing reaction, a carboxyl group is preferred. By including an acid group-containing monomer in the monomer mixture, the resulting acrylic resin can be improved in various stabilities, such as storage stability, mechanical stability, and stability against freezing, and the curing reaction between the acrylic resin and curing agent (B) during coating film formation can be accelerated.
酸基含有モノマーとしては、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、エタクリル酸、プロピルアクリル酸、イソプロピルアクリル酸、イタコン酸、無水マレイン酸及びフマル酸等のカルボキシル基含有モノマー;p-ビニルベンゼンスルホン酸、p-アクリルアミドプロパンスルホン酸、t-ブチルアクリルアミドスルホン酸等のスルホン酸基含有モノマー;(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチルのリン酸モノエステル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピルのリン酸モノエステル等のリン酸基含有モノマー等が挙げられる。酸基含有モノマーとして1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of acid group-containing monomers include carboxyl group-containing monomers such as (meth)acrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, ethacrylic acid, propylacrylic acid, isopropylacrylic acid, itaconic acid, maleic anhydride, and fumaric acid; sulfonic acid group-containing monomers such as p-vinylbenzenesulfonic acid, p-acrylamidopropanesulfonic acid, and t-butylacrylamidosulfonic acid; and phosphate group-containing monomers such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate phosphate monoester and 2-hydroxypropyl (meth)acrylate phosphate monoester. Only one type of acid group-containing monomer may be used, or two or more types may be used in combination.
前記他のモノマーとしては、例えば、スチレン系モノマー、(メタ)アクリロニトリル及び(メタ)アクリルアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種のモノマー等が挙げられる。スチレン系モノマーとしては、スチレン、α-メチルスチレン等が挙げられる。他のモノマーとして1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the other monomer include at least one monomer selected from the group consisting of styrene-based monomers, (meth)acrylonitrile, and (meth)acrylamide. Examples of styrene-based monomers include styrene and α-methylstyrene. Only one type of other monomer may be used, or two or more types may be used in combination.
モノマー混合物は、カルボニル基含有モノマー、加水分解性シリル基含有モノマー、種々の多官能ビニルモノマー等の架橋性モノマーを含んでいてもよい。モノマー混合物が架橋性モノマーを含むことによって、得られるアクリル樹脂に対して自己架橋性を付与することができる。架橋性モノマーとして1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 The monomer mixture may contain crosslinkable monomers such as carbonyl group-containing monomers, hydrolyzable silyl group-containing monomers, and various polyfunctional vinyl monomers. By including a crosslinkable monomer in the monomer mixture, the resulting acrylic resin can be imparted with self-crosslinking properties. Only one type of crosslinkable monomer may be used, or two or more types may be used in combination.
アクリル樹脂水分散体(A1)の調製において、乳化重合は、前記モノマー混合物を、水性媒体中、ラジカル重合開始剤及び乳化剤の存在下、かくはんしながら加熱することによって行うことができる。反応温度は例えば30~100℃程度であってよい。反応時間は、反応スケール及び反応温度に応じて適宜選択することができ、例えば1~10時間程度であってよい。乳化重合では、例えば、水と乳化剤とを仕込んだ反応容器に対して、モノマー混合物又はモノマープレ乳化液を、一括で加えてもよく、また暫時滴下してもよい。このような手順を適宜選択することによって、反応温度を調節することができる。前記モノマープレ乳化液は、モノマー混合物と、水及び乳化剤の少なくとも一部とを乳化させることにより調製できる。 In preparing the acrylic resin aqueous dispersion (A1), emulsion polymerization can be carried out by heating the monomer mixture in an aqueous medium in the presence of a radical polymerization initiator and an emulsifier while stirring. The reaction temperature may be, for example, about 30 to 100°C. The reaction time can be selected appropriately depending on the reaction scale and reaction temperature, and may be, for example, about 1 to 10 hours. In emulsion polymerization, for example, the monomer mixture or monomer pre-emulsion may be added all at once or gradually dropwise to a reaction vessel containing water and an emulsifier. By appropriately selecting such a procedure, the reaction temperature can be adjusted. The monomer pre-emulsion can be prepared by emulsifying the monomer mixture with at least a portion of the water and emulsifier.
前記ラジカル重合開始剤としては、アクリル樹脂の乳化重合で用いられる公知の開始剤を用いることができる。ラジカル重合開始剤は、好ましくは水溶性のラジカル重合開始剤であり、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩を、水溶液の状態で用いることができる。また、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素等の酸化剤と、亜硫酸水素ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、ロンガリット、アスコルビン酸等の還元剤とが組み合わされた、いわゆるレドックス系開始剤を、水溶液の状態で用いることもできる。
ラジカル重合開始剤として1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
The radical polymerization initiator may be a known initiator used in emulsion polymerization of acrylic resins. The radical polymerization initiator is preferably a water-soluble radical polymerization initiator, and for example, a persulfate such as potassium persulfate, sodium persulfate, or ammonium persulfate may be used in the form of an aqueous solution. Alternatively, a so-called redox initiator, which is a combination of an oxidizing agent such as potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, or hydrogen peroxide with a reducing agent such as sodium hydrogen sulfite, sodium thiosulfate, Rongalite, or ascorbic acid, may also be used in the form of an aqueous solution.
As the radical polymerization initiator, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
前記乳化剤としては、例えば、炭素数が6以上の炭化水素基と、カルボン酸塩、スルホン酸塩又は硫酸塩部分エステル等の親水性部分とを同一分子中に有するミセル化合物から選ばれるアニオン系又は非イオン系の乳化剤を用いることができる。アニオン乳化剤としては、アルキルフェノール類又は高級アルコール類の硫酸半エステルのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩;アルキル又はアリルスルホナートのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩;ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル又はポリオキシエチレンアリルエーテルの硫酸半エステルのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩等が挙げられる。非イオン系の乳化剤としては、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル又はポリオキシエチレンアリルエーテル等が挙げられる。また、乳化剤の他の例として、分子内にラジカル重合性の不飽和二重結合を有する、(メタ)アクリル系、プロペニル系、アリル系、アリルエーテル系、マレイン酸系等の基を有する各種アニオン系、ノニオン系反応性乳化剤が挙げられる。
乳化剤は1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
The emulsifier may be, for example, an anionic or nonionic emulsifier selected from micellar compounds having a hydrocarbon group with 6 or more carbon atoms and a hydrophilic moiety such as a carboxylate, sulfonate, or sulfate partial ester in the same molecule. Examples of anionic emulsifiers include alkali metal or ammonium salts of sulfate half esters of alkylphenols or higher alcohols; alkali metal or ammonium salts of alkyl or aryl sulfonates; and alkali metal or ammonium salts of sulfate half esters of polyoxyethylene alkyl phenyl ethers, polyoxyethylene alkyl ethers, or polyoxyethylene allyl ethers. Examples of nonionic emulsifiers include polyoxyethylene alkyl phenyl ethers, polyoxyethylene alkyl ethers, and polyoxyethylene allyl ethers. Other examples of emulsifiers include various anionic and nonionic reactive emulsifiers having radically polymerizable unsaturated double bonds in the molecule, such as (meth)acrylic, propenyl, allyl, allyl ether, and maleic acid groups.
The emulsifier may be used alone or in combination of two or more kinds.
乳化重合において、メルカプタン系化合物や低級アルコール等の分子量調節のための助剤(連鎖移動剤)を、必要に応じて用いることができる。これらの助剤を用いることによって、乳化重合を好適に進行させることができ、また、塗膜の円滑かつ均一な形成を促進して塗膜の被塗物に対する密着性を向上させることができる。 In emulsion polymerization, molecular weight adjusting agents (chain transfer agents), such as mercaptan compounds and lower alcohols, can be used as needed. The use of these agents allows the emulsion polymerization to proceed smoothly, promotes the smooth and uniform formation of a coating film, and improves the adhesion of the coating film to the substrate.
乳化重合としては、一段連続モノマー均一滴下法、多段モノマーフィード法であるコアシェル重合法、重合中にフィードするモノマー組成を連続的に変化させるパワーフィード重合法等、いずれの重合法も適宜選択することができる。 As emulsion polymerization, any polymerization method can be appropriately selected, such as a single-stage continuous uniform monomer dropping method, a core-shell polymerization method which is a multi-stage monomer feed method, or a power feed polymerization method in which the monomer composition fed during polymerization is continuously changed.
得られたアクリル樹脂水分散体(A1)に対して中和剤を添加して、アクリル樹脂に含まれうる酸基の少なくとも一部を中和してもよい。中和によって、アクリル樹脂水分散体(A1)の安定性を向上させることができる。中和剤としては、塩基性化合物が挙げられる。塩基性化合物としては、例えば、アンモニア;モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン及びジメチルエタノールアミン(ジメチルアミノエタノール)等の有機アミン;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化リチウム等の無機塩基が挙げられる。中和剤として1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 A neutralizing agent may be added to the resulting acrylic resin aqueous dispersion (A1) to neutralize at least a portion of the acid groups that may be contained in the acrylic resin. Neutralization can improve the stability of the acrylic resin aqueous dispersion (A1). Examples of neutralizing agents include basic compounds. Examples of basic compounds include ammonia; organic amines such as monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, triethylamine, diisopropylamine, monoethanolamine, diethanolamine, and dimethylethanolamine (dimethylaminoethanol); and inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and lithium hydroxide. Only one type of neutralizing agent may be used, or two or more types may be used in combination.
アクリル樹脂水分散体(A1)に含まれるアクリル樹脂は粒子状であってよく、かかる粒子の平均粒子径は、好ましくは0.01μm以上1.0μm以下である。
なお、本開示において、平均粒子径は、動的光散乱法によって決定される体積平均粒子径であり、具体的には、電気泳動光散乱光度計ELSZシリーズ(大塚電子社製)等を使用して測定することができる。
The acrylic resin contained in the acrylic resin water dispersion (A1) may be in the form of particles, and the average particle size of such particles is preferably 0.01 μm or more and 1.0 μm or less.
In the present disclosure, the average particle size is a volume-average particle size determined by dynamic light scattering, and specifically, can be measured using an electrophoretic light scattering photometer ELSZ series (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) or the like.
また、アクリル樹脂水分散体(A1)に含まれるアクリル樹脂は、コア-シェル粒子であってよい。 The acrylic resin contained in the acrylic resin aqueous dispersion (A1) may also be in the form of core-shell particles.
アクリル樹脂水分散体(A1)に含まれるアクリル樹脂の重量平均分子量は、好ましくは50,000以上5,000,000以下、より好ましくは50,000以上1,000,000以下である。前記範囲内であることで、得られる塗膜の硬度、密着性、耐水性等の諸性能が良好となるという利点がある。
なお、本開示において、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)の測定結果を、ポリスチレン標準として換算した値である。
The weight-average molecular weight of the acrylic resin contained in the acrylic resin aqueous dispersion (A1) is preferably from 50,000 to 5,000,000, more preferably from 50,000 to 1,000,000. Having a weight-average molecular weight within this range has the advantage that the hardness, adhesion, water resistance, and other properties of the resulting coating film are improved.
In the present disclosure, the weight average molecular weight is a value obtained by converting the measurement results of gel permeation chromatography (GPC) into a polystyrene standard.
アクリル樹脂水分散体(A1)に含まれるアクリル樹脂の酸価は、好ましくは1mgKOH/g以上80mgKOH/g以下、より好ましくは2mgKOH/g以上70mgKOH/g以下、更に好ましくは3mgKOH/g以上60mgKOH/g以下である。 The acid value of the acrylic resin contained in the acrylic resin aqueous dispersion (A1) is preferably 1 mgKOH/g or more and 80 mgKOH/g or less, more preferably 2 mgKOH/g or more and 70 mgKOH/g or less, and even more preferably 3 mgKOH/g or more and 60 mgKOH/g or less.
アクリル樹脂水分散体(A1)に含まれるアクリル樹脂の水酸基価は、好ましくは30mgKOH/g以上120mgKOH/g以下、より好ましくは35mgKOH/g以上100mgKOH/g以下である。前記範囲内であることで、硬化反応が十分に進行し、得られる塗膜の硬度が良好になるという利点がある。
なお、本開示において、酸価及び水酸基価は、いずれも固形分換算値であり、JIS K 0070に準拠した方法により測定される。
The hydroxyl value of the acrylic resin contained in the acrylic resin aqueous dispersion (A1) is preferably 30 mgKOH/g or more and 120 mgKOH/g or less, more preferably 35 mgKOH/g or more and 100 mgKOH/g or less. When the hydroxyl value is within this range, the curing reaction proceeds sufficiently, and the resulting coating film has an advantage of having good hardness.
In the present disclosure, the acid value and the hydroxyl value are both solid content equivalent values and are measured by a method in accordance with JIS K 0070.
前記塗膜形成樹脂(A)の固形分中、アクリル樹脂水分散体(A1)の固形分の含有率は、好ましくは20質量%以上90質量%以下、より好ましくは40質量%以上85質量%以下、更に好ましくは50質量%以上80質量%以下である。前記範囲内であることで、硬化反応が十分に進行し、得られる塗膜の硬度が良好になるという利点がある。
なお、本開示において、塗膜形成樹脂(A)及び後述する水性塗料組成物の固形分は、JIS K 5601-1-2:2008に定義される加熱残分を意味し、105℃で60分間加熱した後の残差の質量の、元の質量に対する百分率を測定することにより算出される。
The solid content of the acrylic resin aqueous dispersion (A1) in the solid content of the coating film-forming resin (A) is preferably 20% by mass or more and 90% by mass or less, more preferably 40% by mass or more and 85% by mass or less, and even more preferably 50% by mass or more and 80% by mass or less. By being within this range, the curing reaction proceeds sufficiently, and the resulting coating film has the advantage of good hardness.
In this disclosure, the solid content of the film-forming resin (A) and the aqueous coating composition described below refers to the heating residue as defined in JIS K 5601-1-2:2008, which is calculated by measuring the percentage of the mass of the residue after heating at 105°C for 60 minutes relative to the original mass.
(ウレタン樹脂(A2))
ウレタン樹脂(A2)は、主鎖にウレタン結合を有する樹脂であり、代表的には、水性媒体に分散している水性ウレタン樹脂である。特定の理論に拘束されないが、前記ウレタン樹脂(A2)は、硬化の際、自己及び他の成分と融着しうると考えられる。そのため、ウレタン樹脂(A2)を用いると、水性中塗り塗料及び本開示の水性塗料組成物(水性ベース塗料)を順次塗装し、低温硬化条件で焼き付け硬化させた場合であっても、強靭な塗膜を形成することが可能であり、塗膜間密着性、耐水密着性等に優れた複層塗膜を得ることができる。また、ウレタン樹脂(A2)を含むことで、リコートにおける高い層間密着性や、上塗り塗膜とウインドダイレクトボンド(WDB)との間の高い接着性が発揮されうる。
(Urethane resin (A2))
The urethane resin (A2) is a resin having a urethane bond in the main chain, typically an aqueous urethane resin dispersed in an aqueous medium. Without being bound by any particular theory, it is believed that the urethane resin (A2) can fuse with itself and other components during curing. Therefore, when using the urethane resin (A2), even when the aqueous primer paint and the aqueous paint composition (aqueous base paint) of the present disclosure are applied sequentially and baked and cured under low-temperature curing conditions, it is possible to form a tough coating film, and a multi-layer coating film with excellent inter-coat adhesion, water-resistant adhesion, etc. can be obtained. In addition, the inclusion of the urethane resin (A2) can exhibit high inter-layer adhesion during recoating and high adhesion between the topcoat paint film and Wind Direct Bond (WDB).
前記ウレタン樹脂(A2)は、ポリオールとポリイソシアネートとの反応物であってよく、かかる反応物に、必要に応じて用いる鎖伸長剤及び末端停止剤を更に反応させて得られる反応物であってよい。 The urethane resin (A2) may be a reaction product of a polyol and a polyisocyanate, or may be a reaction product obtained by further reacting such a reaction product with a chain extender and a terminal terminator, which are used as needed.
