JP4265116B2 - 1コートメタリック塗料組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、1コートメタリック塗料組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、自動車部品、オートバイ部品、パソコン、携帯電話等の塗装物品においては、意匠性に優れた塗膜が求められている。例えば、1)メタリック調外観性と光沢とを同時に有する塗膜、2)光沢と、光輝材がキラキラ光る光輝性とを同時に有する塗膜、3)光沢と、ハイライトから見た場合の光輝性と、シェードから見た場合の高い彩度感とを同時に有する塗膜、4)光沢、およびハイライトから見た場合とシェードから見た場合との色相が変わって見える「カラートラベル」を同時に有する塗膜などが求められている。
【0003】
上記のような意匠性に優れた塗膜を形成する方法として、ベースコート塗装した後、クリヤーコートを塗装し、2層を同時に焼き付け乾燥する2コート1ベーク方式の塗膜形成方法があり、ベースコートを選択することにより、異なる意匠性を有する塗膜を形成することができる。
例えば、前記1)の塗膜を形成する場合、アルミニウムフレーク顔料を含むメタリックベースコートが使用され、前記2)の塗膜を形成する場合、金属または二酸化チタンで被覆されたガラスフレーク顔料を含むメタリックベースコートが使用され、前記3)の塗膜を形成する場合、着色アルミニウムフレーク顔料または金属酸化物被覆アルミナフレーク顔料を含むメタリックベースコート(特開平11−35856号)が使用され、前記4)の塗膜を形成する場合、金属酸化物被覆シリカフレーク顔料や微粒子酸化チタン顔料を含むメタリックベースコートが使用されている。
【0004】
しかし、2コート1ベーク方式の塗装方法は、塗装工程が多くコスト高になるほか、排出される有機溶剤量が多いという問題点がある。
このような問題点を解決する塗料として、クリヤーコートを塗装することなく、1コート1ベーク方式により塗装する1コートメタリック塗料が知られている。例えば、光輝材としてアルミニウムフレーク顔料、硬化成分として熱硬化性樹脂組成物、アルミニウム配向性のために繊維素系樹脂組成物、各種レオロジーコントロール剤、着色材および溶剤などを配合した1コートメタリック塗料が知られている。
【0005】
しかし、上記従来の1コートメタリック塗料は、クリヤーコートを塗装しないため光沢を満足することができず、しかも光輝材として配合したアルミニウムフレーク顔料が塗膜内部に均一に配向しないため、メタリック外観性に劣るという欠点を有している。また、光輝材として配合したアルミニウムフレーク顔料を塗膜内部に均一に配向させるために繊維素系樹脂組成物や有機ベントナイト等のレオロジーコントロール剤を多量に配合する手法では、メタリック外観性は良好であるが、光沢を満足できないという欠点を有している。
【0006】
また、従来の1コートメタリック塗料に、光輝材として金属または二酸化チタンで被覆されたガラスフレーク顔料を配合した場合、ガラスフレーク顔料が塗膜内部に均一に配向しないため、光沢もキラキラ光る光輝性も共に発現しない。
また、従来の1コートメタリック塗料に、光輝材として着色アルミニウムフレーク顔料または金属酸化物被覆アルミナフレーク顔料を配合した場合、アルミナフレーク顔料が塗膜内部に均一に配向しないため、ハイライト部から見た場合のキラキラ光る光輝性もシェード部分から見た場合の高い彩度感も共に発現しない。
さらに、従来の1コートメタリック塗料に、金属酸化物被覆シリカフレーク顔料または微粒子酸化チタン顔料を配合した場合、これらの光輝性フレーク顔料が塗膜内部に均一に配向しないため、光沢が低下し、ハイライト部から見た場合とシェード部分から見た場合との色相が変わって見える「カラートラベル」性に乏しい。
このように、従来の1コートメタリック塗料では、2コート1ベーク方式の塗膜と同等の意匠性に優れた塗膜を形成できないのが現状である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記従来の問題点を解決するため、メタリック調外観性および光沢を同時に有する塗膜など、意匠性に優れた塗膜を、クリヤーコートを塗装することなく1コート1ベーク方式により安定的に形成することができる1コートメタリック塗料組成物を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、次の1コートメタリック塗料組成物である。
