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WO2017164072A1 - 水性塗料組成物 - Google Patents

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WO2017164072A1
WO2017164072A1 PCT/JP2017/010712 JP2017010712W WO2017164072A1 WO 2017164072 A1 WO2017164072 A1 WO 2017164072A1 JP 2017010712 W JP2017010712 W JP 2017010712W WO 2017164072 A1 WO2017164072 A1 WO 2017164072A1
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WO
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acid
group
resin particles
resin
coating composition
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Application number
PCT/JP2017/010712
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English (en)
French (fr)
Inventor
崇史 神田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kansai Paint Co Ltd
Original Assignee
Kansai Paint Co Ltd
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Publication date
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Priority to CA3017866A priority patent/CA3017866C/en
Priority to EP17770114.1A priority patent/EP3434744A4/en
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    • C09D7/40Additives
    • C09D7/60Additives non-macromolecular
    • C09D7/63Additives non-macromolecular organic

Definitions

  • the present invention relates to a water-based coating composition.
  • VOC volatile organic compounds
  • water-based paints have a high latent heat of vaporization of water, which is a solvent, and a high polarity, so the painting work width (allowable temperature and humidity conditions for painting workability) is narrow, and the paint environment is more appropriate than organic solvent paints. Energy costs (such as air conditioning in the paint booth environment) are also required, and therefore, there is a demand for cost reduction in air conditioning in the paint environment.
  • the sagging property under low temperature environment can be improved by increasing the solid content concentration of the water-based paint, but there is a problem that the finished appearance (smoothness etc.) of the coating film under high temperature environment is lowered. .
  • an undercoat film excellent in corrosion resistance For the purpose of imparting excellent corrosion resistance and appearance to the automobile body, particularly its outer plate, in general, it is an undercoat film excellent in corrosion resistance, an intermediate coating film excellent in smoothness and chipping resistance, and appearance.
  • a multilayer coating film composed of a top coating film excellent in resistance to environmental load is formed.
  • paints for automobile intermediate coating are resistant to chipping (chipping: paint film damage caused by pebbles etc. on the road flying off and colliding with the paint film), undercoat paint film, etc. It is required to have excellent adhesion, storage stability, finished appearance, and paint workability (waxing resistance, sagging resistance), etc., but taking into account the recent water-based and further environmental impact reductions. The market needs to be cleared at a high level.
  • Patent Document 1 discloses a high solid emulsion resin having a viscosity of 30 to 10000 mPa ⁇ s at an E-type viscometer of 1 rpm (25 ° C.) and a solid content of 55 to 65% by weight, and An aqueous resin composition containing a curing agent, wherein the high solid emulsion resin is obtained by emulsion polymerization of an ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated monomer mixture having a hydroxyl value of 10 to 150 and an acid value of 5 to 50. Two types of resin particles having different volume average particle diameters are contained, and the volume average particle diameter of the first resin particles is larger than the volume average particle diameter of the second resin particles.
  • the water-based high solid type thermosetting wherein the resin particles have a volume average particle diameter of 0.2 to 1.5 ⁇ m and the second resin particles have a volume average particle diameter of 0.05 to 0.4 ⁇ m. Resin group Things have been disclosed.
  • Patent Document 2 discloses an aqueous solution containing particles of at least one resin selected from the group consisting of polyaddition resins, polycondensation resins, addition condensation resins, ring-opening polymerization resins, and addition polymerization resins.
  • a coating composition comprising a dispersion; wherein the particles have at least two peaks in a particle size distribution curve; at least one of the peaks is a polyaddition resin, a polycondensation resin, an addition Consists of at least one resin selected from the group consisting of condensation resins and ring-opening polymerization resins; the coating composition is a dispersion satisfying one or both of the specific condition (i) and the specific condition (ii)
  • a coating composition characterized by the above is disclosed.
  • compositions described in Patent Document 1 and Patent Document 2 can improve the sagging property in a low-temperature (and high-humidity) environment by increasing the solid content, but the composition is high in temperature (and low and low). Humidity) The finished appearance (smoothness, etc.) of the coating film under the environment was reduced, and the coating work width was narrow and sometimes insufficient. Moreover, these compositions may have insufficient coating film performance such as chipping resistance.
  • an object of the present invention is to provide a high solid content aqueous coating composition having a wide coating work width and excellent coating performance such as finished appearance and chipping resistance.
  • the present inventors have found that resin particles having a specific average particle diameter, polyoxyalkylene group-containing polyols and / or diester compounds having a specific number average molecular weight, and crosslinking It was found that the above-mentioned object can be achieved by using an aqueous coating composition in which the content ratio of the total amount of the polyoxyalkylene group-containing polyol and diester compound is within a specific range, and the present invention has been completed. It was.
  • the present invention includes the following aspects.
  • Item 1 resin particles (A) having an average particle diameter of 300 to 1000 nm, Containing a polyoxyalkylene group-containing polyol (B) and / or diester compound (C) having a number average molecular weight of 300 to 2000, and a crosslinking agent (D),
  • the diester compound (C) is represented by the following formula (1),
  • R 1 s represent a hydrocarbon group having 4 to 18 carbon atoms which may be the same or different from each other.
  • R 2 represents a linear or branched alkylene group having 2 to 4 carbon atoms.
  • m represents an integer of 3 to 25.
  • the m oxyalkylene units (R 2 —O) may be the same as or different from each other.
  • the total solid content of the polyoxyalkylene group-containing polyol (B) and diester compound (C) is the solid content of the resin particles (A), the polyoxyalkylene group-containing polyol (B), the diester compound (C), and the crosslinking agent (D).
  • a water-based coating composition which is 5 to 25% by mass relative to the total amount of components.
  • Item 2 The aqueous solution according to Item 1, wherein the resin particles (A) are at least one selected from the group consisting of acrylic resin particles (A1), urethane resin particles (A2), and acrylic urethane composite resin particles (A3). Paint composition.
  • the total solid content of the resin particles (A) is 15 with respect to the total solid content of the resin particles (A), the polyoxyalkylene group-containing polyol (B), the diester compound (C), and the crosslinking agent (D).
  • Item 3 The water-based coating composition according to Item 1 or 2, which is ⁇ 50 mass%.
  • Item 4 an article having a coating film of the aqueous coating composition according to any one of Items 1 to 3.
  • Item 5 A method for forming a coating film comprising applying the aqueous coating composition according to any one of Items 1 to 3 to an object to be coated.
  • Item 6 (1) A step of coating the article to be coated with the aqueous coating composition according to any one of Items 1 to 3 to form a first base coat film, (2) a step of applying a water-based base coat coating composition on the uncured first base coat film to form a second base coat film; (3) a step of applying a clear coat coating composition on the uncured second base coat film to form a clear coat film; and (4) the uncured first base coat film and second base coat.
  • a method for forming a multilayer coating film comprising a step of simultaneously heating and curing a coating film and a clearcoat coating film.
  • the aqueous coating composition of the present invention is mainly characterized by containing resin particles having an average particle diameter of 300 to 1000 nm, a polyoxyalkylene group-containing polyol having a number average molecular weight of 300 to 2000 and / or a diester compound. is there.
  • the resin particles generally have an average particle size larger than that of resin particles used in water-based paints for automobiles that require a high level of finished appearance.
  • Resin particles having a large particle diameter have a low cohesive force between resin particles, and the volume of voids between resin particles is large in a dispersed state in an aqueous medium, and other paint components having a smaller particle diameter than the resin particles.
  • the coating film since it has a polyoxyalkylene group-containing polyol having a specific number average molecular weight range having a hydroxyl group as a reactive group as a low molecular weight component, it can suppress a decrease in leveling properties of the coating film due to high solid differentiation, A coating film having excellent finished appearance such as smoothness and excellent coating film performance such as chipping resistance can be obtained.
  • the dispersibility of the hydrophobic component in the aqueous coating material in particular in the aqueous medium is improved. Therefore, an aqueous coating composition excellent in the storage stability of the coating material and the finished appearance of the coating film can be obtained. It is thought that it can be obtained.
  • aqueous coating composition of the present invention it is possible to obtain a high solids aqueous coating composition having a wide coating work width and excellent coating performance such as finished appearance and chipping resistance. There is an effect.
  • the aqueous coating composition of the present invention (hereinafter sometimes abbreviated as “present coating”) Resin particles (A) having an average particle diameter of 300 to 1000 nm, Containing a polyoxyalkylene group-containing polyol (B) and / or diester compound (C) having a number average molecular weight of 300 to 2000, and a crosslinking agent (D),
  • the total solid content of the polyoxyalkylene group-containing polyol (B) and diester compound (C) is The aqueous coating composition is 5 to 25% by mass based on the total solid content of the resin particles (A), the polyoxyalkylene group-containing polyol (B), the diester compound (C) and the crosslinking agent (D).
  • the resin particle (A) (which may be described as “component (A)” in the present specification) is not particularly limited as long as the average particle diameter is 300 to 1000 nm.
  • the resin include acrylic resin, urethane resin, acrylic urethane composite resin, polyester resin, and epoxy resin.
  • acrylic resin particles (A1), urethane resin particles (A2), and acrylic urethane composite resin particles (A3) can be suitably used as the resin particles (A).
  • the resin particles (A) preferably have a crosslinkable functional group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, or an epoxy group.
  • the average particle diameter of the resin particles (A) is 300 to 1000 nm, particularly 350 to 950 nm, more preferably 400 to 900 nm, from the viewpoint of high solid differentiation.
  • the average particle diameter (hereinafter sometimes referred to as particle diameter) can be measured using a general measuring means such as laser light scattering.
  • the average particle diameter of the resin particles is a value measured at 20 ° C. after diluting with deionized water by a conventional method using a submicron particle size distribution measuring apparatus.
  • a submicron particle size distribution measuring device for example, “COULTER N4 type” (trade name, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) can be used.
  • the hydroxyl value is preferably 1 to 150 mgKOH / g, more preferably 2 to 100 mgKOH / g, and still more preferably 5 to 90 mgKOH / g.
  • the acid value is preferably 0 to 100 mgKOH / g, more preferably 0 to 50 mgKOH / g, and 0 to 30 mgKOH / g. More preferably.
  • the resin particles (A) may have a core / shell type structure.
  • Shell part means the polymer layer present in the outermost layer of the resin particles
  • core part means the polymer layer of the resin particle inner layer excluding the shell part
  • core / shell type structure means the above It means a structure having a core part and a shell part.
  • the core / shell type structure is generally a layer structure in which the core part is completely covered with the shell part. However, depending on the mass ratio of the core part and the shell part, the monomer amount of the shell part may be a layer structure.
  • the core / shell structure can be obtained, for example, by reacting monomer compositions having different compositions in multiple stages.
  • the resin particles (A) have an acid group
  • neutralization with a neutralizing agent is preferable from the viewpoint of improving water dispersibility in order to facilitate mixing and dispersion in water during water dispersion. .
  • neutralizing agent examples include hydroxides of alkali metals or alkaline earth metals such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide; ammonia; ethylamine, propylamine, butylamine, Primary monoamine compounds such as cyclohexylamine, monoethanolamine, isopropanolamine, neopentanolamine, 2-aminopropanol, 3-aminopropanol, 2-amino-2-methylpropanol; diethylamine, dibutylamine, diethanolamine, dipropyl Secondary monoamine compounds such as amine, diisopropanolamine, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine, N-methylisopropanolamine; triethylamine, tributylamine, dimethyl ester Tertiary monoamine compounds such as ruethanolamine, diethylethanolamine, methyldiethanolamine, dimethylamino
  • primary monoamine compounds secondary monoamine compounds, tertiary monoamine compounds and polyamine compounds are preferably used.
  • the viscosity of the resin particles (A) in the form of an aqueous dispersion is 1 to 2000 mPa ⁇ s, particularly 1 to 1000 mPa ⁇ s, more particularly 1 to 500 mPa ⁇ s as measured with a B-type viscometer (# 1, 6 rpm). It is preferable from a viewpoint of the ease of handling that it is in the range.
  • the acrylic resin particles (A1) may be either synthesized by emulsion polymerization or synthesized by solution polymerization, and both may be used together, but resin particles having an average particle diameter of 300 nm to 1000 nm are used. From the viewpoint of obtaining, those synthesized by emulsion polymerization can be preferably used.
  • the emulsion polymerization can be performed by a conventionally known method such as a seed polymerization method or a miniemulsion polymerization method. For example, by emulsion polymerization of a polymerizable unsaturated monomer using a polymerization initiator in the presence of an emulsifier. ,It can be carried out.
  • the emulsifier may be carried out by dissolving the emulsifier in water or an aqueous medium containing an organic solvent such as alcohol, if necessary, and dropping the polymerizable unsaturated monomer and the polymerization initiator under heating and stirring. It can.
  • a polymerizable unsaturated monomer emulsified in advance using an emulsifier and water can be similarly dropped.
  • an anionic emulsifier and a nonionic emulsifier are suitable.
  • the anionic emulsifier include sodium salts and ammonium salts such as alkylsulfonic acid, alkylbenzenesulfonic acid, and alkylphosphoric acid.
  • Nonionic emulsifiers include, for example, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene tridecyl ether, polyoxyethylene phenyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene Ethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene monolaurate, polyoxyethylene monostearate, polyoxyethylene monooleate, sorbitan monolaurate, sorbitan monostearate, sorbitan monostearate, sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan mono Laurate and the like.
  • a polyoxyalkylene group-containing anionic emulsifier having an anionic group and a polyoxyalkylene group such as a polyoxyethylene group or a polyoxypropylene group in one molecule, or the anionic group and a polymerizable non-polymerizable in one molecule.
  • a reactive anionic emulsifier having a saturated group can also be used.
  • the amount of the emulsifier used is preferably 0.1 to 15% by mass, particularly 0.5 to 10% by mass, more preferably 1 to 5% by mass, based on the total amount of all monomers used.
  • polymerization initiator examples include benzoyl peroxide, octanoyl peroxide, lauroyl peroxide, stearoyl peroxide, cumene hydroperoxide, tert-butyl peroxide, tert-butyl peroxylaurate, and tert-butyl peroxy.
  • Organic peroxides such as isopropyl carbonate, tert-butyl peroxyacetate, diisopropylbenzene hydroperoxide; azobisisobutyronitrile, azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), azobis (2-methylpropiononitrile), azobis (2-methylbutyronitrile), 4,4′-azobis (4-cyanobutanoic acid), dimethylazobis (2-methylpropionate), azobis [2-methyl-N- (2-hydride) Azo compounds such as xyethyl) -propionamide], azobis ⁇ 2-methyl-N- [2- (1-hydroxybutyl)]-propionamide ⁇ ; persulfates such as potassium persulfate, ammonium persulfate, sodium persulfate, etc.
  • persulfates such as potassium persulfate, ammonium persulfate, sodium persulfate, etc.
  • polymerization initiators can be used singly or in combination of two or more.
  • the polymerization initiator may be used in combination with a reducing agent such as sugar, sodium formaldehyde sulfoxylate, iron complex or the like to form a redox initiator.
  • the amount of the polymerization initiator used is generally about 0.1 to 5% by mass, particularly about 0.2 to 3% by mass, based on the total amount of all monomers used.
  • the method for adding the polymerization initiator is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the type and amount thereof. For example, it may be previously contained in a monomer mixture or an aqueous medium, or may be added all at once during the polymerization, or may be added dropwise.
  • a chain transfer agent can be used for the purpose of adjusting the molecular weight of the resulting acrylic resin particles (A1).
  • the chain transfer agent include compounds having a mercapto group. Specific examples include lauryl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, octyl mercaptan, 2-ethylhexyl thioglycolate, 2-methyl-5-tert-butylthio. Examples thereof include phenol, mercaptoethanol, thioglycerol, mercaptoacetic acid (thioglycolic acid), mercaptopropionate, n-octyl-3-mercaptopropionate, and the like.
  • the amount used is generally in the range of 0.05 to 10% by weight, particularly 0.1 to 5% by weight, based on the total amount of all monomers used. Is preferred.
  • the reaction temperature is mainly determined by the kind of the polymerization initiator. For example, it is preferably 60 to 90 ° C. for an azo compound and 30 to 70 ° C. for a redox initiator. In general, the reaction time can be from 1 to 8 hours.
  • polymerizable unsaturated monomer conventionally known monomers can be used.
  • a reactive group-containing polymerizable unsaturated monomer and other polymerizable unsaturated monomers can be used.
  • Examples of the reactive group of the reactive group-containing polymerizable unsaturated monomer include a hydroxyl group, an acid group, a carbonyl group, an N-methylol alkyl ether group, an isocyanate group, an epoxy group, an amino group, an alkoxysilyl group, a carbodiimide group, and a hydrazide. And functional groups having reactivity such as groups.
  • (meth) acrylate means both acrylate and methacrylate.
  • hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer examples include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, and ⁇ -caprolactone-modified tetrahydro.
  • 2-hydroxyethyl (meth) acrylate hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, and ⁇ -caprolactone-modified hydroxyethyl (meth) acrylate can be preferably used.
  • Examples of the acid group-containing polymerizable unsaturated monomer include a carboxyl group or an acid anhydride group-containing polymerizable unsaturated monomer.
  • Examples of the polymerizable unsaturated monomer containing a carboxyl group or an acid anhydride group include unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, crotonic acid, itaconic acid, ⁇ -carboxyethyl acrylate, or the like. Mention may be made of anhydrides. Of these, acrylic acid and methacrylic acid can be preferably used.
  • Examples of the acid group-containing polymerizable unsaturated monomer other than a carboxyl group or an acid anhydride group include 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, allylsulfonic acid, styrenesulfonic acid sodium salt, sulfoethyl methacrylate, and a sodium salt or ammonium salt thereof.
  • carbonyl group-containing polymerizable unsaturated monomers include, for example, acrolein, diacetone acrylamide, diacetone methacrylamide, formyl styrene and vinyl alkyls having 4 to 7 carbon atoms such as vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone and vinyl butyl ketone. A ketone etc. can be mentioned. Of these, diacetone acrylamide and diacetone methacrylamide are particularly preferable.
  • N-methylol alkyl ether group-containing polymerizable unsaturated monomer examples include N-methylol acrylamide butyl ether.
  • the isocyanate group-containing polymerizable unsaturated monomer is a compound having at least one unblocked isocyanate group and a radical polymerizable double bond in one molecule, and includes, for example, methacryloyl isocyanate, 2-isocyanatoethyl methacrylate, m- or p-isopropenyl- ⁇ , ⁇ '-dimethylbenzyl isocyanate, or a 1: 1 (molar ratio) adduct of a hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer and a diisocyanate compound (for example, 2-hydroxyethyl acrylate and isophorone) And equimolar adducts with diisocyanate).
  • a diisocyanate compound for example, 2-hydroxyethyl acrylate and isophorone
  • epoxy group-containing polymerizable unsaturated monomer examples include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, CYCLOMER A-200 (alicyclic epoxy group-containing monomer), CYCLOMER M-100 (alicyclic epoxy group-containing monomer), and the like. Can do.
  • amino group-containing polymerizable unsaturated monomer examples include dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminopropylacrylamide and dimethylaminopropylmethacrylamide.
  • alkoxysilyl group-containing polymerizable unsaturated monomer examples include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltripropoxysilane, vinyltributoxysilane, (meth) acryloyloxymethyltrimethoxysilane, and (meth) acryloyloxyethyl.
  • Trimethoxysilane ⁇ - (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane, ⁇ - (meth) acryloyloxypropyltriethoxysilane, (meth) acryloyloxyethyltriethoxysilane, (meth) acryloyloxypropyltributoxysilane, vinyltris- ⁇ -methoxyethoxysilane, divinylmethoxysilane, divinyldi- ⁇ -methoxyethoxysilane and the like can be mentioned.
  • polymerizable unsaturated monomers include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, etc.
  • alkyl esters of (meth) acrylic acid having C4 to C24 carbon atoms can be suitably used from the viewpoint of smoothness and sharpness of the resulting coating film.
  • the acrylic resin particles (A1) may be cross-linked resin particles, and the cross-linked resin particles use, for example, a polymerizable unsaturated monomer having two or more polymerizable unsaturated groups in a molecule as a monomer component. Can be obtained.
  • Examples of the polymerizable unsaturated monomer having two or more polymerizable unsaturated groups in one molecule include allyl (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, and tetraethylene glycol.
  • These monomers can be used alone or in combination
  • Examples of the polymerizable unsaturated monomer having two or more polymerizable unsaturated groups in one molecule include allyl (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, and 1,4-butanediol di (meth). Acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, and 1,6-hexanediol di (meth) acrylate can be preferably used.
  • the glass transition temperature of the acrylic resin particles (A1) is preferably ⁇ 50 to 80 ° C., more preferably ⁇ 50 to 60 ° C., and even more preferably ⁇ 40 to 60 ° C. from the viewpoint of the smoothness of the resulting coating film. .
  • the glass transition temperature of a monomer not described in the literature which is a value according to Grulk ed. (1999), was synthesized such that a homopolymer of the monomer had a weight average molecular weight of about 50,000, and its glass transition temperature. was measured by differential scanning thermal analysis.
  • the average particle size of the acrylic resin particles (A1) can be adjusted by adjusting the particle size control factors such as monomer composition, type of emulsifier, amount of emulsifier, preparation distribution of emulsifier, type of neutralizer, amount of neutralizer, etc.
  • the desired average particle diameter can be obtained.
  • the solid content is not particularly limited. From the viewpoint of high solid differentiation and dispersion stability, the solid content is preferably 25 to 70% by mass, particularly 30 to 60% by mass.
  • Urethane resin particles (A2) can generally be obtained from components that include a polyisocyanate component and a polyol component.
  • polyisocyanate component examples include alicyclic diisocyanate, aromatic diisocyanate, aliphatic diisocyanate, and polyisocyanate having three or more isocyanate groups in one molecule.
  • alicyclic diisocyanate examples include isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate, trans-1,4-cyclohexyl diisocyanate, and norbornene diisocyanate.
  • isophorone diisocyanate and dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate are particularly preferable from the viewpoint of improving the organic solvent swelling resistance of the resulting coating film.
  • aromatic diisocyanates examples include tolylene diisocyanate, diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, 3,3′-dimethyldiphenyl-4,4 ′.
  • -Diisocyanate dianisidine diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate and the like.
  • aliphatic diisocyanate examples include 1,6-hexamethylene diisocyanate, 2,2,4 and / or (2,4,4) -trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, and the like.
  • polyisocyanates having three or more isocyanate groups in one molecule include, for example, isocyanurate trimers, burette trimers, trimethylolpropane adducts of the above-mentioned diisocyanates; triphenylmethane triisocyanate, 1- Examples include tri- or higher functional polyisocyanates such as methylbenzole-2,4,6-triisocyanate and dimethyltriphenylmethane tetraisocyanate. These isocyanate compounds are modified by carbodiimide modification, isocyanurate modification, biuret modification and the like. It may be used in the form of a thing.
  • the above polyisocyanate may be used in the form of a blocked isocyanate blocked with a blocking agent.
  • polystyrene resin examples include polycarbonate polyol, polyol having an ester bond, polycaprolactone polyol, polyether polyol, low molecular polyol, polybutadiene polyol, and silicone polyol.
  • Polycarbonate polyol is a compound obtained by a polycondensation reaction of a known polyol and a carbonylating agent by a conventional method.
  • the polyol include polyhydric alcohols such as diols and trihydric or higher alcohols.
  • diol examples include 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9- Linear diols such as nonanediol and 1,10-decanediol; 2-methyl-1,3-propanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, Neopentyl glycol, 2-ethyl-1,6-hexanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 2-methyl-1,8 Branched diols such as octanediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, 2-ethyl-1,3-
  • trihydric or higher alcohols examples include glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, trimethylolpropane dimer, pentaerythritol and the like. These trivalent or higher alcohols can be used alone or in combination of two or more.
  • the carbonylating agent known ones can be used. Specific examples include alkylene carbonate, dialkyl carbonate, diallyl carbonate, phosgene, and the like, and one of these can be used or a combination of two or more can be used. Among these, preferred are ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dibutyl carbonate, diphenyl carbonate and the like.
  • polyol having an ester bond examples include polyester polyol and polyester polycarbonate polyol.
  • polyester polyol As the above-mentioned polyester polyol, a direct esterification reaction between a polyhydric alcohol and an ester-forming derivative such as a polycarboxylic acid having an amount less than the stoichiometric amount of the polyhydric alcohol or an ester, an anhydride, or a halide thereof; The thing obtained by transesterification can be mentioned.
  • an ester-forming derivative such as a polycarboxylic acid having an amount less than the stoichiometric amount of the polyhydric alcohol or an ester, an anhydride, or a halide thereof.
  • polyhydric alcohol examples include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, and 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol.
  • polyvalent carboxylic acid or an ester-forming derivative thereof examples include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, 2-methylsuccinic acid 2-methyladipic acid, 3-methyladipic acid, 3-methylpentanedioic acid, 2-methyloctanedioic acid, 3,8-dimethyldecanedioic acid, 3,7-dimethyldecanedioic acid, hydrogenated dimer acid, Aliphatic dicarboxylic acids such as dimer acid, aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 1,2-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,2- Cyclohexanedicarboxylic
  • polycaprolactone polyol examples include ring-opening polymerization products of caprolactone such as polycaprolactone diol.
  • Examples of the low molecular polyol include the polyhydric alcohols exemplified for the polyester polyol.
  • polyether polyols examples include ethylene oxide and / or propylene oxide adducts of the above low molecular polyols, polytetramethylene glycol, and the like.
  • silicone polyol examples include silicone oils having a hydroxyl group at the terminal having a siloxane bond in the molecule.
  • a carboxyl group-containing diol can be used as the polyol component.
  • the carboxyl group-containing diol is used for introducing a hydrophilic group into the polyurethane molecule.
  • the hydrophilic group is a carboxyl group. Specific examples include dimethylolpropionic acid, dimethylolbutanoic acid, dimethylolbutyric acid, dimethylolvaleric acid, and the like.
  • an amine component can be used as necessary.
  • examples of the amine component include monoamine compounds and diamine compounds.
  • the monoamine compound is not particularly limited, and well-known general monoamine compounds can be used alone or in combination of two or more.
  • the monoamine compounds include alkylamines such as ethylamine, propylamine, 2-propylamine, butylamine, 2-butylamine, tert-butylamine, and isobutylamine; aromatic amines such as aniline, methylaniline, phenylnaphthylamine, and naphthylamine; cyclohexylamine , Cycloaliphatic amines such as methylcyclohexylamine; ether amines such as 2-methoxyethylamine, 3methoxypropylamine, 2- (2-methoxyethoxy) ethylamine; ethanolamine, propanolamine, butylethanolamine, 1-amino-2 -Methyl-2-propanol, 2-amino-2-methylpropanol, diethanolamine, diisopropanol
  • the diamine compound is not particularly limited, and a known general diamine compound can be used alone or in combination of two or more.
  • the diamine compound include low molecular diamines in which the alcoholic hydroxyl group of the above-described low molecular diols such as ethylene diamine and propylene diamine is substituted with amino groups; polyether diamines such as polyoxypropylene diamine and polyoxyethylene diamine Mensenediamine, isophoronediamine, norbornenediamine, bis (4-amino-3-methyldicyclohexyl) methane, diaminodicyclohexylmethane, bis (aminomethyl) cyclohexane, 3,9-bis (3-aminopropyl) 2,4 , 8,10-tetraoxaspiro (5,5) undecane, etc .; m-xylenediamine, ⁇ - (m / paminophenyl) ethylamine, m-phenylenedi
  • an internal branching agent and an internal crosslinking agent that give a polyurethane molecule may be used.
  • these internal branching agents and internal crosslinking agents trivalent or higher polyols can be preferably used, and examples thereof include trimethylolpropane.
  • the production method of the urethane resin particles (A2) is not particularly limited, and a known general method can be applied.
  • a production method a method of synthesizing a prepolymer or a polymer in a solvent inert to the reaction and having a large affinity for water, and then feeding this into water to disperse it is preferable.
  • a method of synthesizing a prepolymer from a polyisocyanate component and a polyol component in the solvent and reacting it with an amine component used as necessary in water (ii) a polyisocyanate component, a polyol component
  • a method of synthesizing a polymer from an amine component used as necessary, and feeding and dispersing the polymer in water can be exemplified.
  • the neutralizing agent component used as needed may be added beforehand to the water to feed, and may be added after feed.
  • Examples of the solvent that is inert to the reaction and has a high affinity for water used in the above preferred production method include acetone, methyl ethyl ketone, dioxane, tetrahydrofuran, N-methyl-2-pyrrolidone, and the like. . These solvents can be used in an amount of 3 to 100% by mass based on the total amount of the above-mentioned raw materials usually used for producing a prepolymer or polymer.
  • the mixing ratio is not particularly limited.
  • the blending ratio can be replaced with the molar ratio of the isocyanate group in the polyisocyanate component at the stage of reaction to the isocyanate reactive group in the polyol component and the amine component.