前記ポリオールとしては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、アクリルポリオール等のポリマーポリオール(例えば数平均分子量500以上のポリオール);エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、3-メチルペンタン-1,5-ジオール、2-エチルヘキサン-1,3-ジオール、トリメチロールプロパン等の低分子量ポリオール(例えば数平均分子量500未満のポリオール);酸基を有するポリオール(2,2-ジメチロールプロピオン酸等)、アミノ基を有するポリオール(N-メチルジエタノールアミン等)等の親水性基を有するポリオールが挙げられる。なお、前記ポリマーポリオール及び低分子量ポリオールと、親水性基を有するポリオールとは異なる。 Examples of the polyol include polymer polyols such as polyester polyols, polyether polyols, polycarbonate polyols, and acrylic polyols (e.g., polyols with a number average molecular weight of 500 or more); low molecular weight polyols such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, 3-methylpentane-1,5-diol, 2-ethylhexane-1,3-diol, and trimethylolpropane (e.g., polyols with a number average molecular weight of less than 500); and polyols with hydrophilic groups such as polyols with acid groups (e.g., 2,2-dimethylolpropionic acid) and polyols with amino groups (e.g., N-methyldiethanolamine). Note that the polymer polyols and low molecular weight polyols are different from polyols with hydrophilic groups.
前記ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート;シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート等の脂環式ポリイソシアネート;トリレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ナフタ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ポリイソシアネートが挙げられる。 Examples of the polyisocyanate include aliphatic polyisocyanates such as hexamethylene diisocyanate; alicyclic polyisocyanates such as cyclohexane diisocyanate, isophorone diisocyanate, and hydrogenated diphenylmethane diisocyanate; and aromatic polyisocyanates such as tolylene diisocyanate, xylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate, and diphenylmethane diisocyanate.
前記鎖伸長剤としては、前記低分子量ポリオール;エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ヒドラジン、キシリレンジアミン、イソホロンジアミン等のポリアミンが挙げられる。 Examples of the chain extender include the low molecular weight polyols mentioned above; and polyamines such as ethylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, hydrazine, xylylenediamine, and isophoronediamine.
前記末端停止剤としては、メタノール、ブタノール、オクタノール等のモノオール;前記モノオールのアルキレンオキサイド付加物;ブチルアミン、ジブチルアミン等のアルキルアミン;メチルイソシアネート、エチルイソシアネート、プロピルイソシアネート、ブチルイソシアネート、ラウリルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、フェニルイソシアネート、トリレンイソシアネート等のモノイソシアネート等が挙げられる。 Examples of the end-stopper include monools such as methanol, butanol, and octanol; alkylene oxide adducts of the above monools; alkylamines such as butylamine and dibutylamine; and monoisocyanates such as methyl isocyanate, ethyl isocyanate, propyl isocyanate, butyl isocyanate, lauryl isocyanate, cyclohexyl isocyanate, phenyl isocyanate, and tolylene isocyanate.
前記各成分は、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Each of the above components may be used alone or in combination of two or more.
前記ウレタン樹脂(A2)は、各成分を一度に反応させるワンショット法又は段階的に反応させる多段法(例えば、プレポリマー法等)により製造されうる。反応温度は、例えば40~140℃であってよく、ジブチルスズラウレ-ト、オクチル酸スズ等のスズ系触媒又はトリエチレンジアミン等のアミン系触媒を使用してよい。前記反応は、無溶剤下、又は、アセトン、トルエン、ジメチルホルムアミド、n-メチルピロリドン等の反応溶剤の存在下で実施してよい。 The urethane resin (A2) can be produced by a one-shot method in which each component is reacted at once, or a multi-stage method (e.g., a prepolymer method) in which the components are reacted in stages. The reaction temperature may be, for example, 40 to 140°C, and a tin-based catalyst such as dibutyltin laurate or tin octoate, or an amine-based catalyst such as triethylenediamine may be used. The reaction may be carried out without a solvent or in the presence of a reaction solvent such as acetone, toluene, dimethylformamide, or n-methylpyrrolidone.
水性ウレタン樹脂は、代表的には、ポリオールとして親水性基を有するポリオールを用い、ウレタン化反応の後、前記親水性基を中和又は4級化させ、水性媒体に溶媒又は分散させて、必要に応じ前記反応溶剤を除去することによって製造できる。 Aqueous urethane resins can typically be produced by using a polyol containing hydrophilic groups as the polyol, neutralizing or quaternizing the hydrophilic groups after the urethane reaction, dissolving or dispersing the resulting resin in an aqueous medium, and then removing the reaction solvent as necessary.
水性ウレタン樹脂としては市販品を用いてもよい。市販品として、例えば、NeoRezシリーズ(楠本化成社製)、HUXシリーズ(ADEKA社製)、ユーコートシリーズ、パーマリンシリーズ、ユープレンシリーズ(いずれも三洋化成社製)、Bayhydrolシリーズ(コベストロ社製)等が挙げられる。 Commercially available water-based urethane resins may be used. Examples of commercially available products include the NeoRez series (manufactured by Kusumoto Chemicals), the HUX series (manufactured by ADEKA Corporation), the U-Coat series, the Permarin series, and the Euplen series (all manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.), and the Bayhydrol series (manufactured by Covestro).
ウレタン樹脂(A2)としては、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 As the urethane resin (A2), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
前記塗膜形成樹脂(A)の固形分中、ウレタン樹脂(A2)の固形分の含有率は、0質量%以上であり、リコートにおける高い層間密着性及び塗膜における凝集破壊抑制、更には上塗り塗膜とWDBとの接着性の観点から、好ましくは3質量%以上50質量%以下、より好ましくは5質量%以上30質量%以下である。 The solid content of the urethane resin (A2) in the solid content of the film-forming resin (A) is 0% by mass or more, and from the viewpoints of high interlayer adhesion during recoating, suppression of cohesive failure in the coating film, and adhesion between the topcoat coating film and the WDB, it is preferably 3% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 5% by mass or more and 30% by mass or less.
(ポリエステル樹脂(A3))
ポリエステル樹脂(A3)は、主鎖にエステル結合を有する樹脂であり、代表的には、水性媒体に分散している水性ポリエステル樹脂である。ポリエステル樹脂(A3)を更に含むことで、塗料安定性、塗装作業性及び得られる塗膜物性が良好になりうる。
(Polyester resin (A3))
The polyester resin (A3) is a resin having an ester bond in the main chain, and is typically an aqueous polyester resin dispersed in an aqueous medium. By further including the polyester resin (A3), the coating stability, coating workability, and physical properties of the resulting coating film can be improved.
前記ポリエステル樹脂(A3)は、多価アルコールと多塩基酸との反応物であってよい。 The polyester resin (A3) may be a reaction product of a polyhydric alcohol and a polybasic acid.
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、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、1,9-ノナンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステル、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2,2,4-トリメチルペンタンジオール、水素化ビスフェノールA等のジオール成分;トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、グリセリン、ペンタエリスリトール等の三価以上のポリオール成分;2,2-ジメチロールプロピオン酸、2,2-ジメチロールブタン酸、2,2-ジメチロールペンタン酸、2,2-ジメチロールヘキサン酸、2,2-ジメチロールオクタン酸等のジヒドロキシカルボン酸等が挙げられる。 Examples of the polyhydric alcohol include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, neopentyl glycol, 1,9-nonanediol, 1,4-cyclohexanediol, hydroxypivalic acid neopentyl glycol ester, and 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol. diol components such as 3-methyl-1,5-pentanediol, 2,2,4-trimethylpentanediol, and hydrogenated bisphenol A; trivalent or higher polyol components such as trimethylolpropane, trimethylolethane, glycerin, and pentaerythritol; and dihydroxycarboxylic acids such as 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutanoic acid, 2,2-dimethylolpentanoic acid, 2,2-dimethylolhexanoic acid, and 2,2-dimethyloloctanoic acid.
前記多塩基酸としては、例えば、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、無水トリメリット酸、テトラブロム無水フタル酸、テトラクロロ無水フタル酸、無水ピロメリット酸等の芳香族多価カルボン酸及び酸無水物;ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、1,4-若しくは1,3-シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族多価カルボン酸及び無水物;無水マレイン酸、フマル酸、無水コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等の脂肪族多価カルボン酸及び無水物等の、多塩基酸及びそれらの無水物が挙げられる。必要に応じて安息香酸、t-ブチル安息香酸等の一塩基酸を併用してもよい。 Examples of the polybasic acid include aromatic polycarboxylic acids and acid anhydrides such as phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic anhydride, tetrabromophthalic anhydride, tetrachlorophthalic anhydride, and pyromellitic anhydride; alicyclic polycarboxylic acids and anhydrides such as hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, and 1,4- or 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid; and aliphatic polycarboxylic acids and anhydrides such as maleic anhydride, fumaric acid, succinic anhydride, adipic acid, sebacic acid, and azelaic acid, and their anhydrides. If necessary, monobasic acids such as benzoic acid and t-butylbenzoic acid may be used in combination.
さらなる反応成分として、1価アルコール、カージュラE(商品名:シエル化学製)等のモノエポキサイド化合物、及びラクトン類(β-プロピオラクトン、ジメチルプロピオラクトン、ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、ε-カプロラクトン、γ-カプロラクトン等)を併用してもよい。 Additional reaction components may be used in combination, such as monohydric alcohols, monoepoxide compounds such as Cardura E (trade name: manufactured by Shell Chemical), and lactones (β-propiolactone, dimethylpropiolactone, butyrolactone, γ-valerolactone, ε-caprolactone, γ-caprolactone, etc.).
また、さらなる反応成分として、ヒマシ油、脱水ヒマシ油等の脂肪酸、及びこれらの脂肪酸のうち1種、又は2種以上の混合物である油成分を用いてもよい。また、ポリエステル樹脂にアクリル樹脂、ビニル樹脂等をグラフト化してもよく、ポリイソシアネート化合物を反応させてもよい。 Furthermore, as a further reactive component, fatty acids such as castor oil and dehydrated castor oil, and oil components that are one or a mixture of two or more of these fatty acids may be used. Furthermore, acrylic resins, vinyl resins, etc. may be grafted onto the polyester resin, or a polyisocyanate compound may be reacted therewith.
前記各成分は、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Each of the above components may be used alone or in combination of two or more.
得られたポリエステル樹脂に中和剤を添加して、ポリエステル樹脂に含まれる酸基の少なくとも一部を中和してもよい。中和によって、ポリエステル樹脂の水分散性又は水への溶解性を向上させることができる。中和剤としては、塩基性化合物が挙げられる。塩基性化合物の例は上述のとおりである。中和剤は1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 A neutralizing agent may be added to the resulting polyester resin to neutralize at least a portion of the acid groups contained in the polyester resin. Neutralization can improve the water dispersibility or solubility of the polyester resin in water. Examples of neutralizing agents include basic compounds. Examples of basic compounds are as described above. Only one type of neutralizing agent may be used, or two or more types may be used in combination.
ポリエステル樹脂(A3)の重量平均分子量は、保存安定性及び塗装作業性の観点から、好ましくは500~20,000、より好ましくは1,500~10,000である。 From the viewpoints of storage stability and coating workability, the weight-average molecular weight of polyester resin (A3) is preferably 500 to 20,000, more preferably 1,500 to 10,000.
ポリエステル樹脂(A3)の固形分酸価は、好ましくは15mgKOH/g以上100mgKOH/g以下、より好ましくは20mgKOH/g以上80mgKOH/g以下である。
ポリエステル樹脂(A3)の固形分水酸基価は、好ましくは35mgKOH/g以上170mgKOH/g以下、より好ましくは50mgKOH/g以上150mgKOH/g以下である。
ポリエステル樹脂(A3)の重量平均分子量、固形分酸価及び固形分水酸基価が前記範囲内であることにより、塗料安定性、塗装作業性及び得られる塗膜物性等が良好となる利点がある。
The polyester resin (A3) has an acid value of the solid content of preferably 15 mgKOH/g or more and 100 mgKOH/g or less, more preferably 20 mgKOH/g or more and 80 mgKOH/g or less.
The polyester resin (A3) has a solid content hydroxyl value of preferably 35 mgKOH/g or more and 170 mgKOH/g or less, more preferably 50 mgKOH/g or more and 150 mgKOH/g or less.
When the weight average molecular weight, solid content acid value and solid content hydroxyl value of the polyester resin (A3) are within the above ranges, there are advantages in that the paint stability, coating workability and the physical properties of the resulting paint film are improved.
ポリエステル樹脂(A3)のガラス転移点Tgは、塗膜の硬度及び下地隠蔽性の観点から、好ましくは-20℃以上80℃、より好ましくは-10℃以上60℃である。ポリエステル樹脂のTgは、ポリエステル樹脂の調製に用いたモノマーの種類及び量から計算によって求めることができる。また、ポリエステル樹脂のTgを、示差走査型熱量計(DSC)によって測定してもよい。 From the viewpoint of coating film hardness and base hiding power, the glass transition temperature Tg of the polyester resin (A3) is preferably -20°C to 80°C, more preferably -10°C to 60°C. The Tg of the polyester resin can be calculated from the types and amounts of monomers used in preparing the polyester resin. Alternatively, the Tg of the polyester resin may be measured using a differential scanning calorimeter (DSC).
ポリエステル樹脂(A3)としては、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 As the polyester resin (A3), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
塗膜形成樹脂(A)の固形分中、ポリエステル樹脂(A3)の固形分の含有率は、0質量%以上であり、好ましくは5質量%以上50質量%以下、より好ましくは10質量%以上40質量%以下、更に好ましくは10質量%以上30質量%以下である。 The solid content of polyester resin (A3) in the solid content of film-forming resin (A) is 0% by mass or more, preferably 5% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 40% by mass or less, and even more preferably 10% by mass or more and 30% by mass or less.
塗膜形成樹脂(A)の固形分中、アクリル樹脂水分散体(A1)、ウレタン樹脂(A2)、ポリエステル樹脂(A3)の合計の含有率は、好ましくは70質量%以上100質量%以下、より好ましくは80質量%以上100質量%以下、更に好ましくは88質量%以上100質量%以下である。 The total content of the acrylic resin water dispersion (A1), urethane resin (A2), and polyester resin (A3) in the solids content of the film-forming resin (A) is preferably 70% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 80% by mass or more and 100% by mass or less, and even more preferably 88% by mass or more and 100% by mass or less.
前記塗膜形成樹脂(A)は、アクリル樹脂水分散体(A1)のアクリル樹脂、ウレタン樹脂(A2)及びポリエステル樹脂(A3)以外の樹脂を含んでいてもよい。かかる樹脂としては、水溶性アクリル樹脂等が挙げられる。水溶性アクリル樹脂は、分子量が低く、水性媒体に溶解し得る。水溶性アクリル樹脂の重量平均分子量は、50,000未満であり、例えば1,000以上30,000以下であり得る。 The film-forming resin (A) may contain a resin other than the acrylic resin of the acrylic resin aqueous dispersion (A1), the urethane resin (A2), and the polyester resin (A3). Examples of such resins include water-soluble acrylic resins. Water-soluble acrylic resins have a low molecular weight and are soluble in aqueous media. The weight-average molecular weight of the water-soluble acrylic resin is less than 50,000, and may be, for example, from 1,000 to 30,000.
水性塗料組成物の固形分中、塗膜形成樹脂(A)の固形分の含有率は、好ましくは20質量%以上80質量%以下、より好ましくは30質量%以上75質量%以下、更に好ましくは40質量%以上70質量%以下である。 The solid content of the film-forming resin (A) in the solids of the aqueous coating composition is preferably 20% by mass or more and 80% by mass or less, more preferably 30% by mass or more and 75% by mass or less, and even more preferably 40% by mass or more and 70% by mass or less.