(1) 非水系の分散媒に重合体粒子が分散安定剤により分散された非水系重合体分散液、アクリル樹脂および光輝材を配合してなる1コートメタリック塗料組成物であって、前記アクリル樹脂の溶解性パラメーター値(SP1)と前記非水系重合体分散液の分散安定剤の溶解性パラメーター値(SP2)との差(SP1−SP2)が+0.5〜+1.5であることを特徴とする1コートメタリック塗料組成物。
(2) 非水系重合体分散液とアクリル樹脂との配合割合が、非水系重合体分散液の固形分100重量部に対してアクリル樹脂100〜2000重量部である上記(1)記載の1コートメタリック塗料組成物。
(3) 光輝材が金属または二酸化チタンで被覆されたガラスフレーク顔料である上記(1)または(2)記載の1コートメタリック塗料組成物。
(4) 光輝材が着色アルミニウムフレーク顔料または金属酸化物被覆アルミナフレーク顔料である上記(1)または(2)記載の1コートメタリック塗料組成物。
(5) 着色アルミニウムフレーク顔料および金属酸化物被覆アルミナフレーク顔料の両方を含有する上記(4)記載の1コートメタリック塗料組成物。
(6) 光輝材が金属酸化物被覆シリカフレーク顔料または微粒子酸化チタン顔料である上記(1)または(2)記載の1コートメタリック塗料組成物。
(7) 金属酸化物被覆シリカフレーク顔料および微粒子酸化チタン顔料の両方を含有する上記(6)記載の1コートメタリック塗料組成物。
【0009】
本発明で用いる非水系重合体分散液は、非水系の分散媒に重合体粒子が分散安定剤により安定に分散された分散液であり、塗料の分野においてNAD(non−aqueous dispersion)と称されているものである。
本発明では、非水系重合体分散液の分散安定剤の溶解性パラメーター値(SP2)と、塗膜形成成分として使用するアクリル樹脂の溶解性パラメーター値(SP1)との差(SP1−SP2、以下単にSP値の差という場合がある)が+0.5〜+1.5である非水系重合体分散液であれば、公知の非水系重合体分散液が制限なく使用できる。
【0010】
SP値の差が+0.5〜+1.5の範囲の場合、NADが最適なパールチェイン構造を形成し、良好な光輝材並びと光沢とを両立する。SP値の差は、好ましくは+0.7〜+1.3の範囲が最適である。
SP値の差が+0.5未満の場合は、非水系重合体分散液がパールチェイン構造を形成せず、光輝材並びが低下して意匠性に優れた塗膜が得られない。またSP値の差が+1.5を超える場合も同様に非水系重合体分散液がパールチェイン構造を形成せず、光輝材並びが低下して意匠性に優れた塗膜が得られない。
【0011】
本発明におけるSP値は、濁点滴定によって測定される値であり、下記数式(1)で示されるK.W.SUH、J.M.CORBETTの式(Journalof Applied Po1ymer Science、12、2359、1968)により計算した値である。
【0012】
【数1】
式中、VNはn−ヘキサンの容積分率、VDは脱イオン水の容積分率、δNはn−ヘキサンのSP値、δDは脱イオン水のSP値を示す。
【0013】
濁点滴定では、乾燥させた非水系重合体分散液またはアクリル樹脂(固形分)0.5gをアセトン10mlに溶解し、このアセトン溶液中にn−ヘキサンを加えてゆき濁点での滴定量H(ml)を読み、同様にアセトン溶液中に脱イオン水を加えてゆき濁点での滴定量D(ml)を読んで、これらを下記式に適用してVN、VD、δN、δDを算出する。なお、各溶剤のSP値はアセトンが9.75、n−ヘキサンが7.24、脱イオン水が23.43である。
VN=H/(10+H)
VD=D/(10+D)
δN=9.75×10/(10+H)+7024×H/(10+H)
δD=9.75×10/(10+D)+7024×D/(10+D)
【0014】
本発明で使用する非水系重合体分散液における非水系の分散媒としては、重合体粒子を溶解せず、分散安定剤を溶解するものであれば制限はなく使用でき、例えばn−ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、ミネラルスピリット等の脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソブチルアルコール等のアルコール類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ヘキシル、酢酸ヘプチル、酢酸オクチル、酢酸セロソルブ等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン等のケトン類;これらの混合液などが挙げられる。
【0015】
非水系重合体分散液における重合体粒子は、重合体からなる粒子であって、前記非水系の分散媒に溶解せず、分散状態で存在するものであれば特に限定されない。粒子の形状も特に限定されない。粒径は50〜500nm、好ましくは50〜200nmであるのが望ましい。