  • the coating film adhesion and the coating film strength may be reduced when used as a coating material.
  • the unreacted isocyanate group may affect the dispersion stability and physical properties of the paint. Therefore, the isocyanate reactive group is preferably 0.5 to 2.0 with respect to the isocyanate group 1.
  • the molar ratio of the isocyanate reactive group in the polyol component is preferably 0.3 to 1.0, more preferably 0.5 to 0.9, relative to the isocyanate group 1 in the polyisocyanate component. Further, the molar ratio of the isocyanate-reactive group in the amine component used as necessary is preferably 0.1 to 1.0, preferably 0.2 to 0.00, with respect to the isocyanate group 1 in the polyisocyanate component. 5 is more preferable.
  • the neutralization rate with the neutralizing agent used as necessary is preferably set within a range that gives sufficient dispersion stability to the urethane resin particles (A2) to be obtained. 0.5-2.0 times equivalent is preferable with respect to 1 mole number of carboxyl groups in the urethane resin particles (A2), and 0.7-1.5 times equivalent is more preferable.
  • an emulsifier such as a surfactant can be used.
  • emulsifiers well-known general anionic surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, polymeric surfactants, reactive surfactants and the like used in urethane resin emulsions Can be used.
  • anionic emulsifiers and nonionic emulsifiers exemplified for the acrylic resin particles (A1) can be suitably used.
  • the average particle diameter of the urethane resin particles (A2) is the composition of raw materials (polyisocyanate component, polyol component, amine component, etc.), type of emulsifier, amount of emulsifier, charge distribution of emulsifier, type of neutralizer, type of neutralizer
  • a desired average particle size can be obtained by adjusting the particle size control factor such as the amount.
  • the solid content is not particularly limited, but from the viewpoint of high solid differentiation and dispersion stability, the solid content is 25 to 55% by mass, particularly 30 to 50% by mass. % Is preferred.
  • the acrylic urethane resin composite particles (A3) are resin composite particles in which a urethane resin component and an acrylic resin component are present in the same micelle.
  • the form of the acrylic urethane resin composite particles is not particularly limited.
  • the urethane resin component ratio in the resin composite particles is 5% by mass or more from the viewpoint of chipping resistance of the obtained coating film.
  • the cleaning property of the aqueous coating composition for example, cleaning of the coating machine after completion of the coating operation and removal of dirt when the coating composition adhering to the coating machine is removed.
  • the weight average molecular weight of the urethane resin component in the acrylic urethane resin composite particles is within the range of about 10,000 to 100,000, and particularly about 20,000 to 80,000, from the viewpoint of chipping resistance of the resulting coating film and detergency of the aqueous coating composition. Preferably there is.
  • the weight average molecular weight is preferably 10,000 or more from the viewpoint of chipping resistance of the resulting coating film. Moreover, it is preferable from a viewpoint of productivity to set it as 100,000 or less.
  • the average molecular weight is “HLC-8120GPC” (trade name, manufactured by Tosoh Corporation) as a gel permeation chromatograph, one “TSKgel G4000HXL” and “TSKgel G3000HXL” are used as columns.
  • the urethane resin component can be synthesized using, for example, a polyisocyanate compound, a polyol, and a compound having both an active hydrogen group and an ion-forming group.
  • the urethane resin component can be synthesized, for example, as follows.
  • a polyisocyanate compound having no reactivity with an isocyanate group a polyisocyanate compound having no reactivity with an isocyanate group, a polyisocyanate compound, a polyol, and a compound having both an active hydrogen group and an ion-forming group are reacted to form an isocyanate group-terminated or hydroxyl-terminated urethane prepolymer.
  • a polymer is formed.
  • the polyol component is preferably a polyol component having a polyester polyol and / or a polyether polyol from the viewpoint of cost and the like.
  • the ratio of the NCO group of the polyisocyanate compound to the active hydrogen group obtained by combining the polyol and the compound having both the active hydrogen group and the ion-forming group is 0.8: 1 to 3.0: 1 (moles). Ratio).
  • the prepolymerization reaction is preferably carried out at 50 to 100 ° C., and a polymerization inhibitor such as p-methoxyphenol is added to (meth) in the presence of air in order to prevent heat-induced polymerization of the (meth) acrylate monomer described later.
  • a polymerization inhibitor such as p-methoxyphenol
  • the addition is preferably performed in the range of about 20 to 3000 ppm with respect to the acrylic monomer.
  • organic tin compounds such as dibutyltin dilaurate, dibutyltin dioctoate, stanas octoate, organic bismuth compounds such as tris (2-ethylhexanoic acid) bismuth (III), triethylamine, A tertiary amine compound such as triethylenediamine can be used as necessary.
  • organic bismuth compounds such as tris (2-ethylhexanoic acid) bismuth (III)
  • a tertiary amine compound such as triethylenediamine can be used as necessary.
  • a (meth) acrylate monomer solution of an isocyanate group-terminated urethane prepolymer can be obtained.
  • the polyisocyanate compound and polyol the polyisocyanate component and polyol component exemplified for the urethane resin particles (A2) can be used in the same manner.
  • Examples of the compound having both the active hydrogen group and the ion forming group include a compound having two or more hydroxyl groups and one or more carboxyl groups in the molecule, two or more hydroxyl groups and one or more groups in the molecule. Examples thereof include compounds having a sulfonic acid group. This compound acts as an ion forming group in the urethane resin.
  • Examples of the compound having a carboxyl group include dimethylolpropionic acid, dimethylolacetic acid, dimethylolbutanoic acid, dimethylolheptanoic acid, dimethylolnonanoic acid, 1-carboxy-1,5-pentylenediamine, dihydroxybenzoic acid, 3 , 5-diaminobenzoic acid and other alkanol carboxylic acids, and half ester compounds of polyoxypropylene triol with maleic anhydride or phthalic anhydride.
  • Examples of the compound having a sulfonic acid group include 2-sulfonic acid-1,4-butanediol, 5-sulfonic acid-di- ⁇ -hydroxyethyl isophthalate, and N, N-bis (2-hydroxyethyl) aminoethyl.
  • a sulfonic acid etc. can be mentioned.
  • the neutralizing agent exemplified above is used as a neutralizing agent in order to form a salt and make it hydrophilic.
  • the particle diameter can be adjusted by the neutralization rate with respect to the carboxyl group or sulfonic acid.
  • the neutralizing agent is preferably triethylamine or dimethylethanolamine from the viewpoint of basicity and improved water resistance.
  • the acrylic resin component in the acrylic urethane resin composite particles (A3) can be obtained by polymerizing a polymerizable unsaturated monomer.
  • the polymerizable unsaturated monomer As the polymerizable unsaturated monomer, the polymerizable unsaturated monomer exemplified for the acrylic resin particles (A1) can be used in the same manner.
  • a polymerizable unsaturated monomer can be used individually or in combination of 2 or more types.
  • the acrylic resin component of the acrylic urethane resin composite particles (A3) has a hydroxyl value of 1 to 200 mgKOH / g, particularly 2 to 180 mgKOH / g, more particularly 5 to 170 mgKOH / g, from the viewpoint of excellent water resistance of the resulting coating film. It is preferable that
  • the acrylic resin component of the acrylic urethane resin composite particles (A3) has an acid value of 0 to 60 mgKOH / g, particularly 0 to 50 mgKOH / g, more particularly 0, from the viewpoint of excellent smoothness and sharpness of the coating film. It is preferably ⁇ 40 mg KOH / g.
  • the acrylic resin component of the acrylic urethane resin composite particles (A3) has a glass transition temperature of ⁇ 60 to 60 ° C., particularly ⁇ 55 to 50 ° C., more particularly ⁇ 50 to 50 ° C. from the viewpoint of smoothness of the resulting coating film. It is suitable that it is 40 degreeC.
  • the acrylic resin component of the acrylic urethane resin composite particles (A3) may have a core-shell structure having different resin compositions in the central portion (core) and the outer shell portion (shell) as the acrylic resin component. From the viewpoint of improving the smoothness and sharpness of the resulting coating film.
  • the ratio of the core / shell is 5/95 to 95/5, particularly 40/60 to solid mass ratio from the viewpoint of improving the smoothness of the coating film. It is preferably 90/10, more preferably 45/55 to 85/15.
  • the glass transition temperature (Tg 1 ) of the central portion (core portion) is ⁇ 65 to ⁇ 10 ° C., particularly ⁇ 60 to ⁇ 20 ° C., more particularly ⁇ 55 to ⁇ It is preferable that it is 25 degreeC.
  • the glass transition temperature (Tg 2 ) of the outer shell portion (shell) is preferably ⁇ 50 to 150 ° C., particularly ⁇ 5 to 120 ° C., more preferably 10 to 110 ° C.
  • Tg 2 is greater than the Tg 1, and the difference between the Tg 2 and Tg 1, 5 ⁇ 200 °C, especially 30 ⁇ 180 ° C., preferably further in particular 50 ⁇ 160 ° C..
  • a (meth) acrylate monomer When adding a (meth) acrylate monomer to the (meth) acrylate monomer solution of a urethane prepolymer obtained by forming a urethane prepolymer in a (meth) acrylate monomer that has no reactivity with the isocyanate group.
  • the addition time is not particularly limited, and can be added at any time before or after the neutralization step of the urethane prepolymer described later. Further, after the neutralized urethane prepolymer is dispersed in water, a (meth) acrylate monomer can be added to the dispersion.
  • the (meth) acrylic monomer solution having an isocyanate group-terminated urethane prepolymer is reacted with a (meth) acrylic monomer having an active hydrogen group reactive with the isocyanate group, thereby polymerizing the subsequent (meth) acrylic monomer.
  • a grafting reaction between the urethane prepolymer and the acrylic resin can also be performed.
  • a typical method for producing the acrylic urethane resin composite particles (A3) is shown below, but the production method is not limited to this method, and conventionally known methods for producing acrylic urethane resin composite particles can also be used.
  • the method up to the formation of the urethane prepolymer of the urethane resin component is as described above.
  • the urethane prepolymer is synthesized in a polymerizable unsaturated monomer ((meth) acrylic monomer) having no reactivity with an isocyanate group.
  • the polymerizable unsaturated monomer ((meth) acrylate monomer) having no reactivity with the isocyanate group is a constituent monomer component of the acrylic resin component (when the acrylic resin component has a core-shell structure, It becomes a part or all of the central part (core part) of the acrylic resin component.
  • the following methods can be performed as necessary.
  • the polyoxyalkylene group-containing (meth) acrylate monomer is a polymerizable group having a hydroxyl group or an alkyleneoxy group having 1 to 3 carbon atoms at the end and having a polyoxyethylene group and / or a polyoxypropylene group. It is a saturated monomer.
  • the stability of the aqueous dispersion of the polymerizable unsaturated monomer ((meth) acrylate monomer) solution of the urethane prepolymer, or the stability when polymerizing the polymerizable unsaturated monomer ((meth) acrylate monomer) is improved. From the viewpoint, a small amount of an emulsifier can be used in combination.
  • emulsifier for example, anionic surfactants and nonionic surfactants are suitable, and the emulsifiers exemplified for the acrylic resin particles (A1) can be similarly used.
  • a method of dispersing an unsaturated monomer ((meth) acrylic monomer) solution of a urethane prepolymer in water dispersion by a normal stirrer is possible, but in order to obtain a uniform aqueous dispersion having a finer particle size.
  • a homomixer, a homogenizer, a disper, a line mixer, etc. can be used.
  • a polymerization initiator is added to this to raise the temperature, and the polymerizable unsaturated monomer within the range of the polymerization temperature of ((meth) acrylate monomer), by performing chain extension with water of the urethane prepolymer as necessary, and by polymerizing a polymerizable unsaturated monomer ((meth) acrylic monomer), An aqueous dispersion of acrylic urethane resin composite particles (A3) composed of a urethane resin component and an acrylic resin component can be obtained.
  • the polymerization reaction in the aqueous dispersion can be performed by a known radical polymerization reaction.
  • the polymerization initiator either a water-soluble initiator or an oil-soluble initiator can be used.
  • an oil-soluble initiator it is preferable to add it beforehand to the unsaturated monomer ((meth) acrylate monomer) solution of the urethane prepolymer before making the aqueous dispersion.
  • the polymerization initiator is usually preferably used in a range of 0.05 to 5% by mass with respect to the total amount of the polymerizable unsaturated monomer ((meth) acrylic monomer).
  • Polymerization can be performed at a temperature of about 20 to 100 ° C. When a redox initiator is used, the polymerization can be performed at a temperature of about 75 ° C. or lower.
  • the polymerization initiator As the polymerization initiator, the polymerization initiator exemplified for the acrylic resin particles (A1) can be used in the same manner.
  • a polymerization initiator can be used individually or in combination of 2 or more types.
  • Organic or inorganic peroxide can also be used as a redox initiator in combination with a reducing agent.
  • reducing agent include L-ascorbic acid, L-sorbic acid, sodium metabisulfite, ferric sulfate, ferric chloride, Rongalite and the like.
  • the method for adding the polymerization initiator is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the type and amount thereof. For example, it may be previously contained in the monomer mixture or the aqueous medium, or may be added all at once during the polymerization, or may be added dropwise. In addition, any method such as a method in which the entire amount is initially charged, a method in which the entire amount is dropped over time, a method in which a part is initially charged and the rest is added later can be used.
  • a polymerization initiator can be added during the polymerization reaction or after the polymerization is once completed to further carry out the polymerization reaction. At this time, the combination of polymerization initiators can be arbitrarily selected.
  • the amount of the polymerization initiator used is generally about 0.1 to 5% by mass, particularly about 0.2 to 3% by mass, based on the total mass of all monomers used.
  • a known chain transfer agent can be used for the purpose of adjusting the molecular weight.
  • the chain transfer agent those exemplified for the acrylic resin particles (A1) can be similarly used.
  • the monomer mixture forming the acrylic resin component can appropriately contain components such as the emulsifier, the polymerization initiator, the reducing agent, and the chain transfer agent as necessary.
  • the monomer mixture can be dropped as it is, but it is desirable to drop the monomer mixture as a monomer emulsion obtained by dispersing the monomer mixture in an aqueous medium.
  • the particle size of the monomer emulsion is not particularly limited.
  • a chain extender other than water can be added as necessary to react the urethane prepolymer with the chain extender.
  • a known chain extender having active hydrogen can be used as the chain extender. Specific examples include diamine compounds such as ethylenediamine, hexamethylenediamine, cyclohexanediamine, cyclohexylmethanediamine, and isophoronediamine, and hydrazine.
  • aqueous dispersion of acrylic urethane resin composite particles (A3) by adjusting the composition of each resin component (acrylic resin component, urethane resin component), reaction conditions, etc., one of the core-shell structure, the acrylic resin component and the urethane resin component An aqueous dispersion of acrylic urethane resin composite particles (A3) having a desired form such as a form in which parts or all are mixed can be obtained.
  • the acrylic resin component has a core-shell structure composed of a resin composition different in the central portion (core) and the outer shell portion (shell)
  • two or more kinds of polymerizable unsaturated monomers ((meth)) having different compositions are used.
  • Acrylate monomer) mixture and reacting in multiple stages (for example, preparing an unsaturated monomer mixture having a different composition and adding the reaction in multiple stages for each flexible synthetic unsaturated monomer mixture)
  • an aqueous dispersion of acrylic urethane resin composite particles (A3) having a core-shell structure having different resin compositions in the central portion (core) and the outer shell portion (shell) can be obtained.
  • the acrylic resin component in the aqueous dispersion of the acrylic urethane resin composite particles (A3) having a core-shell structure having different resin compositions in the central portion (core) and the outer shell portion (shell), in particular, the acrylic resin
  • the central part (core) of the resin component may be an aspect in which a urethane resin component is mixed.
  • the average particle size of the acrylic urethane composite resin particles (A3) is the particle size of the raw material (acrylic resin component, urethane resin component, etc.) composition, emulsifier type, emulsifier amount, emulsifier charge distribution, neutralizer type, neutralizer amount, etc. By adjusting the diameter control factor, a desired average particle diameter can be obtained.
  • the solid content is not particularly limited, but from the viewpoint of high solid differentiation and dispersion stability, the solid content is 30 to 60% by mass, particularly 35 to It is preferably 55% by mass.
  • the number average molecular weight of the polyoxyalkylene group-containing polyol (B) (may be referred to as “component (B)” in the present specification) is a coating film such as a finished appearance with smoothness and sharpness, and chipping resistance. From the viewpoint of excellent performance, it is 300 to 2000, preferably 300 to 1500, and more preferably 300 to 1000.
  • the hydroxyl value of the polyoxyalkylene group-containing polyol (B) is 40 to 500 mgKOH / g, particularly 80 to 450 mgKOH / g, from the viewpoint of excellent smoothness and sharpness of the finished appearance and excellent coating performance such as chipping resistance. g, more preferably 100 to 440 mg KOH / g.
  • polyoxyalkylene group-containing polyol (B) examples include compounds in which an alkylene oxide is added to an active hydrogen-containing compound such as a polyhydric alcohol compound, a polyhydric phenol compound, or a polycarboxylic acid compound.
  • the active hydrogen-containing compound examples include water, polyhydric alcohol compounds (ethylene glycol, diethylene glycol, trimethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,4- Dihydric alcohols such as dihydroxymethylcyclohexane and cyclohexylene glycol, glycerin, trioxyisobutane, 1,2,3-butanetriol, 1,2,3-pentanetriol, 2-methyl-1,2,3-propanetriol 2-methyl-2,3,4-butanetriol, 2-ethyl-1,2,3-butanetriol, 2,3,4-pentanetriol, 2,3,4-hexanetriol, 4-propyl-3 , 4,5-heptanetriol, 2,4-dimethyl- , 3,4-pentanetriol, pentamethylglycerin, pentaglycerin, 1,2,4-butanetriol, 1,2,4-pent
  • the active hydrogen-containing compound is preferably a polyhydric alcohol compound from the viewpoint of reactivity, particularly preferably a polyhydric alcohol compound having an alkylene group having 3 or more carbon atoms, and particularly an alkylene having 3 to 4 carbon atoms.
  • a polyhydric alcohol compound having a group is preferred.
  • dihydric to trihydric alcohols are particularly preferable from the viewpoint of smoothness and sharpness of the resulting multilayer coating film.
  • polyhydric alcohol compounds among the above polyhydric alcohol compounds, among ethylene glycol, diethylene glycol, trimethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, glycerin and trimethylolpropane, trimethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol are used. And glycerin are preferred.
  • the polyoxyalkylene group-containing polyol (B) is usually subjected to an addition reaction of alkylene oxide to the active hydrogen-containing compound in the presence of an alkali catalyst at a temperature of 60 to 160 ° C. under normal pressure or pressure by a conventional method.
  • alkylene oxide examples include alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, and butylene oxide. Among them, propylene oxide, butylene oxide, particularly propylene oxide can be preferably used. These can be used alone or in combination of two or more. When two or more types are used in combination, the addition format may be either block or random.
  • polyoxyalkylene group-containing polyol (B) polyoxyalkylene glycol can be preferably used.
  • a commercially available product can be used as the polyoxyalkylene glycol, for example, as polyethylene glycol, # 300, # 400, # 600 (above, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.); Prox MP-600 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.), Prime Pole PX-1000, Sannix SP-750, Sannix PP-400, Sannix PP-600, Sannix PP-1000 (above, Sanyo Kasei) Diol-400, Diol-700, Diol-1000 (Mitsui Chemicals, Inc.); Polytetramethylene glycol is PTMG-650, PTMG-850, PTMG-1000 (Mitsubishi) Chemical Co., Ltd.).
  • the diester compound (C) (which may be described as “component (C)” in the present specification) is a diester compound of polyoxyalkylene glycol and an aliphatic monocarboxylic acid.
  • Diester compound (C) is represented by the following general formula (1)
  • R 1 s which may be the same or different from each other have 4 to 18 carbon atoms, preferably 5 to 11 carbon atoms, more preferably 5 to 9 carbon atoms, and particularly preferably 6 carbon atoms.
  • R 2 represents a linear or branched alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, preferably 2 or 3 carbon atoms, and more preferably 2 carbon atoms.
  • m represents an integer of 3 to 25, preferably 4 to 12, and more preferably 6 to 8.
  • the m oxyalkylene units (R 2 —O) may be the same as or different from each other.
  • R 1 in the general formula (1) has 4 to 18 carbon atoms, preferably 5 to 11 carbon atoms, More preferably, it is an alkyl group having 5 to 9 carbon atoms, particularly preferably 6 to 8 carbon atoms.
  • the alkyl group is a linear or branched alkyl group, particularly preferably a branched alkyl group.
  • An alkyl group is preferred.
  • R 1 in the general formula (1) is a branched alkyl group having 6 to 8 carbon atoms.
  • the diester compound (C) can be obtained, for example, by esterifying a polyoxyalkylene glycol having two terminal hydroxyl groups and a monocarboxylic acid having a hydrocarbon group having 4 to 18 carbon atoms.
  • polyoxyalkylene glycol examples include polyethylene glycol, polypropylene glycol, a copolymer of polyethylene and propylene glycol, and polybutylene glycol. Among these, it is particularly preferable to use polyethylene glycol.
  • polyoxyalkylene glycols generally have a weight average molecular weight of 100 to 1,200, preferably 150 to 600, more preferably 200 to 400.
  • Examples of the monocarboxylic acid having a hydrocarbon group having 4 to 18 carbon atoms include pentanoic acid, hexanoic acid, 2-ethylbutanoic acid, 3-methylpentanoic acid, benzoic acid, cyclohexanecarboxylic acid, heptanoic acid, -Ethylpentanoic acid, 3-ethylpentanoic acid, octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, 4-ethylhexanoic acid, nonanoic acid, 2-ethylheptanoic acid, decanoic acid, 2-ethyloctanoic acid, 4-ethyloctanoic acid, Examples include dodecanoic acid, hexadecanoic acid, and octadecanoic acid.
  • the diesterification reaction between the polyoxyalkylene glycol and the monocarboxylic acid having a hydrocarbon group having 4 to 18 carbon atoms can be carried out by a method known per se.
  • the monocarboxylic acids having 18 hydrocarbon groups can be used alone or in combination of two or more.
  • the molecular weight of the obtained diester compound (C) is preferably 320 to 1400, particularly 450 to 1000, and more preferably 500 to 800.
  • the crosslinking agent (D) (which may be described as “(D) component” in the present specification) is not particularly limited.
  • the crosslinking reactive group and the hydroxyl group of the polyoxyalkylene group-containing polyol (B) have a reactivity with the crosslinking reactive group and the hydroxyl group. Agents can be used.
  • crosslinking agent (D) known crosslinking agents, specifically, for example, amino resins, polyisocyanate compounds, polyhydrazide compounds, polysemicarbazide compounds, carbodiimide group-containing compounds, oxazoline group-containing compounds, epoxy compounds, polycarboxylic acids, etc. An acid etc. can be mentioned. Of these, amino resins and polyisocyanate compounds can be preferably used.
  • a crosslinking agent may be used independently and may be used together 2 or more types.
  • amino resin a partially methylolated amino resin or a completely methylolated amino resin obtained by a reaction between an amino component and an aldehyde component
  • amino component examples include melamine, urea, benzoguanamine, acetoguanamine, steroguanamine, spiroguanamine, dicyandiamide and the like.
  • aldehyde component examples include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, and benzaldehyde.
  • etherification examples include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, i-butyl alcohol, 2-ethyl-1-butanol, 2-ethyl-1 -Hexanol and the like can be mentioned.
  • Melamine resin is preferred as the amino resin.
  • methyl ether melamine resins in which methylol groups of partially or fully methylolated melamine resins are partially or completely etherified with methyl alcohol, methylol groups of partially or fully methylolated melamine resins are partially or completely with butyl alcohol.
  • Preferred is a methyl-butyl mixed etherified melamine resin in which the methylol group of a partially or fully methylolated melamine resin is partially or completely etherified with methyl alcohol and butyl alcohol.
  • Etherified melamine resins are more preferred.
  • the melamine resin preferably has a weight average molecular weight of 400 to 6,000, more preferably 500 to 4,000, and still more preferably 600 to 3,000.
  • a sulfonic acid such as para-toluenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, dinonylnaphthalenesulfonic acid, etc.
  • a neutral salt of a phosphate ester compound and an amine can be used.
  • the amino resin can be used, for example, as a crosslinking agent for a resin containing a hydroxyl group.
  • the polyisocyanate compound is a compound having two or more isocyanate groups in one molecule.
  • polyisocyanate compound examples include aliphatic polyisocyanates, alicyclic polyisocyanates, araliphatic polyisocyanates, aromatic polyisocyanates, and derivatives of these polyisocyanates.
  • aliphatic polyisocyanate examples include trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, 1,2-propylene diisocyanate, 1,2-butylene diisocyanate, 2,3-butylene diisocyanate, 1,3- Aliphatic diisocyanates such as butylene diisocyanate, 2,4,4- or 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate, such as lysine ester triisocyanate, 1,4,8- Triisocyanatooctane, 1,6,11-triisocyanatoundecane, 1,8-diisocyanato-4-isocyanatomethyloctane, 1,3,6-triisocyanatohexane, 2 5,7 and aliphatic triisocyanate such as trimethyl-1,8-diiso
  • alicyclic polyisocyanate examples include 1,3-cyclopentene diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, 1,3-cyclohexane diisocyanate, 3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate (common name: Isophorone diisocyanate), 4,4'-methylenebis (cyclohexyl isocyanate), methyl-2,4-cyclohexane diisocyanate, methyl-2,6-cyclohexane diisocyanate, 1,3- or 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane ( Common name: hydrogenated xylylene diisocyanate) or mixtures thereof, alicyclic diisocyanates such as norbornane diisocyanate, for example, 1,3,5-triisocyanatocyclohexane, 1,3 5-trimethylisocyanatocyclohexane, 2-
  • araliphatic polyisocyanate examples include 1,3- or 1,4-xylylene diisocyanate or a mixture thereof, ⁇ , ⁇ ′-diisocyanato-1,4-diethylbenzene, 1,3- or 1,4-bis ( 1-isocyanato-1-methylethyl) benzene (common name: tetramethylxylylene diisocyanate) or a mixture thereof, for example, an araliphatic triisocyanate such as 1,3,5-triisocyanatomethylbenzene Etc.
  • aromatic polyisocyanate examples include m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4′-diphenyl diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 2,4′- or 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, or a mixture thereof.
  • aromatic diisocyanates such as 4,4′-toluidine diisocyanate, 4,4′-diphenyl ether diisocyanate, for example, triphenylmethane-4,4 ′, 4 '' -Triisocyanate, 1,3,5-triisocyanatobenzene, aromatic triisocyanate such as 2,4,6-triisocyanatotoluene, such as diphenylmethane-2,2 ′, 5,5′-tetraisocyanate Ne And aromatic tetraisocyanates such as equal.
  • aromatic diisocyanates such as 4,4′-toluidine diisocyanate, 4,4′-diphenyl ether diisocyanate, for example, triphenylmethane-4,4 ′, 4 '' -Triisocyanate, 1,3,5-triisocyanatobenzene, aromatic triisocyanate such as 2,4,6-triisocyanatotoluene, such as di
  • polyisocyanate derivative examples include dimer, trimer, biuret, allophanate, carbodiimide, uretdione, uretoimine, isocyanurate, oxadiazine trione, polymethylene polyphenyl polyisocyanate (crude MDI, polymeric). MDI) and crude TDI.
  • a blocked polyisocyanate compound in which a free isocyanate group is blocked with a blocking agent can also be used.
  • a dissociation temperature eg, 100 ° C. or higher, preferably 130 ° C. or higher
  • the isocyanate group is regenerated and can easily react with the reactive group.
  • blocking agents include phenols such as phenol, cresol, xylenol, nitrophenol, ethylphenol, hydroxydiphenyl, butylphenol, isopropylphenol, nonylphenol, octylphenol, methyl hydroxybenzoate; ⁇ -caprolactam, ⁇ -valero Lactams such as lactam, ⁇ -butyrolactam, ⁇ -propiolactam; aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, propyl alcohol, butyl alcohol, amyl alcohol, lauryl alcohol; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene Glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether Ethers such as benzene, propylene glycol monomethyl ether, methoxymethanol; benzyl alcohol; glycolic acid; glycolic acid esters such as methyl glycolate,
  • Oxime series Activity of dimethyl malonate, diethyl malonate, ethyl acetoacetate, methyl acetoacetate, acetylacetone, etc. Methylene series; mercaptan series such as butyl mercaptan, t-butyl mercaptan, hexyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, 2-mercaptobenzothiazole, thiophenol, methylthiophenol, ethylthiophenol; acetanilide, acetanisid, acetolide, acrylamide, methacrylamide, Acid amides such as acetic acid amide, stearic acid amide, benzamide; imides such as succinimide, phthalic acid imide, maleic acid imide; diphenylamine, phenylnaphthylamine, xylidine, N-phenylxylidine, carbazole, aniline
  • an organic tin compound etc. can be used as a curing catalyst as needed.