[硬化剤(B)]
前記硬化剤(B)は、メラミン樹脂(B1)を含む。メラミン樹脂(B1)を含むことで、メラミン樹脂(B1)の自己重合及びメラミン樹脂(B1)に含まれるアミノ基とアクリル樹脂分散体(A1)に含まれる水酸基との反応により、塗膜を形成することができる。
[Curing agent (B)]
The curing agent (B) contains a melamine resin (B1). By including the melamine resin (B1), a coating film can be formed by self-polymerization of the melamine resin (B1) and reaction between amino groups contained in the melamine resin (B1) and hydroxyl groups contained in the acrylic resin dispersion (A1).
(メラミン樹脂(B1))
メラミン樹脂(B1)は、メラミン等のアミノ化合物と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド等のアルデヒド化合物との縮合体を、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の低級アルコールを用いて変性させることによって得られる。メラミン樹脂(B1)は、トリアジン核1分子中に反応性官能基として、以下の式で表される反応性官能基を3つ有する化合物又はその重縮合体であることが好ましい。
-NX1X2
[X1、X2は、それぞれ独立に、水素原子、メチロール基又は-CH2-OR1を表す。
R1は、炭素数1~8のアルキル基、好ましくは炭素数1~8の直鎖状又は分枝鎖状アルキル基を表す。
同一分子中に複数の-CH2-OR1が含まれる場合、複数のR1は、同一であっても異なっていてもよい。]
(Melamine resin (B1))
The melamine resin (B1) can be obtained by modifying a condensate of an amino compound such as melamine with an aldehyde compound such as formaldehyde or acetaldehyde using a lower alcohol such as methanol, ethanol, propanol, butanol, etc. The melamine resin (B1) is preferably a compound having three reactive functional groups represented by the following formula as reactive functional groups per molecule of a triazine nucleus, or a polycondensate thereof.
-NX 1 X 2
[X 1 and X 2 each independently represent a hydrogen atom, a methylol group, or —CH 2 —OR 1. ]
R1 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
When multiple —CH 2 —OR 1 groups are contained in the same molecule, the multiple R1 groups may be the same or different.]
メラミン樹脂としては、反応性官能基として-N(CH2OR1)2のみを含むフルアルキル型;反応性官能基として-N(CH2OR1)(CH2OH)を含むメチロール基型;反応性官能基として-N(CH2OR1)(H)を含むイミノ基型;反応性官能基として、-N(CH2OR1)(CH2OH)と-N(CH2OR1)(H)とを含む、又は、-N(CH2OH)(H)を含むメチロール/イミノ基型の4種類を例示することができる。前記フルアルキル型、メチロール基型、イミノ基型又はメチロール/イミノ基型メラミン樹脂において、R1は、炭素数1~4のアルキル基であることが好ましく、メチル基、n-ブチル基又はイソブチル基であることが好ましく、一態様において、メチル基とブチル基が混合していてもよく、別の態様においてメチル基のみであってよく、更に別の態様においてブチル基のみであってよい。 Examples of melamine resins include four types: a full alkyl type containing only -N(CH 2 OR 1 ) 2 as the reactive functional group; a methylol group type containing -N(CH 2 OR 1 )(CH 2 OH) as the reactive functional group; an imino group type containing -N(CH 2 OR 1 )(H) as the reactive functional group; and a methylol/imino group type containing -N(CH 2 OR 1 )(CH 2 OH) and -N(CH 2 OR 1 )(H) or containing -N(CH 2 OH)(H) as the reactive functional group. In the above-mentioned full alkyl type, methylol group type, imino group type, or methylol/imino group type melamine resin, R 1 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and is preferably a methyl group, an n-butyl group, or an isobutyl group. In one embodiment, R 1 may be a mixture of methyl groups and butyl groups, in another embodiment, it may be only methyl groups, or in yet another embodiment, it may be only butyl groups.
メラミン樹脂(B1)のSP値は、塗膜外観や、ベース塗膜とWDBとの間の高い接着性を向上させる観点から、好ましくは9.0以上12.0未満、より好ましくは9.2以上11.0未満、更に好ましくは9.5以上11.0未満、なお更に好ましくは10.0以上11.0未満である。
なお、本開示において、SP値の単位は、(cal/cm3)1/2である。
From the viewpoint of improving the appearance of the coating film and the high adhesion between the base coating film and the WDB, the SP value of the melamine resin (B1) is preferably 9.0 or more and less than 12.0, more preferably 9.2 or more and less than 11.0, even more preferably 9.5 or more and less than 11.0, and still more preferably 10.0 or more and less than 11.0.
In the present disclosure, the unit of the SP value is (cal/cm 3 ) 1/2 .
SP値は、次の方法により測定することができる。測定温度20℃で、SP値を測定する成分0.5gを100mLビーカーに秤量し、良溶媒(アセトン)10mLを、ホールピペットを用いて加え、マグネティックスターラーにより溶解し、希釈溶液を調製する。次に、この希釈溶液に50mLビュレットを用いて、低SP貧溶媒(n-ヘキサン)を徐々に滴下し、希釈溶液に濁りが生じた点を低SP貧溶媒の滴下量とする。 The SP value can be measured using the following method. At a measurement temperature of 20°C, 0.5 g of the component whose SP value is to be measured is weighed into a 100 mL beaker, and 10 mL of a good solvent (acetone) is added using a volumetric pipette. Dissolve using a magnetic stirrer to prepare a diluted solution. Next, a low SP poor solvent (n-hexane) is slowly added dropwise to this diluted solution using a 50 mL burette; the point at which the diluted solution becomes cloudy is considered to be the amount of low SP poor solvent added.
また別途、前記希釈溶液に高SP貧溶媒(イオン交換水)を徐々に滴下し、希釈溶液に濁りが生じた点を高SP貧溶媒の滴下量とする。SP値は、前記各貧溶媒の濁点に至るまでの滴下量から、前記参考文献等に記載されている公知の計算方法により算出することができる。 Separately, a high SP poor solvent (ion-exchanged water) is gradually added dropwise to the diluted solution, and the point at which the diluted solution becomes cloudy is taken as the amount of high SP poor solvent added. The SP value can be calculated from the amount added until the cloudiness point of each poor solvent is reached using known calculation methods described in the references mentioned above.
メラミン樹脂として市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、サイメル202(SP値:11.36)等のメチロール基・イミノ型メチル/ブチル混合エーテル化メラミン樹脂;サイメル204(SP値:10.94)、サイメル211(SP値:11.91)、サイメル250(SP値:10.40)、サイメル254(SP値:11.39)等のイミノ型メチル/ブチル混合エーテル化メラミン樹脂;サイメル350(SP値:12.42)等の完全アルキル型メチル化メラミン樹脂;サイメル325(SP値:13.69)、サイメル327(SP値:12.42)、サイメル385(SP値:14.21)、サイメル701(SP値:12.86)、サイメル712(SP値:14.45)等のイミノ基型メチル化メラミン樹脂;サイメル247-10(SP値:9.20)、サイメル370(SP値:12.76)、サイメル651(9.20)等のメチロール基型メチル化メラミン樹脂(以上、オルネクスジャパン社製)、マイコート212(SP値:10.10)、マイコート518(SP値:9.80)、マイコート525(SP値:11.84)等のイミノ型メチル/ブチル混合エーテル化メラミン樹脂;マイコート508(SP値:10.70)等のイミノ型ブチル化メラミン樹脂;マイコート723(SP値:11.11)、マイコート776(SP値:13.44)等のイミノ基型メチル化メラミン樹脂;マイコート2677(SP値:10.80)等のメチロール基型メチル/イソブチル混合エーテル化メラミン樹脂(以上、オルネクス社製)等が挙げられる。 Commercially available melamine resins may be used. Examples of commercially available melamine resins include methylol group-imino type methyl/butyl mixed etherified melamine resins such as Cymel 202 (SP value: 11.36); and imino type methyl/butyl mixed etherified melamine resins such as Cymel 204 (SP value: 10.94), Cymel 211 (SP value: 11.91), Cymel 250 (SP value: 10.40), and Cymel 254 (SP value: 11.39). Resins: fully alkylated methylated melamine resins such as Cymel 350 (SP value: 12.42); imino group-type methylated melamine resins such as Cymel 325 (SP value: 13.69), Cymel 327 (SP value: 12.42), Cymel 385 (SP value: 14.21), Cymel 701 (SP value: 12.86), Cymel 712 (SP value: 14.45); Cymel 247-10 ( Examples of methylol group-type methylated melamine resins include Cymel 370 (SP value: 9.20), Cymel 370 (SP value: 12.76), and Cymel 651 (9.20) (all manufactured by Allnex Japan Co., Ltd.); imino-type methyl/butyl mixed etherified melamine resins such as Mycoat 212 (SP value: 10.10), Mycoat 518 (SP value: 9.80), and Mycoat 525 (SP value: 11.84); imino-type butylated melamine resins such as Mycoat 508 (SP value: 10.70); imino-type methylated melamine resins such as Mycoat 723 (SP value: 11.11) and Mycoat 776 (SP value: 13.44); and methylol group-type methyl/isobutyl mixed etherified melamine resins such as Mycoat 2677 (SP value: 10.80) (all manufactured by Allnex Japan Co., Ltd.).
前記メラミン樹脂(B1)は、重量平均分子量が6,000以上のメラミン樹脂(B1a)と、重量平均分子量が6,000未満のメラミン樹脂(B1b)とを含む。これにより、シーラー部を有する被塗物においても、シーラー部からの成分の移行を抑制でき、リコートにおける層間密着性が良好になる。 The melamine resin (B1) contains a melamine resin (B1a) with a weight-average molecular weight of 6,000 or more and a melamine resin (B1b) with a weight-average molecular weight of less than 6,000. This prevents migration of components from the sealer, even on substrates with a sealer, and improves interlayer adhesion during recoating.
前記メラミン樹脂(B1a)の重量平均分子量は、6,000以上であり、例えば6,000以上18,000以下、好ましくは6,000以上16,000以下、より好ましくは8,000以上16,000以下、更に好ましくは10,000以上16,000以下である。 The weight average molecular weight of the melamine resin (B1a) is 6,000 or more, for example, 6,000 or more and 18,000 or less, preferably 6,000 or more and 16,000 or less, more preferably 8,000 or more and 16,000 or less, and even more preferably 10,000 or more and 16,000 or less.
前記重量平均分子量が6,000以上のメラミン樹脂(B1a)のSP値は、好ましくは9.0以上12.0未満、より好ましくは9.0以上11.0未満、更に好ましくは9.0以上10.5未満、より更に好ましくは9.2以上10.5未満である。 The SP value of the melamine resin (B1a) having a weight average molecular weight of 6,000 or more is preferably 9.0 or more and less than 12.0, more preferably 9.0 or more and less than 11.0, even more preferably 9.0 or more and less than 10.5, and even more preferably 9.2 or more and less than 10.5.
前記メラミン樹脂(B1a)として市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、サイメル247-10(重量平均分子量:11,600、SP値:9.20)、サイメル651(重量平均分子量:15,400、SP値:9.20)等のメチロール基型メチル化メラミン樹脂(以上、オルネクスジャパン社製)が挙げられる。 Commercially available products may be used as the melamine resin (B1a). Examples of commercially available products include methylol group-type methylated melamine resins such as Cymel 247-10 (weight average molecular weight: 11,600, SP value: 9.20) and Cymel 651 (weight average molecular weight: 15,400, SP value: 9.20) (both manufactured by Allnex Japan Co., Ltd.).
前記重量平均分子量が6,000以上のメラミン樹脂(B1a)の含有率は、メラミン樹脂(B1)中、好ましくは1質量%以上90質量%以下、より好ましくは1質量%以上30質量%以下、更に好ましくは1質量%以上20質量%以下である。前記範囲であることにより、塗膜形成樹脂との硬化反応が十分に進行し、且つ得られる塗膜の層間密着性が優れるという利点がある。 The content of the melamine resin (B1a) having a weight-average molecular weight of 6,000 or more in the melamine resin (B1) is preferably 1% by mass or more and 90% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less, and even more preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less. Having a content within this range has the advantage that the curing reaction with the film-forming resin proceeds sufficiently and the resulting coating film has excellent interlayer adhesion.
前記メラミン樹脂(B1b)の重量平均分子量は、6,000未満であり、好ましくは300以上5,000以下、より好ましくは400以上4,000以下、更に好ましくは500以上3,000以下である。 The weight average molecular weight of the melamine resin (B1b) is less than 6,000, preferably 300 or more and 5,000 or less, more preferably 400 or more and 4,000 or less, and even more preferably 500 or more and 3,000 or less.
前記重量平均分子量が6,000未満のメラミン樹脂(B1b)のSP値は、好ましくは9.0以上12.0未満、より好ましくは9.2以上11.0未満、更に好ましくは9.5以上11.0未満、なお更に好ましくは10.0以上11.0未満である。 The SP value of the melamine resin (B1b) having a weight average molecular weight of less than 6,000 is preferably 9.0 or more and less than 12.0, more preferably 9.2 or more and less than 11.0, even more preferably 9.5 or more and less than 11.0, and even more preferably 10.0 or more and less than 11.0.
前記メラミン樹脂(B1b)として市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、サイメル202(重量平均分子量:1,170、SP値:11.36)等のメチロール基・イミノ型メチル/ブチル混合エーテル化メラミン樹脂;サイメル211(重量平均分子量:780、SP値:11.91)、サイメル250(重量分子量:2,700、SP値10.40)、サイメル254(重量平均分子量:1,110、SP値:11.39)等のイミノ型メチル/ブチル混合エーテル化メラミン樹脂;サイメル350(重量平均分子量:520、SP値:12.42)等の完全アルキル型メチル化メラミン樹脂;サイメル325(重量平均分子量:750、SP値:13.69)、サイメル327(重量平均分子量:585、SP値:12.42)、サイメル385(重量平均分子量:560、SP値:14.21)、サイメル701(重量平均分子量:720、SP値:12.86)等のイミノ基型メチル化メラミン樹脂;サイメル370(重量平均分子量:985、SP値:12.76)等のメチロール基型メチル化メラミン樹脂(以上、オルネクスジャパン社製)、マイコート212(重量平均分子量:650、SP値:10.10)、等のイミノ型メチル/ブチル混合エーテル化メラミン樹脂;マイコート508(重量平均分子量:1,800、SP値:10.70)等のイミノ型ブチル化メラミン樹脂;マイコート723(重量平均分子量:460、SP値:11.11)、等のイミノ基型メチル化メラミン樹脂;マイコート2677(重量平均分子量:1,530、SP値:10.80)等のメチロール基型メチル/イソブチル混合エーテル化メラミン樹脂(以上、オルネクスジャパン社製)等が挙げられる。 Commercially available products may be used as the melamine resin (B1b). Examples of commercially available products include methylol group-imino type methyl/butyl mixed etherified melamine resins such as Cymel 202 (weight average molecular weight: 1,170, SP value: 11.36); imino groups such as Cymel 211 (weight average molecular weight: 780, SP value: 11.91), Cymel 250 (weight average molecular weight: 2,700, SP value: 10.40), and Cymel 254 (weight average molecular weight: 1,110, SP value: 11.39); fully alkylated methylated melamine resins such as Cymel 350 (weight average molecular weight: 520, SP value: 12.42); fully alkylated methylated melamine resins such as Cymel 325 (weight average molecular weight: 750, SP value: 13.69), Cymel 327 (weight average molecular weight: 585, SP value: 12.42), Cymel 385 (weight average molecular weight: 560, SP value: 14.21), Cymel 701 (weight average molecular weight: 560, SP value: 14.21), Cymel 711 (weight average molecular weight: 560, SP value: 14.21), Cymel 721 (weight average molecular weight: 560, SP value: 14.21), Cymel 731 (weight average molecular weight: 560, SP value: 14.21), Cymel 741 (weight average molecular weight: 560, SP value: 14.21), Cymel 751 (weight average molecular weight: 560, SP value: 14.21), Cymel 761 (weight average molecular weight: 560, SP value: 14.21), Cymel 771 (weight average molecular weight: 560, SP value: 14.21), Cymel 781 (weight average molecular weight: 560, SP value: 14.21), Cymel 791 (weight average molecular weight: 560, SP value: 14.21), Cymel 801 (weight average molecular weight: 560, SP value: 14.21), Cymel 811 (weight average molecular weight: 560, SP value: 14.21), Cymel 821 (weight average molecular weight: 560, SP value: 14.21), Cymel 831 (weight average molecular weight: 560, SP value: 14.21 Examples of suitable methylated melamine resins include imino-type methylated melamine resins such as Cymel 370 (weight average molecular weight: 985, SP value: 12.76); methylol-type methylated melamine resins such as Cymel 370 (weight average molecular weight: 985, SP value: 12.76) (all manufactured by Allnex Japan Co., Ltd.); imino-type methyl/butyl mixed etherified melamine resins such as Mycoat 212 (weight average molecular weight: 650, SP value: 10.10); imino-type butylated melamine resins such as Mycoat 508 (weight average molecular weight: 1,800, SP value: 10.70); imino-type methylated melamine resins such as Mycoat 723 (weight average molecular weight: 460, SP value: 11.11); and methylol-type methyl/isobutyl mixed etherified melamine resins such as Mycoat 2677 (weight average molecular weight: 1,530, SP value: 10.80) (all manufactured by Allnex Japan Co., Ltd.).