【0016】
重合体粒子は下記ビニル系単量体等の単量体を、前記非水系の分散媒中で、ラジカル開始剤および分散安定剤の存在下に、公知のNAD法によりラジカル重合することにより得ることができる。
【0017】
重合体粒子を構成するビニル系単量体の具体的なものとしては、例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、n−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、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸のアルキルエステル;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸のヒドロキシアルキルエステル;これらの(メタ)アクリル酸のヒドロキシアルキルエステル類またはこれらの混合物1モルに対して、ε−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、ピバロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等のラクトン類またはこれらの混合物1〜10モルを開環付加させたラクトン付加単量体;(メタ)アクリル酸1モルに対して、エチレンオキシド、プロピレンオキシド等のアルキレンオキシド類またはこれらの混合物2〜10モルを開環付加させたアルキレンオキシド付加単量体;その他にグリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、2−エチルヘキサン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、スチレン、ビニルトルエン、ビニルピロリドン、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸、ブタジエン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フマル酸ジブチル、無水マレイン酸、ドデシル無水コハク酸、アリルグリシジルエーテル、アリルアルコールなどを挙げることができる。これらの単量体は1種単独で使用することもできるし、2種以上を組み合せて使用することもできる。なお、「(メタ)アクリ」は「アクリ」および/または「メタクリ」を意味する。
【0018】
非水系重合体分散液における重合体粒子は分子内または分子間で架橋された架橋重合体の粒子であってもよい。
【0019】
非水系重合体分散液における分散安定剤は、前記非水系の分散媒に可溶であって、かつ前記重合体粒子を非水系の分散媒中に安定に分散させるためのものである。このような分散安定剤としては、非水系の分散媒中に可溶であって、かつ重合体粒子に対して親和性を有する重合体などが使用できる。
【0020】
分散安定剤の具体的なものとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、n−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、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリルアミド、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、2−エチルヘキサン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、スチレン、ビニルトルエン、フマル酸ジブチル、ドデシル無水コハク酸、アリルグリシジルエーテル等を単量体とする重合体であって、非水系の分散媒に可溶のものが挙げられる。そのほか、(メタ)アクリル酸とバーサチック酸グリシジルエステルとの付加体、またはグリシジル(メタ)アクリレートとポリ12−ヒドロキシステアリン酸との付加体、ポリエステル連鎖基含有ビニル系化合物等を単量体とする重合体であって、非水系の分散媒に可溶のものが挙げられる。さらに、カルボキシル基を含有するポリエステル樹脂とグリシジル基を含有するアクリル樹脂との付加体であって、非水系の分散媒に可溶のものなどが挙げられる。
【0021】
非水系重合体分散液中の分散安定剤の含有量は20〜50重量%、好ましくは30〜40重量%であるのが望ましい。
【0022】