  • the polyisocyanate compound can be used, for example, as a crosslinking agent for a resin containing a hydroxyl group or an amino group.
  • a polyhydrazide compound is a compound having two or more hydrazide groups in one molecule.
  • polyhydrazide compound examples include succinic acid dihydrazide, malonic acid dihydrazide, succinic acid dihydrazide, glutaric acid dihydrazide, adipic acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide, etc .; saturated aliphatic carboxylic acid dihydrazide having maleic acid; maleic acid Dihydrazides of monoolefinically unsaturated dicarboxylic acids such as dihydrazide, fumarate dihydrazide, itaconic acid dihydrazide; polyhydrazides of carbonic acid such as dihydrazide carbonate; phthalic acid, terephthalic acid or isophthalic acid dihydrazide, and dihydrazide, trihydrazide of pyromellitic acid or Polyhydrazides of aromatic polycarboxylic acids such as tetrahydrazide; Fats such as nitrilotriacetic acid trihydrazide, citric acid
  • polyhydrazide compound If the above polyhydrazide compound is too hydrophobic, it becomes difficult to disperse in water, and a uniform crosslinked coating film cannot be obtained. Therefore, a relatively low molecular weight compound (approx. 300 or less) having moderate hydrophilicity is used. It is preferable to do.
  • polyhydrazide compounds include dihydrazide compounds of C4 to C12 dicarboxylic acids such as succinic acid dihydrazide, glutaric acid dihydrazide, adipic acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide and the like.
  • the polyhydrazide compound can be used, for example, as a crosslinking agent for a resin containing a carbonyl group.
  • a polysemicarbazide compound is a compound having two or more semicarbazide groups in one molecule.
  • polysemicarbazide compound examples include aliphatic, alicyclic or aromatic bissemicarbazides; diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate, or polyisocyanate compounds derived therefrom, N, N-dimethylhydrazine and the like N, N-substituted hydrazine and polyfunctional semicarbazide obtained by excessively reacting the hydrazides exemplified above, the polyisocyanate compound and an active hydrogen compound containing a hydrophilic group such as polyether and polyol or polyethylene glycol monoalkyl ether An aqueous polyfunctional semicarbazide obtained by excessively reacting the above-exemplified dihydrazide with the isocyanate group in the reaction product (for example, see JP-A-8-151358); the polyfunctional semicarbazide and the aqueous polyfunctional semicarbazide And the like compounds having a hydrazone group such as
  • the polysemicarbazide compound can be used, for example, as a crosslinking agent for a resin containing a carbonyl group.
  • the carbodiimide group-containing compound is, for example, a compound obtained by reacting the isocyanate groups of a polyisocyanate compound with each other to remove carbon dioxide.
  • Examples of the commercially available products include “Carbodilite V-02”, “Carbodilite V-02-L2”, “Carbodilite V-04”, “Carbodilite E-01”, “Carbodilite E-02” (all Nisshinbo Co., Ltd.) Product name).
  • the carbodiimide group compound can be used, for example, as a crosslinking agent for a resin containing a carboxyl group.
  • oxazoline group-containing compound a polymer having an oxazoline group, for example, a polymerizable unsaturated monomer having an oxazoline group, and other polymerizable unsaturated monomers as necessary, and a conventionally known method (for example, solution polymerization, emulsion polymerization, etc.) (Co) polymers obtained by copolymerization with can be mentioned.
  • Examples of the polymerizable unsaturated monomer having an oxazoline group include 2-vinyl-2-oxazoline, 2-vinyl-4-methyl-2-oxazoline, 2-vinyl-5-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl. Examples include -2-oxazoline, 2-isopropenyl-4-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-5-ethyl-2-oxazoline and the like.
  • Examples of the other polymerizable unsaturated monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, and cyclohexyl (meth) acrylate.
  • the oxazoline group-containing compound can be used, for example, as a crosslinking agent for a resin containing a carboxyl group.
  • An epoxy compound is a compound having two or more epoxy groups in one molecule.
  • Specific examples include diepoxy compounds such as bis (3,4-epoxycyclohexylmethyl) adipate, epoxy group-containing acrylic resins, and the like.
  • the epoxy compound can be used, for example, as a crosslinking agent for resins containing acid groups or amino groups.
  • polycarboxylic acid examples include adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,3,4 -Aliphatic polybasic acids such as butanetetracarboxylic acid: Aromatic polybasic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid: Half formed by addition reaction of polyol and 1,2-acid anhydride Ester; Polyepoxide and addition reaction product of 2 equivalents or more of 1,2-acid anhydride with respect to epoxy group of polyepoxide; carboxyl group-containing acrylic polymer; acrylic having a group obtained by half-esterifying acid anhydride group Examples of the polymer include carboxyl group-containing polyester polymers.
  • Polycarboxylic acid can be used, for example, as a crosslinking agent for an epoxy group or carbodiimide group-containing resin.
  • the amounts of the resin particles (A), the polyoxyalkylene group-containing polyol (B), the diester compound (C), and the crosslinking agent (D) in the aqueous coating composition of the present invention are the components (A), (B),
  • the resin particles (A) are 15 to 50% by mass, preferably 15 to 45% by mass, more preferably 15 to 40% by mass, based on the total amount of resin solids of the component (C) and the component (D), respectively.
  • the polyoxyalkylene group-containing polyol (B) is 0 to 23% by mass, preferably 2 to 22% by mass, more preferably 4 to 21% by mass
  • the diester compound (C) is 0 to 23% by mass, preferably Suitably, 2 to 22% by mass, more preferably 4 to 21% by mass
  • the crosslinking agent (D) is 20 to 85% by mass, preferably 20 to 75% by mass, more preferably 25 to 70% by mass.
  • the total solid content of the polyoxyalkylene group-containing polyol (B) and the diester compound (C) is the resin particles (A), the polyoxyalkylene group-containing polyol (B), the diester compound (C), and the crosslinking agent (D).
  • the total solid content is 5 to 25% by mass, preferably 7 to 25% by mass, and more preferably 10 to 25% by mass from the viewpoint of smoothness and coating film performance. Therefore, the contents of the component (B) and the component (C) are not 0% by mass.
  • the water-based coating composition of the present invention may further contain other binders other than the above components (A), (B), (C) and (D).
  • binders are not particularly limited, and examples thereof include acrylic resins, urethane resins, acrylic urethane composite resins, polyester resins, alkyd resins, and epoxy resins.
  • the average particle diameter is out of the range of 300 to 1000 nm, and can be synthesized by a known method by copolymerizing a polymerizable unsaturated monomer.
  • Acrylic resin that can be used. From the viewpoint of high solid differentiation, those having an average particle diameter of less than 300 nm and a particle diameter smaller than that of the acrylic resin particles (A1) can be suitably used.
  • an acrylic resin synthesized by emulsion polymerization or an acrylic resin synthesized by solution polymerization may be used, or both may be used in combination.
  • a hydrophilic organic solvent such as propylene glycol ether or dipropylene glycol ether is preferably used.
  • the acrylic resin preferably has an acid group such as a carboxyl group.
  • an acrylic resin can be synthesized in the same manner as the acrylic resin particles (A1).
  • acrylic resin particles (A1) As the polymerizable unsaturated monomer, those exemplified for the acrylic resin particles (A1) can be used in the same manner.
  • the weight average molecular weight of the acrylic resin is preferably from 1,000 to 200,000, particularly from 2,000 to 100,000, when synthesized by solution polymerization from the viewpoint of weather resistance and finished appearance.
  • the hydroxyl value is 10 to 250 mgKOH / g, particularly 30 to 150 mgKOH / g, from the viewpoint of curability of the coating film when the acrylic resin is an acrylic resin synthesized by solution polymerization.
  • it is preferably 5 to 150 mgKOH / g, particularly 10 to 90 mgKOH / g from the viewpoint of water resistance and curability of the coating film.
  • the acid value is 3 to 150 mgKOH from the viewpoint of dispersion stability in an aqueous coating material, curability of the coating film, and adhesion when the acrylic resin is an acrylic resin synthesized by solution polymerization.
  • / G preferably 5 to 70 mg KOH / g.
  • an acrylic resin synthesized by emulsion polymerization from the viewpoint of water resistance of the coating film, it is preferably 0.01 to 100 mgKOH / g, particularly preferably 0.1 to 75 mgKOH / g.
  • urethane resin particles (A2) synthesized by a known method from components including a polyisocyanate component and a polyol component whose average particle diameter is outside the range of 300 to 1000 nm when an aqueous dispersion is obtained. It is a urethane resin that can be used. From the viewpoint of highly solid differentiation, those having an average particle size of less than 300 nm and smaller than the urethane resin particles (A2) can be suitably used. It can be synthesized in the same manner as the urethane resin particles (A2).
  • the number average molecular weight of the urethane resin is preferably in the range of 2000 or more, particularly 5000 or more, more particularly 10,000 or more, from the viewpoint of the finished appearance and chipping resistance.
  • the hydroxyl value is preferably 0 to 100 mgKOH / g, particularly 5 to 100 mgKOH / g, more preferably 10 to 100 mgKOH / g, from the viewpoint of the curability of the coating film.
  • the acid value thereof is 5 to 40 mgKOH / g, particularly 5 to 30 mgKOH / g, from the viewpoints of dispersion stability in water-based paints, curability of the coating film, adhesion, and the like. In particular, it is preferably 10 to 30 mgKOH / g.
  • ⁇ Acrylic urethane composite resin> Other than the acrylic urethane composite resin particles (A3), the particles are synthesized by a known method using an acrylic component and a urethane component as constituents, which have an average particle diameter outside the range of 300 to 1000 nm when made into an aqueous dispersion.
  • Acrylic urethane composite resin that can be used. From the viewpoint of highly solid differentiation, those having an average particle size of less than 300 nm and smaller particle size than the acrylic urethane composite resin particles (A3) can be suitably used.
  • the composite coating film can be synthesized in the same manner as the acrylic urethane composite resin particles (A3).
  • the hydroxyl value is preferably 1 to 200 mgKOH / g, particularly 1 to 170 mgKOH / g, more preferably 1 to 140, from the viewpoint of the curability of the coating film.
  • the acid value is 0 to 60 mgKOH / g, particularly 0 to 50 mgKOH / g, from the viewpoints of dispersion stability in water-based paint, curability of the coating film, adhesion, and the like. Further, it is particularly preferably 0 to 40 mgKOH / g.
  • ⁇ Polyester resin> It can be synthesized by an esterification reaction of a polybasic acid and a polyhydric alcohol according to a conventional method according to a known method. When an aqueous dispersion is used, the average particle size is out of the range of 300 to 1000 nm.
  • a polybasic acid is a compound having two or more carboxyl groups in one molecule.
  • phthalic acid isophthalic acid, terephthalic acid, succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 4,4 -Diphenyldicarboxylic acid, diphenylmethane-4,4'-dicarboxylic acid, het acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, cyclohexane-1,3-dicarboxylic acid, cyclohexane-1,4- Examples thereof include dicarboxylic acid, hexahydrophthalic acid, hexahydroisophthalic acid, hexahydroterephthalic acid, tetrahydrophthalic acid, hexahydrotrimellitic acid, methylhexahydrophthalic acid, and anhydr
  • the polyhydric alcohol is a compound having two or more hydroxyl groups in one molecule.
  • polyester resin (semi) drying oil such as oil fatty acid, coconut oil fatty acid, safflower oil fatty acid, soybean oil fatty acid, sesame oil fatty acid, eno oil fatty acid, hemp oil fatty acid, tall oil fatty acid, dehydrated castor oil fatty acid, etc.
  • a fatty acid-modified polyester resin modified with a fatty acid or the like can also be used. In general, the modified amount of these fatty acids is suitably 30% by mass or less in terms of oil length.
  • the polyester resin may be one obtained by reacting a part of a monobasic acid such as benzoic acid.
  • polyester resin examples include ⁇ -olefin epoxides such as propylene oxide and butylene oxide, monoepoxy compounds such as Cardura E10 (product name, glycidyl ester of synthetic hyperbranched saturated fatty acid), etc. It may be reacted with an acid group.
  • ⁇ -olefin epoxides such as propylene oxide and butylene oxide
  • monoepoxy compounds such as Cardura E10 (product name, glycidyl ester of synthetic hyperbranched saturated fatty acid), etc. It may be reacted with an acid group.
  • a carboxyl group into a polyester resin for example, it can also be introduced by adding an acid anhydride to a hydroxyl group-containing polyester and half-esterifying it.
  • the hydroxyl value is preferably 10 to 250 mgKOH / g, particularly 40 to 170 mgKOH / g, from the viewpoint of water resistance and curability of the coating film.
  • the acid value thereof is preferably 5 to 100 mgKOH / g, particularly 10 to 60 mgKOH / g, from the viewpoint of water resistance and adhesion of the coating film.
  • the number average molecular weight of the polyester resin is preferably from 1,000 to 100,000, particularly preferably from 1,000 to 50,000, from the viewpoint of water resistance and curability of the coating film.
  • the other binder described above is also a binder having an acid group, similarly to the resin particles (A), and in the case of water dispersion, in order to facilitate mixing and dispersion in water, a neutralizer (for example, the resin particles (A It is preferable to carry out neutralization according to the above)) from the viewpoint of improving water dispersibility.
  • a neutralizer for example, the resin particles (A It is preferable to carry out neutralization according to the above) from the viewpoint of improving water dispersibility.
  • a pigment can be used as necessary.
  • the pigment include titanium oxide, zinc white, carbon black, phthalocyanine blue, Prussian blue, cobalt blue, azo pigment, phthalocyanine pigment, quinacridone pigment, isoindoline pigment, selenium pigment, perylene pigment and the like; talc, Extendable pigments such as clay, kaolin, barita, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silica, and alumina white; bright pigments such as aluminum powder, mica powder, and mica powder coated with titanium oxide can be suitably used. .
  • the pigment content is 0.1 to 100%, particularly 0.5 to 50%, more particularly 1.0 to 30% in terms of total pigment concentration in PWC (Pigment Weight Content). From the viewpoint of
  • the aqueous coating composition of the present invention further includes a curing catalyst, a dispersant, a viscosity control agent, an organic solvent, an antifoaming agent, a thickening agent, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an antioxidant, and a surface as necessary.
  • Additives usually added to the coating composition, such as a regulator, can be appropriately used.
  • the solvent is an aqueous medium.
  • the aqueous medium is not limited as long as it is mainly composed of water.
  • water or a water-organic solvent mixed solution containing water and an organic solvent such as a water-soluble organic solvent can be used.
  • the organic solvent include methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, propylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monoble ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, tripropyl ether.
  • water-soluble organic solvents such as propylene glycol monomethyl ether and 3-methyl 3-methoxybutanol.
  • An organic solvent can be used 1 type or in mixture of 2 or more types.
  • the organic solvent those mainly composed of a water-soluble organic solvent are suitable.
  • the mixing ratio of water and the organic solvent is not particularly limited, but the content of the organic solvent is desirably 50% by mass or less, particularly 35% by mass or less of the mixed solution.
  • high solid content in paints means that the solids concentration is high at a viscosity that can be used as a paint composition (coating that can satisfy the finished appearance of the resulting coating film). Means.
  • solid content can be calculated
  • the water-based paint composition of the present invention can be applied to the object to be coated, and a coating film obtained by curing the water-based paint composition of the present invention can be formed on the object to be coated.
  • a coating film obtained by curing the aqueous coating composition of the present invention can be obtained.
  • the aqueous coating composition of the present invention is a high solid content aqueous coating composition having a wide coating work width and excellent coating performance such as finished appearance and chipping resistance, for example, for automobiles, building materials, etc. In particular, it is suitable for use as a coating composition for automotive applications.
  • the aqueous coating composition of the present invention can be applied by a conventionally known method such as air spray coating, airless spray coating, rotary atomization coating, curtain coat coating, or roller coating.
  • electrostatic application may be performed as necessary.
  • this coating method can be performed once to several times until a desired film thickness is obtained.
  • the film thickness is preferably 3 to 100 ⁇ m, particularly preferably 5 to 60 ⁇ m based on the cured coating film, and the coating film can be cured by heating, for example, at room temperature to 170 ° C., if necessary.
  • Heat curing can be performed using a known heating means, for example, a drying furnace such as a hot air furnace, an electric furnace, or an electromagnetic induction heating furnace. If necessary, in order to promote the volatilization of volatile components such as a solvent before heating and curing, preheating may be performed at a temperature of about 50 to 80 ° C. for about 3 to 10 minutes.
  • the object to be coated is not particularly limited.
  • it may be a vehicle body, a building material, or the like of various vehicles such as automobiles, two-wheeled vehicles, and containers formed by these.
  • the object to be coated may be a metal surface of a metal substrate or the above-described vehicle body that has been subjected to a surface treatment such as a phosphate treatment, a chromate treatment, or a complex oxide treatment.
  • a surface treatment such as a phosphate treatment, a chromate treatment, or a complex oxide treatment.
  • these objects to be coated may have been subjected to undercoating (for example, cationic electrodeposition coating) and intermediate coating or the like in some cases.
  • the object to be coated may further be one in which a coating film made of a colored paint or the like is formed on the intermediate coating surface.
  • the water-based paint composition of the present invention can be applied by using water and / or an organic solvent, etc., if necessary, and diluting to adjust to an appropriate viscosity.
  • the proper viscosity varies depending on the paint composition.
  • Ford Cup Viscometer No. When adjusted using 4, the viscosity at 20 ° C. is usually about 20 to 60 seconds, preferably about 25 to 50 seconds.
  • the coating solid content concentration of the paint is usually about 50 to 65% by mass, preferably about 53 to 65% by mass.
  • the aqueous coating composition of the present invention can be suitably used particularly as a coating composition for forming a first base coat coating film in a three-layer multilayer coating film forming method comprising the following four steps.
  • a method for forming a multilayer coating film comprising a step of simultaneously heating and curing a coating film and a clearcoat coating film.
  • the aqueous coating composition of the present invention can be coated on the above-mentioned article by a method known per se, for example, air spray, airless spray, rotary atomizing coating machine or the like. Of these, methods such as air spray coating and rotary atomization coating are preferred. Electrostatic application may be performed during coating.
  • the coating film thickness is usually an amount that is usually about 5 to 70 ⁇ m, preferably about 10 to 50 ⁇ m, more preferably about 10 to 40 ⁇ m as a cured film thickness.
  • aqueous base coat coating composition is further applied onto the first base coat coating film formed as described above.
  • the aqueous base coat coating composition is coated with a solid content of the first colored coating film of 70 to 100% by mass from the viewpoint of suppression of coating film defects such as cracking and sagging and smoothness of the resulting coating film. It is preferably carried out while it is within the range of preferably 80 to 100% by mass, more preferably 90 to 100% by mass.
  • the solid content of the first base coat film can be adjusted by, for example, preheating (preheating), air blowing, etc. before applying the aqueous base coat coating composition.
  • the preheating is usually performed by directly or indirectly heating the coated object in a drying furnace at a temperature of about 50 to about 110 ° C., preferably about 60 to about 80 ° C. for about 1 to 30 minutes. Can be performed.
  • the air blow can be usually performed by blowing air heated to a normal temperature or a temperature of about 25 ° C. to about 80 ° C. on the coated surface of the object to be coated.
  • the solid content of the first base coat film can be measured, for example, by the following method.
  • the water-based coating composition of the present invention is applied onto an aluminum foil whose mass (W 1 ) has been measured in advance simultaneously with the article to be coated.
  • the aluminum foil that has been preheated as necessary is collected immediately before the aqueous base coat coating composition is applied, and the mass (W 2 ) is measured.
  • the recovered aluminum foil is dried at 110 ° C. for 60 minutes, and allowed to cool to room temperature in a desiccator.
  • the mass (W 3 ) of the aluminum foil is measured, and the solid content is determined according to the following formula.
  • Solid content (mass%) ⁇ (W 3 ⁇ W 1 ) / (W 2 ⁇ W 1 ) ⁇ ⁇ 100
  • aqueous base coat coating composition for example, those known per se that are usually used in the coating of automobile bodies can be used.
  • a base resin such as an acrylic resin, a polyester resin, an alkyd resin, a urethane resin, and an epoxy resin having a crosslinkable functional group such as a carboxyl group and a hydroxyl group, and a polyisocyanate compound and a melamine resin that may be blocked
  • a resin component made of a crosslinking agent such as a urea resin can be used by dissolving or dispersing it in water together with pigments and other additives.
  • a thermosetting water-based paint using the acrylic resin and / or polyester resin as a base resin and using a melamine resin as a curing agent can be suitably used.
  • the pigment component it is possible to use the color pigments, glitter pigments, extender pigments and the like exemplified in the description of the coating composition of the present invention, and by using the glitter pigment as at least one of the pigment components, It is possible to form a metallic or pearly coating film having a dense feeling.
  • the bright pigment examples include aluminum (including vapor-deposited aluminum), copper, zinc, brass, nickel, aluminum oxide, mica, aluminum oxide coated with titanium oxide and iron oxide, and titanium oxide and iron oxide. And mica, glass flakes, and hologram pigments.
  • aluminum, aluminum oxide, mica, aluminum oxide coated with titanium oxide or iron oxide, mica coated with titanium oxide or iron oxide are preferably used, and aluminum is particularly preferably used.
  • the above luster pigments can be used alone or in combination of two or more.
  • the glitter pigment is preferably scaly.
  • the luster pigment those having a longitudinal dimension of 1 to 100 ⁇ m, particularly 5 to 40 ⁇ m, and a thickness of 0.0001 to 5 ⁇ m, particularly 0.001 to 2 ⁇ m are suitable.
  • the blending amount of the glitter pigment is usually 1 to 50 parts by mass, preferably 100 parts by mass of the resin solid content in the aqueous base coat coating composition. Is preferably 2 to 30 parts by mass, more preferably 3 to 20 parts by mass.
  • the aqueous base coat coating composition preferably contains a hydrophobic solvent.
  • an alcohol-based hydrophobic solvent is preferably used from the viewpoint of excellent glitter of the obtained coating film.
  • alcohol-based hydrophobic solvents having 7 to 14 carbon atoms such as 1-octanol, 2-octanol, 2-ethyl-1-hexanol, ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, propylene glycol mono n-butyl ether, More preferred is at least one alcohol-based hydrophobic solvent selected from the group consisting of propylene glycol mono n-butyl ether.
  • the blending amount thereof is 2 on the basis of 100 parts by mass of the resin solid content in the aqueous base coat coating composition from the viewpoint of excellent glitter of the resulting coating film. It is suitable that the amount is ⁇ 70 parts by mass, preferably 11 to 60 parts by mass, and more preferably 16 to 50 parts by mass.
  • the aqueous base coat coating composition can be applied by a method known per se, for example, air spray, airless spray, rotary atomizing coating machine, etc., and electrostatic application may be performed during the coating.
  • the coating film thickness is usually in the range of 5 to 40 ⁇ m, preferably 10 to 30 ⁇ m, as the cured film thickness.
  • the aqueous base coat coating composition is usually used as a curing catalyst, a thickener, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an antifoaming agent, a plasticizer, an organic solvent, a surface conditioner, an anti-settling agent, etc. These coating additives can be contained alone or in combination of two or more.
  • the applied aqueous basecoat coating composition coating film (second basecoat coating film) is applied at a temperature of about 50 to about 110 ° C., preferably about 60 to about 90 ° C. for 1 to 60 minutes, for example, by preheating, air blowing, or the like. It can be dried by heating to some extent.
  • thermosetting clear coating composition for example, a known thermosetting clear coating composition that is usually used in the coating of automobile bodies can be used.
  • examples thereof include an organic solvent-type thermosetting coating composition, a water-based thermosetting coating composition, and a powder thermosetting coating composition containing a base resin having a crosslinkable functional group and a crosslinking agent.
  • Examples of the crosslinkable functional group possessed by the base resin include a carboxyl group, a hydroxyl group, an epoxy group, and a silanol group.
  • Examples of the base resin include acrylic resin, polyester resin, alkyd resin, urethane resin, epoxy resin, and fluorine resin.
  • Examples of the crosslinking agent include polyisocyanate compounds, blocked polyisocyanate compounds, melamine resins, urea resins, carboxyl group-containing compounds, carboxyl group-containing resins, epoxy group-containing resins, and epoxy group-containing compounds.
  • carboxyl group-containing resin / epoxy group-containing resin, hydroxyl group-containing resin / polyisocyanate compound, hydroxyl group-containing resin / blocked polyisocyanate compound, hydroxyl group-containing resin / melamine resin Etc. are preferred.
  • the clear coat coating composition may be a one-component paint or a multi-component paint such as a two-component urethane resin paint.
  • the clear coat coating composition can contain, if necessary, a color pigment, a bright pigment, a dye and the like to such an extent that the transparency is not hindered, and further an extender pigment, an ultraviolet absorber, and a light stabilizer.
  • An antifoaming agent, a thickener, a rust inhibitor, a surface conditioner, and the like can be appropriately contained.
  • the clear coat coating composition can be applied onto the second base coat film by a method known per se, for example, airless spray, air spray, rotary atomizing coating machine, etc. Application may be performed.
  • the coating film thickness can usually be applied to a cured film thickness of 10 to 60 ⁇ m, preferably 25 to 50 ⁇ m.
  • a multi-layer coating film composed of three layers of the first base coat coating film, the second base coat coating film and the clear coat coating film formed as described above can be obtained, for example, by a usual coating film baking means. It can be simultaneously cured by heating at a temperature of about 80 to about 170 ° C., preferably about 120 to about 160 ° C. for about 20 to about 40 minutes, by hot air heating, infrared heating, high frequency heating or the like.
  • a monomer emulsion (1) having an average particle size of 570 nm was obtained by subjecting this preliminary emulsified liquid (1) to high-pressure treatment using a high-pressure emulsifier (Ultimizer manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.).
  • the monomer emulsion (1) was transferred to a reaction vessel equipped with a thermometer, a thermostat, a stirrer, a reflux condenser, a nitrogen introducing tube and a dropping device, and diluted with 59 parts of deionized water. Thereafter, the temperature was raised to 80 ° C., 0.7 part of ammonium persulfate was added, and the mixture was stirred for 3 hours while maintaining the temperature at 80 ° C.
  • the monomer emulsion (2) was added dropwise over 1 hour, aged for 1 hour, cooled to 30 ° C., and the pH was adjusted while gradually adding a 5% 2- (dimethylamino) ethanol aqueous solution to the reaction vessel. Adjusted to 8.0. Further, the dispersion was diluted with deionized water to a solid content concentration of 30% to obtain an acrylic resin particle (A1-1) dispersion.
  • the obtained acrylic resin particles (A1-1) have an average particle size of 600 nm (submicron particle size distribution measuring device “COULTER N4 type” (manufactured by Beckman Coulter)) and diluted with deionized water at 20 ° C. Measured with ), The hydroxyl value was 19 mgKOH / g, and the acid value was 8 mgKOH / g.
  • Production Example 2 In the high-pressure emulsification treatment for obtaining the monomer emulsion (1) of Production Example 1, the same procedure as in Production Example 1 was conducted except that the monomer emulsion (1) having an average particle diameter of 850 nm was obtained by adjusting the pressure. Thus, an acrylic resin particle (A1-2) dispersion having a solid content concentration of 30% was obtained.
  • the obtained acrylic resin particles (A1-2) have an average particle diameter of 900 nm (submicron particle size distribution measuring device “COULTER N4 type” (manufactured by Beckman Coulter)) and diluted with deionized water at 20 ° C. Measured with ), The hydroxyl value was 19 mgKOH / g, and the acid value was 8 mgKOH / g.
  • Production Example 3 In the high-pressure emulsification treatment for obtaining the monomer emulsion (1) of Production Example 1, the same procedure as in Production Example 1 was conducted except that the monomer emulsion (1) having an average particle diameter of 170 nm was obtained by adjusting the pressure. Thus, an acrylic resin particle (A1-3) dispersion having a solid content concentration of 30% was obtained.
  • the obtained acrylic resin particles (A1-3) have an average particle size of 200 nm (submicron particle size distribution measuring device “COULTER N4 type” (manufactured by Beckman Coulter)) and diluted with deionized water at 20 ° C. Measured with ), The hydroxyl value was 19 mgKOH / g, and the acid value was 8 mgKOH / g.
  • the obtained urethane resin particles (A2-1) have an average particle size of 330 nm (submicron particle size distribution measuring device “COULTER N4 type” (manufactured by Beckman Coulter)) and diluted with deionized water at 20 ° C.
  • the acid value was 12 mgKOH / g
  • the hydroxyl value was 0 mgKOH / g
  • the viscosity was 350 mPa ⁇ s (B-type viscometer, 60 rpm, 23 ° C.).