前記重量平均分子量が6,000未満のメラミン樹脂(B1b)固形分の含有率は、メラミン樹脂(B1)の固形分中、好ましくは10質量%以上99質量%以下、より好ましくは70質量%以上99質量%以下、更に好ましくは80質量%以上99質量%以下である。 The solid content of the melamine resin (B1b) having a weight-average molecular weight of less than 6,000 is preferably 10% by mass or more and 99% by mass or less, more preferably 70% by mass or more and 99% by mass or less, and even more preferably 80% by mass or more and 99% by mass or less, of the solid content of the melamine resin (B1).
前記メラミン樹脂(B1)の固形分中、メラミン樹脂(B1a)及びメラミン樹脂(B1b)の固形分の合計の含有率は、好ましくは80質量%以上100質量%以下、より好ましくは90質量%以上100質量%以下である。 The total content of the solids of melamine resin (B1a) and melamine resin (B1b) in the solids of the melamine resin (B1) is preferably 80% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 90% by mass or more and 100% by mass or less.
前記硬化剤(B)の固形分中、前記メラミン樹脂(B1)の固形分の含有率は、好ましくは80質量%以上100質量%以下、より好ましくは90質量%以上100質量%以下、更に好ましくは95質量%以上100質量%以下である。 The solid content of the melamine resin (B1) in the solid content of the curing agent (B) is preferably 80% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 90% by mass or more and 100% by mass or less, and even more preferably 95% by mass or more and 100% by mass or less.
前記硬化剤(B)は、前記メラミン樹脂(B1)以外に、尿素樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等のアミノ樹脂を含んでいてもよい。 The curing agent (B) may contain, in addition to the melamine resin (B1), an amino resin such as a urea resin or a benzoguanamine resin.
水性塗料組成物における硬化剤(B)の含有率(固形分換算)は、塗膜形成性樹脂(固形分換算)及び硬化剤(固形分換算)の合計100質量%中、好ましくは20質量%以上70質量%以下、より好ましくは20質量%以上50質量%以下である。硬化剤の含有率が前記範囲であることにより、リコートにおける高い層間密着性、及び、上塗り塗膜とWDBとの間の高い接着性を向上させることができる。 The content of curing agent (B) in the aqueous coating composition (solids content equivalent) is preferably 20% to 70% by mass, and more preferably 20% to 50% by mass, of the total 100% by mass of the film-forming resin (solids content equivalent) and curing agent (solids content equivalent). Having the curing agent content within this range can improve interlayer adhesion during recoating and adhesion between the topcoat coating and the WDB.
[水性媒体]
本開示の水性塗料組成物は、水性媒体を含む。本開示における水性媒体は、水;親水性溶媒;水と親水性溶媒との混合物であってよい。前記親水性溶媒としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤;エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリ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、プロピ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プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコール系溶剤;ジオキサン、テトラヒドロフラン等の環状エーテル系溶剤;アセトン等のケトン系溶剤;N-メチル-2-ピロリドン等が挙げられる。
[Aqueous medium]
The aqueous coating composition of the present disclosure contains an aqueous medium. The aqueous medium in the present disclosure may be water; a hydrophilic solvent; or a mixture of water and a hydrophilic solvent. Examples of the hydrophilic solvent include glycol-based solvents such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, and triethylene glycol; glycol ether-based solvents such as ethylene glycol monobutyl ether (butyl cellosolve), diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, and dipropylene glycol monoethyl ether; alcohol-based solvents such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, and benzyl alcohol; cyclic ether-based solvents such as dioxane and tetrahydrofuran; ketone-based solvents such as acetone; and N-methyl-2-pyrrolidone.
[その他の成分]
本開示における水性塗料組成物は、必要に応じて、前記以外の塗料組成物として公知の各種添加剤を含んでもよい。各種添加剤としては、例えば、体質顔料、着色顔料、防錆顔料等の顔料、タレ止め・沈降防止剤、硬化触媒(有機金属触媒)、色分れ防止剤、分散剤、消泡・ワキ防止剤、増粘剤、粘性調整剤、レベリング剤、ツヤ消し剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、可塑剤、造膜助剤、有機溶剤等を挙げることができる。これらの構成要素の配合量は、本開示の効果を損なわない範囲で、適宜調整される。
[Other ingredients]
The aqueous coating composition of the present disclosure may contain various additives known for use in coating compositions other than those described above, as necessary. Examples of such additives include pigments such as extender pigments, coloring pigments, and anti-rust pigments, anti-sagging and anti-settling agents, curing catalysts (organometallic catalysts), color separation inhibitors, dispersants, anti-foaming and anti-popping agents, thickeners, viscosity adjusters, leveling agents, matting agents, UV absorbers, antioxidants, plasticizers, film-forming aids, and organic solvents. The amounts of these components may be adjusted as appropriate within a range that does not impair the effects of the present disclosure.
前記顔料としては、特に限定されず、例えば、アゾキレート系顔料、不溶性アゾ系顔料、縮合アゾ系顔料、モノアゾ系顔料、ジスアゾ系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、フタロシアニン系顔料、インジゴ系顔料、チオインジゴ系顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、ジオキサン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、ナフトール系顔料、ピラゾロン系顔料、アントラキノン系顔料、アンソラピリミジン系顔料、金属錯体顔料等の有機系着色顔料;黄鉛、黄色酸化鉄、酸化クロム、モリブデートオレンジ、ベンガラ、チタンイエロー、亜鉛華、カーボンブラック、二酸化チタン、コバルトグリーン、フタロシアニングリーン、群青、コバルトブルー、フタロシアニンブルー、コバルトバイオレット等の無機系着色顔料;マイカ顔料(二酸化チタン被覆マイカ、着色マイカ、金属メッキマイカ);グラファイト顔料、アルミナフレーク顔料、金属チタンフレーク、ステンレスフレーク、板状酸化鉄、フタロシアニンフレーク、金属メッキガラスフレーク、その他の着色、有色偏平顔料;酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、珪酸マグネシウム、クレー、タルク、シリカ、焼成カオリン等の体質顔料;等を挙げることができる。 The pigments are not particularly limited, and examples thereof include organic color pigments such as azo chelate pigments, insoluble azo pigments, condensed azo pigments, monoazo pigments, disazo pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, benzimidazolone pigments, phthalocyanine pigments, indigo pigments, thioindigo pigments, perinone pigments, perylene pigments, dioxane pigments, quinacridone pigments, isoindolinone pigments, naphthol pigments, pyrazolone pigments, anthraquinone pigments, anthrapyrimidine pigments, and metal complex pigments; lead yellow, yellow iron oxide, chromium oxide, molybdate orange, red iron oxide, titanium yellow, zinc oxide, carmine, and the like. Examples include inorganic color pigments such as bomb black, titanium dioxide, cobalt green, phthalocyanine green, ultramarine blue, cobalt blue, phthalocyanine blue, and cobalt violet; mica pigments (titanium dioxide-coated mica, colored mica, metal-plated mica); graphite pigments, alumina flake pigments, titanium metal flakes, stainless steel flakes, plate-like iron oxide, phthalocyanine flakes, metal-plated glass flakes, and other colored flat pigments; and extender pigments such as titanium oxide, calcium carbonate, barium sulfate, barium carbonate, magnesium silicate, clay, talc, silica, and calcined kaolin.
本開示の水性塗料組成物は、プライマー塗料組成物としての役割に加え、カラーベース塗料組成物の役割を果たすことができる。一実施態様において、本開示の水性塗料組成物は、顔料を含む。顔料は、顔料分散ペーストの形態で用いことができる。 The aqueous coating composition of the present disclosure can serve as a color base coating composition in addition to serving as a primer coating composition. In one embodiment, the aqueous coating composition of the present disclosure contains a pigment. The pigment can be used in the form of a pigment dispersion paste.
顔料分散ペーストは、顔料と顔料分散剤と必要に応じて用いる塗膜形成樹脂(A)の一部とを少量の水性媒体に予め分散して得られる。顔料分散剤は、顔料親和部分及び親水性部分を含む構造を有する樹脂であってよい。顔料親和部分及び親水性部分としては、例えば、ノニオン性、カチオン性及びアニオン性の官能基を挙げることができる。顔料分散剤は、1分子中に前記官能基を2種類以上有していてもよい。 The pigment dispersion paste is obtained by pre-dispersing a pigment, a pigment dispersant, and, if necessary, a portion of the film-forming resin (A) in a small amount of aqueous medium. The pigment dispersant may be a resin having a structure containing a pigment-affinity moiety and a hydrophilic moiety. Examples of the pigment-affinity moiety and the hydrophilic moiety include nonionic, cationic, and anionic functional groups. The pigment dispersant may have two or more types of such functional groups in one molecule.
ノニオン性官能基としては、例えば、ヒドロキシル基、アミド基、ポリオキシアルキレン基等が挙げられる。カチオン性官能基としては、例えば、アミノ基、イミノ基、ヒドラジノ基等が挙げられる。また、アニオン性官能基としては、例えば、カルボキシル基、スルホ基、リン酸基等が挙げられる。このような顔料分散剤は、当業者にとってよく知られた方法によって製造することができる。 Examples of nonionic functional groups include hydroxyl groups, amide groups, and polyoxyalkylene groups. Examples of cationic functional groups include amino groups, imino groups, and hydrazino groups. Examples of anionic functional groups include carboxyl groups, sulfo groups, and phosphate groups. Such pigment dispersants can be produced by methods well known to those skilled in the art.
顔料分散剤は、その固形分中に揮発性の塩基性物質を含まないか、又は3質量%以下の含有量であるものであれば特に限定されないが、少量の顔料分散剤によって効率的に顔料を分散することができるものが好ましい。例えば、市販されているもの(以下いずれも商品名)を使用することもでき、具体的には、ビックケミー社製のアニオン・ノニオン系分散剤であるDisperbyk 190、Disperbyk 181、Disperbyk 182(高分子共重合物)、Disperbyk 184(高分子共重合物)、BASF社製のアニオン・ノニオン系分散剤であるEFKAPOLYMER4550、アビシア社製のノニオン系分散剤であるソルスパース27000、アニオン系分散剤であるソルスパース41000、ソルスパース53095等を挙げることができる。 There are no particular restrictions on pigment dispersants, as long as they do not contain volatile basic substances in their solid content or contain 3% or less by mass. However, dispersants that can efficiently disperse pigments with small amounts are preferred. For example, commercially available dispersants (all trade names below) can be used. Specific examples include anionic and nonionic dispersants manufactured by BYK-Chemie, such as Disperbyk 190, Disperbyk 181, Disperbyk 182 (polymer copolymer), and Disperbyk 184 (polymer copolymer); anionic and nonionic dispersant EFKAPOLYMER 4550 manufactured by BASF; and nonionic dispersant Solsperse 27000, and anionic dispersants Solsperse 41000 and Solsperse 53095, both manufactured by Avecia.
顔料分散剤の重量平均分子量は、好ましくは1,000以上100,000以下、より好ましくは2,000以上100,000以下、更に好ましくは、4,000以上50,000以下である。 The weight-average molecular weight of the pigment dispersant is preferably 1,000 or more and 100,000 or less, more preferably 2,000 or more and 100,000 or less, and even more preferably 4,000 or more and 50,000 or less.
顔料分散ペーストは、顔料分散剤と顔料と必要に応じて用いる塗膜形成樹脂(A)の一部とを公知の方法に従って混合分散することによって調製することができる。顔料分散ペースト製造時の顔料分散剤の割合は、顔料分散ペーストの固形分に対して、1質量%以上50質量%以下であることが好ましい。顔料分散剤の割合が前記範囲内であることによって、顔料分散安定性及び得られる塗膜物性をより良好な範囲に保つことができる。顔料分散剤の前記割合は、3質量%以上であることがより好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。 The pigment dispersion paste can be prepared by mixing and dispersing the pigment dispersant, pigment, and a portion of the film-forming resin (A) used as needed, according to known methods. The proportion of pigment dispersant used in producing the pigment dispersion paste is preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less, based on the solids content of the pigment dispersion paste. By keeping the proportion of pigment dispersant within this range, the pigment dispersion stability and the resulting coating properties can be maintained within better ranges. The proportion of pigment dispersant is more preferably 3% by mass or more, and even more preferably 5% by mass or less.
顔料としては、前記水性塗料組成物に用いられる顔料として例示した顔料を適宜用いることができるが、耐候性を向上させ、且つ隠蔽性を確保する点から、着色顔料であることが好ましい。特に二酸化チタンは着色隠蔽性に優れ、しかも安価であることから、より好ましい。また顔料として、カーボンブラックと二酸化チタンとを主要顔料とした標準的なグレーの塗料組成物であってもよい。他にも、第2塗料組成物と明度又は色相等を合わせた塗料組成物及び各種の着色顔料を組み合わせた塗料組成物であってもよい。 The pigment may be any of the pigments exemplified above for use in the aqueous paint composition, but colored pigments are preferred to improve weather resistance and ensure hiding power. Titanium dioxide is particularly preferred because it has excellent color hiding power and is inexpensive. Alternatively, the paint may be a standard gray paint composition containing carbon black and titanium dioxide as the main pigments. Other examples include paint compositions that match the brightness or hue of the second paint composition, and paint compositions that combine various colored pigments.
顔料は、水性塗料組成物の樹脂固形分及び顔料の合計質量に対する顔料の質量の比(PWC)が、10質量%以上60質量%以下であることが好ましい。PWCを10質量%とすることにより、隠蔽性を高めることがより容易となる。PWCを60質量%以下とすることにより、硬化時の粘性増大をより容易に抑制できるため、フロー性を確保して良好な塗膜外観を得ることがより容易となる。 The ratio of the pigment mass to the total mass of the resin solids and pigment in the aqueous coating composition (PWC) is preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less. By setting the PWC to 10% by mass, it becomes easier to improve hiding power. By setting the PWC to 60% by mass or less, it becomes easier to suppress an increase in viscosity during curing, ensuring flowability and making it easier to obtain a good coating appearance.
増粘剤としては、例えば、会合型ノニオン系ウレタン増粘剤、アルカリ膨潤型増粘剤、無機系の層間化合物であるベントナイト等が挙げられる。 Examples of thickeners include associative nonionic urethane thickeners, alkali swelling thickeners, and inorganic intercalation compounds such as bentonite.