非水系重合体分散液は、非水系の分散媒を反応媒体とし、まず分散安定剤用の単量体をラジカル溶液重合法により重合させて分散安定剤を製造し、この反応溶液中に重合体粒子用の単量体を添加して公知のNAD法により非水系分散重合して重合体粒子を形成することにより製造することができ、得られた反応液をそのまま非水系重合体分散液として使用することができる。
【0023】
非水系重合体分散液は特開平1−279902号および特開平9−202802号などに記載され、本発明においてはこれらに記載されている種々のものを用いることができる。
【0024】
本発明で使用するアクリル樹脂は塗膜形成成分として用いられるものであり、従来から塗料の塗膜形成成分として用いられているアクリル樹脂が制限なく使用できるが、非水系重合体分散液との組み合せにおいてはSP値の差が前記範囲にあるものを使用する。
【0025】
アクリル樹脂を構成する単量体の具体的なものとしては、例えば(メタ)アクリル酸;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、n−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、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸のアルキルエステル;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸のヒドロキシアルキルエステル;これらの(メタ)アクリル酸のヒドロキシアルキルエステルのラクトン変性物;スチレンなどを挙げることができる。これらの単量体は1種単独で使用することもできるし、2種以上を組み合せて使用することもできる。
【0026】
本発明の1コートメタリック塗料組成物において、非水系重合体分散液とアクリル樹脂との配合割合は、非水系重合体分散液の固形分100重量部に対してアクリル樹脂100〜2000重量部、好ましくは500〜1000重量部であるのが望ましい。アクリル樹脂の配合割合が上記下限値より小さい場合は、メタリック外観性は良好であるが、塗膜物性を満足できない。一方上限値を超える場合は、塗膜物性は良好であるが、光輝材が塗膜内部に均一に配向しないため、メタリック外観性に劣る。
【0027】
本発明で使用する光輝材としては、従来から塗料に配合されている公知の光輝材が制限なく使用できる。代表的な光輝材としては、ノンリーフィング型アルミニウムフレーク、ニッケルフレーク、銅フレーク、ガラスフレーク等のフレーク;パールマイカ、着色パールマイカ等のマイカ粉末;シリカフレーク、アルミナフレーク等の偏光性顔料;金属または二酸化チタンで被覆されたガラスフレーク顔料;着色アルミニウムフレーク顔料または金属酸化物被覆アルミナフレーク顔料;金属酸化物被覆シリカフレーク顔料または微粒子酸化チタン顔料などが挙げられる。その他にもアルミニウムフレーク顔料、マイカ顔料、チタンフレーク、板状酸化鉄などが挙げられる。
【0028】
また光輝材の配合量は非水系重合体分散液の固形分およびアクリル樹脂の合計100重量部に対して0.1〜50重量部、好ましくは1〜30重量部であるのが望ましい。
【0029】
本発明で光輝材として用いられる金属または二酸化チタンで被覆されたガラスフレーク顔料は、ガラスフレーク顔料の表面に銀、ニッケル、ハステロイ等の金属や二酸化チタンを被覆したものであれば、特に制限がない。例えば、特開2001−31421号に記載されているガラスフレーク顔料が最適である。
光輝材として金属または二酸化チタンで被覆されたガラスフレーク顔料を使用した場合、光沢とキラキラ光る光輝性とを同時に有する塗膜を安定的に形成できる。
【0030】
本発明で光輝材として用いられる金属または二酸化チタンで被覆されたガラスフレーク顔料は、表面ができる限り平滑で、乱反射の少ない鱗片状の形状のものが好ましい。粒度は、平均粒径10μm〜500μm、平均厚さ0.5μm〜5μm、好ましくは平均粒径20μm〜40μm、平均厚さ0.7μm〜2μmである。
【0031】
本発明で光輝材として用いられる金属または二酸化チタンで被覆されたガラスフレーク顔料としては市販品を使用することもでき、例えば日本板硝子株式会社「メタシャイン(商品名)」、東洋アルミニウム株式会社「クリスタルスター(商品名)」等が挙げられる。
【0032】
本発明で光輝材として用いられる金属または二酸化チタンで被覆されたガラスフレーク顔料の配合量は、非水系重合体分散液の固形分およびアクリル樹脂の合計100重量部に対して0.5〜10重量部、好ましくは1〜5重量部であるのが望ましい。