  • the number average molecular weight exceeded the exclusion limit capability of the GPC measurement apparatus, and was not measurable. (Estimated to be about 1 million or more).
  • Production Example 5 An aqueous dispersion of urethane resin particles (A2-2) having a mass solid concentration of 40% was obtained in the same manner as in Production Example 4 except that the amount of neutralized amine was reduced to 0.6 parts of dimethylethanolamine.
  • the obtained urethane resin particles (A2-2) have an average particle size of 520 nm (submicron particle size distribution measuring device “COULTER N4 type” (manufactured by Beckman Coulter)) and diluted with deionized water at 20 ° C.
  • the acid value was 12 mgKOH / g
  • the hydroxyl value was 0 mgKOH / g
  • the viscosity was 150 mPa ⁇ s (B-type viscometer, 60 rpm, 23 ° C.).
  • the number average molecular weight exceeded the exclusion limit capability of the GPC measurement apparatus, and was not measurable. (Estimated to be about 1 million or more).
  • the obtained urethane resin particles (A2-3) have an average particle size of 320 nm (submicron particle size distribution measuring device “COULTER N4 type” (manufactured by Beckman Coulter)) and diluted with deionized water at 20 ° C.
  • the acid value was 12 mgKOH / g
  • the hydroxyl value was 0 mgKOH / g
  • the viscosity was 210 mPa ⁇ s (B-type viscometer, 60 rpm, 23 ° C.).
  • the number average molecular weight exceeded the exclusion limit capability of the GPC measurement apparatus, and was not measurable. (Estimated to be about 1 million or more).
  • Production Example 7 An aqueous dispersion of urethane resin particles (A2-4) having a mass solid content of 40% was obtained in the same manner as in Production Example 4 except that the amount of neutralized amine was increased to 1.5 parts of dimethylethanolamine. .
  • the average particle diameter of the obtained urethane resin particles (A2-4) was 250 nm (submicron particle size distribution measuring device “COULTER N4 type” (manufactured by Beckman Coulter)) and diluted with deionized water at 20 ° C.
  • the acid value was 12 mgKOH / g
  • the hydroxyl value was 0 mgKOH / g
  • the viscosity was 2500 mPa ⁇ s (B-type viscometer, 60 rpm, 23 ° C.).
  • the number average molecular weight exceeded the exclusion limit capability of the GPC measurement apparatus, and was not measurable. (Estimated to be about 1 million or more).
  • the temperature was maintained at 90 ° C., the reaction was continued until the NCO value became 1 mg / g or less, and the mixture was cooled to room temperature.
  • 3.5 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate and 1 part of allyl methacrylate were added to obtain a hydroxyl group-containing polyurethane resin diluted with an acrylic monomer.
  • the resulting polyurethane resin had an acid value of 24 mgKOH / g, a hydroxyl value of 14 mgKOH / g, and a weight average molecular weight of 25,000.
  • the hydroxyl group-containing polyurethane resin diluted with the above acrylic monomer was charged with 1.1 parts of dimethylethanolamine as a neutralized amine and phase-inverted and emulsified with 143 parts of deionized water at room temperature.
  • an initiator solution in which 0.05 part of “VA-057” was dissolved in 2 parts of deionized water was added to the flask, stirred for 2 hours while maintaining the temperature, and then cooled to a solid content concentration of 40%.
  • An aqueous dispersion of the acrylic urethane composite resin particles (A3-1) was obtained.
  • the average particle diameter of the obtained acrylic urethane composite resin particles (A3-1) was 350 nm (submicron particle size distribution measuring device “COULTER N4 type” (manufactured by Beckman Coulter)) and diluted with deionized water.
  • the viscosity was 200 mPa ⁇ s (B-type viscometer, 60 rpm, 23 ° C.), the hydroxyl value was 22 mgKOH / g, and the acid value was 12 mgKOH / g.
  • Production Example 9 An aqueous dispersion of acrylic urethane composite resin particles (A3-2) having a mass solid content concentration of 40% was obtained in the same manner as in Production Example 8 except that the amount of neutralized amine was reduced to 0.6 parts of dimethylethanolamine. It was.
  • the average particle diameter of the resulting acrylic urethane composite resin particles (A3-2) was 530 nm (submicron particle size distribution measuring device “COULTER N4 type” (manufactured by Beckman Coulter)) and diluted with deionized water.
  • the viscosity was 110 mPa ⁇ s (B-type viscometer, 60 rpm, 23 ° C.), the hydroxyl value was 22 mgKOH / g, and the acid value was 12 mgKOH / g.
  • the obtained acrylic urethane composite resin particles (A3-3) have an average particle size of 310 nm (submicron particle size distribution measuring device “COULTER N4 type” (manufactured by Beckman Coulter)) and diluted with deionized water.
  • the viscosity was 60 mPa ⁇ s (B-type viscometer, 60 rpm, 23 ° C.), the hydroxyl value was 22 mgKOH / g, and the acid value was 12 mgKOH / g.
  • the polyurethane resin containing a terminal unsaturated double bond diluted with the above acrylic monomer was charged with 1.1 parts of dimethylethanolamine as a neutralized amine, and phase inversion emulsification was performed with 143 parts of deionized water at room temperature. .
  • the temperature was raised to 70 ° C. with stirring, and an initiator solution in which 0.1 part of “VA-057” was dissolved in 4 parts of deionized water was dropped into the flask over 30 minutes, and the temperature was maintained for 2 hours. Stir.
  • an initiator solution in which 0.05 part of “VA-057” was dissolved in 2 parts of deionized water was added to the flask, stirred for 2 hours while maintaining the temperature, and then cooled to a solid content concentration of 40%.
  • An aqueous dispersion of acrylic urethane composite resin particles (A3-4) was obtained.
  • the average particle diameter of the resulting acrylic urethane composite resin particles (A3-4) was 330 nm (submicron particle size distribution measuring device “COULTER N4 type” (manufactured by Beckman Coulter)) and diluted with deionized water.
  • the viscosity was 90 mPa ⁇ s (B-type viscometer, 60 rpm, 23 ° C.), the hydroxyl value was 9 mgKOH / g, and the acid value was 12 mgKOH / g.
  • the temperature was maintained at 90 ° C., the reaction was continued until the NCO value became 1 mg / g or less, and the mixture was cooled to room temperature.
  • 1 part of allyl methacrylate was added and a hydroxyl group-containing polyurethane resin diluted with an acrylic monomer was obtained.
  • the resulting polyurethane resin had an acid value of 24 mgKOH / g, a hydroxyl value of 14 mgKOH / g, and a weight average molecular weight of 25,000.
  • the hydroxyl group-containing polyurethane resin diluted with the above acrylic monomer was charged with 1.1 parts of dimethylethanolamine as a neutralized amine and phase-inverted and emulsified with 128 parts of deionized water at room temperature. While stirring, the temperature was raised to 70 ° C., and an initiator solution in which 0.06 part of “VA-057” was dissolved in 2.4 parts of deionized water was dropped into the flask over 30 minutes, and the temperature was maintained. Stir for 2 hours. Thereafter, a monomer emulsion having the following composition and 0.04 part of “VA-057” dissolved in 1.6 parts of deionized water were added dropwise over 1.5 hours and stirred for 1 hour while maintaining the temperature.
  • Monomer emulsion composition 2-ethylhexyl acrylate 8 parts n-butyl acrylate 7 parts 2-hydroxyethyl methacrylate 3.5 parts Acrylic acid 0.5 parts Allyl methacrylate 1 part "Newcol 707SF” 2.0 parts Deionized water 15 parts
  • Acrylic urethane composite resin particles (A3-5) have an average particle size of 400 nm (submicron particle size distribution measuring device “COULTER N4 type” (manufactured by Beckman Coulter)), diluted with deionized water and measured at 20 ° C.
  • the viscosity was 160 mPa ⁇ s (B-type viscometer, 60 rpm, 23 ° C.), the hydroxyl value was 22 mgKOH / g, and the acid value was 16 mgKOH / g.
  • the polyurethane resin containing a terminal isocyanate group diluted with the above acrylic monomer was charged with 1.1 parts of dimethylethanolamine as a neutralized amine, and phase-inverted and emulsified with 143 parts of deionized water at room temperature. Furthermore, 0.4 parts of ethylenediamine was added as a chain extender, and the temperature was raised to 40 ° C. while stirring, and the reaction was performed for 2 hours. While stirring, the temperature was raised to 70 ° C., and an initiator solution in which 0.1 part of “VA-057” was dissolved in 4 parts of deionized water was added dropwise to the flask over 30 minutes. Stir for hours.
  • an initiator solution in which 0.05 part of “VA-057” was dissolved in 2 parts of deionized water was added to the flask, stirred for 2 hours while maintaining the temperature, and then cooled to a solid content concentration of 40%.
  • An aqueous dispersion of the acrylic urethane composite resin particles (A3-6) was obtained.
  • the average particle diameter of the resulting acrylic urethane composite resin particles (A3-6) was 350 nm (submicron particle size distribution measuring device “COULTER N4 type” (manufactured by Beckman Coulter)) and diluted with deionized water.
  • the viscosity was 150 mPa ⁇ s (B-type viscometer, 60 rpm, 23 ° C.), the hydroxyl value was 15 mgKOH / g, and the acid value was 12 mgKOH / g.
  • Production Example 14 An aqueous dispersion of acrylic urethane composite resin particles (A3-7) having a mass solids concentration of 40% was obtained in the same manner as in Production Example 8 except that the amount of neutralized amine was increased to 1.7 parts of dimethylethanolamine. It was.
  • the average particle diameter of the obtained acrylic urethane composite resin particles (A3-7) was 170 nm (submicron particle size distribution measuring device “COULTER N4 type” (manufactured by Beckman Coulter)) and diluted with deionized water.
  • the viscosity was 890 mPa ⁇ s (B-type viscometer, 60 rpm, 23 ° C.), the hydroxyl value was 22 mgKOH / g, and the acid value was 12 mgKOH / g.
  • the acrylic resin particles (A1-3) in Production Example 3, the urethane resin particles (A2-4) in Production Example 7, and the acrylic urethane composite resin particles (A3-7) in Production Example 14 are resin particles for comparative examples. It is.
  • Example 1 22.2 parts of hydroxyl group-containing polyester resin (E) solution obtained in Production Example 15 (resin solid content 10 parts), “JR-806” (trade name, manufactured by Teica, rutile titanium dioxide), “carbon MA” -100 ”(trade name, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, carbon black), 15 parts of“ Variace B-35 ”(trade name, manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., barium sulfate powder, average primary particle size 0.5 ⁇ m) 5 parts of ionic water was mixed, adjusted to pH 8.0 with 2- (dimethylamino) ethanol, and then dispersed with a paint shaker for 30 minutes to obtain a pigment dispersion paste.
  • E hydroxyl group-containing polyester resin
  • Example 2 the Ford Cup No. at pH 8.0 and 20 ° C. was used in the same manner as in Example 1 except that the composition was as shown in Table 1 below. 4 has a viscosity of 45 seconds. 2 to 28 were obtained.
  • composition ratios in Table 1 are solid content ratios. 24-28 are comparative examples.
  • each polyoxyalkylene group containing polyol (B) and diester compound (C) in Table 1 are as follows.
  • R 1 is a branched alkyl group having 7 carbon atoms
  • R 2 is an ethylene group
  • m is 7.
  • Diester compound (C3) Diester compound of polyoxyethylene glycol and 2-ethylheptanoic acid.
  • R 1 is a branched alkyl group having 8 carbon atoms
  • R 2 is an ethylene group
  • m is 7.
  • Diester compound (C4) diester compound of polyoxyethylene glycol and 2-ethyloctanoic acid.
  • R 1 is a branched alkyl group having 9 carbon atoms
  • R 2 is an ethylene group
  • m is 10.
  • Test plates were prepared as follows, and the finished appearance (smoothness, sharpness), chipping resistance, storage stability, and sagging resistance were evaluated.
  • Each water-based coating composition is applied as an intermediate coating to the above test object so that the cured film thickness becomes 25 ⁇ m using a rotary atomizing electrostatic coating machine under the conditions of 27 ° C. and 50% relative humidity.
  • the film was electrostatically coated, allowed to stand for 5 minutes, and then preheated at 80 ° C. for 3 minutes.
  • “WBC-713T No. 1F7” (trade name, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., acrylic melamine resin-based aqueous base coat paint, silver paint color) is applied to the uncured intermediate coating film by rotary atomization type electrostatic coating.
  • the film was electrostatically coated to a cured film thickness of 15 ⁇ m using a machine, allowed to stand for 5 minutes, and then preheated at 80 ° C. for 3 minutes.
  • the aqueous coating composition was applied with a film thickness gradient in the longitudinal direction under the conditions of 20 ° C. and relative humidity 83%, the coated plate was erected almost vertically, and after 5 minutes, preheated at 80 ° C. for 10 minutes. And was further heat-dried at 140 ° C. for 30 minutes to prepare a test plate for sagging resistance.
  • test method and evaluation method are as follows.
  • Finished appearance Smoothness Evaluated using the Wc value measured by “Wave Scan DOI” (trade name, manufactured by BYK Gardner).
  • the Wc value is an index of the amplitude of the surface roughness at a wavelength of about 1 to 3 mm, and the smaller the measured value, the higher the smoothness of the coated surface.
  • Vividness Evaluated by using Wb value measured by “Wave Scan DOI” (trade name, manufactured by BYK Gardner).
  • the Wb value is an index of the amplitude of the surface roughness at a wavelength of about 0.3 to 1 mm, and the smaller the measured value, the higher the clearness of the coated surface.
  • Chipping resistance A test plate was placed on a specimen holder of a stepping stone testing machine JA-400 (chipping test device) manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd., and at ⁇ 20 ° C., a distance of 30 cm from a distance of 0.392 MPa (4 kgf / cm 2) ) 100 g of granite crushed stone of size 6 was made to collide with the test plate at an angle of 45 degrees. Thereafter, the obtained test plate is washed with water, dried, and a cloth adhesive tape (manufactured by Nichiban Co., Ltd.) is applied to the coated surface. After peeling it off, the degree of scratches on the coating film is visually observed. And evaluated according to the following criteria.
  • a test plate was prepared in the same manner using each coating composition after storage at 30 ° C. for 30 days after production, and the storage stability was evaluated by evaluating the sharpness.
  • Sagging resistance The position at which the sagging of the 2 mm coating film is observed from the lower end of the punch hole of each test plate obtained is examined, and the film thickness at that position (the sagging limit film thickness ( ⁇ m) is measured. Sagging resistance was evaluated, and the larger the sagging limit film thickness, the better the sagging resistance.
  • the water-based paint composition of the present invention is suitable for coating various industrial products such as industrial machines, construction machines, steel furniture / storage, automobile outer panels, automobile parts and the like.

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Abstract

本発明は以下の水性塗料組成物を提供する:平均粒子径が300~1000nmである樹脂粒子(A)、数平均分子量300~2000のポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)及び/又はジエステル化合物(C)、ならびに架橋剤(D)を含有し、ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)及びジエステル化合物(C)の固形分総量が、樹脂粒子(A)、ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)、ジエステル化合物(C)及び架橋剤(D)の固形分総量に対して、5~25質量%であることを特徴とする水性塗料組成物。

Description

水性塗料組成物
 [関連出願の相互参照]
 本出願は、2016年3月22日に出願された、日本国特許出願第2016-057128号明細書(その開示全体が参照により本明細書中に援用される)に基づく優先権を主張する。
 本発明は、水性塗料組成物に関する。
 近年、地球環境保護の観点から、塗料から放出される揮発性有機化合物(VOC)を低減することが要求されており、産業機械、建設機械、鋼製家具及び物置、自動車外板、自動車部品等の工業製品塗装の各分野で溶剤系塗料から水系塗料への置換が急速に進んでいる。
 自動車の塗装においても、以前は大量の溶剤系塗料が使用され、それらの塗料から排出されるVOCの低減が急務となっていたが、自動車の下塗り、中塗り及び上塗り塗装工程で用いられる各種塗料に関して、有機溶剤系塗料から水系塗料への置換が進められ、現在では、水系塗料による塗装が主流となっている。
 また、以前は中塗り、上塗りの塗膜層ごとに行われていた加熱硬化工程を一部省略(主に中塗り塗装後の加熱硬化工程を省略)することによる塗装工程の短縮も環境負荷低減のために開発が進められ、省工程での自動車塗装も主流になりつつある。
 さらに水性塗料は、溶媒である水の蒸発潜熱が高く、極性も高いため塗装作業幅(塗装作業性が成立する温湿度条件の許容範囲)が狭く、有機溶剤型塗料より適正な塗装環境とするためのエネルギーコスト(塗装ブース環境の空調等)も要するため、塗装環境の空調にかかるコスト低減も求められている。