本開示の水性塗料組成物において、固形分の合計の含有率は、好ましくは5質量%以上70質量%以下、より好ましくは10質量%以上60質量%以下、更に好ましくは15質量%以上55質量%以下である。 In the aqueous coating composition of the present disclosure, the total solids content is preferably 5% by mass or more and 70% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less, and even more preferably 15% by mass or more and 55% by mass or less.
<水性塗料組成物の調製方法>
水性塗料組成物は、前記各成分を、通常用いられる手段によって混合することによって、調製することができる。水性塗料組成物は、水性ベース塗料、とりわけ自動車用水性ベース塗料として好適に使用することができるものである。このため、水性塗料組成物は、自動車車体、部品等に適用する複層塗膜形成方法に適用することができる。
<Method for preparing aqueous coating composition>
The aqueous coating composition can be prepared by mixing the above-mentioned components by a commonly used means. The aqueous coating composition can be suitably used as an aqueous base coating, particularly an automotive aqueous base coating. Therefore, the aqueous coating composition can be applied to a method for forming a multilayer coating film applied to automobile bodies, parts, etc.
<塗膜>
本開示に係る塗膜は、本開示に係る水性塗料組成物から形成される。かかる塗膜は、例えば、水性塗料組成物を塗布して得られる未硬化の塗装膜を加熱し、硬化させた硬化塗膜である。本開示に係る塗膜は、例えば自動車塗装等におけるベース塗膜として好適である。本開示に係る塗膜は、他の塗膜と組み合わせて複層塗膜を構成していてもよい。
<Coating film>
The coating film according to the present disclosure is formed from the aqueous coating composition according to the present disclosure. Such a coating film is, for example, a cured coating film obtained by applying the aqueous coating composition and then heating and curing the uncured coating film. The coating film according to the present disclosure is suitable as a base coating film in, for example, automotive painting. The coating film according to the present disclosure may be combined with other coating films to form a multi-layer coating film.
<複層塗膜の製造方法>
本開示に係る複層塗膜の製造方法は、
被塗物上に、本開示の水性塗料組成物を塗装して、未硬化の塗装膜を形成する工程と、
前記未硬化の塗装膜の上にクリヤー塗料をウェットオンウェットで塗装し、未硬化のクリヤー塗装膜を形成する工程と、
前記塗装膜とクリヤー塗装膜とを同時に加熱硬化させて複層塗膜を形成する工程と、を含む。
<Method of manufacturing multi-layer coating film>
The method for producing a multilayer coating film according to the present disclosure includes:
A step of applying the aqueous coating composition of the present disclosure onto a substrate to form an uncured coating film;
A step of applying a clear coating wet-on-wet onto the uncured coating film to form an uncured clear coating film;
and a step of simultaneously heating and curing the paint film and the clear paint film to form a multi-layer paint film.
本開示の複層塗膜の製造方法では、前記水性塗料組成物を用いるため、低温硬化条件においても、加熱硬化温度が低くても、良好な塗膜外観が得られ、且つ硬度、密着性に優れ、耐水性の良好な塗膜を形成できる。
なお、本開示において、塗料組成物を塗装した後、乾燥乃至硬化前の膜を塗装膜ともいい、乾燥乃至硬化した後の膜を塗膜ともいう。
In the method for producing a multilayer coating film disclosed herein, the aqueous coating composition is used, so that a good coating film appearance can be obtained even under low temperature curing conditions or at low heat curing temperatures, and a coating film with excellent hardness, adhesion, and water resistance can be formed.
In the present disclosure, the film formed after application of the coating composition and before drying or curing is also referred to as the coating film, and the film formed after drying or curing is also referred to as the coating film.
前記被塗物は、特に限定されず、例えば、金属基材、プラスチック基材及びその発泡体等が挙げられる。 The substrate is not particularly limited, and examples include metal substrates, plastic substrates, and foamed versions thereof.
前記金属基材の材質としては、例えば、鉄、鋼、銅、アルミニウム、スズ、亜鉛等の金属及び合金等が挙げられる。金属基材として具体的には、乗用車、トラック、オートバイ、バス等の自動車車体及び自動車車体用の部品等が挙げられる。このような金属基材は、予め電着塗膜が形成されていることが好ましい。また電着塗膜形成前に、必要に応じた化成処理(例えばリン酸亜鉛化成処理、ジルコニウム化成処理等)が行われていてもよい。電着塗装に用いられる電着塗料組成物として、公知のカチオン電着塗料組成物又はアニオン電着塗料組成物を用いることができる。防食性の観点から、カチオン型電着塗料組成物であることが好ましい。 Examples of the material for the metal substrate include metals and alloys such as iron, steel, copper, aluminum, tin, and zinc. Specific examples of metal substrates include automobile bodies such as passenger cars, trucks, motorcycles, and buses, and parts for automobile bodies. It is preferable that such metal substrates have an electrodeposition coating film formed thereon in advance. Furthermore, prior to forming the electrodeposition coating film, chemical conversion treatments (e.g., zinc phosphate chemical conversion treatment, zirconium chemical conversion treatment, etc.) may be performed as needed. Known cationic electrodeposition coating compositions or anionic electrodeposition coating compositions can be used as the electrodeposition coating composition. From the standpoint of corrosion resistance, cationic electrodeposition coating compositions are preferred.
前記プラスチック基材としては、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ABS樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等からなる基材が挙げられる。プラスチック基材として具体的には、スポイラー、バンパー、ミラーカバー、グリル、ドアノブ等の自動車部品等が挙げられる。これらのプラスチック基材は、純水及び/又は中性洗剤で洗浄されたものが好ましい。また、静電塗装を可能にするためのプライマー塗装が施されていてもよい。 Examples of the plastic substrate include substrates made of polypropylene resin, polycarbonate resin, urethane resin, polyester resin, polystyrene resin, ABS resin, vinyl chloride resin, polyamide resin, etc. Specific examples of plastic substrates include automotive parts such as spoilers, bumpers, mirror covers, grilles, and doorknobs. These plastic substrates are preferably washed with pure water and/or a neutral detergent. They may also be coated with a primer to enable electrostatic painting.
被塗物上には、必要に応じて、中塗り塗膜又はプライマー塗膜が形成されていてもよい。中塗り塗膜の形成には中塗り塗料組成物が用いられる。この中塗り塗料組成物は水性であり、塗膜形成性樹脂、硬化剤、有機系や無機系の着色顔料及び体質顔料等を含む。中塗り塗料組成物に含まれる塗膜形成性樹脂及び硬化剤は、特に限定されず、前記水性塗料組成物について挙げた塗膜形成性樹脂及び硬化剤を用いることができる。着色顔料及び体質顔料についても前記水性塗料組成物について例示したものを用いることができる。 If necessary, an intermediate coating film or primer coating film may be formed on the substrate. An intermediate coating composition is used to form the intermediate coating film. This intermediate coating composition is water-based and contains a film-forming resin, a curing agent, organic or inorganic color pigments, and extender pigments. There are no particular restrictions on the film-forming resin and curing agent contained in the intermediate coating composition, and the film-forming resins and curing agents listed for the water-based coating composition above can be used. The color pigments and extender pigments listed for the water-based coating composition above can also be used.
プライマー塗膜の形成にはプライマー塗料組成物が用いられる。このプライマー塗料組成物は、特に限定されず、塗膜形成樹脂及び必要に応じて用いる硬化剤、顔料、添加剤等を含むプライマー塗料を利用できる。プライマー塗料の形態としては、水性型、溶剤型が挙げられる。プライマー塗料に含まれる塗膜形成樹脂及び硬化剤は、特に限定されない。かかる塗膜形成樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等を用いてよく、かかる硬化剤としては、ポリイソシアネート化合物、メラミン樹脂等を用いてよい。前記顔料及び前記添加剤としては、前記水性塗料組成物について例示したものを用いてよく、前記顔料として二酸化チタン等を用いてもよい。 A primer coating composition is used to form the primer coating. There are no particular limitations on the primer coating composition, and a primer coating containing a film-forming resin and, if necessary, a curing agent, pigment, additives, etc. can be used. Primer coatings can be in the form of water-based or solvent-based. The film-forming resin and curing agent contained in the primer coating are not particularly limited. Examples of such film-forming resins include polyester resins, acrylic resins, and urethane resins, and examples of such curing agents include polyisocyanate compounds and melamine resins. The pigments and additives may be those exemplified for the water-based coating composition, and titanium dioxide, etc., may also be used as the pigment.
被塗物の電着塗膜の上に上述のシーラー部を形成し、その上に中塗り塗膜(中塗り塗膜を形成しない場合にはベース塗膜)を形成してもよい。シーラー部は、シーリング剤を塗装することにより形成できる。シーリング剤としては、例えば、塩化ビニル樹脂及び可塑剤を含む塩化ビニルプラスチゾルシーリング剤を用いることができる。 The above-mentioned sealer section may be formed on the electrodeposition coating of the substrate, and then an intermediate coating (or a base coating if no intermediate coating is formed) may be formed on top of that. The sealer section can be formed by applying a sealant. Examples of sealant that can be used include vinyl chloride plastisol sealant containing vinyl chloride resin and a plasticizer.
塩化ビニルプラスチゾルシーリング剤に含まれる塩化ビニル樹脂としては、塩化ビニルの単独重合体及び塩化ビニルと酢酸ビニル等の他の単量体との共重合体等が挙げられる。これら塩化ビニルの単独重合体及び共重合体は、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 The vinyl chloride resin contained in vinyl chloride plastisol sealants includes vinyl chloride homopolymers and copolymers of vinyl chloride with other monomers such as vinyl acetate. These vinyl chloride homopolymers and copolymers may be used alone or in combination of two or more types.
塩化ビニルプラスチゾルシーリング剤に含まれる可塑剤としては、例えば、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジ-2-エチルヘキシル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸オクチルブチル等のフタル酸エステル、セバシン酸エステル、アゼライン酸エステル等のジまたはトリカルボン酸エステル、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレシル等のリン酸エステル、エポキシ化大豆油等のエポキシ系可塑剤等が挙げられる。可塑剤としては、更に高沸点有機溶媒を用いることもできる。 Plasticizers contained in vinyl chloride plastisol sealants include, for example, phthalate esters such as dioctyl phthalate, di-2-ethylhexyl phthalate, diisononyl phthalate, and octylbutyl phthalate; di- or tricarboxylic acid esters such as sebacate esters and azelaate esters; phosphate esters such as triphenyl phosphate and tricresyl phosphate; and epoxy-based plasticizers such as epoxidized soybean oil. High-boiling organic solvents can also be used as plasticizers.
塩化ビニルプラスチゾルシーリング剤は、必要に応じたアルカリ土類金属の炭酸塩及び硫酸塩、マイカ、シリカ、タルク、ケイソウ土、カオリン等の充填剤、エポキシ系、アクリル系、ポリアミド系、イソシアネート系等の一般的な接着性付与剤、亜鉛、鉛、バリウム、錫、カルシウム等の金属の塩等の安定剤、表面処理炭酸カルシウム、超微粒子シリカ粉末等のチクソ性付与剤等を用いることができる。 Vinyl chloride plastisol sealants can contain, as needed, fillers such as alkaline earth metal carbonates and sulfates, mica, silica, talc, diatomaceous earth, and kaolin; common adhesion promoters such as epoxy, acrylic, polyamide, and isocyanate; stabilizers such as salts of metals such as zinc, lead, barium, tin, and calcium; and thixotropy promoters such as surface-treated calcium carbonate and ultrafine silica powder.
このような塩化ビニルプラスチゾルシーリング剤を塗装した後、一般的に用いられる加熱硬化条件によって硬化させることによって、被塗物上にシーラー部が形成される。また、ある態様として、前記シーリング剤を塗装した後、未硬化のシーラー塗装膜の上に、本開示の水性塗料組成物を塗装して、未硬化の塗装膜を形成し、更に、前記未硬化の塗装膜上にクリヤー塗料を塗装し、未硬化のクリヤー塗装膜を形成し、前記シーラー塗装膜、前記塗装膜及び前記クリヤー塗装膜を同時に加熱硬化させてもよい。 After applying such a vinyl chloride plastisol sealant, a sealer portion is formed on the substrate by curing under commonly used heat curing conditions. In one embodiment, after applying the sealant, the aqueous paint composition of the present disclosure is applied onto the uncured sealer coating film to form an uncured coating film, and then a clear coating is applied onto the uncured coating film to form an uncured clear coating film, and the sealer coating film, coating film, and clear coating film are simultaneously heat cured.
被塗物上に水性ベース塗料としての本開示の水性塗料組成物を塗装して未硬化のベース塗装膜を形成する。水性ベース塗料が塗装される被塗物の表面は、電着塗膜、シーラー部又は中塗り塗膜の表面である。塗装方法としては、外観向上の観点から、エアー静電スプレー塗装による多ステージ塗装、好ましくは2ステージで塗装するか、あるいは、エアー静電スプレー塗装と、メタリックベルと言われる回転霧化式の静電塗装機とを組み合わせた塗装方法が挙げられる。 The aqueous coating composition of the present disclosure is applied as an aqueous base coating to a substrate to form an uncured base coating film. The surface of the substrate to which the aqueous base coating is applied is the surface of an electrodeposition coating, a sealer portion, or an undercoat coating. From the perspective of improving appearance, application methods include multi-stage painting using air electrostatic spray painting, preferably two-stage painting, or a painting method that combines air electrostatic spray painting with a rotary atomizing electrostatic paint applicator known as a metallic bell.
水性ベース塗料は、代表的には、乾燥膜厚が10μm以上30μm以下となるように塗装することが好ましい。前記乾燥膜厚を10μm以上とすることで、下地を十分に隠蔽して膜切れを抑制でき、30μm以下とすることで、鮮映性がを保ち、塗装時のムラあるいはタレ等の不具合を抑制できる。より良好な外観の複層塗膜を得るため、クリヤー塗料を塗装する前に、得られた未硬化のベース塗装膜を、乾燥のために40~100℃で2~10分間加熱しておくことが好ましい。 It is typically preferable to apply the water-based base paint so that the dry film thickness is 10 μm or more and 30 μm or less. A dry film thickness of 10 μm or more adequately conceals the base and prevents film breakage, while a dry film thickness of 30 μm or less maintains sharpness and prevents problems such as unevenness or sagging during application. To obtain a multi-layer paint film with a better appearance, it is preferable to heat the resulting uncured base paint film at 40 to 100°C for 2 to 10 minutes to dry it before applying the clear paint.
次に、未硬化のベース塗装膜を加熱硬化させることなくその上にクリヤー塗料をウェットオンウェットで塗装して未硬化のクリヤー塗装膜を形成する。クリヤー塗装膜は、ベース塗装膜に起因する凹凸等を平滑にし、保護し、更に美観を与えるものである。 Next, a clear coating is applied wet-on-wet on top of the uncured base coating without heating it to harden, forming an uncured clear coating. The clear coating smooths and protects any irregularities caused by the base coating, and also adds a beautiful appearance.
クリヤー塗装膜を形成するためのクリヤー塗料は、特に限定されず、塗膜形成性樹脂及び硬化剤等を含有するクリヤー塗料を利用できる。下地の意匠性を妨げない程度で有れば着色成分を更に含有することもできる。クリヤー塗料の形態としては、溶剤型、水性型及び粉体型が挙げられる。 The clear paint used to form the clear coating film is not particularly limited, and any clear paint containing a film-forming resin and a curing agent can be used. It can also contain coloring components, as long as the amount does not interfere with the design of the base. Clear paints can be in solvent-based, water-based, or powder form.
溶剤型クリヤー塗料の好ましい例としては、透明性あるいは耐酸エッチング性等の観点から、アクリル樹脂及び/又はポリエステル樹脂と、アミノ樹脂及び/又はイソシアネートとの組み合わせ、あるいはカルボン酸/エポキシ硬化系を有するアクリル樹脂及び/又はポリエステル樹脂等が挙げられる。 Preferred examples of solvent-based clear coatings, from the standpoint of transparency or acid etching resistance, include combinations of acrylic resin and/or polyester resin with amino resin and/or isocyanate, or acrylic resin and/or polyester resin with a carboxylic acid/epoxy curing system.