また金属または二酸化チタンで被覆されたガラスフレーク顔料の1コートメタリック塗料組成物の固形分における含有量(PWC:Pigment Weight Concentration)は0.5重量%〜5重量%であるのが望ましい。5重量%を越えて含有する場合は、光輝性フレーク顔料の突起により仕上がり外観が低下し、0.5重量%未満の場合は、光輝性が低下する。好ましくは1重量%〜3重量%である。
【0033】
本発明で光輝材として用いられる着色アルミニウムフレーク顔料は、アルミニウム顔料の表面に着色顔料を含有した樹脂被膜を形成したものであれば特に制限がない。例えば、特開平1−315470号に記載されている鱗片状着色アルミニウムフレーク顔料が最適である。
【0034】
また、アルミニウムフレーク顔料を着色するための着色顔料は、製造時に使用する有機溶剤に溶解しないものであれば、有機顔料、無機顔料の何れでもよく、特に制限がない。
光輝材として着色アルミニウムフレーク顔料を使用した場合、光沢と、ハイライトから見た場合の光輝性と、シェードから見た場合の高い彩度感との三者を同時に有する塗膜を安定的に形成できる。
【0035】
本発明で光輝材として用いられる着色アルミニウムフレーク顔料は、表面ができる限り平滑で、乱反射の少ない鱗片状の形状のものが好ましい。粒度は、平均粒径6μm〜100μm、平均厚さ0.1μm〜5μm、好ましくは平均粒径10μm〜75μm、平均厚さ0.1μm〜1.5μmである。
【0036】
本発明で光輝材として用いられる着色アルミニウムフレーク顔料としては市販品を使用することもでき、例えば昭和アルミパウダー株式会社「フレンドカラーシリーズ(商品名)」、東洋アルミニウム株式会社「BL2060、RE2060(商品名)」等が挙げられる。
【0037】
本発明で光輝材として用いられる着色アルミニウムフレーク顔料の配合量は、非水系重合体分散液の固形分およびアクリル樹脂の合計100重量部に対して 1〜15重量部、好ましくは2〜12重量部であるのが望ましい。
また着色アルミニウムフレーク顔料の1コートメタリック塗料組成物の固形分における含有量(PWC)は1重量%〜12重量%であるのが望ましい。12重量%を超える場合は、光輝性フレーク顔料の突起により仕上がり外観が低下し、1重量%未満の含有量の場合は、光輝性・彩度感が低下する。好ましくは2重量%〜8重量%である。
【0038】
本発明で光輝材として用いられる金属酸化物被覆アルミナフレーク顔料は、酸化アルミニウム(Al2O3)を二酸化チタンまたは酸化鉄等の金属酸化物により被覆したものであり、例えば特開平9−77512号に記載されている鱗片状酸化アルミニウム顔料が最適である。
光輝材として金属酸化物被覆アルミナフレーク顔料を使用した場合、光沢と、ハイライトから見た場合の光輝性と、シェードから見た場合の高い彩度感との三者を同時に有する塗膜を安定的に形成できる。
【0039】
本発明で光輝材として用いられる金属酸化物被覆アルミナフレーク顔料は、粒度は、平均粒径5μm〜100μm、平均厚さ0.1μm〜1.0μm、好ましくは平均粒径10μm〜40μm、平均厚さ0.3μm〜0.6μmである。
【0040】
本発明で光輝材として用いられる金属酸化物被覆アルミナフレーク顔料としては市販品を使用することもでき、例えばメルク株式会社「シラリック(商品名)」等が挙げられる。
【0041】
本発明で光輝材として用いられる金属酸化物被覆アルミナフレーク顔料の配合量は、非水系重合体分散液の固形分およびアクリル樹脂の合計100重量部に対して1〜20重量部、好ましくは3〜15重量部であるのが望ましい。
また本発明で光輝材として用いられる金属酸化物被覆アルミナフレーク顔料の1コートメタリック塗料組成物の固形分における含有量(PWC)は1重量%〜15重量%であるのが望ましい。15重量%を超える場合は、光輝性フレーク顔料の突起により仕上がり外観が低下し、1重量%未満の含有量の場合は、光輝性・彩度感が低下する。好ましくは3重量%〜10重量%である。
【0042】
本発明で光輝材として用いられる着色アルミニウムフレーク顔料および金属酸化物被覆アルミナフレーク顔料は、1コートメタリック塗料組成物に各々単独で使用してもよい。また、着色アルミニウムフレーク顔料および金属酸化物被覆アルミナフレーク顔料とを組み合わせて配合してもよい。
【0043】
本発明で光輝材として用いられる金属酸化物被覆シリカフレーク顔料は、シリカフレークを二酸化チタンまたは酸化鉄等の金属酸化物により被覆したものであり、鱗片状シリカフレーク顔料が最適である。
光輝材として金属酸化物被覆シリカフレーク顔料を使用した場合、光沢およびハイライトから見た場合とシェードから見た場合との色相が変わって見える「カラートラベル」を同時に有する塗膜を安定的に形成できる。
【0044】