 空調に必要な設備等の観点から、夏場の冷房よりも冬場の暖房の方がエネルギーコストを要し、冬場の低温環境下は溶媒である水が蒸発しにくく、塗装作業性からはタレ性に厳しい条件であり、タレ性向上のため、水性塗料の塗装固形分を高濃度化することが改良手法として有望視され、水性塗料の塗装環境の空調にかかる環境負荷低減のために、水性塗料の高固形分濃度化(ハイソリッド化)の開発も進められている。
 しかしながら、水性塗料の高固形分濃度化により、低温環境下でのタレ性は向上させることができるが、高温環境下での塗膜の仕上り外観(平滑性等)が低下するという問題があった。
 自動車車体、特にその外板部には、優れた防食性及び外観を付与することを目的として、一般に、防食性に優れる下塗塗膜、平滑性および耐チッピング性に優れる中塗塗膜、ならびに外観に優れ、環境負荷からの耐性に優れる上塗塗膜からなる複層塗膜が形成されている。
 上記した各塗料のうち、とくに自動車中塗り用の塗料は、耐チッピング性(チッピング:路上の小石等が飛びはねて、塗膜に衝突することによって起こる塗膜損傷)、下塗り塗膜等に対する付着性、貯蔵安定性、仕上り外観、塗装作業性(耐ワキ性、耐タレ性)等に優れることが要求されるが、近年の水性化、さらには環境負荷低減への対応も加味した上で、すべて高レベルでクリアすることが市場ニーズとして求められている。
 例えば、特許文献1には、E型粘度計1rpm(25℃)での粘度が30~10000mPa・sであり、そのときの固形分率が55~65重量%であるハイソリッド型エマルション樹脂、および硬化剤を含む水性樹脂組成物であって、前記ハイソリッド型エマルション樹脂が、水酸基価10~150、酸価5~50のα,β-エチレン性不飽和モノマー混合物を乳化重合して得られる、異なる体積平均粒子径を有する2種類の樹脂粒子を含有するものであり、前記第1の樹脂粒子の体積平均粒子径は前記第2の樹脂粒子の体積平均粒子径に比べて大きく、前記第1の樹脂粒子の体積平均粒子径が0.2~1.5μm、前記第2の樹脂粒子の体積平均粒子径が0.05~0.4μmであることを特徴とする水性ハイソリッド型熱硬化性樹脂組成物が開示されている。
 また、特許文献2には、重付加系樹脂、重縮合系樹脂、付加縮合系樹脂、開環重合系樹脂および付加重合系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂の粒子を含有する水性分散体からなる塗料組成物であって;該粒子は、粒子径分布曲線において、少なくとも2つのピークを有し;該ピークのうちの少なくとも1つのピークは重付加系樹脂、重縮合系樹脂、付加縮合系樹脂および開環重合系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂からなり;該塗料組成物は、特定条件(i)および特定条件(ii)の一方または双方を満たす分散体からなることを特徴とする塗料組成物が開示されている。
特開2003-096264号公報 特開2003-321648号公報
 しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載の組成物は、高固形分濃度化により、低温(さらにかつ高湿度)環境下でのタレ性は向上させることができても、高温(さらにかつ低湿度)環境下での塗膜の仕上り外観(平滑性等)が低下して、塗装作業幅が狭く、不十分となる場合があった。また、これらの組成物は、耐チッピング性等の塗膜性能が不十分となる場合もあった。
 そこで、本発明は、塗装作業幅が広く、仕上がり外観及び耐チッピング性等の塗膜性能にも優れた高固形分水性塗料組成物を提供することを課題とする。
 本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、特定の平均粒子径を有する樹脂粒子、特定の数平均分子量を有するポリオキシアルキレン基含有ポリオール及び/又はジエステル化合物ならびに架橋剤を用い、該ポリオキシアルキレン基含有ポリオール及びジエステル化合物の総量の含有割合を特定範囲内とした水性塗料組成物を使用することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は、以下の態様を包含する。
 項1、平均粒子径が300~1000nmである樹脂粒子(A)、
 数平均分子量300~2000のポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)及び/又はジエステル化合物(C)、ならびに架橋剤(D)を含有し、
 ジエステル化合物(C)は下記式(1)で表され、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
[式中、2個のRは互いに同じであっても異なっていてもよい炭素数4~18の炭化水素基を示す。Rは炭素数2~4の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基を示す。mは3~25の整数を示す。m個のオキシアルキレン単位(R-O)は互いに同じであっても又は互いに異なっていても良い。]
 ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)及びジエステル化合物(C)の固形分総量が、樹脂粒子(A)、ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)、ジエステル化合物(C)及び架橋剤(D)の固形分総量に対して、5~25質量%である、水性塗料組成物。
 項2、樹脂粒子(A)が、アクリル樹脂粒子(A1)、ウレタン樹脂粒子(A2)、及びアクリルウレタン複合樹脂粒子(A3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種である項1に記載の水性塗料組成物。
 項3、樹脂粒子(A)の固形分総量が、樹脂粒子(A)、ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)、ジエステル化合物(C)及び架橋剤(D)の固形分総量に対して、15~50質量%である項1又は2に記載の水性塗料組成物。
 項4、項1~3のいずれか1項に記載の水性塗料組成物の塗膜を有する物品。
 項5、項1~3のいずれか1項に記載の水性塗料組成物を被塗物に塗装することを含む塗膜形成方法。
 項6、(1)被塗物に項1~3のいずれか1項に記載の水性塗料組成物を塗装して第1ベースコート塗膜を形成せしめる工程、
(2)未硬化の該第1ベースコート塗膜上に水性ベースコート塗料組成物を塗装して第2ベースコート塗膜を形成せしめる工程、
(3)未硬化の該第2ベースコート塗膜上にクリヤコート塗料組成物を塗装してクリヤコート塗膜を形成せしめる工程、ならびに
(4)該未硬化の、第1ベースコート塗膜、第2ベースコート塗膜及びクリヤコート塗膜を同時に加熱硬化させる工程を含む、複層塗膜形成方法。
 本発明の水性塗料組成物は、平均粒子径が300~1000nmである樹脂粒子、数平均分子量300~2000のポリオキシアルキレン基含有ポリオール及び/又はジエステル化合物を含有することを主たる特徴とするものである。
 該樹脂粒子は、粒子径において、一般的に、高レベルの仕上り外観が求められる自動車用途の水性塗料に使用される樹脂粒子よりも平均粒子径が大きい。粒子径の大きい樹脂粒子は樹脂粒子間の凝集力が弱く、また、水媒体中での分散状態において樹脂粒子間の空隙の体積が大きくなり、該樹脂粒子よりも小粒子径の他の塗料成分がその空隙に存在できることにより、構成成分全体として低粘度で高密度な粒子の分散状態の塗料組成物とすることができることから、高固形分濃度で塗装可能な水性塗料組成物を得ることができる。
 さらに、低分子量成分として、反応性基として水酸基を有する、特定数平均分子量範囲のポリオキシアルキレン基含有ポリオールを有することから高固形分化による塗膜のレベリング性の低下を抑制することができることから、平滑性等の仕上り外観に優れ、かつ耐チッピング性等の塗膜性能にも優れる塗膜を得ることができる。
 ジエステル化合物を含有せしめることにより、特に水性塗料中の疎水成分の水媒体中への分散性が向上することから、さらに塗料の貯蔵安定性及び塗膜の仕上り外観にも優れた水性塗料組成物を得ることができると考えられる。
 以上により、本発明の水性塗料組成物によれば、塗装作業幅が広く、仕上がり外観及び耐チッピング性等の塗膜性能にも優れた高固形分の水性塗料組成物を得ることができる、という効果を奏することができる。
 以下、本発明の水性塗料組成物について、さらに詳細に説明する。
 本発明の水性塗料組成物(以下、「本塗料」と略称する場合がある)は、
 平均粒子径が300~1000nmである樹脂粒子(A)、
 数平均分子量300~2000のポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)及び/又はジエステル化合物(C)、ならびに架橋剤(D)を含有し、
 ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)及びジエステル化合物(C)の固形分総量が、
 樹脂粒子(A)、ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)、ジエステル化合物(C)及び架橋剤(D)の固形分総量に対して、5~25質量%である、水性塗料組成物である。
 <樹脂粒子(A)>
 樹脂粒子(A)(本明細書において「(A)成分」と記載する場合がある)は、平均粒子径が300~1000nmである限り樹脂の種類は特に限定されない。樹脂の種類としては例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルウレタン複合樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。
 樹脂粒子(A)としては特に、アクリル樹脂粒子(A1)、ウレタン樹脂粒子(A2)、及びアクリルウレタン複合樹脂粒子(A3)を好適に使用することができる。
 樹脂粒子(A)は、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基等の架橋性官能基を有していることが好ましい。
 樹脂粒子(A)の平均粒子径は、300~1000nmであり、特に350~950nm、さらに特に400~900nmの範囲内であることが高固形分化の観点から好ましい。
 平均粒子径(以下、粒径ということもある)は、レーザー光散乱等の一般的な測定手段を用いて測定することができる。
 本明細書において、樹脂粒子の平均粒子径は、サブミクロン粒度分布測定装置を用いて、常法により脱イオン水で希釈してから20℃で測定した値である。サブミクロン粒度分布測定装置としては、例えば、「COULTER N4型」(商品名、ベックマン・コールター社製)を用いることができる。
 樹脂粒子(A)は、水酸基を有する場合、水酸基価が1~150mgKOH/gであるのが好ましく、2~100mgKOH/gであるのがより好ましく、5~90mgKOH/gであるのが更に好ましい。また、樹脂粒子(A)は、カルボキシル基等の酸基を有する場合、酸価が0~100mgKOH/gであるのが好ましく、0~50mgKOH/gであるのがより好ましく、0~30mgKOH/gであるのが更に好ましい。
 また、樹脂粒子(A)は、コア/シェル型構造を有するものであってもよい。「シェル部」は樹脂粒子の最外層に存在する重合体層を意味し、「コア部」は上記シェル部を除く樹脂粒子内層の重合体層を意味し、「コア/シェル型構造」は上記コア部とシェル部を有する構造を意味するものである。上記コア/シェル型構造は、通常、コア部がシェル部に完全に被覆された層構造が一般的であるが、コア部とシェル部の質量比率等によっては、シェル部のモノマー量が層構造を形成するのに不十分な場合もあり得る。そのような場合は、上記のような完全な層構造である必要はなく、コア部の一部をシェル部が被覆した構造であってもよく、あるいはコア部の一部にシェル部の構成要素である重合性不飽和モノマーがグラフト重合した構造であってもよい。また、上記コア/シェル型構造における多層構造の概念は、樹脂粒子(A)においてコア部に多層構造が形成される場合にも同様に当てはまるものとする。コア/シェル構造は、例えば、組成の異なる単量体組成物を多段階で、反応を行うことにより得ることができる。
 樹脂粒子(A)が酸基を有する場合には、水分散にあたり、水への混合及び分散を容易にするため、中和剤により中和を行なうのが、水分散性を向上させる観点から好ましい。
 中和剤としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物;アンモニア;エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、シクロヘキシルアミン、モノエタノールアミン、イソプロパノールアミン、ネオペンタノールアミン、2-アミノプロパノール、3-アミノプロパノール、2-アミノ-2-メチルプロパノール等の第1級モノアミン化合物;ジエチルアミン、ジブチルアミン、ジエタノールアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロパノールアミン、N-メチルエタノールアミン、N-エチルエタノールアミン、N-メチルイソプロパノールアミン等の第2級モノアミン化合物;トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリエタノールアミン等の第3級モノアミン化合物;エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ヒドロキシエチルアミノエチルアミン、エチルアミノエチルアミン、メチルアミノプロピルアミン等のポリアミン化合物;ピリジン;モルホリン等を挙げることができる。
 これらのうち、第1級モノアミン化合物、第2級モノアミン化合物、第3級モノアミン化合物及びポリアミン化合物を使用することが好ましい。
 樹脂粒子(A)を水分散体としたときの粘度は、B型粘度計(#1、6rpm)による測定で、1~2000mPa・s、特に1~1000mPa・s、さらに特に1~500mPa・sの範囲内であることが取り扱いの容易さの観点から好ましい。
 <アクリル樹脂粒子(A1)>
 アクリル樹脂粒子(A1)は、乳化重合により合成されるもの及び溶液重合により合成されるもののいずれであってもよく、両者を併用することもできるが、平均粒子径が300nm~1000nmの樹脂粒子を得る観点から、乳化重合により合成されるものを好適に使用することができる。
 乳化重合は、シード重合法、ミニエマルション重合法等の従来公知の方法により行うことができ、例えば、乳化剤の存在下で、重合開始剤を使用して重合性不飽和モノマーを乳化重合することにより、行うことができる。
 さらに具体的には、水、又は必要に応じてアルコール等の有機溶剤を含む水性媒体中に乳化剤を溶解させ、加熱撹拌下、重合性不飽和モノマー及び重合開始剤を滴下することにより行うことができる。乳化剤と水とを用いて予め乳化した重合性不飽和モノマーを同様に滴下することもできる。
 上記乳化剤としては、アニオン系乳化剤及びノニオン系乳化剤が好適である。該アニオン系乳化剤としては、例えば、アルキルスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルリン酸等のナトリウム塩やアンモニウム塩を挙げることができる。また、ノニオン系乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリオレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート等を挙げることができる。また、1分子中にアニオン性基とポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基等のポリオキシアルキレン基とを有するポリオキシアルキレン基含有アニオン性乳化剤や、1分子中に該アニオン性基と重合性不飽和基とを有する反応性アニオン性乳化剤等を使用することもできる。
 上記乳化剤の使用量は、使用される全モノマーの総量を基準にして、0.1~15質量%、特に0.5~10質量%、さらに特に1~5質量%であることが好ましい。
 前記重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキシド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキシド、ステアロイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、tert-ブチルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシラウレート、tert-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、tert-ブチルパーオキシアセテート、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、アゾビス(2-メチルプロピオンニトリル)、アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、4、4’-アゾビス(4-シアノブタン酸)、ジメチルアゾビス(2-メチルプロピオネート)、アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)-プロピオンアミド]、アゾビス{2-メチル-N-[2-(1-ヒドロキシブチル)]-プロピオンアミド}等のアゾ化合物;過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩等を挙げることができる。これらの重合開始剤は、一種単独で又は2種以上組合せて使用することができる。また、上記重合開始剤に、必要に応じて、糖、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート、鉄錯体等の還元剤を併用して、レドックス開始剤とすることもできる。
 上記重合開始剤の使用量は、一般に、使用される全モノマーの総量を基準にして、0.1~5質量%程度、特に0.2~3質量%程度が好ましい。該重合開始剤の添加方法は、特に制限されるものではなく、その種類及び量などに応じて適宜選択することができる。例えば、予めモノマー混合物又は水性媒体に含有させてもよく、或いは重合時に一括して添加してもよく又は滴下してもよい。
 また、得られるアクリル樹脂粒子(A1)の分子量を調整する目的で、連鎖移動剤を使用することもできる。該連鎖移動剤としては、メルカプト基を有する化合物が包含され、具体的には例えば、ラウリルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタン、オクチルメルカプタン、チオグリコール酸2-エチルヘキシル、2-メチル-5-tert-ブチルチオフェノール、メルカプトエタノール、チオグリセロール、メルカプト酢酸(チオグリコール酸)、メルカプトプロピオネート、n-オクチル-3-メルカプトプロピオネート等を挙げることができる。該連鎖移動剤を使用する場合、その使用量は、一般に、使用される全モノマーの総量を基準にして、0.05~10質量%、特に0.1~5質量%の範囲内であることが好ましい。
 反応温度は主として、重合開始剤の種類により決定されるものであり、例えば、アゾ化合物では60~90℃であり、レドックス開始剤では30~70℃で行うことが好ましい。一般に、反応時間は1~8時間とすることができる。
 重合性不飽和モノマーとしては、従来から公知のものが使用でき、例えば、反応性基含有重合性不飽和モノマー及びその他の重合性不飽和モノマーを使用することができる。
 反応性基含有重合性不飽和モノマーの反応性基としては、例えば、水酸基、酸基、カルボニル基、N-メチロールアルキルエーテル基、イソシアネート基、エポキシ基、アミノ基、アルコキシシリル基、カルボジイミド基、ヒドラジド基等の反応性を有する官能基を挙げることができる。
 なお、本明細書において(メタ)アクリレートとはアクリレートとメタクリレートとの両方を意味するものとする。
 水酸基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-ブトキシプロピル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
 これらのうち、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、及びε-カプロラクトン変性ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートを好適に使用することができる。
 酸基含有重合性不飽和モノマーとしては、カルボキシル基又は酸無水基含有重合性不飽和モノマー等を挙げることができる。
 カルボキシル基又は酸無水基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、β-カルボキシエチルアクリレート等の不飽和カルボン酸又はこれらの酸無水物を挙げることができる。これらのうち、アクリル酸、及びメタクリル酸を好適に使用することができる。
 カルボキシル基又は酸無水基以外の酸基含有重合性不飽和モノマーとしては、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸ナトリウム塩、スルホエチルメタクリレート及びそのナトリウム塩もしくはアンモニウム塩等を挙げることができる。
 カルボニル基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば、アクロレイン、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミド、ホルミルスチロール及びビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン等の炭素原子数4~7個のビニルアルキルケトン等を挙げることができる。これらのうち特に好ましいものは、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミドである。
 N-メチロールアルキルエーテル基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば、N-メチロールアクリルアミドブチルエーテル等を挙げることができる。
 イソシアネート基含有重合性不飽和モノマーは、1分子中に、未ブロックイソシアネート基とラジカル重合性二重結合とをそれぞれ少なくとも1個ずつ有する化合物であって、例えば、メタクリロイルイソシアネート、2-イソシアネートエチルメタクリレート、m-又はp-イソプロペニル-α,α’-ジメチルベンジルイソシアネート、又は、水酸基含有重合性不飽和モノマーとジイソシアネート化合物との1:1(モル比)付加物(例えば、2-ヒドロキシエチルアクリレートとイソホロンジイソシアネートとの等モル付加物)等を挙げることができる。
 エポキシ基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、CYCLOMER A-200(脂環式エポキシ基含有モノマー)、CYCLOMER M-100(脂環式エポキシ基含有モノマー)等を挙げることができる。
 アミノ基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えばジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド及びジメチルアミノプロピルメタクリルアミド等を挙げることができる。
 アルコキシシリル基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、(メタ)アクリロイルオキシメチルトリメトキシシラン、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリエトキシシラン、(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリブトキシシラン、ビニルトリス-β-メトキシエトキシシラン、ジビニルメトキシシラン、ジビニルジ-β-メトキシエトキシシラン等を挙げることができる。
 その他の重合性不飽和モノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸のC1~C24のアルキル又はシクロアルキルエステル;アクリル酸メトキシブチル、メタクリル酸メトキシブチル、アクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸メトキシエチル、アクリル酸エトキシブチル、メタクリル酸エトキシブチル、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸のC1~C16アルコキシアルキルエステル;スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、N-ビニルピロリドン、ビニルピリジン等の芳香族不飽和単量体;エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンテン等のオレフィン;ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等のジエン化合物;シクロヘキセニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、N-ブトキシ(メタ)アクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレートとアミン類との付加物等、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ビニルピバレート、ベオバモノマー(シェル化学社製品)等を挙げることができる。
 上記その他の重合性不飽和モノマーのうち、得られる塗膜の平滑性及び鮮映性の観点から、(メタ)アクリル酸の炭素数C4~C24のアルキルエステルを好適に使用することができる。
 また、アクリル樹脂粒子(A1)は、架橋樹脂粒子であってもよく、架橋樹脂粒子は、例えば、重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマーをモノマー成分として使用することにより得ることができる。
 重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマーとしては、例えば、アリル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルエタンジ(メタ)アクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルエタントリ(メタ)アクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルプロパントリ(メタ)アクリレート、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルテレフタレート、ジビニルベンゼン等を挙げることができる。これらのモノマーは、1種を単独で、又は2種以上を組合せて使用することができる。
 上記重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマーとしては、なかでも、アリル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレートを好適に使用することができる。
 アクリル樹脂粒子(A1)のガラス転移温度は、得られる塗膜の平滑性等の観点から、-50~80℃、さらに、-50~60℃、さらに特に-40~60℃であることが好ましい。
 本明細書において、ガラス転移温度Tg(絶対温度)は、下記式により算出される値である。
1/Tg=W/T+W/T+・・・W/T
[式中、W、W、・・・Wは各モノマーの質量分率であり、T、T・・・Tは各モノマーのホモポリマーのガラス転移温度(絶対温度)である。]
なお、各モノマーのホモポリマーのガラス転移温度は、POLYMER HANDBOOK Fourth Edition,J.Brandrup,E.h.Immergut,E.A.Grulke編(1999年)による値であり、該文献に記載されていないモノマーのガラス転移温度は、該モノマーのホモポリマーを重量平均分子量が5万程度になるようにして合成し、そのガラス転移温度を示差走査型熱分析により測定したときの値を使用した。
 アクリル樹脂粒子(A1)の平均粒子径は、モノマー組成、乳化剤の種類、乳化剤の量、乳化剤の仕込み配分、中和剤の種類、中和剤の量等の粒径制御要因を調整することにより、所望の平均粒子径とすることができる。
 また、アクリル樹脂粒子(A1)の水分散体において、その固形分は、特に限定されない。高固形分化及び分散安定性の観点から、該固形分は25~70質量%、特に30~60質量%であることが好ましい。
 <ウレタン樹脂粒子(A2)>
 ウレタン樹脂粒子(A2)は、一般に、ポリイソシアネート成分とポリオール成分とを含む構成成分から得ることができる。
 ポリイソシアネート成分としては、脂環族ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート及び1分子中にイソシアネート基を3つ以上有するポリイソシアネート等を挙げることができる。
 脂環族ジイソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネート、トランス-1,4-シクロヘキシルジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート等を挙げることができる。
 上記のうち、脂環族ジイソシアネートとしては、得られる塗膜の耐有機溶剤膨潤性向上の観点から、特にイソホロンジイソシアネート及びジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネートが好ましい。
 芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、1,5-ナフチレンジイソシアネート、3,3’-ジメチルジフェニル-4,4’-ジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等を挙げることができる。
 脂肪族ジイソシアネートとしては、例えば、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4及び/又は(2,4,4)-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リシンジイソシアネート等を挙げることができる。
 1分子中にイソシアネート基を3つ以上有するポリイソシアネートとしては、例えば、上記例示のジイソシアネートのイソシアヌレート三量化物、ビューレット三量化物、トリメチロールプロパンアダクト化物等;トリフェニルメタントリイソシアネート、1-メチルベンゾール-2,4,6-トリイソシアネート、ジメチルトリフェニルメタンテトライソシアネート等の三官能以上のポリイソシアネート等を挙げることができ、これらのイソシアネート化合物はカルボジイミド変性、イソシアヌレート変性、ビウレット変性等の変性物の形で用いてもよい。
 上記のポリイソシアネートは、ブロッキング剤によってブロックされたブロックイソシアネートの形で用いてもよい。
 ポリオール成分としては、ポリカーボネートポリオール、エステル結合を有するポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリエーテルポリオール、低分子ポリオール、ポリブタジエンポリオール、シリコーンポリオール等を挙げることができる。
 ポリカーボネートポリオールは、常法により、公知のポリオールとカルボニル化剤とを重縮合反応させることにより得られる化合物である。ポリオールとしては、ジオール、3価以上のアルコール等の多価アルコールを挙げることができる。
 ジオールとしては、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、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール及び1,10-デカンジオール等の直鎖状ジオール;2-メチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、
ネオペンチルグリコール、2-エチル-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、2-ブチル-2-エチル-1,3- プロパンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール等の分岐ジオール;1,3-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール等の脂環式系ジオール;p-キシレンジオール、p-テトラクロロキシレンジオール等の芳香族系ジオール;ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール等のエーテル系ジオール等を挙げることができる。これらのジオールは、単独で又は2種以上を組合せて使用することができる。
 3価以上のアルコールとしては、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールプロパンの2量体、ペンタエリスリトール等を挙げることができる。これらの3価以上のアルコールは、単独で又は2種以上を組合せて使用することができる。
 カルボニル化剤としては、公知のものを使用することができる。具体的には、例えば、アルキレンカーボネート、ジアルキルカーボネート、ジアリルカーボネート、ホスゲン等を挙げることができ、これらの1種を又は2種以上を組合せて使用することができる。これらのうち好ましいものとして、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジフェニルカーボネート等を挙げることができる。
 エステル結合を有するポリオールとしては、ポリエステルポリオール、ポリエステルポリカーボネートポリオール等を挙げることができる。
 上記のポリエステルポリオールとしては、多価アルコールと該多価アルコールの化学量論的量より少ない量の多価カルボン酸又はそのエステル、無水物、ハライド等のエステル形成性誘導体との直接エステル化反応及び/又はエステル交換反応により得られるものを挙げることができる。
 多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、3-メチル-2,4-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、3,5-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等の脂肪族ジオール類、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオール等の脂環式ジオール類、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ヘキシトール類、ペンチトール類、グリセリン、ペンタエリスリトール、テトラメチロールプロパン等の三価以上のアルコール類を挙げることができる。
 多価カルボン酸又はそのエステル形成性誘導体としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、2-メチルコハク酸、2-メチルアジピン酸、3-メチルアジピン酸、3-メチルペンタン二酸、2-メチルオクタン二酸、3,8-ジメチルデカン二酸、3,7-ジメチルデカン二酸、水添ダイマー酸、ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸類、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸類、1,2-シクロペンタンジカルボン酸、1,3-シクロペンタンジカルボン酸、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、1,4-ジカルボキシルメチレンシクロヘキサン、ナジック酸、メチルナジック酸等の脂環式ジカルボン酸類、トリメリット酸、トリメシン酸、ひまし油脂肪酸の三量体等のトリカルボン酸類等の多価カルボン酸、これらの多価カルボン酸の酸無水物、該多価カルボン酸のクロライド、ブロマイド等のハライド、該多価カルボン酸のメチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、イソプロピルエステル、ブチルエステル、イソブチルエステル、アミルエステル等の低級エステルや、γ-カプロラクトン、δ-カプロラクトン、ε-カプロラクトン、ジメチル-ε-カプロラクトン、δ-バレロラクトン、γ-バレロラクトン、γ-ブチロラクトン等のラクトン類を挙げることができる。
 上記のポリカプロラクトンポリオールとしては、例えば、ポリカプロラクトンジオール等のカプロラクトンの開環重合物等を挙げることができる。
 上記の低分子ポリオールとしては、例えば、ポリエステルポリオールで例示した多価アルコールを挙げることができる。
 ポリエーテルポリオールとしては、例えば、上記の低分子ポリオールのエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド付加物、ポリテトラメチレングリコール等を挙げることができる。
 シリコーンポリオールとしては、分子中に、シロキサン結合を有する末端がヒドロキシル基のシリコーンオイル類等を挙げることができる。