水性型クリヤー塗料の例としては、前記溶剤型クリヤー塗料の例として挙げたものに含有される塗膜形成性樹脂を、塩基で中和して水性化した樹脂を含有するものが挙げられる。この中和は、重合の前又は後に、ジメチルエタノールアミン及びトリエチルアミンのような3級アミンを添加することにより行うことができる。 Examples of water-based clear paints include those containing resins that have been made water-based by neutralizing the film-forming resins contained in the solvent-based clear paints listed above with a base. This neutralization can be carried out by adding a tertiary amine such as dimethylethanolamine or triethylamine before or after polymerization.
粉体型クリヤー塗料としては、熱可塑性及び熱硬化性粉体塗料のような通常の粉体塗料を用い得ることができる。良好な物性の塗膜が得られるため、熱硬化性粉体塗料が好ましい。熱硬化性粉体塗料の具体的なものとしては、エポキシ系、アクリル系及びポリエステル系の粉体クリヤー塗料等が挙げられるが、耐候性が良好なアクリル系粉体クリヤー塗料が特に好ましい。 Conventional powder coatings, such as thermoplastic and thermosetting powder coatings, can be used as powder clear coatings. Thermosetting powder coatings are preferred because they produce coatings with good physical properties. Specific examples of thermosetting powder coatings include epoxy-based, acrylic-based, and polyester-based powder clear coatings, with acrylic-based powder clear coatings being particularly preferred due to their good weather resistance.
クリヤー塗料には、塗装作業性を確保するために、粘性制御剤が添加されていることが好ましい。粘性制御剤は、一般にチクソトロピー性を示すものを使用できる。このようなものとして、例えば、従来から公知のものを使用することができる。クリヤー塗料は、必要により、硬化触媒、表面調整剤等を含むことができる。 It is preferable that a viscosity control agent be added to the clear coating to ensure ease of application. Viscosity control agents that generally exhibit thixotropy can be used. For example, conventionally known agents can be used. The clear coating can also contain curing catalysts, surface conditioners, etc., as needed.
ベース塗膜に対して、クリヤー塗料を塗装する方法としては、マイクロマイクロベル、マイクロベルと呼ばれる回転霧化式の静電塗装機による塗装方法が挙げられる。 One method for applying clear paint to a base coating is to use a rotary atomizing electrostatic sprayer called a Micro Micro Bell or Micro Bell.
前記クリヤー塗料は、乾燥膜厚が、例えば10μm以上80μm以下、好ましくは20μm以上60μmとなるように塗装することが好ましい。前記乾燥膜厚が10μm以上であると下地の凹凸を十分に隠蔽することができ、80μm以下であると塗装時のワキあるいはタレ等の不具合を抑制できる。 The clear coating is preferably applied so that the dry film thickness is, for example, 10 μm to 80 μm, and preferably 20 μm to 60 μm. A dry film thickness of 10 μm or more can adequately conceal the unevenness of the base, while a dry film thickness of 80 μm or less can suppress defects such as popping or dripping during application.
このようにして形成された未硬化のクリヤー塗装膜と、先に形成されている未硬化のベース塗装膜とともに同時に加熱硬化させることによって硬化塗膜である複層塗膜が形成される。加熱硬化温度は、硬化性及び得られる複層塗膜の物性の観点から、80~180℃であることが好ましく、120~160℃であることがより好ましい。加熱硬化時間は前記温度に応じて任意に設定することができ、加熱硬化温度80℃~160℃で時間が10~30分であることが適当である。 The uncured clear coat film thus formed and the previously formed uncured base coat film are simultaneously heated and cured to form a multi-layer coating film. From the standpoint of curability and the physical properties of the resulting multi-layer coating film, the heat-curing temperature is preferably 80 to 180°C, and more preferably 120 to 160°C. The heat-curing time can be set as desired depending on the temperature, with a heat-curing temperature of 80 to 160°C and a time of 10 to 30 minutes being appropriate.
本開示の複層塗膜形成方法は、被塗物上に前記中塗り塗料を塗装して未硬化の中塗り塗膜を形成し、これを加熱硬化させることなく、その上に本開示の水性塗料組成物(水性ベース塗料)を塗装して未硬化のベース塗膜を形成し、次いで前記クリヤー塗料を塗装して未硬化のクリヤー塗膜を形成して、これらの塗膜を同時に加熱硬化させる3コート1ベークによる複層塗膜形成方法にも関する。このような方法において使用する各種塗料としては、上述したものと同様のものを挙げることができる。 The disclosed method for forming a multilayer coating film also relates to a three-coat, one-bake method for forming a multilayer coating film, in which the intermediate coating is applied to the substrate to form an uncured intermediate coating film, and then, without curing it by heat, the aqueous coating composition (aqueous base coating) disclosed herein is applied thereon to form an uncured base coating film, and then the clear coating is applied to form an uncured clear coating film, and these coatings are simultaneously cured by heat. Examples of various coatings used in this method include those similar to those described above.
前記複層塗膜形成方法によって得られるベース塗膜及びクリヤー塗膜を含む複層塗膜は、加熱硬化温度が低い場合であっても、良好な塗膜外観が得られ、且つ硬度、密着性に優れ、耐水性が良好である。 The multilayer coating film, including a base coating film and a clear coating film, obtained by the multilayer coating film formation method described above has a good coating appearance, excellent hardness and adhesion, and good water resistance, even when the heat curing temperature is low.
以下の実施例により本開示を更に具体的に説明するが、本開示はこれらに限定されない。 The present disclosure will be further explained in detail using the following examples, but the present disclosure is not limited to these.
<製造例1:アクリル樹脂水分散体(A1)の調製>
ステンレス容器に、モノマーとしてアクリル酸メチル24.5質量部、アクリル酸エチル48.9質量部、スチレン4.8質量部、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル11.6質量部、メタクリル酸1.5質量部及びメタクリル酸アリル8.7質量部をかくはん混合後、乳化剤としてアクアロンHS-10(ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル硫酸エステル、第一工業製薬社製)0.7質量部、アデカリアソープNE-20(α-[1-[(アリルオキシ)メチル]-2-(ノニルフェノキシ)エチル]-ω-ヒドロキシオキシエチレン、旭電化社製)0.5質量部と脱イオン水80.0質量部を添加し、ホモミキサーを用いて、室温で15分間撹拌し、モノマー乳化混合物181.2質量部を得た。
<Production Example 1: Preparation of acrylic resin water dispersion (A1)>
24.5 parts by mass of methyl acrylate, 48.9 parts by mass of ethyl acrylate, 4.8 parts by mass of styrene, 11.6 parts by mass of 2-hydroxyethyl methacrylate, 1.5 parts by mass of methacrylic acid, and 8.7 parts by mass of allyl methacrylate were mixed with stirring in a stainless steel vessel, and then 0.7 parts by mass of Aqualon HS-10 (polyoxyethylene alkylpropenylphenyl ether sulfate, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) and 0.5 parts by mass of Adeka Reasoap NE-20 (α-[1-[(allyloxy)methyl]-2-(nonylphenoxy)ethyl]-ω-hydroxyoxyethylene, manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.) were added as emulsifiers, and 80.0 parts by mass of deionized water were added, and the mixture was stirred at room temperature for 15 minutes using a homomixer to obtain 181.2 parts by mass of a monomer emulsion mixture.
かくはん機、還流冷却器、滴下ロート及び温度計を取り付けた反応容器に、脱イオン水126.5質量部を入れ、窒素気流中で混合かくはんしながら反応容器中の温度を80℃に昇温した。次いで、前記モノマー乳化混合物181.2質量部と、反応開始剤として過硫酸アンモニウム0.3質量部及び脱イオン水10.0質量部からなる開始剤溶液を別々の滴下ロートから、同時に2時間かけて滴下した。滴下が終了してから反応容器中の温度を80℃で2時間維持した後、40℃まで冷却し、400メッシュフィルターで濾過した後、脱イオン水70.0質量部及びジメチルアミノエタノール0.3質量部を加えpH6.5に調整し、アクリル樹脂水分散体(A1-1)を得た(単層型、平均粒子径:120nm、固形分酸価:10mgKOH/g、固形分水酸基価:50mgKOH/g、固形分濃度:25質量%)。 A reaction vessel equipped with a stirrer, reflux condenser, dropping funnel, and thermometer was charged with 126.5 parts by weight of deionized water, and the temperature inside the reaction vessel was raised to 80°C while mixing and stirring in a nitrogen stream. Next, 181.2 parts by weight of the monomer emulsion mixture and an initiator solution consisting of 0.3 parts by weight of ammonium persulfate as a reaction initiator and 10.0 parts by weight of deionized water were simultaneously added dropwise from separate dropping funnels over a period of 2 hours. After the addition was completed, the temperature inside the reaction vessel was maintained at 80°C for 2 hours, then cooled to 40°C and filtered through a 400-mesh filter. The pH was adjusted to 6.5 by adding 70.0 parts by weight of deionized water and 0.3 parts by weight of dimethylaminoethanol, yielding an acrylic resin aqueous dispersion (A1-1) (single-layer type, average particle size: 120 nm, solid acid value: 10 mgKOH/g, solid hydroxyl value: 50 mgKOH/g, solid concentration: 25% by weight).
<製造例2:アクリル樹脂水分散体(A1-2)の調製>
ステンレス容器に、第1モノマーとしてメタクリル酸メチル35.8質量部、スチレン15.1質量部、アクリル酸n-ブチル15.2質量部、アクリル酸2-エチルヘキシル12.9質量部及びメタクリル酸2-ヒドロキシエチル21.0質量部をかくはん混合後、乳化剤としてアクアロンHS-10 25.00質量部、アデカリアソープNE-20 5.0質量部と脱イオン水80.0質量部を添加し、ホモミキサーを用いて、室温で15分間かくはんし、第1モノマー乳化混合物190.0質量部を得た。
<Production Example 2: Preparation of acrylic resin water dispersion (A1-2)>
35.8 parts by mass of methyl methacrylate, 15.1 parts by mass of styrene, 15.2 parts by mass of n-butyl acrylate, 12.9 parts by mass of 2-ethylhexyl acrylate, and 21.0 parts by mass of 2-hydroxyethyl methacrylate were mixed with stirring in a stainless steel container, and then 25.00 parts by mass of Aqualon HS-10 and 5.0 parts by mass of Adeka Reasoap NE-20 as emulsifiers and 80.0 parts by mass of deionized water were added, and the mixture was stirred at room temperature for 15 minutes using a homomixer to obtain 190.0 parts by mass of a first monomer emulsification mixture.
別のステンレス容器に、第2モノマーとしてメタクリル酸メチル35.8質量部、スチレン10.7質量部、アクリル酸n-ブチル15.2質量部、アクリル酸2-エチルヘキシル12.9質量部、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル21.0質量部及びアクリル酸4.4質量部をかくはん混合後、乳化剤としてアクアロンHS-10 2.0質量部と脱イオン水50.0質量部を添加し、ホモミキサーを用いて、室温で15分間かくはんし、第2モノマー乳化混合物152.0質量部を得た。 In a separate stainless steel container, 35.8 parts by mass of methyl methacrylate, 10.7 parts by mass of styrene, 15.2 parts by mass of n-butyl acrylate, 12.9 parts by mass of 2-ethylhexyl acrylate, 21.0 parts by mass of 2-hydroxyethyl methacrylate, and 4.4 parts by mass of acrylic acid were mixed with stirring as the second monomer, and then 2.0 parts by mass of Aqualon HS-10 as an emulsifier and 50.0 parts by mass of deionized water were added. The mixture was stirred at room temperature for 15 minutes using a homomixer to obtain 152.0 parts by mass of a second monomer emulsion mixture.
かくはん機、還流冷却器、滴下ロート及び温度計を取り付けた反応容器に、脱イオン水126.6質量部を入れ、窒素気流中で混合かくはんしながら反応容器中の温度を80℃に昇温した。次いで、前記第1モノマー乳化混合物950.00質量部と、反応開始剤として過硫酸アンモニウム1.20質量部及び脱イオン水500.00質量部からなる開始剤溶液を別々の滴下ロートから、同時に1.5時間かけて滴下した。滴下が終了してから反応容器中の温度を80℃で1時間維持した。
更に、前記第2モノマー乳化混合物152.0質量部と、反応開始剤として過硫酸アンモニウム0.6質量部及び脱イオン水20.0質量部からなる開始剤溶液を別々の滴下ロートから、同時に1.5時間かけて滴下した。滴下が終了してから反応容器中の温度を80℃で2時間維持した。
その後、40℃まで冷却し、400メッシュフィルターで濾過した後、脱イオン水20.0質量部及びジメチルアミノエタノール0.3質量部を加えpH6.5に調整し、アクリル樹脂水分散体(A1-2)を得た(コアシェル型、平均粒子径:150nm、固形分酸価:17mgKOH/g、固形分水酸基価:90mgKOH/g、固形分濃度:35質量%)。
A reaction vessel equipped with a stirrer, a reflux condenser, a dropping funnel, and a thermometer was charged with 126.6 parts by mass of deionized water, and the temperature in the reaction vessel was raised to 80°C while mixing and stirring in a nitrogen stream. Next, 950.00 parts by mass of the first monomer emulsion mixture and an initiator solution consisting of 1.20 parts by mass of ammonium persulfate as a reaction initiator and 500.00 parts by mass of deionized water were simultaneously added dropwise from separate dropping funnels over 1.5 hours. After the dropping was completed, the temperature in the reaction vessel was maintained at 80°C for 1 hour.
Further, 152.0 parts by mass of the second monomer emulsion mixture and an initiator solution consisting of 0.6 parts by mass of ammonium persulfate as a reaction initiator and 20.0 parts by mass of deionized water were simultaneously added dropwise from separate dropping funnels over 1.5 hours. After completion of the addition, the temperature in the reaction vessel was maintained at 80° C. for 2 hours.
Thereafter, the mixture was cooled to 40°C and filtered through a 400 mesh filter. Then, 20.0 parts by mass of deionized water and 0.3 parts by mass of dimethylaminoethanol were added to adjust the pH to 6.5, thereby obtaining an acrylic resin water dispersion (A1-2) (core-shell type, average particle size: 150 nm, solid content acid value: 17 mgKOH/g, solid content hydroxyl value: 90 mgKOH/g, solid content concentration: 35% by mass).
<製造例3:アクリル樹脂水分散体(A1-3)の調製>
モノマー配合量を表1に記載の量に変更したこと以外は製造例1と同様にして、アクリル樹脂水分散体(A1-3)を得た(単層型、平均粒子径:120nm、固形分酸価:20mgKOH/g、固形分水酸基価:40mgKOH/g、固形分濃度:25質量%)。
<Production Example 3: Preparation of acrylic resin water dispersion (A1-3)>
An acrylic resin water dispersion (A1-3) was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that the amounts of the monomers were changed to those shown in Table 1 (single-layer type, average particle size: 120 nm, acid value of solid content: 20 mgKOH/g, hydroxyl value of solid content: 40 mgKOH/g, solid content concentration: 25% by mass).
<製造例4:アクリル樹脂水分散体(A1-4)の調製>
第1モノマー及び第2モノマー配合量を表1に記載の量に変更したこと以外は製造例2と同様にして、アクリル樹脂水分散体(A1-4)を得た(コアシェル型、平均粒子径:150nm、固形分酸価:17mgKOH/g、固形分水酸基価:67mgKOH/g、固形分濃度:35質量%)。
<Production Example 4: Preparation of acrylic resin water dispersion (A1-4)>
An acrylic resin water dispersion (A1-4) was obtained in the same manner as in Production Example 2, except that the blending amounts of the first monomer and the second monomer were changed to the amounts shown in Table 1 (core-shell type, average particle size: 150 nm, solid content acid value: 17 mgKOH/g, solid content hydroxyl value: 67 mgKOH/g, solid content concentration: 35 mass%).