本発明で光輝材として用いられる金属酸化物被覆シリカフレーク顔料は、粒度は、平均粒径1μm〜100μm、平均厚さ0.1μm〜2μm、好ましくは平均粒径5μm〜40μm、平均厚さ0.3μm〜0.7μmである。
【0045】
本発明で光輝材として用いられる金属酸化物被覆シリカフレーク顔料としては市販品を使用することもでき、例えばメルク株式会社「カラーストリーム」(商品名)等が挙げられる。
【0046】
本発明で光輝材として用いられる金属酸化物被覆シリカフレーク顔料の配合量は、非水系重合体分散液の固形分およびアクリル樹脂の合計100重量部に対して1〜15重量部、好ましくは3〜11重量部であるのが望ましい。
また金属酸化物被覆シリカフレーク顔料の1コートメタリック塗料組成物の固形分における含有量(PWC)は1重量%〜11重量%であるのが望ましい。11重量%を超える場合は、金属酸化物被覆シリカフレーク顔料の突起により仕上がり外観が低下し、1重量%未満の場合は、カラートラベル性に乏しい。好ましくは3重量%〜9重量%である。
【0047】
本発明で光輝材として用いられる微粒子酸化チタン顔料は、平均粒径0.035μm〜0.07μm、好ましくは0.035μm〜0.05μmの球状である。
光輝材として微粒子酸化チタン顔料を使用した場合、光沢およびハイライトから見た場合とシェードから見た場合との色相が変わって見える「カラートラベル」を同時に有する塗膜を安定的に形成できる。
【0048】
本発明で光輝材として用いられる微粒子酸化チタン顔料としては市販品を使用することもでき、例えば株式会社テイカ社製「MT500B」、「MT−500HD」(商品名)等が挙げられる。
【0049】
本発明で光輝材として用いられる微粒子酸化チタン顔料の配合量は、非水系重合体分散液の固形分およびアクリル樹脂の合計100重量部に対して1〜15重量部、好ましくは1〜7重量部であるのが望ましい。
また微粒子酸化チタン顔料の1コートメタリック塗料組成物の固形分における含有量(PWC)は1重量%〜10重量%であるのが望ましい。10重量%を超える場合は、微粒子酸化チタン顔料により塗膜性能が低下し、1重量%未満の場合は、カラートラベル性に乏しい。好ましくは1重量%〜5重量%である。
【0050】
本発明の1コートメタリック塗料組成物は、非水系重合体分散液、アクリル樹脂および光輝材に加えて、従来から塗料用として使用されている公知の塗膜形成樹脂を配合することができる。代表的な塗膜形成樹脂としては、セルロースアセテートブチレート、ニトロセルロース等の繊維素系樹脂を組み合わせて非架橋のラッカータイプとすることも、またイソシアネート化合物、メラミン樹脂、エポキシ化合物等の架橋剤と組み合わせて架橋硬化型とすることもできる。
【0051】
本発明の1コートメタリック塗料組成物は、必要に応じてその他の顔料、各種添加剤などを配合することができる。顔料としては従来から塗料用に常用されているものが用いられ、例えば有機系としてはアゾレーキ系顔料、フタロシアニン顔料、インジゴ系顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、キノフタロン系顔料、ジオキサジン系顔料、キナクリドン系顔料等を挙げることができる。無機系としては黄鉛、黄色酸化鉄、ベンガラ、カーボンブラック、二酸化チタン等が挙げられる。添加剤としてはベンゾトリアゾール、シュウ酸アニリド系等の紫外線吸収剤、ベンゾフェノール系等の酸化防止剤、シリコーン系等のレベリング剤、ワックス、有機ベントナイト等の粘性制御剤、硬化触媒などが挙げられる。
【0052】
本発明の1コートメタリック塗料組成物は、有機溶剤に溶解ないし希釈して使用する。有機溶剤としては、芳香族炭化水素系溶剤、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤等が使用できる。
【0053】
本発明の1コートメタリック塗料組成物は、公知霧化式塗装機を用いてエアスプレー方式、静電方式等の公知の塗装方法により塗装することができる。塗装後は、クリヤーコートを塗装することなく1コート1ベーク方式で焼き付け乾燥することにより、優れたメタリック調外観性および優れた光沢を同時に有する塗膜など、優れた意匠性を有する塗膜を安定的に形成することができる。
【0054】
本発明の1コートメタリック塗料組成物を塗装する被塗物としては、鉄、アルミニウム、マグネシウムまたはこれらの合金を含む金属類、ガラス、コンクリート等の無機材料、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリアミド、ポリアクリル、ポリエステル、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体等の樹脂成形品および各種FRPなどのプラスチック材料、木材、紙などが挙げられる。なお、これら被塗基材に予め適宜なプライマーやプレコート処理を施すことは任意である。