 また、ポリオール成分として、カルボキシル基含有ジオールを使用することができる。カルボキシル基含有ジオールは、ポリウレタン分子に親水性基を導入するために用いられる。親水性基はカルボキシル基である。具体例としては、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、ジメチロール酪酸、ジメチロール吉草酸等を挙げることができる。
 ポリイソシアネート成分及びポリオール成分の他、必要に応じてアミン成分を使用することができる。アミン成分としては、モノアミン化合物、ジアミン化合物等を挙げることができる。
 モノアミン化合物としては、特に制限を受けず、周知一般のモノアミン化合物を単独で又は二種以上を組合せて使用することができる。該モノアミン化合物としては、エチルアミン、プロピルアミン、2-プロピルアミン、ブチルアミン、2-ブチルアミン、第三ブチルアミン、イソブチルアミン等のアルキルアミン;アニリン、メチルアニリン、フェニルナフチルアミン、ナフチルアミン等の芳香族アミン;シクロヘキシルアミン、メチルシクロヘキシルアミン等の脂環式アミン;2-メトキシエチルアミン、3メトキシプロピルアミン、2-(2-メトキシエトキシ)エチルアミン等のエーテルアミン;エタノールアミン、プロパノールアミン、ブチルエタノールアミン、1-アミノ-2-メチル-2-プロパノール、2-アミノ-2-メチルプロパノール、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、ジメチルアミノプロピルエタノールアミン、ジプロパノールアミン、N-メチルエタノールアミン、N-エチルエタノールアミン等のアルカノールアミン等を挙げることができる。なかでもアルカノールアミンがポリウレタン分子に対して良好な水分散安定性を与え得るので好ましく、2-アミノエタノール、ジエタノールアミンが供給安定性の観点から特に好ましい。
 ジアミン化合物としては、特に制限を受けず、周知一般のジアミン化合物を単独で又は二種以上を組合せて使用することができる。該ジアミン化合物としては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン等の前記例示の低分子ジオールのアルコール性水酸基がアミノ基に置換されたものである低分子ジアミン類;ポリオキシプロピレンジアミン、ポリオキシエチレンジアミン等のポリエーテルジアミン類;メンセンジアミン、イソホロンジアミン、ノルボルネンジアミン、ビス(4-アミノ-3-メチルジシクロヘキシル)メタン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、3,9-ビス(3-アミノプロピル)2,4,8,10-テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン等の脂環式ジアミン類;m-キシレンジアミン、α-(m/pアミノフェニル)エチルアミン、m-フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノジエチルジメチルジフェニルメタン、ジアミノジエチルジフェニルメタン、ジメチルチオトルエンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、α,α’-ビス(4-アミノフェニル)-p-ジイソプロピルベンゼン等の芳香族ジアミン類;ヒドラジン;上記のポリエステルポリオールに用いられる多価カルボン酸で例示したジカルボン酸とヒドラジンとの化合物であるジカルボン酸ジヒドラジド化合物等を挙げることができる。これらのジアミン化合物のなかでは、低分子ジアミン類が取扱い作業性の観点から好ましく、なかでもエチレンジアミンが特に好ましい。
 ウレタン樹脂粒子(A2)には、上記各成分の他に、ポリウレタン分子に分岐や架橋構造を与える内部分岐剤及び内部架橋剤を用いてもよい。これらの内部分岐剤及び内部架橋剤としては、3価以上のポリオールを好適に使用することができ、例えばトリメチロールプロパンを挙げることができる。
 ウレタン樹脂粒子(A2)の製造方法については、特に制限を受けず、周知一般の方法を適用することができる。製造方法としては、反応に不活性で水との親和性の大きい溶媒中でプレポリマー又はポリマーを合成してから、これを水にフィードして分散させる方法が好ましい。例えば、(i)上記溶媒中でポリイソシアネート成分及びポリオール成分からプレポリマーを合成して、これを水中で必要に応じて使用されるアミン成分と反応させる方法、(ii)ポリイソシアネート成分、ポリオール成分及び必要に応じて使用されるアミン成分からポリマーを合成して、これを水中にフィードして分散させる方法等を挙げることができる。また、必要に応じて使用される中和剤成分は、予めフィードする水中に加えておいてもよく、フィードの後で加えてもよい。
 上記の好適な製造方法に使用される、反応に不活性で水との親和性の大きい溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、N-メチル-2-ピロリドン等を挙げることができる。これらの溶媒は、通常、プレポリマー又はポリマーを製造するために用いられる上記原料の合計量に対して、3~100質量%使用することができる。
 上記の製造方法において、その配合比は、特に制限を受けるものではない。該配合比は、反応させる段階でのポリイソシアネート成分中のイソシアネート基と、ポリオール成分及びアミン成分中のイソシアネート反応基とのモル比に置き換えることができる。該モル比については、分散しているウレタン樹脂粒子(ポリウレタン分子)中に未反応のイソシアネート基が不足すると塗料として使用したときに塗膜密着性や塗膜強度が低下する場合があり、過剰に存在すると未反応イソシアネート基が、塗料の分散安定性や物性に影響を及ぼす場合があるので、イソシアネート基1に対して、イソシアネート反応性基は0.5~2.0が好ましい。また、ポリオール成分中のイソシアネート反応性基のモル比は、ポリイソシアネート成分中のイソシアネート基1に対して0.3~1.0が好ましく、0.5~0.9がより好ましい。また、必要に応じて使用されるアミン成分中のイソシアネート反応性基のモル比は、ポリイソシアネート成分中のイソシアネート基1に対して、0.1~1.0が好ましく、0.2~0.5がより好ましい。
 また、必要に応じて使用される中和剤による中和率は、得られるウレタン樹脂粒子(A2)に対し、充分な分散安定性を与える範囲に設定することが好ましい。ウレタン樹脂粒子(A2)中のカルボキシル基のモル数1に対して、0.5~2.0倍当量が好ましく、0.7~1.5倍当量がより好ましい。
 ウレタン樹脂粒子(A2)の分散性を向上させるために、界面活性剤等の乳化剤を使用することもできる。
 乳化剤としては、ウレタン樹脂エマルションに使用される周知一般のアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、高分子系界面活性剤、反応性界面活性剤等を使用することができる。これらのうち、前記アクリル樹脂粒子(A1)で例示したアニオン系乳化剤、ノニオン系乳化剤を同様に好適に使用することができる。
 ウレタン樹脂粒子(A2)の平均粒子径は、原材料(ポリイソシアネート成分、ポリオール成分、アミン成分等)組成、乳化剤の種類、乳化剤の量、乳化剤の仕込み配分、中和剤の種類、中和剤の量等の粒径制御要因を調整することにより、所望の平均粒子径とすることができる。
 また、ウレタン樹脂粒子(A2)の水分散体において、その固形分は、特に限定されないが、高固形分化及び分散安定性の観点から、該固形分は25~55質量%、特に30~50質量%であることが好ましい。
 <アクリルウレタン複合樹脂粒子(A3)>
 アクリルウレタン樹脂複合粒子(A3)は、同一ミセル内にウレタン樹脂成分とアクリル樹脂成分とが存在してなる樹脂複合粒子である。本発明の水性塗料組成物において、アクリルウレタン樹脂複合粒子はその形態は特に限定されない。
 アクリルウレタン樹脂複合粒子(A3)のウレタン樹脂成分とアクリル樹脂成分との構成比率は、ウレタン樹脂:アクリル樹脂=5:95~90:10(質量比)とすることが好ましく、さらに好ましくは10:90~80:20である。
 樹脂複合粒子中のウレタン樹脂成分比率を5質量%以上とすることが、得られる塗膜の耐チッピング性の観点から好ましい。また、該比率を90質量%以下とすることが、水性塗料組成物の洗浄性(例えば、塗装作業終了後、塗装機を洗浄して塗装機に付着した塗料組成物を落とす際の汚れの落としやすさ)の観点から好ましい。
 アクリルウレタン樹脂複合粒子におけるウレタン樹脂成分の重量平均分子量は、得られる塗膜の耐チッピング性及び水性塗料組成物の洗浄性の観点から、10000~100000程度、特に、20000~80000程度の範囲内であることが好ましい。
 上記重量平均分子量を10000以上とすることが、得られる塗膜の耐チッピング性の観点から好ましい。また、100000以下とすることが、生産性の観点から好ましい。
 本明細書において、平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ装置として、「HLC-8120GPC」(商品名、東ソー社製)を使用し、カラムとして、「TSKgel G4000HXL」を1本、「TSKgel G3000HXL」を2本、及び「TSKgel G2000HXL」を1本(商品名、いずれも東ソー社製)の計4本を使用し、検出器として、示差屈折率計を使用し、移動相;テトラヒドロフラン、測定温度;40℃、流速;1mL/minの条件下で測定することができる。
 ウレタン樹脂成分は、例えば、ポリイソシアネート化合物、ポリオール及び活性水素基とイオン形成基とを併有する化合物を使用して合成することができる。
 ウレタン樹脂成分は、例えば、以下のようにして合成することができる。
 イソシアネート基との反応性を有しない(メタ)アクリレートモノマー中で、ポリイソシアネート化合物、ポリオール及び活性水素基とイオン形成基とを併有する化合物を反応させて、イソシアネート基末端もしくは、水酸基末端のウレタンプレポリマーを生成させる。
 ここで上記ポリオール成分はコスト等の観点から、ポリエステルポリオール及び/又はポリエーテルポリオールを有するポリオール成分であることが好ましい。
 この反応において、ポリイソシアネート化合物のNCO基と、ポリオール及び活性水素基とイオン形成基とを併有する化合物とを合わせた活性水素基との比率は0.8:1~3.0:1(モル比)の範囲であることが好ましい。
 上記プレポリマー化反応は50~100℃で行うことが好ましく、後述する(メタ)アクリレートモノマーの熱による重合を防ぐため、空気の存在下で、p-メトキシフェノール等の重合禁止剤を(メタ)アクリルモノマーに対して20~3000ppm程度の範囲で添加して行なうことが好ましい。
 また、この際、ウレタン化反応の触媒としてジブチルチンジラウレート、ジブチルチンジオクトエート、スタナスオクトエート等の有機スズ化合物、トリス(2-エチルヘキサン酸)ビスマス(III)等の有機ビスマス化合物、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン等の3級アミン化合物等を必要に応じて使用することができる。このようにしてイソシアネート基末端のウレタンプレポリマーの(メタ)アクリレートモノマー溶液を得ることができる。
 上記ポリイソシアネート化合物及びポリオールとしては、前記ウレタン樹脂粒子(A2)で例示したポリイソシアネート成分及びポリオール成分を同様に使用することができる。
 上記活性水素基とイオン形成基とを併有する化合物としては、例えば、分子中に2個以上の水酸基と1個以上のカルボキシル基を有する化合物、分子中に2個以上の水酸基と1個以上のスルホン酸基を有する化合物等を挙げることができる。この化合物は、ウレタン樹脂中でイオン形成基として作用する。
 カルボキシル基を有する化合物としては、例えば、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロール酢酸、ジメチロールブタン酸、ジメチロールヘプタン酸、ジメチロールノナン酸、1-カルボキシ-1,5-ペンチレンジアミン、ジヒドロキシ安息香酸、3,5-ジアミノ安息香酸等のアルカノールカルボン酸類、ポリオキシプロピレントリオールと無水マレイン酸又は無水フタル酸とのハーフエステル化合物等を挙げることができる。
 スルホン酸基を有する化合物としては、例えば、2-スルホン酸-1,4-ブタンジオール、5-スルホン酸-ジ-β-ヒドロキシエチルイソフタレート、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)アミノエチルスルホン酸等を挙げることができる。
 活性水素基とイオン形成基とを併有する化合物としてカルボキシル基、もしくはスルホン酸基を有する化合物を使用した場合、塩を形成し親水性化するために中和剤として前記で例示した中和剤を使用することができる。カルボキシル基もしくはスルホン酸に対する中和率により、粒子径を調製することができる。
 中和剤としては、塩基性及び耐水性向上の観点からトリエチルアミンもしくは、ジメチルエタノールアミンが好ましい。
 アクリルウレタン樹脂複合粒子(A3)におけるアクリル樹脂成分は、重合性不飽和モノマーを重合して得ることができる。
 重合性不飽和モノマーとしては、前記アクリル樹脂粒子(A1)で例示した重合性不飽和モノマーを同様に使用することができる。重合性不飽和モノマーは、単独でもしくは2種以上を組合せて使用することができる。
 アクリルウレタン樹脂複合粒子(A3)のアクリル樹脂成分は、得られる塗膜の耐水性等に優れる観点から、水酸基価が1~200mgKOH/g、特に2~180mgKOH/g、さらに特に5~170mgKOH/gであることが好ましい。
 また、アクリルウレタン樹脂複合粒子(A3)のアクリル樹脂成分は、塗膜の平滑性及び鮮映性等に優れる観点から、酸価が0~60mgKOH/g、特に0~50mgKOH/g、さらに特に0~40mgKOH/gであることが好ましい。
 さらに、アクリルウレタン樹脂複合粒子(A3)のアクリル樹脂成分は、得られる塗膜の平滑性の観点から、ガラス転移温度が、-60~60℃、特に-55~50℃、さらに特に-50~40℃であることが好適である。
 アクリルウレタン樹脂複合粒子(A3)のアクリル樹脂成分は、アクリル樹脂成分として、中心部分(コア)と外殻部分(シェル)とで異なる樹脂組成からなるコアシェル構造を有しているものであることが、得られる塗膜の平滑性及び鮮映性を向上させる観点から好ましい。
 アクリル樹脂成分が、コアシェル構造を有するものである場合、そのコア/シェルの比率は、塗膜の平滑性向上の観点から、固形分質量比で5/95~95/5、特に40/60~90/10、さらに特に45/55~85/15であることが好ましい。
 アクリル樹脂成分が、コアシェル構造を有するものである場合、中心部分(コア部)のガラス転移温度(Tg)が-65~-10℃、特に-60~-20℃、さらに特に-55~-25℃であることが好ましい。
 また、外殻部分(シェル)のガラス転移温度(Tg)が-50~150℃、特に-5~120℃、さらに特に10~110℃であることが好ましい。
 また、TgがTgよりも大きく、かつTgとTgの差が、5~200℃、特に30~180℃、さらに特に50~160℃であることが好ましい。
 前記のイソシアネート基との反応性を有しない(メタ)アクリレートモノマー中でウレタンプレポリマーを生成させることで得られるウレタンプレポリマーの(メタ)アクリレートモノマー溶液に、さらに(メタ)アクリレートモノマーを追加する場合、追加時期は特に限定されず、後述のウレタンプレポリマーの中和工程の前または後の任意の時期に添加することができる。また、中和したウレタンプレポリマーを水に分散させた後、この分散液に(メタ)アクリレートモノマーを添加することもできる。
 更に、イソシアネート基末端のウレタンプレポリマーの(メタ)アクリルモノマー溶液に、イソシアネート基と反応性を有する活性水素基をもつ(メタ)アクリルモノマーを反応させることにより、後の(メタ)アクリルモノマーの重合工程にて、ウレタンプレポリマーとアクリル樹脂とのグラフト化反応をさせることもできる。
 アクリルウレタン樹脂複合粒子(A3)の代表的な製造方法を以下に示すが、この方法に限定されるものではなく、従来既知のアクリルウレタン樹脂複合粒子の製造方法も使用することができる。
 ウレタン樹脂成分のウレタンプレポリマー生成までの方法は、前記したとおりである。この方法において、ウレタンプレポリマーの合成は、イソシアネート基との反応性を有しない重合性不飽和モノマー((メタ)アクリルモノマー)中で行う。
 ここで、このイソシアネート基との反応性を有しない重合性不飽和モノマー((メタ)アクリレートモノマー)は、アクリル樹脂成分の構成モノマー成分(アクリル樹脂成分が、コアシェル構造を有するものである場合は、アクリル樹脂成分の中心部分(コア部))の一部又は全部となるものである。
 次いで重合反応液に中和剤を添加した後、水を加えて油層と水層を転相して水に分散させて水分散液を得る。この水分散液に重合開始剤を加えて、重合性不飽和モノマー((メタ)アクリレートモノマー)の重合反応を行う。必要に応じて、ウレタン樹脂成分(ウレタンプレポリマー)の鎖伸長反応(イソシアネート基同士を水で鎖伸長反応させる)もさらに行うことにより、すべての重合反応を完結させる。
 上記水分散液を得る方法としては、必要に応じて次にあげるような方法も行うことができる。
 ウレタンプレポリマーの重合性不飽和モノマー((メタ)アクリレートモノマー)溶液を水に分散する際、ポリオキシアルキレン基含有(メタ)アクリレートモノマーを添加することによって、水への分散が良好となり尚かつ均一でより安定な水分散液を得ることができる。ポリオキシアルキレン基含有(メタ)アクリレートモノマーとは、末端にヒドロキシ基、又は炭素数1~3のアルキレンオキシ基を有し、且つポリオキシエチレン基、及び/又はポリオキシプロピレン基を有する重合性不飽和モノマーである。
 また、ウレタンプレポリマーの重合性不飽和モノマー((メタ)アクリレートモノマー)溶液の水分散液の安定性、あるいは重合性不飽和モノマー((メタ)アクリレートモノマー)を重合する際の安定性の向上の観点から、少量の乳化剤を併用することもできる。
 乳化剤としては、例えば、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤が好適であり、アクリル樹脂粒子(A1)で例示した乳化剤を同様に使用することができる。
 ウレタンプレポリマーの不飽和モノマー((メタ)アクリルモノマー)溶液を水に分散する方法としては、通常の撹拌機による分散で可能であるが、より粒子径の細かい均一な水分散液を得るためにホモミキサー、ホモジナイザー、ディスパー、ラインミキサー等を使用することができる。
 上記のようにしてウレタンプレポリマーの重合性不飽和モノマー((メタ)アクリレートモノマー)溶液の水分散液を得た後、これに重合開始剤を添加して温度を上昇させて重合性不飽和モノマー((メタ)アクリレートモノマー)の重合温度の範囲内で、必要に応じてウレタンプレポリマーの水による鎖延長を行うと共に、重合性不飽和モノマー((メタ)アクリルモノマー)の重合を行なうことにより、ウレタン樹脂成分とアクリル樹脂成分とからなるアクリルウレタン樹脂複合粒子(A3)の水分散体を得ることができる。
 該水分散液における重合反応は、公知のラジカル重合反応により行うことができる。重合開始剤は水溶性開始剤及び油溶性開始剤のいずれも使用することができる。油溶性開始剤を使用する場合は、水分散液とする前に予めウレタンプレポリマーの不飽和モノマー((メタ)アクリレートモノマー)溶液に添加しておくことが好ましい。
 重合開始剤は、通常、重合性不飽和モノマー((メタ)アクリルモノマー)の総量に対して、0.05~5質量%の範囲で使用することが好ましい。
 重合は20~100℃程度の温度で行うことができる。レドックス系開始剤を使用する場合は、75℃程度以下の温度で重合を行うことができる。
 重合開始剤としては、アクリル樹脂粒子(A1)で例示した重合開始剤を同様に使用することができる。重合開始剤は、単独で又は2種以上を組合せて用いることができる。
 有機又は無機過酸化物は、還元剤と組み合わせてレドックス系開始剤として使用することもできる。還元剤としては、L-アスコルビン酸、L-ソルビン酸、メタ重亜硫酸ナトリウム、硫酸第二鉄、塩化第二鉄、ロンガリット等を挙げることができる。
 重合開始剤の添加方法は、特に制限されるものではなく、その種類及び量などに応じて適宜選択することができる。例えば、予めモノマー混合物又は水性媒体に含ませてもよく、或いは重合時に一括して添加してもよく又は滴下してもよい。また、始めに全量を一括仕込みする方法、全量を時間をかけて滴下する方法、始めに一部を仕込んで残りを後から追加する方法等のいずれの方法でも行うことができる。
 また、重合反応を十分に行い、残存モノマーを削減する観点から、重合反応の途中、或いは一旦重合を終えた後に重合開始剤を追加して、さらに重合反応を行うこともできる。この際、重合開始剤の組み合わせは任意に選ぶことができる。
 上記重合開始剤の使用量は、一般に、使用される全モノマーの合計質量を基準にして、0.1~5質量%程度、特に0.2~3質量%程度が好ましい。
 重合性不飽和モノマー((メタ)アクリレートモノマー)の重合において、分子量を調節する目的で公知の連鎖移動剤を使用することができる。連鎖移動剤としては、アクリル樹脂粒子(A1)で例示したものを同様に使用することができる。
 アクリル樹脂成分を形成するモノマー混合物は、必要に応じて、前記乳化剤、重合開始剤、還元剤、連鎖移動剤等の成分を適宜含有することができる。また、当該モノマー混合物は、そのまま滴下することもできるが、該モノマー混合物を水性媒体に分散して得られるモノマー乳化物として滴下することが望ましい。この場合におけるモノマー乳化物の粒子径は特に制限されるものではない。
 ウレタンプレポリマーの鎖伸長を行う場合、必要に応じてに水以外の鎖伸長剤を添加して、ウレタンプレポリマーと鎖伸長剤とを反応させることもできる。鎖伸長剤としては、活性水素を有する公知の鎖伸長剤を使用することができる。具体的には、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、シクロヘキサンジアミン、シクロヘキシルメタンジアミン、イソホロンジアミン等のジアミン化合物、ヒドラジン等を挙げることができる。
 アクリルウレタン樹脂複合粒子(A3)の水分散体において、各樹脂成分(アクリル樹脂成分、ウレタン樹脂成分)の組成、反応条件等を調整することにより、コアシェル構造、アクリル樹脂成分とウレタン樹脂成分の一部或いは全部が混在する形態等の所望の形態を有するアクリルウレタン樹脂複合粒子(A3)の水分散体を得ることができる。
 前記した、アクリル樹脂成分を、中心部分(コア)と外殻部分(シェル)とで異なる樹脂組成からなるコアシェル構造とする場合は、組成の異なる2種以上の重合性不飽和モノマー((メタ)アクリレートモノマー)混合物を使用して、多段階(例えば、組成の異なる不飽和モノマー混合物を準備し、各柔合成不飽和モノマー混合物ごとに多段階で添加して反応を行う)で反応させることにより、アクリル樹脂成分として、中心部分(コア)と外殻部分(シェル)とで異なる樹脂組成からなるコアシェル構造を有するアクリルウレタン樹脂複合粒子(A3)の水分散体を得ることができる。
 このアクリル樹脂成分として、中心部分(コア)と外殻部分(シェル)とで異なる樹脂組成からなるコアシェル構造を有する形態のアクリルウレタン樹脂複合粒子(A3)の水分散体においては、特に、そのアクリル樹脂成分の中心部分(コア)は、ウレタン樹脂成分が混在する態様であっても良い。
 アクリルウレタン複合樹脂粒子(A3)の平均粒子径は、原材料(アクリル樹脂成分、ウレタン樹脂成分等)組成、乳化剤種、乳化剤量、乳化剤の仕込み配分、中和剤種、中和剤量等の粒径制御要因を調整することにより、所望の平均粒子径とすることができる。
 また、アクリルウレタン複合樹脂粒子(A3)の水分散体において、その固形分は、特に限定されないが、高固形分化及び分散安定性の観点から、該固形分は30~60質量%、特に35~55質量%であることが好ましい。
 <ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)>
 ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)(本明細書において「(B)成分」と記載する場合がある)の数平均分子量は、平滑性及び鮮映性の仕上がり外観及び耐チッピング性等の塗膜性能に優れる観点から、300~2000であり、好ましくは300~1500、さらに好ましくは300~1000である。
 また、ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)の水酸基価は、平滑性及び鮮映性の仕上がり外観及び耐チッピング性等の塗膜性能に優れる観点から、40~500mgKOH/g、特に80~450mgKOH/g、さらに特に100~440mgKOH/gであることが好ましい。
 ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)としては、例えば、多価アルコール化合物、多価フェノール化合物、多価カルボン酸化合物等の活性水素含有化合物にアルキレンオキサイドが付加した化合物等を挙げることができる。活性水素含有化合物としては、例えば、水、多価アルコール化合物(エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-ジヒドロキシメチルシクロヘキサン、シクロヘキシレングリコール等の2価のアルコール、グリセリン、トリオキシイソブタン、1,2,3-ブタントリオール、1,2,3-ペンタントリオール、2-メチル-1,2,3-プロパントリオール、2-メチル-2,3,4-ブタントリオール、2-エチル-1,2,3-ブタントリオール、2,3,4-ペンタントリオール、2,3,4-ヘキサントリオール、4-プロピル-3,4,5-ヘプタントリオール、2,4-ジメチル-2,3,4-ペンタントリオール、ペンタメチルグリセリン、ペンタグリセリン、1,2,4-ブタントリオール、1,2,4-ペンタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等の3価アルコール、ペンタエリスリトール、1,2,3,4-ペンタンテトロール、2,3,4,5-ヘキサンテトロール、1,2,4,5-ペンタンテトロール、1,3,4,5-ヘキサンテトロール、ジグリセリン、ソルビタン等の4価アルコール、アドニトール、アラビトール、キシリトール、トリグリセリン等の5価アルコール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、イジトール、イノシトール、ダルシトール、タロース、アロース等の6価アルコール、蔗糖等の8価アルコール、ポリグリセリン等);多価フェノール類[多価フェノール(ピロガロール、ヒドロキノン、フロログルシン等)、ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールスルフォン等)];多価カルボン酸化合物[脂肪族ポリカルボン酸(コハク酸、アジピン酸等)、芳香族ポリカルボン酸(フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸等)]等を挙げることができる。
 上記のうち、活性水素含有化合物としては、反応性の観点から、多価アルコール化合物が好ましく、特に炭素数3以上のアルキレン基を有する多価アルコール化合物が好ましく、なかでも炭素数3~4のアルキレン基を有する多価アルコール化合物が好ましい。
 さらに、多価アルコール化合物のうち、得られる複層塗膜の平滑性及び鮮映性の観点から、特に2~3価のアルコールが好ましい。
 とくに、上記多価アルコール化合物のうち、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパンなかでも、トリメチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、及びグリセリンが好ましい。
 上記ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)は、通常アルカリ触媒の存在下、前記活性水素含有化合物にアルキレンオキサイドを、常法により常圧又は加圧下、60~160℃の温度で付加反応を行うことにより得ることができる。上記アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを挙げることができ、なかでもプロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、特にプロピレンオキサイドを好適に使用することができる。これらは1種又は2種以上を併用することができる。2種以上を併用する場合の付加形式はブロックもしくはランダムのいずれでもよい。
 ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)としては、ポリオキシアルキレングリコールを好適に使用することができる。
 ポリオキシアルキレングリコールとしては、市販品を使用することができ、例えば、ポリエチレングリコールとしては、#300、#400,#600(以上、第一工業製薬(株)製);ポリプロピレングリコールとしては、ハイプロックス MP-600(大日本インキ化学工業(株)製)、プライムポールPX-1000、サンニックスSP-750、サンニックスPP-400、サンニックスPP-600、サンニックスPP-1000(以上、三洋化成(株)製)、Diol-400、Diol-700、Diol-1000(以上、三井化学(株)製);ポリテトラメチレングリコールとしては、PTMG-650、PTMG-850、PTMG-1000(以上、三菱化学(株)製)等を挙げることができる。
 <ジエステル化合物(C)>
 ジエステル化合物(C)(本明細書において「(C)成分」と記載する場合がある)は、ポリオキシアルキレングリコールと脂肪族モノカルボン酸とのジエステル化合物である。
 ジエステル化合物(C)は、下記一般式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
[式中、2個のRは互いに同じであっても異なっていてもよい炭素数4~18、好ましくは炭素数5~11、さらに好ましくは炭素数5~9、特に好ましくは炭素数6~8の炭化水素基を示す。Rは炭素数2~4、好ましくは炭素数2又は3、さらに好ましくは炭素数2の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基を示す。mは3~25、好ましくは4~12、さらに好ましくは6~8の整数を示す。m個のオキシアルキレン単位(R-O)は互いに同じであっても又は互いに異なっていても良い。]
で表されるジエステル化合物である。
 なかでも、得られる塗膜の平滑性及び鮮映性の仕上り外観ならびに耐水性の観点から、上記一般式(1)中のRが、炭素数4~18、好ましくは炭素数5~11、さらに好ましくは炭素数5~9、特に好ましくは炭素数6~8のアルキル基であることが好適であり、なかでも該アルキル基が直鎖状又は分岐状のアルキル基、特に好ましくは分岐状のアルキル基であることが好適である。なかでも、上記一般式(1)中のRが、炭素数6~8の分岐状のアルキル基であることが特に好ましい。上記Rが分岐状のアルキル基である場合、本塗料を比較的長期間貯蔵した後に塗装しても、優れた仕上り外観を有する塗膜を形成することができる。
 上記ジエステル化合物(C)は、例えば、2個の末端水酸基を有するポリオキシアルキレングリコールと、炭素数4~18の炭化水素基を有するモノカルボン酸とをエステル化反応させることにより得ることができる。
 上記ポリオキシアルキレングリコールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンとプロピレングリコールとの共重合体、ポリブチレングリコール等を挙げることができる。なかでも、ポリエチレングリコールを用いることが特に好ましい。これらのポリオキシアルキレングリコールは一般に重量平均分子量が100~1,200、好ましくは150~600、さらに好ましくは200~400であることが好適である。
 また、前記炭素数4~18の炭化水素基を有するモノカルボン酸としては、例えば、ペンタン酸、ヘキサン酸、2-エチルブタン酸、3-メチルペンタン酸、安息香酸、シクロヘキサンカルボン酸、ヘプタン酸、2-エチルペンタン酸、3-エチルペンタン酸、オクタン酸、2-エチルヘキサン酸、4-エチルヘキサン酸、ノナン酸、2-エチルヘプタン酸、デカン酸、2-エチルオクタン酸、4-エチルオクタン酸、ドデカン酸、ヘキサデカン酸、オクタデカン酸等を挙げることができる。
 なかでも、ヘキサン酸、ヘプタン酸、2-エチルペンタン酸、3-エチルペンタン酸、オクタン酸、2-エチルヘキサン酸、4-エチルヘキサン酸、ノナン酸、2-エチルヘプタン酸、デカン酸、2-エチルオクタン酸、4-エチルオクタン酸等の炭素数5~9のアルキル基を有するモノカルボン酸、好ましくは、ヘプタン酸、2-エチルペンタン酸、3-エチルペンタン酸、オクタン酸、2-エチルヘキサン酸、4-エチルヘキサン酸、ノナン酸、2-エチルヘプタン酸等の炭素数6~8のアルキル基を有するモノカルボン酸、さらに好ましくは、2-エチルペンタン酸、3-エチルペンタン酸、2-エチルヘキサン酸、4-エチルヘキサン酸、2-エチルヘプタン酸等の炭素数6~8の分岐状のアルキル基を有するモノカルボン酸を用いることが好適である。
 前記ポリオキシアルキレングリコールと炭素数4~18の炭化水素基を有するモノカルボン酸とのジエステル化反応はそれ自体既知の方法で行なうことができ、その際、該ポリオキシアルキレングリコール及び炭素数4~18の炭化水素基を有するモノカルボン酸はそれぞれ単独で又は2種以上組合せて使用することができる。また、得られるジエステル化合物(C)の分子量は320~1400、特に450~1000、さらに特に500~800であることが好適である。
 <架橋剤(D)>
 架橋剤(D)(本明細書において「(D)成分」と記載する場合がある)は特に制限されるものではない。例えば、樹脂粒子(A)が架橋反応性基を有する場合の架橋反応性基及びポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)が有する水酸基に応じて、該架橋反応性基及び水酸基と反応性を有する架橋剤を使用することができる。
 架橋剤(D)としては、公知の架橋剤、具体的には、例えば、アミノ樹脂、ポリイソシアネート化合物、ポリヒドラジド化合物、ポリセミカルバジド化合物、カルボジイミド基含有化合物、オキサゾリン基含有化合物、エポキシ化合物、ポリカルボン酸等を挙げることができる。これらのうち、アミノ樹脂及びポリイソシアネート化合物を好適に使用することができる。架橋剤は、単独で用いてもよく、また、2種以上併用してもよい。
 上記アミノ樹脂としては、アミノ成分とアルデヒド成分との反応によって得られる部分メチロール化アミノ樹脂又は完全メチロール化アミノ樹脂を使用することができる。アミノ成分としては、例えば、メラミン、尿素、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン、ステログアナミン、スピログアナミン、ジシアンジアミド等を挙げることができる。アルデヒド成分としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンツアルデヒド等を挙げることができる。
 また、上記メチロール化アミノ樹脂のメチロール基を、適当なアルコールによって、部分的に又は完全にエーテル化したものも使用することができる。エーテル化に用いられるアルコールとしては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルアルコール、i-プロピルアルコール、n-ブチルアルコール、i-ブチルアルコール、2-エチル-1-ブタノール、2-エチル-1-ヘキサノール等を挙げることができる。
 アミノ樹脂としては、メラミン樹脂が好ましい。特に、部分又は完全メチロール化メラミン樹脂のメチロール基をメチルアルコールで部分的に又は完全にエーテル化したメチルエーテル化メラミン樹脂、部分又は完全メチロール化メラミン樹脂のメチロール基をブチルアルコールで部分的に又は完全にエーテル化したブチルエーテル化メラミン樹脂、部分又は完全メチロール化メラミン樹脂のメチロール基をメチルアルコール及びブチルアルコールで部分的に又は完全にエーテル化したメチル-ブチル混合エーテル化メラミン樹脂が好ましく、メチル-ブチル混合エーテル化メラミン樹脂がより好ましい。
 上記メラミン樹脂は、重量平均分子量が400~6,000であるのが好ましく、500~4,000であるのがより好ましく、600~3,000であるのがさらに好ましい。
 メラミン樹脂としては市販品を使用することができる。市販品の商品名としては、例えば、「サイメル202」、「サイメル203」、「サイメル204」、「サイメル211」、「サイメル212」、「サイメル238」、「サイメル251」、「サイメル253」、「サイメル254」、「サイメル303」、「サイメル323」、「サイメル324」、「サイメル325」、「サイメル327」、「サイメル350」、「サイメル370」、「サイメル380」、「サイメル385」、「サイメル1156」、「サイメル1158」、「サイメル1116」、「サイメル1130」(以上、オルネクスジャパン社製);「レジミン735」、「レジミン740」、「レジミン741」、「レジミン745」、「レジミン746」、「レジミン747」(以上、モンサント社製);「ユーバン120」、「ユーバン20HS」、「ユーバン20SE」、「ユーバン2021」、「ユーバン2028」、「ユーバン28-60」(以上、三井化学社製);「スミマールM55」、「スミマールM30W」、「スミマールM50W」(以上、住友化学社製);等を挙げることができる。