<製造例5:水性ポリエステル樹脂(A3)の調製>
かくはん機、還流冷却器及び温度計を取り付けた反応容器に、イソフタル酸25.6質量部、無水フタル酸22.8質量部、アジピン酸5.6質量部、トリメチロールプロパン19.3質量部、ネオペンチルグリコール26.7質量部、ε-カプロラクトン17.5質量部及びジブチルスズオキサイド0.1質量部を加え、窒素気流中で混合かくはんしながら170℃まで昇温した。その後3時間かけて220℃まで昇温しつつ、生成する水を留去しながら、反応生成物の固形分酸価が8mgKOH/gとなるまで縮合反応を行った。次に、そこに無水トリメリット酸7.9質量部を加え、150℃で1時間反応させて、ポリエステル樹脂(固形分酸価:40mgKOH/g)を得た。更に、それを100℃まで冷却後、ブチルセロソルブ11.2質量部を加え、均一になるまでかくはんした。その後、それを60℃まで冷却し、イオン交換水98.8質量部及びジメチルエタノールアミン5.9質量部を加えて、水性ポリエステル樹脂(A3)(固形分酸価:40mgKOH/g、固形分水酸基価:110mgKOH/g、数平均分子量:2,870、ガラス転移温度:-3℃、固形分濃度:50質量%)を得た。
<Production Example 5: Preparation of aqueous polyester resin (A3)>
A reaction vessel equipped with a stirrer, reflux condenser, and thermometer was charged with 25.6 parts by mass of isophthalic acid, 22.8 parts by mass of phthalic anhydride, 5.6 parts by mass of adipic acid, 19.3 parts by mass of trimethylolpropane, 26.7 parts by mass of neopentyl glycol, 17.5 parts by mass of ε-caprolactone, and 0.1 parts by mass of dibutyltin oxide. The mixture was heated to 170 ° C. while stirring in a nitrogen stream. The temperature was then raised to 220 ° C. over 3 hours, while distilling off the water produced, and the reaction product was subjected to a condensation reaction until the solid acid value of the reaction product reached 8 mg KOH / g. Next, 7.9 parts by mass of trimellitic anhydride was added and the mixture was reacted at 150 ° C. for 1 hour to obtain a polyester resin (solid acid value: 40 mg KOH / g). After cooling to 100 ° C., 11.2 parts by mass of butyl cellosolve was added and the mixture was stirred until homogeneous. Thereafter, the mixture was cooled to 60°C, and 98.8 parts by mass of ion-exchanged water and 5.9 parts by mass of dimethylethanolamine were added to obtain an aqueous polyester resin (A3) (acid value of solid content: 40 mgKOH/g, hydroxyl value of solid content: 110 mgKOH/g, number average molecular weight: 2,870, glass transition temperature: -3°C, solid content concentration: 50% by mass).
<製造例6:水溶性アクリル樹脂の調製>
かくはん機、還流冷却器、滴下ロート及び温度計を取り付けた反応容器にトリプロピレングリコールメチルエーテル23.89質量部及びプロピレングリコールメチルエーテル16.11質量部を加え、窒素気流中で混合かくはんしながら105℃に昇温した。次いで、メタクリル酸メチル13.1質量部、アクリル酸エチル68.4質量部、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル11.6質量部及びメタクリル酸6.9質量部を含むモノマー混合物100質量部と、トリプロピレングリコールメチルエーテル10.0質量部及びターシャルブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート1質量部からなる開始剤溶液とを、反応容器内のかくはんを継続しながら、3時間にわたり並行して反応容器に滴下した。滴下終了後、同温度で30分間、反応容器内のかくはんを継続し、その後室温まで冷却し、水溶性アクリル樹脂(重量平均分子量:27,000、固形分濃度:30質量%)を得た。
<製造例7:着色顔料ペーストの調製>
シャニンブルーG314(フタロシアニン着色顔料、山陽色素社製)52.5質量部、製造例4で得られた水溶性アクリル樹脂溶液83.5質量部、EFKA4550(ノニオン系顔料分散剤、EFKA社製、固形分濃度:50%)50.0質量部及びイオン交換水155.5質量部を、ディスパーを用いて予備混合した後、SGミル(分散媒:ジルコンビーズ)を用いて、3,000rpmで5時間分散処理を行い、ジルコンビーズを濾別し、着色顔料ペースト(顔料質量濃度(PWC):23質量%、固形分濃度:42質量%)を得た。
<Production Example 6: Preparation of water-soluble acrylic resin>
A reaction vessel equipped with a stirrer, reflux condenser, dropping funnel, and thermometer was charged with 23.89 parts by weight of tripropylene glycol methyl ether and 16.11 parts by weight of propylene glycol methyl ether, and the mixture was heated to 105 ° C. while stirring in a nitrogen stream. Next, 100 parts by weight of a monomer mixture containing 13.1 parts by weight of methyl methacrylate, 68.4 parts by weight of ethyl acrylate, 11.6 parts by weight of 2-hydroxyethyl methacrylate, and 6.9 parts by weight of methacrylic acid, and an initiator solution consisting of 10.0 parts by weight of tripropylene glycol methyl ether and 1 part by weight of tertiary butyl peroxy 2-ethylhexanoate were added dropwise to the reaction vessel in parallel over 3 hours while continuing to stir in the reaction vessel. After completion of the addition, stirring in the reaction vessel was continued at the same temperature for 30 minutes, and then cooled to room temperature to obtain a water-soluble acrylic resin (weight average molecular weight: 27,000, solids concentration: 30% by weight).
<Production Example 7: Preparation of color pigment paste>
52.5 parts by mass of Shannin Blue G314 (phthalocyanine color pigment, manufactured by Sanyo Dish Co., Ltd.), 83.5 parts by mass of the water-soluble acrylic resin solution obtained in Production Example 4, 50.0 parts by mass of EFKA4550 (nonionic pigment dispersant, manufactured by EFKA Corporation, solids concentration: 50%), and 155.5 parts by mass of ion-exchanged water were premixed using a disper, and then the mixture was subjected to a dispersion treatment at 3,000 rpm for 5 hours using an SG mill (dispersion medium: zircon beads), and the zircon beads were filtered off to obtain a color pigment paste (pigment mass concentration (PWC): 23% by mass, solids concentration: 42% by mass).
<水性塗料組成物の調製>
(実施例1)
製造例1で得られたアクリル樹脂水分散体(A1-1)40.1質量部、硬化剤(B1a-1)としてサイメル247-10 4.3質量部、硬化剤(B1b-1)としてマイコート263 33.9質量部、ウレタン樹脂(A2-1)13.0質量部、製造例5で得られた水性ポリエステル樹脂(A3-1)8.7質量部及び製造例5で得られた着色顔料ペースト20.0質量部を、ディスパーを用いてかくはん混合し、水性塗料組成物1を得た。なお、各成分の配合量は、固形分換算量(質量部)である。
<Preparation of aqueous coating composition>
Example 1
40.1 parts by mass of the acrylic resin water dispersion (A1-1) obtained in Production Example 1, 4.3 parts by mass of Cymel 247-10 as the curing agent (B1a-1), 33.9 parts by mass of Mycoat 263 as the curing agent (B1b-1), 13.0 parts by mass of urethane resin (A2-1), 8.7 parts by mass of the aqueous polyester resin (A3-1) obtained in Production Example 5, and 20.0 parts by mass of the colored pigment paste obtained in Production Example 5 were mixed with stirring using a disper to obtain an aqueous coating composition 1. The blending amount of each component is the amount (parts by mass) converted to solids content.
(実施例2~18、比較例1、2)
各成分の種類及び量を、下記表に記載のように変更した以外は、実施例1と同様にして水性塗料組成物を調製した。
(Examples 2 to 18, Comparative Examples 1 and 2)
Aqueous coating compositions were prepared in the same manner as in Example 1, except that the types and amounts of each component were changed as shown in the table below.
用いた原材料の詳細を以下に記載する。
塗膜形成樹脂(A2);
塗膜形成樹脂(A2-1):ユーコートN800T(ポリウレタン樹脂、三洋化成工業社製)、固形分濃度:37質量%
塗膜形成樹脂(A2-2):UH650(ポリウレタン樹脂、コベストロ社製)、固形分濃度:50質量%
塗膜形成樹脂(A3);
塗膜形成樹脂(A3-2):NC3000(ポリエステル樹脂、東洋紡社製)、固形分濃度:40質量%
硬化剤(B);
硬化剤(B1a-1):サイメル247-10(メチロール基型メラミン樹脂、オルネクス社製)、重量平均分子量:11,600、SP値:9.20、固形分濃度:64質量%
硬化剤(B1a-2):サイメル651(メチロール基型メラミン樹脂、オルネクス社製)、重量平均分子量:15,400、SP値:9.20、固形分濃度:64質量%
硬化剤(B1b-1)マイコート263(イミノ型メチル/ブチル混合エーテル化メラミン樹脂、オルネクス社製)、重量平均分子量:1,300、SP値:10.40、固形分濃度:70質量%
硬化剤(B1b-2)サイメル202(イミノ型メチル/ブチル混合エーテル化メラミン樹脂、オルネクス社製)、重量平均分子量:1,170、SP値:11.36、固形分濃度:80質量%
硬化剤(B1b-3)サイメル211(イミノ基型メラミン樹脂、オルネクス社製)、重量平均分子量:780、SP値:11.9、固形分濃度:80質量%
Details of the raw materials used are given below.
Coating film forming resin (A2);
Film-forming resin (A2-1): U-coat N800T (polyurethane resin, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.), solid content: 37% by mass
Film-forming resin (A2-2): UH650 (polyurethane resin, manufactured by Covestro), solid content: 50% by mass
Coating film forming resin (A3);
Film-forming resin (A3-2): NC3000 (polyester resin, manufactured by Toyobo Co., Ltd.), solid content: 40% by mass
Curing agent (B);
Curing agent (B1a-1): Cymel 247-10 (methylol group-type melamine resin, manufactured by Allnex Co., Ltd.), weight average molecular weight: 11,600, SP value: 9.20, solid content: 64% by mass
Curing agent (B1a-2): Cymel 651 (methylol group-type melamine resin, manufactured by Allnex Co., Ltd.), weight average molecular weight: 15,400, SP value: 9.20, solid content: 64% by mass
Curing agent (B1b-1): Mycoat 263 (imino-type methyl/butyl mixed etherified melamine resin, manufactured by Allnex Corporation), weight average molecular weight: 1,300, SP value: 10.40, solid content: 70% by mass
Curing agent (B1b-2): Cymel 202 (imino-type methyl/butyl mixed etherified melamine resin, manufactured by Allnex Corporation), weight average molecular weight: 1,170, SP value: 11.36, solid content: 80% by mass
Curing agent (B1b-3): Cymel 211 (imino group-type melamine resin, manufactured by Allnex Corporation), weight average molecular weight: 780, SP value: 11.9, solid content: 80% by mass
<塗膜外観評価用塗板の作製方法>
SPC鋼板(日本テストパネル製、35mm×150mm×0.8mm)に、カチオン電着塗料PN-1010(日本ペイント・オートモーティブコーティングス社製)を、乾燥膜厚が15μmとなるように電着塗装し、170℃で20分間の加熱硬化後、冷却して、硬化電着塗膜を調製した。得られた電着塗膜表面に、水性中塗り塗料AR-630(水性塗料組成物、日本ペイント・オートモーティブコーティングス社製)を、エアスプレー塗装にて、乾燥膜厚が15μmとなるように塗装し、80℃で3分間プレヒートを行った。次に、実施例及び比較例で調製した水性塗料組成物を、エアスプレー塗装にて、乾燥膜厚が13μmとなるように塗装して、ベース塗膜を形成し、80℃で3分間プレヒートを行った。その後、クリヤー塗料O-1860(溶剤系塗料組成物、日本ペイント・オートモーティブコーティングス社製)をエアスプレー塗装にて、乾燥膜厚が30μmとなるように塗布し、クリヤー塗装膜を形成し、ジェットオーブンを用いて、140℃で18分間の加熱硬化を行い、複層塗膜を有する評価用塗板を得た。
<Method for preparing coated panels for evaluating coating appearance>
An SPC steel plate (manufactured by Nippon Test Panel, 35 mm x 150 mm x 0.8 mm) was electrodeposited with cationic electrodeposition paint PN-1010 (manufactured by Nippon Paint Automotive Coatings) to a dry film thickness of 15 μm, and then heated and cured at 170°C for 20 minutes, followed by cooling to prepare a cured electrodeposition coating. On the surface of the resulting electrodeposition coating, an aqueous primer paint AR-630 (aqueous coating composition, manufactured by Nippon Paint Automotive Coatings) was applied by air spray coating to a dry film thickness of 15 μm, and the coating was preheated at 80°C for 3 minutes. Next, the aqueous coating compositions prepared in the Examples and Comparative Examples were applied by air spray coating to a dry film thickness of 13 μm to form a base coating, and the coating was preheated at 80°C for 3 minutes. Thereafter, clear coating O-1860 (solvent-based coating composition, manufactured by Nippon Paint Automotive Coatings Co., Ltd.) was applied by air spray coating so that the dry film thickness was 30 μm to form a clear coating film, which was then heat-cured at 140°C for 18 minutes using a jet oven to obtain a coated plate for evaluation having a multi-layer coating film.
<塗膜外観>
実施例及び比較例で得られた評価用塗板の外観を、micro wave scan-T(BYK Gardner社製)を用いて、W1値(測定波長:2.4mm以上)を測定し評価した。ここで、前記装置により測定されるW1値は、数値が小さい程、塗膜表面の平滑性が高いことを示す。
<Coating film appearance>
The appearance of the evaluation coated plates obtained in the Examples and Comparative Examples was evaluated by measuring the W1 value (measurement wavelength: 2.4 mm or more) using a Microwave Scan-T (manufactured by BYK Gardner). Here, the smaller the W1 value measured by this device, the higher the smoothness of the coating surface.
<シーラーNSR性試験>
SPC鋼板(日本テストパネル製、50mm×160mm×0.8mm)に、カチオン電着塗料PN-1010(日本ペイント・オートモーティブ社製)を、乾燥膜厚が15μmとなるように電着塗装し、170℃で20分間の加熱硬化後、冷却して、硬化電着塗膜を調製した。得られた電着塗膜表面に、シーラーSN-2650-2(アイシン化工社製)を、アプリケーターにて、乾燥膜厚が1mmとなるように塗装し、シーラー塗膜を形成した。次に、得られたシーラー塗膜の表面上に、実施例及び比較例で調製した水性塗料組成物を、エアスプレー塗装にて、乾燥膜厚が10μmとなるように塗装して、ベース塗膜を形成し、80℃で3分間プレヒートを行った。その後、クリヤー塗料O-1860(溶剤系塗料組成物、日本ペイント・オートモーティブコーティングス社製)をエアスプレー塗装にて、乾燥膜厚が10μmとなるように塗布し、クリヤー塗装膜を形成し、ジェットオーブンを用いて、130℃で12分間の加熱硬化を行い、その試験板を、23±2℃、50±5%RHの環境下で24時間又は240時間放置し、複層塗膜を有する試験板を得た。
<Sealer NSR property test>
Cationic electrodeposition paint PN-1010 (manufactured by Nippon Paint Automotive Co., Ltd.) was electrodeposited onto an SPC steel plate (manufactured by Nippon Test Panel, 50 mm x 160 mm x 0.8 mm) to a dry film thickness of 15 μm, followed by heat curing at 170°C for 20 minutes and cooling to prepare a cured electrodeposition coating film. Sealer SN-2650-2 (manufactured by Aisin Chemical Co., Ltd.) was applied to the surface of the resulting electrodeposition coating film using an applicator to a dry film thickness of 1 mm to form a sealer coating film. Next, the aqueous coating compositions prepared in the Examples and Comparative Examples were applied to the surface of the resulting sealer coating film by air spray coating to a dry film thickness of 10 μm to form a base coating film, and the resulting film was preheated at 80°C for 3 minutes. Thereafter, clear coating O-1860 (solvent-based coating composition, manufactured by Nippon Paint Automotive Coatings Co., Ltd.) was applied by air spray coating so that the dry film thickness was 10 μm to form a clear coating film, which was then heat-cured at 130°C for 12 minutes using a jet oven, and the test plate was left to stand in an environment of 23±2°C and 50±5% RH for 24 hours or 240 hours to obtain a test plate with a multi-layer coating film.