【0055】
【実施例】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの例になんら限定されるものではない。なお各例中、特に断らない限り、部および%は重量基準である。
【0056】
製造例1
非水系重合体分散液(NAD)の合成
下記(1)ポリエステル樹脂の合成→(2)分散安定剤の合成→(3)非水系重合体分散液の合成の3段階の合成を経て非水系重合体分散液(NAD)を合成した。
【0057】
(1)ポリエステル樹脂の合成
表1の配合に従い、ポリエステル樹脂を合成した。すなわち、温度計、撹拌機、還流冷却器および滴下ロートを備えた四つ口フラスコにポリエステル原料混合物と反応溶媒トルエンを仕込み、窒素ガス雰囲気下で加熱し、150℃まで昇温した。140℃に保ったまま3時間撹拌を続けた。酸価を測定し、酸価が36以下になった時点で反応を終了した。希釈溶媒トルエンを加えて撹拌し、不揮発分70%のポリエステル樹脂を得た。
【0058】
【表1】
*1 カージュラーE10:バーサチック酸グリシジルエステル、油化シェルエポキシ社製、商品名
【0059】
(2)分散安定剤の合成
表2の配合に従い、分散安定剤を合成した。すなわち、温度計、撹拌機、還流冷却器および滴下ロートを備えた四つ口フラスコに上記(1)で得たポリエステル樹脂と反応溶媒キシレンを仕込み、窒素ガス雰囲気下で加熱し、125℃まで昇温した。次にビニルモノマー混合物と重合開始剤との混合物を2時間にわたって滴下した。滴下終了後、125℃に保ったまま2時間撹拌を続けた。触媒を滴下した後、追加溶媒を加えて135℃まで昇温し、2時間撹拌を続けた。酸価を測定し、樹脂酸価が1.0以下の時点で反応を終了した。不揮発分50%の分散安定剤を得た。このNADの分散安定剤のSP値を前記数式(1)から計算した結果、9.12であった。
【0060】
【表2】
*1 ポリエステル樹脂:表1参照
*2 ソルベッソ#100:エクソン社製、商品名
【0061】
(3)非水系重合体分散液(NAD)の合成
表3の配合に従い、非水系重合体分散液(NAD)を合成した。すなわち、温度計、撹拌機、還流冷却器および滴下ロートを備えた四つ口フラスコに上記(2)で得た分散安定剤と反応溶媒アイソパーC(エクソン社製、商品名)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で加熱し、85℃まで昇温した。次にビニルモノマー混合物と反応溶媒ソルベッソ#100(エクソン社製、商品名)と重合開始剤との混合物の半分を1時間にわたって滴下した。残りの半分と追加モノマーを混合し、1時間にわたって滴下した。滴下終了後、85℃に保ったまま2時間撹拌を続け、不揮発分45%の非水系重合体分散液(NAD)を得た。
【0062】
【表3】
*1 分散安定剤:表2参照
*2 アイソパーC:エクソン社製、商品名
*3 ソルベッソ#100:エクソン社製、商品名
【0063】
製造例2
アクリル樹脂の合成
表4の配合に従い、アクリル樹脂を合成した。すなわち、温度計、攪拌機、還流冷却器および滴下ロートを備えた四つ口フラスコに反応溶媒キシレンを仕込み、窒素ガス雰囲気下で加熱し、135℃まで昇温した。次にビニルモノマー混合物と重合開始剤との混合物を2時間にわたって滴下した。滴下終了後、さらに135〜140℃に保ったまま2時間撹拌を続けた。反応終了後、希釈溶媒2種を加えて、不揮発分50%のアクリル樹脂Aを得た。このアクリル樹脂AのSP値を前記数式(1)から計算した結果、9.90であった。
【0064】
【表4】
【0065】
製造例3〜7
製造例2において、ビニルモノマー混合物の配合を表5に示すように変更したた以外は製造例2に準じて行い、不揮発分50%のアクリル樹脂B〜Fを得た。これらのアクリル樹脂B〜FのSP値を表5に示す。
【0066】
【表5】
【0067】
実施例1
(1)塗料の調製
ノンリーフィング型アルミフレークSAPFM4010〔昭和アルミパウダー(株)社製、加熱残分65%、商品名〕4部を酢酸イソブチル4部にて分散し、これに製造例1で得た非水系重合体分散液8部、製造例2で得たアクリル樹脂A50部、および繊維素系樹脂セルロースアセテートブチラートCAB381−05〔イーストマンケミカルズ社製、商品名〕30%溶液5部を加えて撹拌した。次に、ポリイソシアネート化合物スミジュールN−75〔住友バイエル社製、商品名〕8部を加え、さらに酢酸イソブチル:ソルベッソ#150〔エクソン社製、商品名〕が50:50の混合溶剤21部を加えて希釈し、1コートメタリック塗料を調製した。