 架橋剤(D)として、メラミン樹脂を使用する場合、必要に応じて硬化触媒として、パラトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸等のスルホン酸;該スルホン酸とアミンとの中和塩;リン酸エステル化合物とアミンとの中和塩等を使用することができる。
 アミノ樹脂は、例えば、水酸基を含有する樹脂の架橋剤として使用することができる。
 ポリイソシアネート化合物は、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有する化合物である。
 ポリイソシアネート化合物としては、具体的には例えば、脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート及びこれらポリイソシアネートの誘導体等を挙げることができる。
 脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2-プロピレンジイソシアネート、1,2-ブチレンジイソシアネート、2,3-ブチレンジイソシアネート、1,3-ブチレンジイソシアネート、2,4,4-または2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,6-ジイソシアナトメチルカプロエート等の脂肪族ジイソシアネート、例えば、リジンエステルトリイソシアネート、1,4,8-トリイソシアナトオクタン、1,6,11-トリイソシアナトウンデカン、1,8-ジイソシアナト-4-イソシアナトメチルオクタン、1,3,6-トリイソシアナトヘキサン、2,5,7-トリメチル-1,8-ジイソシアナト-5-イソシアナトメチルオクタン等の脂肪族トリイソシアネート等を挙げることができる。
 脂環族ポリイソシアネートとしては、例えば、1,3-シクロペンテンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、1,3-シクロヘキサンジイソシアネート、3-イソシアナトメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(慣用名:イソホロンジイソシアネート)、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチル-2,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチル-2,6-シクロヘキサンジイソシアネート、1,3-又は1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(慣用名:水添キシリレンジイソシアネート)もしくはその混合物、ノルボルナンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート、例えば、1,3,5-トリイソシアナトシクロヘキサン、1,3,5-トリメチルイソシアナトシクロヘキサン、2-(3-イソシアナトプロピル)-2,5-ジ(イソシアナトメチル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、2-(3-イソシアナトプロピル)-2,6-ジ(イソシアナトメチル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、3-(3-イソシアナトプロピル)-2,5-ジ(イソシアナトメチル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、5-(2-イソシアナトエチル)-2-イソシアナトメチル-3-(3-イソシアナトプロピル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、6-(2-イソシアナトエチル)-2-イソシアナトメチル-3-(3-イソシアナトプロピル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、5-(2-イソシアナトエチル)-2-イソシアナトメチル-2-(3-イソシアナトプロピル)-ビシクロ(2.2.1)-ヘプタン、6-(2-イソシアナトエチル)-2-イソシアナトメチル-2-(3-イソシアナトプロピル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタン等の脂環族トリイソシアネート等を挙げることができる。
 芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、1,3-もしくは1,4-キシリレンジイソシアネート又はその混合物、ω,ω’-ジイソシアナト-1,4-ジエチルベンゼン、1,3-又は1,4-ビス(1-イソシアナト-1-メチルエチル)ベンゼン(慣用名:テトラメチルキシリレンジイソシアネート)もしくはその混合物等の芳香脂肪族ジイソシアネート、例えば、1,3,5-トリイソシアナトメチルベンゼン等の芳香脂肪族トリイソシアネート等を挙げることができる。
 芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、m-フェニレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、2,4’-又は4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートもしくはその混合物、2,4-又は2,6-トリレンジイソシアネートもしくはその混合物、4,4’-トルイジンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、例えば、トリフェニルメタン-4,4’,4’’-トリイソシアネート、1,3,5-トリイソシアナトベンゼン、2,4,6-トリイソシアナトトルエン等の芳香族トリイソシアネート、例えば、ジフェニルメタン-2,2’,5,5’-テトライソシアネート等の芳香族テトライソシアネート等を挙げることができる。
 また、ポリイソシアネートの誘導体としては、例えば、上記したポリイソシアネート化合物のダイマー、トリマー、ビウレット、アロファネート、カルボジイミド、ウレトジオン、ウレトイミン、イソシアヌレート、オキサジアジントリオン、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(クルードMDI、ポリメリックMDI)及びクルードTDI等を挙げることができる。
 また、ポリイソシアネート化合物として、ブロック剤により、遊離のイソシアネート基を封鎖したブロック化ポリイソシアネート化合物を使用することもできる。ブロック化ポリイソシアネート化合物は、解離温度(例えば、100℃以上、好ましくは130℃以上)以上に加熱することにより、イソシアネート基が再生し、反応性基と容易に反応することができる。
 かかるブロック剤としては、例えば、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、ニトロフェノール、エチルフェノール、ヒドロキシジフェニル、ブチルフェノール、イソプロピルフェノール、ノニルフェノール、オクチルフェノール、ヒドロキシ安息香酸メチル等のフェノール系;ε-カプロラクタム、δ-バレロラクタム、γ-ブチロラクタム、β-プロピオラクタム等のラクタム系;メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、アミルアルコール、ラウリルアルコール等の脂肪族アルコール系;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メトキシメタノール等のエーテル系;ベンジルアルコール;グリコール酸;グリコール酸メチル、グリコール酸エチル、グリコール酸ブチル等のグリコール酸エステル;乳酸、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等の乳酸エステル;メチロール尿素、メチロールメラミン、ジアセトンアルコール、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート等のアルコール系;ホルムアミドオキシム、アセトアミドオキシム、アセトオキシム、メチルエチルケトオキシム、ジアセチルモノオキシム、ベンゾフェノンオキシム、シクロヘキサンオキシム等のオキシム系;マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸メチル、アセチルアセトン等の活性メチレン系;ブチルメルカプタン、t-ブチルメルカプタン、ヘキシルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタン、2-メルカプトベンゾチアゾール、チオフェノール、メチルチオフェノール、エチルチオフェノール等のメルカプタン系;アセトアニリド、アセトアニシジド、アセトトルイド、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸アミド、ステアリン酸アミド、ベンズアミド等の酸アミド系;コハク酸イミド、フタル酸イミド、マレイン酸イミド等のイミド系;ジフェニルアミン、フェニルナフチルアミン、キシリジン、N-フェニルキシリジン、カルバゾール、アニリン、ナフチルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、ブチルフェニルアミン等のアミン系;イミダゾール、2-エチルイミダゾール等のイミダゾール系;3,5-ジメチルピラゾール等のピラゾール系;尿素、チオ尿素、エチレン尿素、エチレンチオ尿素、ジフェニル尿素等の尿素系;N-フェニルカルバミン酸フェニル等のカルバミン酸エステル系;エチレンイミン、プロピレンイミン等のイミン系;重亜硫酸ソーダ、重亜硫酸カリ等の亜硫酸塩系等のブロック剤を挙げることができる。
 架橋剤(D)としてポリイソシアネート化合物を使用する場合、必要に応じて硬化触媒として、有機錫化合物等を使用することができる。
 ポリイソシアネート化合物は、例えば、水酸基或いはアミノ基を含有する樹脂の架橋剤として使用することができる。
 ポリヒドラジド化合物は、1分子中に2個以上のヒドラジド基を有する化合物である。
 ポリヒドラジド化合物としては、例えば、蓚酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、こはく酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド等の2~18個の炭素原子を有する飽和脂肪族カルボン酸ジヒドラジド;マレイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジド等のモノオレフィン性不飽和ジカルボン酸のジヒドラジド;炭酸ジヒドラジド等の炭酸のポリヒドラジド;フタル酸、テレフタル酸又はイソフタル酸ジヒドラジド、ならびにピロメリット酸のジヒドラジド、トリヒドラジド又はテトラヒドラジド等の芳香族ポリカルボン酸のポリヒドラジド;ニトリロトリ酢酸トリヒドラジド、クエン酸トリヒドラジド、1,2,4-ベンゼントリヒドラジド等の脂肪族トリヒドラジド;エチレンジアミンテトラ酢酸テトラヒドラジド、1,4,5,8-ナフトエ酸テトラヒドラジド等のテトラヒドラジド;カルボン酸低級アルキルエステル基を有する低重合体をヒドラジン又はヒドラジン水化物(ヒドラジンヒドラ-ド)と反応させてなるポリヒドラジド(特公昭52-22878号参照)等をあげることができる。
 上記ポリヒドラジド化合物は、疎水性が強すぎると水分散化が困難となり、均一な架橋塗膜が得られないことから、適度な親水性を有する比較的低分子量(300以下程度)の化合物を使用することが好ましい。このようなポリヒドラジド化合物としては、例えば、こはく酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバチン酸ジヒドラジド等の如くC4~C12のジカルボン酸のジヒドラジド化合物を挙げることができる。
 ポリヒドラジド化合物は、例えば、カルボニル基を含有する樹脂の架橋剤として使用することができる。
 ポリセミカルバジド化合物は、1分子中に2個以上のセミカルバジド基を有する化合物である。
 ポリセミカルバジド化合物としては、例えば、脂肪族、脂環族又は芳香族のビスセミカルバジド;ヘキサメチレンジイソシアネートやイソホロンジイソシアネート等のジイソシアネート又はそれらから誘導されるポリイソシアネート化合物にN,N-ジメチルヒドラジン等のN,N-置換ヒドラジンや上記例示のヒドラジドを過剰に反応させて得られる多官能セミカルバジド、該ポリイソシアネート化合物とポリエーテルとポリオール類やポリエチレングリコールモノアルキルエーテル類等の親水性基を含む活性水素化合物との反応物中のイソシアネート基に上記例示のジヒドラジドを過剰に反応させて得られる水系多官能セミカルバジド(例えば、特開平8-151358号参照);該多官能セミカルバジドと水系多官能セミカルバジドとの混合物等のセミカルバジド基を有する化合物;ビスアセチルジヒドラゾン等のヒドラゾン基を有する化合物等を挙げることができる。
 ポリセミカルバジド化合物は、例えば、カルボニル基を含有する樹脂の架橋剤として使用することができる。
 カルボジイミド基含有化合物は、例えば、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基同士を脱二酸化炭素反応せしめることにより得られる化合物である。
 該当する市販品としては、例えば、「カルボジライトV-02」、「カルボジライトV-02-L2」、「カルボジライトV-04」、「カルボジライトE-01」、「カルボジライトE-02」(いずれも日清紡社製、商品名)等を挙げることができる。
 カルボジイミド基化合物は、例えば、カルボキシル基を含有する樹脂の架橋剤として使用することができる。
 オキサゾリン基含有化合物としては、オキサゾリン基を有する重合体、例えばオキサゾリン基を有する重合性不飽和モノマーを、必要に応じその他の重合性不飽和モノマーと従来公知の方法(例えば溶液重合、乳化重合等)によって共重合させることにより得られる(共)重合体を挙げることができる。
 オキサゾリン基を有する重合性不飽和モノマーとしては、例えば、2-ビニル-2-オキサゾリン、2-ビニル-4-メチル-2-オキサゾリン、2-ビニル-5-メチル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-4-メチル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-5-エチル-2-オキサゾリン等を挙げることができる。
 上記のその他の重合性不飽和モノマーとしては、例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸の炭素数1~24個のアルキル又はシクロアルキルエステル;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸の炭素数2~8個のヒドロキシアルキルエステル;スチレン、ビニルトルエン等のビニル芳香族化合物;(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートとアミン類との付加物;ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート;N-ビニルピロリドン、エチレン、ブタジエン、クロロプレン、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、(メタ)アクリロニトリル等を挙げることができる。これらは単独でまたは2種以上組合せて使用することができる。
 オキサゾリン基含有化合物は、例えば、カルボキシル基を含有する樹脂の架橋剤として使用することができる。
 エポキシ化合物は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物である。具体的には、ビス(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート等のジエポキシ化合物、エポキシ基含有アクリル樹脂等を挙げることができる。
 エポキシ化合物は、例えば、酸基又はアミノ基を含有する樹脂の架橋剤として使用することができる。
 ポリカルボン酸としては、例えば、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,2,4-ブタントリカルボン酸、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸等の脂肪族多塩基酸類:フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸等の芳香族多塩基酸類:ポリオールと1,2-酸無水物との付加反応により生成するハーフエステル;ポリエポキシドとポリエポキシドのエポキシ基に対して2当量以上の1,2-酸無水物との付加反応生成物;カルボキシル基含有アクリル系重合体;酸無水基をハーフエステル化してなる基を有するアクリル系重合体;カルボキシル基含有ポリエステル系重合体等を挙げることができる。
 ポリカルボン酸は、例えば、エポキシ基又はカルボジイミド基含有樹脂の架橋剤として使用することができる。
 <水性塗料組成物>
 本発明の水性塗料組成物中の樹脂粒子(A)、ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)、ジエステル化合物(C)及び架橋剤(D)の量は、(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分の樹脂固形分総量を基準として、各々固形分として、樹脂粒子(A)が15~50質量%、好ましくは15~45質量%、さらに好ましくは15~40質量%、ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)が0~23質量%、好ましくは2~22質量%、さらに好ましくは4~21質量%、ジエステル化合物(C)が、0~23質量%、好ましくは2~22質量%、さらに好ましくは4~21質量%、架橋剤(D)が、20~85質量%、好ましくは20~75質量%、さらに好ましくは25~70質量%であることが適している。
 本明細書において、「及び/又は」とは前者及び後者のいずれか一方、又は、その両方を意味する。
 また、ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)及びジエステル化合物(C)の固形分総量は、樹脂粒子(A)、ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)、ジエステル化合物(C)及び架橋剤(D)の固形分総量に対して、5~25質量%であり、平滑性および塗膜性能の観点から、好ましくは7~25質量%、さらに好ましくは10~25質量%である。従って、(B)成分及び(C)成分の含有量がともに0質量%となることはない。 
 本発明の水性塗料組成物は上記(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分以外の、その他のバインダーをさらに含有することができる。
 その他のバインダーとしては、特に限定されるものではなく、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルウレタン複合樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂等のバインダーを挙げることができる。
 <アクリル樹脂>
 前記アクリル樹脂粒子(A1)以外の、水分散体としたときに平均粒子径が300~1000nmの範囲外となる、重合性不飽和モノマーを共重合することによって既知の方法で、合成することができるアクリル樹脂である。高固形分化の観点から平均粒子径が300nm未満の、アクリル樹脂粒子(A1)より小粒子径となるものを好適に使用することができる。
 乳化重合により合成されるアクリル樹脂及び溶液重合により合成されるアクリル樹脂のいずれであってもよく、両者を併用することもできる。溶液重合により合成する場合、反応に使用する有機溶剤としては、例えば、プロピレングリコールエーテル系、ジプロピレングリコールエーテル系等の親水性有機溶剤を使用するのが好ましい。また、水分散性の観点から、該アクリル樹脂はカルボキシル基等の酸基を有しているものが好ましい。
 乳化重合により合成する場合は前記アクリル樹脂粒子(A1)と同様にしてアクリル樹脂を合成することができる。
 重合性不飽和モノマーとしては、前記アクリル樹脂粒子(A1)で例示したものを同様に使用することができる。
 アクリル樹脂の重量平均分子量は耐侯性及び仕上り外観等の観点から、溶液重合により合成されるものである場合、1000~200000、特に、2000~100000であることが好ましい。
 アクリル樹脂が水酸基を有する場合、その水酸基価は、溶液重合により合成されるアクリル樹脂である場合、塗膜の硬化性の観点から、10~250mgKOH/g、特に30~150mgKOH/gであることが好ましい。また、乳化重合により合成されるアクリル樹脂である場合、塗膜の耐水性及び硬化性の観点から、5~150mgKOH/g、特に10~90mgKOH/gであることが好ましい。
 アクリル樹脂が酸基を有する場合、その酸価は、溶液重合により合成されるアクリル樹脂である場合、水性塗料中での分散安定性及び塗膜の硬化性、付着性の観点から、3~150mgKOH/g、特に5~70mgKOH/gであることが好ましい。また、乳化重合により合成されるアクリル樹脂である場合、塗膜の耐水性の観点から、0.01~100mgKOH/g、特に0.1~75mgKOH/gであることが好ましい。
 <ウレタン樹脂>
 前記ウレタン樹脂粒子(A2)以外の、水分散体としたときに平均粒子径が300~1000nmの範囲外となる、ポリイソシアネート成分とポリオール成分とを含む構成成分から既知の方法で、合成することができるウレタン樹脂である。高固形分化の観点から平均粒子径が300nm未満の、ウレタン樹脂粒子(A2)より小粒子径となるものを好適に使用することができる。前記ウレタン樹脂粒子(A2)と同様にして合成することができる。
 ウレタン樹脂の数平均分子量は仕上り外観及び耐チッピング性等の観点から、2000以上、特に5000以上、さらに特に10000以上の範囲内であることが好ましい。
 ウレタン樹脂が水酸基を有する場合、その水酸基価は、塗膜の硬化性の観点から、0~100mgKOH/g、特に5~100mgKOH/g、さらに特に10~100mgKOH/gであることが好ましい。
 ウレタン樹脂が酸基を有する場合、その酸価は、水性塗料中での分散安定性及び塗膜の硬化性、付着性等の観点から、5~40mgKOH/g、特に5~30mgKOH/g、さらに特に10~30mgKOH/gであることが好ましい。
 <アクリルウレタン複合樹脂>
 前記アクリルウレタン複合樹脂粒子(A3)以外の、水分散体としたときに平均粒子径が300~1000nmの範囲外となる、アクリル成分とウレタン成分とを構成成分とする既知の方法で、合成することができるアクリルウレタン複合樹脂である。高固形分化の観点から平均粒子径が300nm未満の、アクリルウレタン複合樹脂粒子(A3)より小粒子径となるものを好適に使用することができる。複合塗膜は前記アクリルウレタン複合樹脂粒子(A3)と同様にして合成することができる。
 アクリルウレタン複合樹脂が水酸基を有する場合、その水酸基価は、塗膜の硬化性の観点から、1~200mgKOH/g、特に1~170mgKOH/g、さらに特に1~140であることが好ましい。
 アクリルウレタン複合樹脂が酸基を有する場合、その酸価は、水性塗料中での分散安定性及び塗膜の硬化性、付着性等の観点から、0~60mgKOH/g、特に0~50mgKOH/g、さらに特に0~40mgKOH/gであることが好ましい。
 <ポリエステル樹脂>
 既知の方法で、常法に従い、多塩基酸と多価アルコ-ルとをエステル化反応させることによって合成することができる、水分散体としたときに平均粒子径が300~1000nmの範囲外となるポリエステル樹脂である。高固形分化の観点から平均粒子径が300nm未満のものを好適に使用することができる。また、水分散性の観点から、該ポリエステル樹脂としては、カルボキシル基等の酸基を有しているものが好ましい。
 多塩基酸は1分子中に2個以上のカルボキシル基を有する化合物であり、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ナフタレンジカルボン酸、4,4-ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルメタン-4,4'-ジカルボン酸、ヘット酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、シクロヘキサン-1,3-ジカルボン酸、シクロヘキサン-1,4-ジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロトリメリット酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、及びこれらの無水物等を挙げることができる。
 また、多価アルコ-ルは1分子中に2個以上の水酸基を有する化合物であり、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,2-ブタンジオール、3-メチル-1,2-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,4-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、2,3-ジメチルトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、3-メチル-4,5-ペンタンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,5-ヘキサンジオール、1,4-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、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等のグリコール類、これらのグリコール類にε-カプロラクトン等のラクトン類を付加したポリラクトンジオール、ビス(ヒドロキシエチル)テレフタレート等のポリエステルジオール類、1,3-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、スピログリコール、ジヒドロキシメチルトリシクロデカン、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ジグリセリン、トリグリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、並びに、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ヒドロキシカルボン酸等を挙げることができる。
 また、ポリエステル樹脂として、あまに油脂肪酸、やし油脂肪酸、サフラワー油脂肪酸、大豆油脂肪酸、ゴマ油脂肪酸、エノ油脂肪酸、麻油脂肪酸、トール油脂肪酸、脱水ヒマシ油脂肪酸等の(半)乾性油脂肪酸等で変性した脂肪酸変性ポリエステル樹脂も使用することができる。これらの脂肪酸の変性量は一般に油長で30質量%以下であることが適している。また、ポリエステル樹脂は安息香酸等の一塩基酸を一部反応させたものであってもよい。
 また、ポリエステル樹脂としては、プロピレンオキサイド及びブチレンオキサイド等のα-オレフィンエポキシド、カージュラE10(ジャパンエポキシレジン社製、商品名、合成高分岐飽和脂肪酸のグリシジルエステル)等のモノエポキシ化合物等をポリエステル樹脂の酸基と反応させたものであってもよい。
 ポリエステル樹脂へカルボキシル基を導入する場合、例えば、水酸基含有ポリエステルに無水酸を付加し、ハーフエステル化することで導入することもできる。
 ポリエステル樹脂が水酸基を有する場合、その水酸基価は、塗膜の耐水性及び硬化性の観点から、10~250mgKOH/g、特に40~170mgKOH/gであることが好ましい。
 ポリエステル樹脂が酸基を有する場合、その酸価は、塗膜の耐水性及び付着性の観点から、5~100mgKOH/g、特に10~60mgKOH/gであることが好ましい。
 ポリエステル樹脂の数平均分子量は、塗膜の耐水性及び硬化性の観点から、1000~100000、特に1000~50000であることが好ましい。
 上記したその他のバインダーも樹脂粒子(A)と同様、酸基を有するバインダーであり、水分散する場合、水への混合及び分散を容易にするため、中和剤(例えば、前記樹脂粒子(A)で例示したもの)により中和を行なうことが、水分散性を向上させる観点から好ましい。
 本発明の水性塗料組成物には、必要に応じて、顔料を使用することができる。顔料としては、例えば、酸化チタン、亜鉛華、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、プルシアンブルー、コバルトブルー、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリン顔料、スレン系顔料、ペリレン顔料等の着色顔料;タルク、クレー、カオリン、バリタ、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナホワイト等の体質顔料;アルミニウム粉末、雲母粉末、酸化チタンで被覆した雲母粉末等の光輝性顔料等を好適に用いることができる。
 顔料の配合量は、全顔料濃度としてPWC(Pigment Weight Content)で0.1~100%、特に0.5~50%、さらに特に1.0~30%であることが高固形分化及び仕上り外観の観点から好ましい。
 本発明の水性塗料組成物には、さらに必要に応じて、硬化触媒、分散剤、粘性制御剤、有機溶剤、消泡剤、増粘剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、表面調整剤等の通常、塗料組成物に添加される添加剤を適宜使用することができる。
 本発明の水性塗料組成物は、溶媒は水性媒体である。水性媒体は、水を主体とするものであれば限定されない。例えば、水、または水及び水溶性有機溶媒などの有機溶媒を含む水-有機溶媒混合溶液などを挙げることができる。有機溶媒としては、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブルエーテル、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ブチルエーテル、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ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、3-メチル3-メトキシブタノールなどの水溶性有機溶媒などが挙げられる。有機溶剤は1種又は2種以上混合して使用できる。有機溶剤としては水溶性有機溶媒を主体とするものが好適である。また、水と有機溶媒との混合割合は特に制限はないが、有機溶媒の含有量は混合溶液の50質量%以下、特に35質量%以下が望ましい。
 なお一般に塗料において、高固形分(ハイソリッド)であるとは、塗料組成物として使用可能(得られる塗膜の仕上り外観を満足することができる塗装が可能)な粘度において固形分濃度が高いことを意味する。
 なお、固形分は、JIS K5601に規定されている、所定条件下で蒸発によって得られる残さの質量分率である加熱残分として求めることができる。
 水性塗料においては、具体的には例えば、20℃におけるフォードカップNo.4の粘度を40~50秒に調整した際に、その質量固形分濃度が53~60質量%である。
 ただし、上記粘度の規定は、フォードカップNo.4を用いることに限定されず、他の同様な測定手段を用いて、実質的に同じ範囲になるものを含むものである。
 被塗物に本発明の水性塗料組成物を塗装し、被塗物上に本発明の水性塗料組成物が硬化した塗膜を形成することができる。かくして、本発明の水性塗料組成物が硬化した塗膜を有する物品を得ることができる。
 本発明の水性塗料組成物は、塗装作業幅が広く、仕上がり外観及び耐チッピング性等の塗膜性能にも優れた高固形分の水性塗料組成物であるので、例えば、自動車用、建材用等、特に自動車用途の塗料組成物として使用するのが適している。
 本発明の水性塗料組成物の塗装は、従来から知られている方法、例えば、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装、回転霧化塗装、カーテンコート塗装、ローラー塗装等により行なうことができる。これらの塗装方法においては、必要に応じて、静電印加を行なってもよい。また、かかる塗装方法は、所望の膜厚が得られるまで、1回ないし数回に分けて行うことができる。その膜厚は硬化塗膜に基いて、3~100μm、特に5~60μmが好ましく、その塗膜は、例えば、室温~170℃で、必要に応じて加熱することにより硬化させることができる。加熱硬化は、それ自体既知の加熱手段、例えば、熱風炉、電気炉、電磁誘導加熱炉等の乾燥炉を用いて行うことができる。必要に応じて加熱硬化を行なう前に溶媒等の揮発成分の揮散を促進するために、50~80℃程度の温度で3~10分間程度のプレヒートを行なってもよい。
 被塗物(基材)としては、特に制限はないが、例えば、冷延鋼板、亜鉛メッキ鋼板、亜鉛合金メッキ鋼板、ステンレス鋼板、錫メッキ鋼板等の鋼板、アルミニウム板、アルミニウム合金板等の金属素材;ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(ABS)樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂類、各種のFRP等のプラスチック素材;コンクリート面、モルタル面、スレート板、瓦、PC板、ALC板、セメント、セメントケイ酸カルシウム板、陶磁器、タイル、ガラス、木材、石材、塗膜面等が好ましい。これらの内、金属素材及びプラスチック素材が好ましい。
 また、これらにより形成される自動車、二輪車、コンテナ等の各種車両の車体、建材等であってもよい。
 また、該被塗物は、金属基材や上記車体等の金属表面に、リン酸塩処理、クロメート処理、複合酸化物処理等の表面処理が施されたものであってもよい。
 また、これらの被塗物はあらかじめ、下塗塗装(例えばカチオン電着塗装など)及び場合によりさらに中塗塗装等を行なったものであってもよい。
 また、被塗物はさらに、中塗塗面上に、着色塗料等による塗膜が形成されてなるものであってもよい。
 本発明の水性塗料組成物は、その使用に際して、必要に応じて水及び/又は有機溶剤等を添加して希釈し、適正粘度に調整することにより塗装することができる。
 適正粘度は、塗料組成により異なるが、例えば、フォードカップ粘度計No.4を用いて調整した場合、20℃において、通常、20~60秒程度、好ましくは25~50秒程度の粘度である。また、上記において、本塗料の塗装固形分濃度は、通常、50~65質量%程度、好ましくは53~65質量%程度である。
 本発明の水性塗料組成物は、特に以下の4工程からなる3層の複層塗膜形成方法の第1ベースコート塗膜を形成する塗料組成物として好適に使用することができる。
(1)被塗物に請求項1~3のいずれか1項に記載の水性塗料組成物を塗装して第1ベースコート塗膜を形成せしめる工程、
(2)未硬化の該第1ベースコート塗膜上に水性ベースコート塗料組成物を塗装して第2ベースコート塗膜を形成せしめる工程、
(3)未硬化の該第2ベースコート塗膜上にクリヤコート塗料組成物を塗装してクリヤコート塗膜を形成せしめる工程、ならびに
(4)該未硬化の、第1ベースコート塗膜、第2ベースコート塗膜及びクリヤコート塗膜を同時に加熱硬化させる工程を含んでなる複層塗膜形成方法。
 <工程(1)>
 本発明の水性塗料組成物は、上記被塗物上に、それ自体既知の方法、例えば、エアスプレー、エアレススプレー、回転霧化塗装機等により塗装することができる。これらの内、エアスプレー塗装、回転霧化塗装等の方法が好ましい。塗装の際、静電印加を行ってもよい。塗装膜厚は、通常、硬化膜厚として、通常、5~70μm程度、好ましくは10~50μm程度、より好ましくは10~40μm程度となる量であるのが好ましい。
 <工程(2)>
 上記の如くして形成される第1ベースコート塗膜上には、さらに、水性ベースコート塗料組成物が塗装される。
 上記水性ベースコート塗料組成物の塗装は、ワキ、タレ等の塗膜欠陥の抑制や得られる塗膜の平滑性の観点から、上記第1着色塗膜の固形分含有率が、70~100質量%、好ましくは80~100質量%、さらに好ましくは90~100質量%の範囲内にある間に行なうことが好適である。
 上記第1ベースコート塗膜の固形分含有率は、水性ベースコート塗料組成物を塗装する前に、例えば、予備加熱(プレヒート)、エアブロー等を行なうことにより調整することができる。
 上記予備加熱は、通常、塗装された被塗物を乾燥炉内で約50~約110℃、好ましくは約60~約80℃の温度で1~30分間程度直接的又は間接的に加熱することにより行うことができる。
 また、上記エアブローは、通常、被塗物の塗装面に常温又は約25℃~約80℃の温度に加熱された空気を吹き付けることにより行うことができる。
 また、前記第1ベースコート塗膜の固形分含有率は、例えば以下の方法により測定することができる。
 まず、被塗物と同時に、予め質量(W)を測定しておいたアルミホイル上に、本発明の水性塗料組成物を塗装する。続いて、塗装後、必要に応じて予備加熱などがされた該アルミホイルを、水性ベースコート塗料組成物が塗装される直前に回収し、その質量(W)を測定する。次に、回収したアルミホイルを110℃で60分間乾燥し、デシケーター内で室温まで放冷した後、該アルミホイルの質量(W)を測定し、以下の式に従って固形分含有率を求める。