前記で得られた試験板の表面に、前記と同様にしてベース塗膜及びクリヤー塗膜を形成し(リコート工程)、鋼板側から順に、電着塗膜、シーラー塗膜、ベース塗膜、クリヤー塗膜、ベース塗膜、クリヤー塗膜を有する試験板を得た。
前記で得られた試験板の塗膜に、カッターで1mmの間隔で縦横11本ずつの切れ目を入れ、その上にセロハンテープ(登録商標)(ニチバン社製)を貼付してはがし、100個のマス目のうち、残存したマス目の数をカウントした(碁盤目試験)。碁盤目試験は、前記放置時間が24時間である試験板のそれぞれについて実施した。なお、0/100は、塗膜のはく離面積が0%である場合を示し、例えば、10/100は、塗膜のはく離面積が10%である場合を示し、50/100は、塗膜のはく離面積が50%である場合を示す。0/100を合格とした。
A base coating film and a clear coating film were formed on the surface of the test plate obtained above in the same manner as described above (recoating process), to obtain a test plate having, in order from the steel plate side, an electrodeposition coating film, a sealer coating film, a base coating film, a clear coating film, a base coating film, and a clear coating film.
The coating film of the test plate obtained above was cut with a cutter, with 11 cuts in each direction at 1 mm intervals, and Cellophane tape (registered trademark) (manufactured by Nichiban Co., Ltd.) was applied on the cuts and peeled off, and the number of remaining squares out of 100 squares was counted (cross-cut test). The cross-cut test was performed on each test plate that had been left for 24 hours. Note that 0/100 indicates a case where the coating film peeled off area was 0%, for example, 10/100 indicates a case where the coating film peeled off area was 10%, and 50/100 indicates a case where the coating film peeled off area was 50%. 0/100 was considered a pass.
<ウインドウダイレクトボンド(WDB)接着性試験1>
手順1:SPC鋼板(日本テストパネル製、35mm×150mm×0.8mm)に、カチオン電着塗料PN-1010(日本ペイント・オートモーティブ社製)を、乾燥膜厚が15μmとなるように電着塗装し、170℃で20分間の加熱硬化後、冷却して、硬化電着塗膜を調製した。得られた電着塗膜表面に、水性中塗り塗料AR-630(水性塗料組成物、日本ペイント・オートモーティブコーティングス社製)を、エアスプレー塗装にて、乾燥膜厚が15μmとなるように塗装し、80℃で3分間プレヒートを行った。次に、実施例及び比較例で調製した水性塗料組成物を、エアスプレー塗装にて、乾燥膜厚が13μmとなるように塗装して、ベース塗膜を形成し、80℃で3分間プレヒートを行った。その後、クリヤー塗料O-1860(溶剤系塗料組成物、日本ペイント・オートモーティブコーティングス社製)をエアスプレー塗装にて、乾燥膜厚が30μmとなるように塗布し、クリヤー塗装膜を形成し、ジェットオーブンを用いて、140℃で18分間の加熱硬化を行い、中塗り塗装膜、ベース塗装膜、クリヤー塗装膜を同時に乾燥させて複層塗膜とし、試験片を得た。
手順2:クリヤー塗膜の表面に、ボンドHamatite WS-373(ウレタンシーラント、横浜ゴム社製)を、ボンドの乾燥後の膜厚が3mm、幅が約15mm、長さが約100mmとなるよう帯状に塗布した後、ボンドの上に離型紙を置き、離型紙の上から圧力を印加しながら室温で72時間ボンドを硬化させて試験板を得た。
手順3:試験板を40℃の温水中に240時間浸漬した後、室温の水に1~2時間浸漬して試験板を冷却した。
手順4:1回目の試験として、ボンドの端部を、塗膜面(水平面)から試験板の長さ方向に90°以上となる角度で引っ張り上げ、ボンドを凝集破壊させた。
手順5:ボンドが凝集破壊して試験板の表面に残留している箇所に、カッターナイフを用い、塗膜面(水平面)から試験板の長さ方向に60°の角度で素地(SPC鋼板)に達する深さまで切込みを入れた。カッターナイフによる切込みは、帯状のボンドにおける幅方向一端から他端にわたる。
手順6:カッターナイフによる切込み線(帯状のボンドにおける幅方向一端から他端にわたる線)上で、塗膜がはがれている部分の長さを定規で測るとともに、ボンドの端部から切込み線までの領域で塗膜がはがれている部分の面積の割合を求めて、WDBの接着性を評価した。塗膜がはがれている場合、その部分は、ベース塗膜に凝集破壊が生じている箇所である。
手順7:n回目の試験として、手順4と同様に、ボンドの端部を塗膜面(水平面)から試験板の長さ方向に90°以上となる角度で引っ張り上げ、ボンドを凝集破壊させた。手順5と同様に、カッターナイフを用い、n-1回目の試験で入れた切込み線から長さ方向に2~3mmの間隔をあけ、塗膜面(水平面)から試験板の長さ方向に60°の角度で素地(SPC鋼板)に達する深さまで切込みを入れた。手順6と同様に、新たに形成した切込み線上で、塗膜がはがれている部分の長さを定規で測るとともに、n-1回目の試験の切込み線からn回目の試験の切込み線までの領域で塗膜がはがれている部分の面積の割合を求め、WDBの接着性を評価した。以上の手順を繰り返し、10回以上の試験を実施した(図1)。
手順8:前記手順による評価結果の平均に基づき、ウインドウダイレクトボンド(WDB)接着性を評価した。
<Window Direct Bond (WDB) Adhesion Test 1>
Procedure 1: An SPC steel plate (manufactured by Nippon Test Panel, 35 mm x 150 mm x 0.8 mm) was electrodeposited with cationic electrodeposition paint PN-1010 (manufactured by Nippon Paint Automotive Co., Ltd.) to a dry film thickness of 15 μm, and then heated and cured at 170°C for 20 minutes, followed by cooling to prepare a cured electrodeposition coating. On the surface of the resulting electrodeposition coating, an aqueous primer paint AR-630 (aqueous coating composition, manufactured by Nippon Paint Automotive Coatings Co., Ltd.) was applied by air spray coating to a dry film thickness of 15 μm, and the coating was preheated at 80°C for 3 minutes. Next, the aqueous coating compositions prepared in the Examples and Comparative Examples were applied by air spray coating to a dry film thickness of 13 μm to form a base coating, and the coating was preheated at 80°C for 3 minutes. Thereafter, clear paint O-1860 (solvent-based paint composition, manufactured by Nippon Paint Automotive Coatings Co., Ltd.) was applied by air spray coating so that the dry film thickness was 30 μm to form a clear paint film, which was then heat-cured using a jet oven at 140°C for 18 minutes, and the intermediate paint film, base paint film, and clear paint film were simultaneously dried to form a multi-layer paint film, and a test specimen was obtained.
Step 2: Bond Hamatite WS-373 (urethane sealant, manufactured by Yokohama Rubber Co., Ltd.) was applied to the surface of the clear coating in a strip shape so that the film thickness after drying of the bond was 3 mm, the width was about 15 mm, and the length was about 100 mm. After that, release paper was placed on the bond, and the bond was cured at room temperature for 72 hours while applying pressure from above the release paper to obtain a test panel.
Procedure 3: The test plate was immersed in warm water at 40° C. for 240 hours, and then cooled by immersing in water at room temperature for 1 to 2 hours.
Procedure 4: In the first test, the edge of the bond was pulled up at an angle of 90° or more from the coating surface (horizontal surface) in the longitudinal direction of the test plate, causing cohesive failure of the bond.
Step 5: At the point where the bond had cohesively failed and remained on the surface of the test plate, a cutter knife was used to make a cut from the coating surface (horizontal surface) at an angle of 60° along the length of the test plate to a depth that reached the base material (SPC steel plate). The cutter knife cut ran from one end of the strip of bond in the width direction to the other end.
Step 6: The length of the peeled part of the coating film along the cut line made by the cutter knife (the line extending from one end of the strip bond to the other in the width direction) was measured with a ruler, and the percentage of the area of the peeled part of the coating film in the region from the end of the bond to the cut line was calculated to evaluate the adhesiveness of the WDB. If the coating film is peeled off, this indicates that cohesive failure has occurred in the base coating film.
Step 7: For the nth test, as in Step 4, the edge of the bond was pulled up at an angle of 90° or more from the coating surface (horizontal surface) along the length of the test plate, causing cohesive failure of the bond. As in Step 5, a cutter knife was used to make a cut at a 60° angle from the coating surface (horizontal surface) along the length of the test plate, leaving a 2-3 mm gap from the cut line made in the n-1th test, to a depth that reached the base material (SPC steel plate). As in Step 6, the length of the peeled coating along the newly formed cut line was measured with a ruler, and the percentage of the area of the peeled coating from the cut line in the n-1th test to the cut line in the nth test was calculated to evaluate the adhesion of the WDB. The above procedure was repeated 10 or more times (Figure 1).
Procedure 8: Window Direct Bond (WDB) adhesion was evaluated based on the average of the evaluation results from the above procedures.
評価基準は下記のとおりである。
A:塗膜のはがれが全く認められない。
B:1mm未満の塗膜のはがれが認められる。
C:1mm以上2mm未満の塗膜のはがれが認められる。
D:2mm以上の塗膜のはがれが認められるが、はがれた面積は全体の50%未満である。
E:はがれた面積が全体の50%以上70%未満である。
F:はがれた面積が全体の70%以上100%未満である。
G:はがれた面積が全体の100%(塗膜全体)である。
The evaluation criteria are as follows:
A: No peeling of the coating film was observed.
B: Peeling of the coating film of less than 1 mm is observed.
C: Peeling of the coating film of 1 mm or more but less than 2 mm is observed.
D: Peeling of the coating film of 2 mm or more was observed, but the peeled area was less than 50% of the total area.
E: The peeled area is 50% or more and less than 70% of the total area.
F: The peeled area is 70% or more and less than 100% of the total area.
G: Peeled area is 100% of the total (entire coating film).
<ウインドウダイレクトボンド(WDB)接着性―試験2>
前記ウインドウダイレクトボンド接着性試験1の手順3において、試験板を40℃の温水中に240時間浸漬する代わりに、ニッケミ ウィンドウウォッシャーフルードJCW-34(日本ケミカル工業社製)と脱イオン水とを質量比1:1で混合した混合液中に、室温で240時間浸漬したこと以外は、前記と同様にしてWDBの接着性を評価した。
<Window Direct Bond (WDB) Adhesion - Test 2>
The adhesiveness of the WDB was evaluated in the same manner as above, except that in step 3 of the Window Direct Bond Adhesion Test 1, instead of immersing the test plate in warm water at 40°C for 240 hours, the test plate was immersed in a mixed solution of Nikkemi Window Washer Fluid JCW-34 (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) and deionized water in a mass ratio of 1:1 at room temperature for 240 hours.
結果を表2A及び2Bに示す。 The results are shown in Tables 2A and 2B.
実施例1~18は、本開示の実施例であり、シーラー部を有する被塗物においても、リコートにおける層間密着性が良好であり、且つ塗膜外観に優れる塗膜を形成することが可能であった。
比較例1は、重量平均分子量が6,000以上のメラミン樹脂(B1a)を含まない例であり、層間密着性が十分に満足できるものではなかった。
比較例2は、重量平均分子量が6,000未満のメラミン樹脂(B1b)を含まない例であり、シーラーNSR性が十分に満足できるものではなく、シーラー部でのリコートにおける層間密着性が十分に満足できるものではなかった。
Examples 1 to 18 are examples of the present disclosure, and even on substrates having a sealer portion, it was possible to form a coating film with good interlayer adhesion during recoating and excellent coating appearance.
Comparative Example 1 is an example that does not contain a melamine resin (B1a) having a weight average molecular weight of 6,000 or more, and the interlayer adhesion was not fully satisfactory.
Comparative Example 2 is an example that does not contain a melamine resin (B1b) having a weight average molecular weight of less than 6,000, and the sealer NSR property was not fully satisfactory, and the interlayer adhesion during recoating in the sealer part was not fully satisfactory.
1 クリヤー塗膜
2 ベース塗膜
3 中塗り塗膜
4 電着塗膜
5 SPC鋼板
6 ボンド
10 切込み
1 Clear coating film 2 Base coating film 3 Intermediate coating film 4 Electrodeposition coating film 5 SPC steel plate 6 Bond 10 Cut
Claims (6)
前記塗膜形成樹脂(A)が、アクリル樹脂水分散体(A1)を含み、
前記アクリル樹脂水分散体(A1)中のアクリル樹脂が、水酸基を有し、
前記硬化剤(B)は、メラミン樹脂(B1)を含み、
前記メラミン樹脂(B1)は、重量平均分子量が6,000以上のメラミン樹脂(B1a)及び重量平均分子量が6,000未満のメラミン樹脂(B1b)を含む、水性塗料組成物。 A coating composition comprising a film-forming resin (A) and a curing agent (B),
the film-forming resin (A) comprises an aqueous acrylic resin dispersion (A1);
the acrylic resin in the acrylic resin water dispersion (A1) has a hydroxyl group,
The curing agent (B) contains a melamine resin (B1),
The melamine resin (B1) in the aqueous coating composition comprises a melamine resin (B1a) having a weight-average molecular weight of 6,000 or more and a melamine resin (B1b) having a weight-average molecular weight of less than 6,000.
前記塗装膜の上にクリヤー塗料をウェットオンウェットで塗装し、クリヤー塗装膜を形成する工程と、
前記塗装膜とクリヤー塗装膜とを同時に加熱硬化させて複層塗膜を形成する工程と、を含む複層塗膜の製造方法。 A step of applying the aqueous coating composition according to any one of claims 1 to 5 onto a substrate to form a coating film;
A step of applying a clear coating wet-on-wet onto the coating film to form a clear coating film;
and a step of simultaneously heating and curing the paint film and the clear paint film to form a multi-layer paint film.
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009261997A (en) | 2008-04-22 | 2009-11-12 | Nippon Paint Co Ltd | Method of forming composite-layered coating film |
| JP2014008434A (en) | 2012-06-28 | 2014-01-20 | Basf Japan Ltd | Multilayer coating film formation method |
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| WO2017135090A1 (en) | 2016-02-02 | 2017-08-10 | 関西ペイント株式会社 | Brilliant pigment-containing aqueous base coat coating material, and method for forming multilayer film using same |
| JP2021107494A (en) | 2019-12-27 | 2021-07-29 | 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 | Paint composition, and formation method of coating film and multilayer coating film using the same |
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|---|---|---|---|---|
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-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009261997A (en) | 2008-04-22 | 2009-11-12 | Nippon Paint Co Ltd | Method of forming composite-layered coating film |
| JP2014008434A (en) | 2012-06-28 | 2014-01-20 | Basf Japan Ltd | Multilayer coating film formation method |
| CN104263293A (en) | 2014-09-19 | 2015-01-07 | 华烁科技股份有限公司 | Low-fluidity adhesive for flex-rigid printed circuit board, adhesive film and preparation method of low-fluidity adhesive |
| WO2017135090A1 (en) | 2016-02-02 | 2017-08-10 | 関西ペイント株式会社 | Brilliant pigment-containing aqueous base coat coating material, and method for forming multilayer film using same |
| JP2021107494A (en) | 2019-12-27 | 2021-07-29 | 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 | Paint composition, and formation method of coating film and multilayer coating film using the same |
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