 固形分含有率(質量%)={(W-W)/(W-W)}×100
 上記水性ベースコート塗料組成物としては、例えば、自動車車体の塗装において通常使用されるそれ自体既知のものを使用することができる。具体的には、カルボキシル基、水酸基などの架橋性官能基を有する、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の基体樹脂と、ブロックされていてもよいポリイソシアネート化合物、メラミン樹脂、尿素樹脂等の架橋剤からなる樹脂成分を、顔料、その他の添加剤と共に水に溶解ないし分散させて塗料化したものを使用することができる。なかでも、基体樹脂として前記アクリル樹脂及び/又はポリエステル樹脂を使用し、硬化剤としてメラミン樹脂を使用する熱硬化型水性塗料を好適に用いることができる。
 顔料成分としては、本発明の塗料組成物の説明において例示した着色顔料、光輝性顔料、体質顔料等を使用することが可能であり、顔料成分の少なくとも1種として光輝性顔料を用いることによって、緻密感を有するメタリック調又はパール調の塗膜を形成せしめることができる。
 上記光輝性顔料としては、例えば、アルミニウム(蒸着アルミニウムを含む)、銅、亜鉛、真ちゅう、ニッケル、酸化アルミニウム、雲母、酸化チタンや酸化鉄で被覆された酸化アルミニウム、酸化チタンや酸化鉄で被覆された雲母、ガラスフレーク、ホログラム顔料等を挙げることができる。なかでも、アルミニウム、酸化アルミニウム、雲母、酸化チタンや酸化鉄で被覆された酸化アルミニウム、酸化チタンや酸化鉄で被覆された雲母を用いることが好ましく、アルミニウムを用いることが特に好ましい。上記光輝性顔料は単独でもしくは2種以上組合せて使用することができる。
 また、上記光輝性顔料は鱗片状であることが好ましい。また、該光輝性顔料としては、長手方向寸法が1~100μm、特に5~40μm、厚さが0.0001~5μm、特に0.001~2μmの範囲内にあるものが適している。
 水性ベースコート塗料組成物が上記光輝性顔料を含有する場合、該光輝性顔料の配合量は、水性ベースコート塗料組成物中の樹脂固形分100質量部を基準として、通常、1~50質量部、好ましくは2~30質量部、さらに好ましくは3~20質量部であることが好適である。
 また、水性ベースコート塗料組成物は、疎水性溶媒を含有することが好ましい。
 疎水性溶媒としては、得られる塗膜の光輝感に優れる観点から、アルコール系疎水性溶媒を用いることが好ましい。なかでも、炭素数7~14のアルコール系疎水性溶媒、例えば、1-オクタノール、2-オクタノール、2-エチル-1-ヘキサノール、エチレングリコールモノ2-エチルヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノn-ブチルエーテル、及びジプロピレングリコールモノn-ブチルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも1種のアルコール系疎水性溶媒がさらに好ましい。
 水性ベースコート塗料組成物が、疎水性溶媒を含有する場合、その配合量は、得られる塗膜の光輝感に優れる観点から、水性ベースコート塗料組成物中の樹脂固形分100質量部を基準として、2~70質量部、好ましくは11~60質量部、さらに好ましくは16~50質量部であることが好適である。
 水性ベースコート塗料組成物の塗装は、それ自体既知の方法、例えば、エアスプレー、エアレススプレー、回転霧化塗装機等により塗装することができ、塗装の際、静電印加を行ってもよい。塗装膜厚は、通常、硬化膜厚として、5~40μm、好ましくは10~30μmの範囲内とすることができる。
 また、水性ベースコート塗料組成物は、さらに必要に応じて、硬化触媒、増粘剤、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、可塑剤、有機溶剤、表面調整剤、沈降防止剤等の通常の塗料用添加剤を単独でもしくは2種以上組合せて含有することができる。
 塗装された水性ベースコート塗料組成物の塗膜(第2ベースコート塗膜)は、例えば、プレヒート、エアブロー等により、約50~約110℃、好ましくは約60~約90℃の温度で1~60分間程度加熱することにより乾燥することができる。
 <工程(3)>
 上記の如くして形成される第2ベースコート塗膜上には、さらに、クリヤコート塗料組成物が塗装される。
 クリヤコート塗料組成物としては、例えば、自動車車体の塗装において通常使用される公知の熱硬化性クリヤ塗料組成物を使用することができる。例えば、架橋性官能基を有する基体樹脂及び架橋剤を含有する有機溶剤型熱硬化性塗料組成物、水性熱硬化性塗料組成物、粉体熱硬化性塗料組成物等を挙げることができる。
 上記基体樹脂が有する架橋性官能基としては、例えば、カルボキシル基、水酸基、エポキシ基、シラノール基等を挙げることができる。基体樹脂の種類としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等を挙げることができる。架橋剤としては、例えば、ポリイソシアネート化合物、ブロック化ポリイソシアネート化合物、メラミン樹脂、尿素樹脂、カルボキシル基含有化合物、カルボキシル基含有樹脂、エポキシ基含有樹脂、エポキシ基含有化合物等を挙げることができる。
 クリヤコート塗料組成物の基体樹脂/架橋剤の組み合わせとしては、カルボキシル基含有樹脂/エポキシ基含有樹脂、水酸基含有樹脂/ポリイソシアネート化合物、水酸基含有樹脂/ブロック化ポリイソシアネート化合物、水酸基含有樹脂/メラミン樹脂等が好ましい。
 また、上記クリヤコート塗料組成物は、一液型塗料であってもよいし、二液型ウレタン樹脂塗料等の多液型塗料であってもよい。
 また、上記クリヤコート塗料組成物には、必要に応じて、透明性を阻害しない程度に着色顔料、光輝性顔料、染料等を含有させることができ、さらに体質顔料、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、増粘剤、防錆剤、表面調整剤等を適宜含有せしめることができる。
 上記クリヤコート塗料組成物は、前記第2ベースコート塗膜上に、それ自体既知の方法、例えば、エアレススプレー、エアスプレー、回転霧化塗装機等により塗装することができ、塗装の際、静電印加を行ってもよい。塗装膜厚は、通常、硬化膜厚として、10~60μm、好ましくは25~50μmとなるように塗装することができる。
 <工程(4)>
 以上に述べた如くして形成される第1ベースコート塗膜、第2ベースコート塗膜及びクリヤコート塗膜の3層の塗膜からなる複層塗膜は、通常の塗膜の焼付け手段により、例えば、熱風加熱、赤外線加熱、高周波加熱等により、約80~約170℃、好ましくは約120~約160℃の温度で、約20~約40分間程度加熱して同時に硬化させることができる。
 以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、「部」及び「%」はいずれも質量基準によるものである。
 <樹脂粒子(A)の製造>
 <アクリル樹脂粒子(A1)の製造>
 製造例1
 ガラスビーカー中で、2-エチルヘキシルアクリレート67.2部及びアリルメタクリレート2.8部を混合し、次いでこの混合物に「Newcol707SF」7部(商品名、日本乳化剤社製、ポリオキシエチレン鎖を有するアニオン性乳化剤、有効成分30%)、及び脱イオン水70部を加え、ディスパーにて2000rpmで15分間攪拌し、予備乳化液(1)を調製した。この予備乳化液(1)を高圧乳化装置(スギノマシン社製 アルティマイザー)にて高圧処理することにより、平均粒子径570nmのモノマー乳化物(1)を得た。
 また別のガラスビーカー中で、アリルメタクリレート1.2部、4-ヒドロキシブチルアクリレート4.8部、メタクリル酸1.2部及びメチルメタクリレート22.8部を混合し、次いでこの混合物「Newcol707SF」3部、過硫酸アンモニウム0.03部、及び脱イオン水20部を加え、ディスパーにて2000rpmで15分間攪拌し、モノマー乳化液(2)を調製した。
 温度計、サーモスタット、撹拌器、還流冷却器、窒素導入管及び滴下装置を備えた反応容器に上記モノマー乳化物(1)を移し、脱イオン水59部にて希釈した。その後80℃まで昇温させ、過硫酸アンモニウム0.7部を投入し、温度を80℃に保持しながら3時間撹拌した。
 更に、上記のモノマー乳化物(2)を1時間かけて滴下し、1時間熟成した後、30℃まで冷却し、5%2-(ジメチルアミノ)エタノール水溶液を反応容器に徐々に加えながらpHを8.0まで調整した。更に脱イオン水にて固形分濃度が30%となるよう希釈し、アクリル樹脂粒子(A1-1)分散液を得た。
 得られたアクリル樹脂粒子(A1-1)は、平均粒子径が600nm(サブミクロン粒度分布測定装置「COULTER N4型」(ベックマン・コールター社製))を用いて、脱イオン水で希釈し20℃で測定した。)、水酸基価が19mgKOH/g、酸価が8mgKOH/gであった。
 製造例2
 上記製造例1の、モノマー乳化物(1)を得る際の高圧乳化処理において、圧力を調整することにより、平均粒子径850nmのモノマー乳化物(1)を得る以外は、製造例1と同様にして、固形分濃度が30%のアクリル樹脂粒子(A1-2)分散液を得た。
 得られたアクリル樹脂粒子(A1-2)は、平均粒子径が900nm(サブミクロン粒度分布測定装置「COULTER N4型」(ベックマン・コールター社製))を用いて、脱イオン水で希釈し20℃で測定した。)、水酸基価が19mgKOH/g、酸価が8mgKOH/gであった。
 製造例3
 上記製造例1の、モノマー乳化物(1)を得る際の高圧乳化処理において、圧力を調整することにより、平均粒子径170nmのモノマー乳化物(1)を得る以外は、製造例1と同様にして、固形分濃度が30%のアクリル樹脂粒子(A1-3)分散液を得た。
 得られたアクリル樹脂粒子(A1-3)は、平均粒子径が200nm(サブミクロン粒度分布測定装置「COULTER N4型」(ベックマン・コールター社製))を用いて、脱イオン水で希釈し20℃で測定した。)、水酸基価が19mgKOH/g、酸価が8mgKOH/gであった。
 <ウレタン樹脂粒子(A2)の製造>
 製造例4
 温度計、サーモスタット、攪拌装置及び還流冷却器を備えた反応容器に、「PTMG-1000」(商品名、三菱化学製、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、分子量約1000)68.9部、及びジメチロールプロピオン酸2.9部、トリメチロールプロパン1.5部、「ネオスタン U-600」(商品名、日東化成製、ビスマス系触媒)0.1部、メチルエチルケトン溶剤100部を仕込み、攪拌しながら80℃まで昇温させた後、イソホロンジイソシアネート26.1部を30分かけて滴下した。その後80℃を保持してNCO価が6.2mg/g以下となるまで反応させ、室温まで冷却することにより、末端イソシアネート基を有するポリウレタン樹脂のプレポリマー溶液を得た。得られたウレタンプレポリマーの数平均分子量は9000であった。
 その後攪拌を続け、メチルエチルケトン溶剤100部で樹脂粘度を低減させた後、ジメチルエタノールアミン1.2部を添加して中和を行い、脱イオン水148.8部を適時添加しながら水分散(転相乳化)を行った。
 水分散(乳化)完了後、エチレンジアミン0.6部を添加し、40℃に昇温して2時間撹拌した。これによりウレタン樹脂の末端イソシアネート基とジアミンとの鎖伸長反応を行った。
 その後、攪拌を続け、60℃まで昇温しながら減圧脱溶剤を行った。配合したメチルエチルケトン溶剤を全て留去した時点で常圧に戻し、冷却後、過剰に留去された脱イオン水を補正することで、質量固形分濃度40%のウレタン樹脂粒子(A2-1)の水分散体を得た。
 得られたウレタン樹脂粒子(A2-1)の平均粒子径は330nm(サブミクロン粒度分布測定装置「COULTER N4型」(ベックマン・コールター社製))を用いて、脱イオン水で希釈し20℃で測定)、酸価は12mgKOH/g、水酸基価は0mgKOH/g、粘度は350mPa・s(B型粘度計、60rpm、23℃)であった。数平均分子量は、GPC測定装置の排除限界能力を超えており、測定不能であった。(およそ100万以上と推定される)。
 製造例5
 中和アミンの、ジメチルエタノールアミンを0.6部に減量する以外は、製造例4と同様にして、質量固形分濃度40%のウレタン樹脂粒子(A2-2)の水分散体を得た。
 得られたウレタン樹脂粒子(A2-2)の平均粒子径は520nm(サブミクロン粒度分布測定装置「COULTER N4型」(ベックマン・コールター社製))を用いて、脱イオン水で希釈し20℃で測定)、酸価は12mgKOH/g、水酸基価は0mgKOH/g、粘度は150mPa・s(B型粘度計、60rpm、23℃)であった。数平均分子量は、GPC測定装置の排除限界能力を超えており、測定不能であった。(およそ100万以上と推定される)。
 製造例6
 「PTMG-1000」の代わりに、「ETERNACOLL UH-100」(商品名、宇部興産製、1,6-ヘキサンジオールベースポリカーボネートジオール、分子量約1000)を使用する以外は、製造例4と同様にして、質量固形分濃度40%のウレタン樹脂粒子(A2-3)の水分散体を得た。
 得られたウレタン樹脂粒子(A2-3)の平均粒子径は320nm(サブミクロン粒度分布測定装置「COULTER N4型」(ベックマン・コールター社製))を用いて、脱イオン水で希釈し20℃で測定)、酸価は12mgKOH/g、水酸基価は0mgKOH/g、粘度は210mPa・s(B型粘度計、60rpm、23℃)であった。数平均分子量は、GPC測定装置の排除限界能力を超えており、測定不能であった。(およそ100万以上と推定される)。
 製造例7
 中和アミンの、ジメチルエタノールアミンを1.5部に増量する以外は、製造例4と同様にして、質量固形分濃度は40%のウレタン樹脂粒子(A2-4)の水分散体を得た。
 得られたウレタン樹脂粒子(A2-4)の平均粒子径は250nm(サブミクロン粒度分布測定装置「COULTER N4型」(ベックマン・コールター社製))を用いて、脱イオン水で希釈し20℃で測定)、酸価は12mgKOH/g、水酸基価は0mgKOH/g、粘度は2500mPa・s(B型粘度計、60rpm、23℃)であった。数平均分子量は、GPC測定装置の排除限界能力を超えており、測定不能であった。(およそ100万以上と推定される)。
 <アクリルウレタン複合樹脂粒子(A3)の製造>
 製造例8
 温度計、サーモスタット、攪拌装置及び還流冷却器を備えた反応容器に、「PTMG-1000」(商品名、三菱化学製、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、分子量約1000)35.9部、ジメチロールプロピオン酸2.8部、n-ブチルアクリレート14部、2-エチルヘキシルアクリレート30.5部、ブチルヒドロキシトルエン0.01部及び「ネオスタン U-600」(商品名、日東化成製、ビスマス系触媒)0.1部を仕込み、90℃まで昇温させた後イソホロンジイソシアネート11.3部を30分かけて滴下した。その後90℃を保持し、NCO価が1mg/g以下となるまで反応させ、室温まで冷却した。この反応生成物に、2-ヒドロキシエチルメタクリレート3.5部及びアリルメタクリレート1部を添加しアクリルモノマーで希釈された水酸基含有ポリウレタン樹脂を得た。得られたポリウレタン樹脂の酸価は24mgKOH/g、水酸基価は14mgKOH/g、重量平均分子量は25000であった。
 上記のアクリルモノマーで希釈された水酸基含有ポリウレタン樹脂に、中和アミンとしてジメチルエタノールアミン1.1部を仕込み、室温のまま脱イオン水143部で転相乳化を行った。撹拌しながら70℃まで昇温させ、「VA-057」(商品名、和光純薬工業社製、乳化重合用重合開始剤)0.1部を脱イオン水4部に溶解させた開始剤溶液をフラスコに30分間かけて滴下し、該温度を保持しながら2時間撹拌した。さらに、「VA-057」0.05部を脱イオン水2部に溶解させた開始剤溶液をフラスコに投入し、該温度を保持しながら2時間撹拌した後冷却し、質量固形分濃度40%のアクリルウレタン複合樹脂粒子(A3-1)の水分散体を得た。
 得られたアクリルウレタン複合樹脂粒子(A3-1)の平均粒子径は350nm(サブミクロン粒度分布測定装置「COULTER N4型」(ベックマン・コールター社製))を用いて、脱イオン水で希釈し20℃で測定)、粘度は200mPa・s(B型粘度計、60rpm、23℃)、水酸基価は22mgKOH/g、酸価は12mgKOH/gであった。
 製造例9
 中和アミンの、ジメチルエタノールアミンを0.6部に減量する以外は、製造例8と同様にして、質量固形分濃度40%のアクリルウレタン複合樹脂粒子(A3-2)の水分散体を得た。
 得られたアクリルウレタン複合樹脂粒子(A3-2)の平均粒子径は530nm(サブミクロン粒度分布測定装置「COULTER N4型」(ベックマン・コールター社製))を用いて、脱イオン水で希釈し20℃で測定)、粘度は110mPa・s(B型粘度計、60rpm、23℃)、水酸基価は22mgKOH/g、酸価は12mgKOH/gであった。
 製造例10
 「PTMG-1000」の代わりに、「ETERNACOLL UH-100」(商品名、宇部興産製、1,6-ヘキサンジオールベースポリカーボネートジオール、分子量約1000)を使用する以外は、製造例8と同様にして、質量固形分濃度40%のアクリルウレタン複合樹脂粒子(A3-3)の水分散体を得た。
 得られたアクリルウレタン複合樹脂粒子(A3-3)の平均粒子径は310nm(サブミクロン粒度分布測定装置「COULTER N4型」(ベックマン・コールター社製))を用いて、脱イオン水で希釈し20℃で測定)、粘度は60mPa・s(B型粘度計、60rpm、23℃)、水酸基価は22mgKOH/g、酸価は12mgKOH/gであった。
 製造例11
 温度計、サーモスタット、攪拌装置及び還流冷却器を備えた反応容器に、「PTMG-1000」(商品名、三菱化学製、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、分子量約1000)32.2部、ジメチロールプロピオン酸2.9部、n-ブチルアクリレート14部、2-エチルヘキシルアクリレート30.5部、ブチルヒドロキシトルエン0.01部及び「ネオスタン U-600」0.1部を仕込み、90℃まで昇温させた後イソホロンジイソシアネート13.3部を30分かけて滴下した。その後90℃を保持し、NCO価が11mg/g以下となるまで反応させ、更に2-ヒドロキシエチルメタクリレート3.5部を仕込み、NCO価が1mg/g以下となるまで反応させ、室温まで冷却した。この反応生成物に、アリルメタクリレート1部を添加しアクリルモノマーで希釈された末端不飽和二重結合を含有するポリウレタン樹脂を得た。得られたポリウレタン樹脂の酸価は24mgKOH/g、水酸基価は0mgKOH/g、重量平均分子量は28000であった。
 上記のアクリルモノマーで希釈された末端不飽和二重結合を含有するポリウレタン樹脂に、中和アミンとしてジメチルエタノールアミン1.1部を仕込み、室温のまま脱イオン水143部で転相乳化を行った。撹拌しながら70℃まで昇温させ、「VA-057」0.1部を脱イオン水4部に溶解させた開始剤溶液をフラスコに30分間かけて滴下し、該温度を保持しながら2時間撹拌した。さらに、「VA-057」0.05部を脱イオン水2部に溶解させた開始剤溶液をフラスコに投入し、該温度を保持しながら2時間撹拌した後冷却し、質量固形分濃度40%のアクリルウレタン複合樹脂粒子(A3-4)の水分散体を得た。
 得られたアクリルウレタン複合樹脂粒子(A3-4)の平均粒子径は330nm(サブミクロン粒度分布測定装置「COULTER N4型」(ベックマン・コールター社製))を用いて、脱イオン水で希釈し20℃で測定)、粘度は90mPa・s(B型粘度計、60rpm、23℃)、水酸基価は9mgKOH/g、酸価は12mgKOH/gであった。
 製造例12
 温度計、サーモスタット、攪拌装置及び還流冷却器を備えた反応容器に、「PTMG-1000」(商品名、三菱化学製、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、分子量約1000)35.9部、ジメチロールプロピオン酸2.8部、n-ブチルアクリレート7部、2-エチルヘキシルアクリレート22部、ブチルヒドロキシトルエン0.01部及び「ネオスタン U-600」0.1部を仕込み、90℃まで昇温させた後イソホロンジイソシアネート11.3部を30分かけて滴下した。その後90℃を保持し、NCO価が1mg/g以下となるまで反応させ、室温まで冷却した。この反応生成物に、アリルメタクリレート1部を添加しアクリルモノマーで希釈された水酸基含有ポリウレタン樹脂を得た。得られたポリウレタン樹脂の酸価は24mgKOH/g、水酸基価は14mgKOH/g、重量平均分子量は25000であった。
 上記のアクリルモノマーで希釈された水酸基含有ポリウレタン樹脂に、中和アミンとして、ジメチルエタノールアミン1.1部を仕込み、室温のまま脱イオン水128部で転相乳化を行った。撹拌しながら70℃まで昇温させ、「VA-057」0.06部を脱イオン水2.4部に溶解させた開始剤溶液をフラスコに30分間かけて滴下し、該温度を保持しながら2時間撹拌した。その後、下記組成のモノマー乳化物と「VA-057」0.04部を脱イオン水1.6部に溶解させたものを1.5時間かけて滴下し、該温度を保持しながら1時間撹拌した後、さらに「VA-057」0.05部を脱イオン水2部に溶解させた開始剤溶液をフラスコに投入し、該温度を保持しながら2時間撹拌した後冷却し、質量固形分濃度40%のアクリルウレタン複合樹脂粒子(A3-5)の水分散体を得た。
  モノマー乳化物組成
  2-エチルヘキシルアクリレート              8部
  n-ブチルアクリレート                  7部
  2-ヒドロキシエチルメタクリレート          3.5部
  アクリル酸                      0.5部
  アリルメタクリレート                   1部
  「Newcol707SF」              2.0部
  脱イオン水                       15部
 得られたアクリルウレタン複合樹脂粒子(A3-5)の平均粒子径は400nm(サブミクロン粒度分布測定装置「COULTER N4型」(ベックマン・コールター社製))を用いて、脱イオン水で希釈し20℃で測定)、粘度は160mPa・s(B型粘度計、60rpm、23℃)、水酸基価は22mgKOH/g、酸価は16mgKOH/gであった。
 製造例13
 温度計、サーモスタット、攪拌装置及び還流冷却器を備えた反応容器に、「PTMG-1000」(商品名、三菱化学製、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、分子量約1000)33.1部、ジメチロールプロピオン酸2.9部、n-ブチルアクリレート14部、2-エチルヘキシルアクリレート30.5部、ブチルヒドロキシトルエン0.01部及び「ネオスタン U-600」0.1部を仕込み、90℃まで昇温させた後イソホロンジイソシアネート13.6部を30分かけて滴下した。その後90℃を保持し、NCO価が11mg/g以下となるまで反応させ、室温まで冷却した。室温のまま、この反応生成物に、2-エチルへキシルメタクリレート3.5部及びアリルメタクリレート1部を添加し末端イソシアネート基含有ポリウレタン樹脂を得た。得られたポリウレタン樹脂の酸価は25mgKOH/g、水酸基価は0mgKOH/g、重量平均分子量は26000であった。
 上記のアクリルモノマーで希釈された末端イソシアネート基を含有するポリウレタン樹脂に、中和アミンとしてジメチルエタノールアミン1.1部を仕込み、室温のまま脱イオン水143部で転相乳化を行った。更に、鎖伸長剤としてエチレンジアミン0.4部を仕込み、撹拌しながら40℃まで昇温させ、2時間反応させた。そのまま撹拌しながら70℃まで昇温させ、「VA-057」0.1部を脱イオン水4部に溶解させた開始剤溶液をフラスコに30分間かけて滴下し、該温度を保持しながら2時間撹拌した。さらに、「VA-057」0.05部を脱イオン水2部に溶解させた開始剤溶液をフラスコに投入し、該温度を保持しながら2時間撹拌した後冷却し、質量固形分濃度40%のアクリルウレタン複合樹脂粒子(A3-6)の水分散体を得た。
 得られたアクリルウレタン複合樹脂粒子(A3-6)の平均粒子径は350nm(サブミクロン粒度分布測定装置「COULTER N4型」(ベックマン・コールター社製))を用いて、脱イオン水で希釈し20℃で測定)、粘度は150mPa・s(B型粘度計、60rpm、23℃)、水酸基価は15mgKOH/g、酸価は12mgKOH/gであった。
 製造例14
 中和アミンの、ジメチルエタノールアミンを1.7部に増量する以外は、製造例8と同様にして、質量固形分濃度40%のアクリルウレタン複合樹脂粒子(A3-7)の水分散体を得た。
 得られたアクリルウレタン複合樹脂粒子(A3-7)の平均粒子径は170nm(サブミクロン粒度分布測定装置「COULTER N4型」(ベックマン・コールター社製))を用いて、脱イオン水で希釈し20℃で測定)、粘度は890mPa・s(B型粘度計、60rpm、23℃)、水酸基価は22mgKOH/g、酸価は12mgKOH/gであった。
 なお、製造例3のアクリル樹脂粒子(A1-3)、製造例7のウレタン樹脂粒子(A2-4)及び製造例14のアクリルウレタン複合樹脂粒子(A3-7)は、比較例用の樹脂粒子である。
 <顔料分散樹脂(水酸基含有ポリエステル樹脂(E))の製造>
 製造例15
 温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器及び水分離器を備えた反応容器に、トリメチロールプロパン174部、ネオペンチルグリコール327部、アジピン酸352部、イソフタル酸109部及び1,2-シクロヘキサンジカルボン酸無水物101部を仕込み、160℃から230℃まで3時間かけて昇温させた後、生成した縮合水を水分離器により留去させながら230℃で保持し、酸価が3mgKOH/g以下となるまで反応させた。この反応生成物に、無水トリメリット酸59部を添加し、170℃で30分間付加反応を行った後、50℃以下に冷却し、2-(ジメチルアミノ)エタノールを酸基に対して当量添加し中和してから、脱イオン水を徐々に添加することにより、固形分濃度45%、pH7.2の水酸基含有ポリエステル樹脂(E)溶液を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂は、酸価が35mgKOH/g、水酸基価が128mgKOH/g、数平均分子量が1500であった。
 <水性塗料組成物の製造>
 実施例1
 製造例15で得た水酸基含有ポリエステル樹脂(E)溶液22.2部(樹脂固形分10部)、「JR-806」(商品名、テイカ社製、ルチル型二酸化チタン)60部、「カーボンMA-100」(商品名、三菱化学社製、カーボンブラック)1部、「バリエースB-35」(商品名、堺化学工業社製、硫酸バリウム粉末、平均一次粒子径0.5μm)15部及び脱イオン水5部を混合し、2-(ジメチルアミノ)エタノールでpH8.0に調整した後、ペイントシェーカーで30分間分散して顔料分散ペーストを得た。
 次に、得られた顔料分散ペースト103.2部、製造例1で得たアクリル樹脂粒子(A1-1)分散液83.3部(樹脂固形分25部)、製造例5で得たウレタン樹脂粒子(A2-2)分散液25部(樹脂固形分10部)、ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B1)(ポリオキシプロピレングリコール、数平均分子量400)7.5部、ジエステル化合物(C1)(ポリオキシエチレングリコールと2-エチルペンタン酸のジエステル化合物。前記一般式(1)で、Rが炭素数6の分岐アルキル基であり、Rがエチレン基であり、mが7である。分子量536。)7.5部、架橋剤(D1)(バイヒジュールVPLS2310(商品名、住化バイエルウレタン社製、オキシムブロックポリイソシアネート化合物、固形分38%))26.3部(樹脂固形分10部)及び架橋剤(D2)(メチル-ブチル混合エーテル化メラミン樹脂、固形分80%、重量平均分子量800)37.5部(樹脂固形分30部)を均一に混合した。
 次いで、得られた混合物に、「UH-752」(商品名、ADEKA社製、ウレタン会合型増粘剤)、2-(ジメチルアミノ)エタノール及び脱イオン水を添加し、pH8.0、質量固形分濃度56%、20℃におけるフォードカップNo.4による粘度45秒の水性塗料組成物No.1を得た。
 実施例2~23及び比較例1~5
 実施例1において、配合組成を下記表1に示す通りとする以外は、実施例1と同様にして、pH8.0、20℃におけるフォードカップNo.4による粘度45秒である各水性塗料組成物No.2~28を得た。
 表1の組成比は固形分比であり、水性塗料組成物No.24~28は比較例である。
 なお、表1中の各ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)及びジエステル化合物(C)は以下のとおりである。
 ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B2):ポリオキシプロピレングリコール、数平均分子量1000
 ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B3):ポリオキシプロピレングリセリルエーテル、数平均分子量600
 ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B4):ポリオキシプロピレングリセリルエーテル、数平均分子量1000
 ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B5):ポリオキシプロピレングリセリルエーテル、数平均分子量1500
 ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B6):ポリオキシプロピレングリセリルエーテル、数平均分子量3000
 ジエステル化合物(C2):ポリオキシエチレングリコールと2-エチルヘキサン酸のジエステル化合物。前記一般式(1)で、Rが炭素数7の分岐アルキル基であり、Rがエチレン基であり、mが7である。分子量578。
 ジエステル化合物(C3):ポリオキシエチレングリコールと2-エチルヘプタン酸のジエステル化合物。前記一般式(1)で、Rが炭素数8の分岐アルキル基であり、Rがエチレン基であり、mが7である。分子量606。
 ジエステル化合物(C4):ポリオキシエチレングリコールと2-エチルオクタン酸のジエステル化合物。前記一般式(1)で、Rが炭素数9の分岐アルキル基であり、Rがエチレン基であり、mが10である。分子量766。
 実施例1~23及び比較例1~5で得られた各水性塗料組成物No.1~28について、以下の評価試験を行った。評価結果を併せて下記表1に示す。
 以下のようにして試験板を作成し、仕上り外観(平滑性、鮮映性)、耐チッピング性、貯蔵安定性、及び耐タレ性の評価を行った。
 (試験用被塗物の作製)
 リン酸亜鉛化成処理を施した冷延鋼板に、「エレクロンGT-10」(商品名、関西ペイント社製、カチオン電着塗料)を乾燥膜厚20μmとなるように電着塗装し、170℃で30分間加熱して硬化させて試験用被塗物とした。
 (試験板の作製)
 上記試験用被塗物に、中塗塗料として、各水性塗料組成物を、27℃、相対湿度50%の条件下で回転霧化型の静電塗装機を用いて、硬化膜厚25μmとなるように静電塗装し、5分間放置後、80℃で3分間プレヒートを行なった。次いで、該未硬化の中塗塗膜上に「WBC-713T No.1F7」(商品名、関西ペイント社製、アクリルメラミン樹脂系水性ベースコート塗料、シルバー塗色)を、回転霧化型の静電塗装機を用いて、硬化膜厚15μmとなるように静電塗装し、5分間放置後、80℃で3分間プレヒートを行なった。
 次いで、該未硬化のベースコート塗膜上に、「マジクロンKINO-1210」(商品名、関西ペイント社製、アクリル樹脂系溶剤型上塗りクリヤ塗料)を硬化膜厚35μmとなるように静電塗装し、7分間放置した後、140℃で30分間加熱して、中塗塗膜、ベースコート塗膜及びクリヤ塗膜からなる該複層塗膜を硬化させることにより各試験板を作製した。
 (試験板の作製 耐タレ性)
 また、耐タレ性の試験板は別途、以下のようにして作成した。
 11×45cmの大きさとした被塗物の長尺側の端部から3cmの部分に、直径5mmのポンチ孔を、3cm間隔で14個一列状に設けたものを被塗物とし、これに各水性塗料組成物を20℃、相対湿度83%の条件下で長尺方向に膜厚勾配をつけて塗装し、該塗装板をほぼ垂直に立てて、5分間経過後、80℃で10分間プレヒートを行い、さらに140℃で30分間加熱乾燥することにより耐タレ性用の試験板を作成した。
 試験方法及び評価方法は以下のとおりである。
 仕上り外観
 平滑性:「Wave Scan DOI」(商品名、BYK Gardner社製)によって測定されるWc値を用いて評価した。Wc値は、1~3mm程度の波長の表面粗度の振幅の指標であり、測定値が小さいほど塗面の平滑性が高いことを示す。
 鮮映性:「Wave Scan DOI」(商品名、BYK Gardner社製)によって測定されるWb値を用いて評価した。Wb値は、0.3~1mm程度の波長の表面粗度の振幅の指標であり、測定値が小さいほど塗面の鮮映性が高いことを示す。
 耐チッピング性:スガ試験機社製の飛石試験機JA-400型(チッピング試験装置)の試片保持台に試験板を設置し、-20℃において、30cmの距離から0.392MPa(4kgf/cm2)の圧縮空気により、粒度6号の花崗岩砕石100gを試験板に45度の角度で衝突させた。その後、得られた試験板を水洗して、乾燥し、塗面に布粘着テープ(ニチバン社製)を貼着して、それを剥離した後、塗膜のキズの発生程度等を目視で観察し、下記基準により評価した。
S:キズの大きさが極めて小さく、電着面や素地の鋼板が露出していない
A:キズの大きさが小さく、電着面や素地の鋼板が露出していない
B:キズの大きさは小さいが、電着面や素地の鋼板が露出している
C:キズの大きさはかなり大きく、素地の鋼板も大きく露出している。
 貯蔵安定性:製造後30℃で30日間貯蔵後の各塗料組成物を用いて同様に試験板を作成し、鮮映性を評価することにより貯蔵安定性を評価した。
 耐タレ性:得られた各試験板のポンチ孔下端部から2mmの塗膜のタレが観察される位置を調べ、該位置の膜厚(タレ限界膜厚(μm)を測定することにより、耐タレ性の評価を行なった。タレ限界膜厚が大きいほど耐タレ性は良好であることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 本発明の水性塗料組成物は、産業機械、建設機械、鋼製家具・物置、自動車外板、自動車部品等の各種工業製品の塗装に適している。

Claims (6)

  1.  平均粒子径が300~1000nmである樹脂粒子(A)、
     数平均分子量300~2000のポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)及び/又はジエステル化合物(C)、ならびに架橋剤(D)を含有し、
     ジエステル化合物(C)は下記式(1)で表され、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [式中、2個のRは互いに同じであっても異なっていてもよい炭素数4~18の炭化水素基を示す。Rは炭素数2~4の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基を示す。mは3~25の整数を示す。m個のオキシアルキレン単位(R-O)は互いに同じであっても又は互いに異なっていても良い。]
     ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)及びジエステル化合物(C)の固形分総量が、樹脂粒子(A)、ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)、ジエステル化合物(C)及び架橋剤(D)の固形分総量に対して、5~25質量%である、水性塗料組成物。
  2.  樹脂粒子(A)が、アクリル樹脂粒子(A1)、ウレタン樹脂粒子(A2)、及びアクリルウレタン複合樹脂粒子(A3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1に記載の水性塗料組成物。
  3.  樹脂粒子(A)の固形分総量が、樹脂粒子(A)、ポリオキシアルキレン基含有ポリオール(B)、ジエステル化合物(C)及び架橋剤(D)の固形分総量に対して、15~50質量%である請求項1又は2に記載の水性塗料組成物。
  4.  請求項1~3のいずれか1項に記載の水性塗料組成物の塗膜を有する物品。
  5.  請求項1~3のいずれか1項に記載の水性塗料組成物を被塗物に塗装することを含む塗膜形成方法。
  6. (1)被塗物に請求項1~3のいずれか1項に記載の水性塗料組成物を塗装して第1ベースコート塗膜を形成せしめる工程、
    (2)未硬化の該第1ベースコート塗膜上に水性ベースコート塗料組成物を塗装して第2ベースコート塗膜を形成せしめる工程、
    (3)未硬化の該第2ベースコート塗膜上にクリヤコート塗料組成物を塗装してクリヤコート塗膜を形成せしめる工程、ならびに
    (4)該未硬化の、第1ベースコート塗膜、第2ベースコート塗膜及びクリヤコート塗膜を同時に加熱硬化させる工程を含む、複層塗膜形成方法。
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