【0068】
(2)試験
厚さ3mm、7cm×12cmの日本A&L(株)製ABS基材クララスチックMVFをイソプロピルアルコールで脱脂し、被塗物とした。これに上記(1)で調製した1コートメタリック塗料を乾燥膜厚30μmとなるようにエアスプレーで塗装した。室温にて約10分間放置した後、75℃で30分間の条件で1コート1ベーク方式により焼き付け乾燥して塗膜を形成し、塗装板を得た。
【0069】
この塗装板を用いて、20度光沢およびメタリックメッキ調外観性を評価した。評価結果を表7に示す。またアクリル樹脂の溶解性パラメーター値とNADの分散安定剤の溶解性パラメーター値との差も表7に示す。
【0070】
実施例2〜5および比較例1〜3
混合物の割合を表6に示した通りに変更した以外は、実施例1と同様にして1コートメタリック塗料を得た。この塗料を用いて実施例1と同様に試験を行った。結果を表7に示す。
【0071】
【表6】
【0072】
【表7】
*1 SP値の差:
(アクリル樹脂の溶解性パラメーター値)−(NADの分散安定剤の溶解性パラメーター値)
*2 光沢:
JIS K5400 20度グロスの測定方法を用いて測定した。20度グロス値が72以上を合格とした。
*3 メタリック調外観性:
メタリック調外観性は、レーザー式メタリック感測定装置(関西ペイント社製ALCOPE LMR100)により測定したフリップフロップ値(FF値)にて評価した。フリップフロップ値(FF値)は、メタルフレークの配向度合いに比例するパラメーターであり、この値が大きいほどメタルフレークが均一に配列しており、メタリック感が良好であることを示す。FF値が1.4以上を合格とした。
【0073】
実施例6−1
(1)塗料の調製
予め、配合中のアクリル樹脂の一部と着色顔料カーボンブラックFW200(*5)1部とを、ガラスビーズを分散媒体とするアトライターで粒径が5μm以下になるまで分散し、顔料ペーストを作製した。金属または二酸化チタンで被覆されたガラスフレーク顔料としてメタシャイン9550(*6)1部、製造例1で得た非水系重合体分散液8部、製造例2で得たアクリル樹脂A50部、繊維素系樹脂セルロースアセテートブチラートCAB381−05(*7)30%溶液5部、および着色ペーストを順次加えて攪拌した。次に、ポリイソシアネート化合物スミジュールN−75(*8)8部を加え、さらに酢酸イソブチル:ソルベッソ#150(*9)が50:50の混合溶剤27部を加えて撹拌し、1コートメタリック塗料を調製した。
【0074】
*5 FW200:着色顔料カーボンブラック、デグサ社製、商品名
*6 メタシャイン9550:金属または二酸化チタンで被覆されたガラスフレーク顔料、日本板硝子(株)社製、平均粒径20μm、平均厚さ1μm、加熱残分100%、商品名
*7 CAB381−0.5:イーストマン、ケミカルズ社製、商品名
*8 スミジュールN−75:住友バイエル社製、商品名
*9 ソルベッソ#150:エクソン社製、商品名
【0075】
(2)試験
厚さ3mm、7cm×12cmの日本A&L(株)製ABS基材クララスチックMVFをイソプロピルアルコールで脱脂し、被塗物とした。これに上記(1)で調製した1コートメタリック塗料を乾燥膜厚30μmとなるようにエアスプレーで塗装した。室温にて約10分間放置した後、75℃で30分間の条件で1コート1ベーク方式により焼き付け乾燥して塗膜を形成し、塗装板を得た。
【0076】
この塗装板を用いて、20度光沢、キラキラ光る光輝性を評価した。評価結果を表9に示した。また、アクリル樹脂の溶解性パラメーター値とNADの分散安定剤の溶解性パラメーター値との差も表9に示す。
【0077】
実施例6−2〜6−4および比較例4−1〜4−2
混合物の割合を表8に示した通りとする以外は、実施例6−1と同様に1コートメタリック塗料を調製した。この塗料を用いて実施例6−1と同様に試験を行った。結果を表9に示す。
【0078】
【表8】
【0079】
*10 クリスタルスターGF2525RM:金属または二酸化チタンで被覆されたガラスフレーク顔料、東洋アルミニウム社製、平均粒径25μm、平均厚さ1μm、加熱残分90%、商品名
*11 SAP FM4010:アルミニウムフレーク顔料、昭和アルミパウダー(株)社製、加熱残分65%、商品名
【0080】
【表9】
【0081】
*1 光沢:表7参照
*2 キラキラ光る光輝性:
塗膜の仕上がり外観を評価できる10人により、太陽光が射し込む室内で、塗板の一部に太陽光を当てた状態で、目視による評価を行った。キラキラ光る光輝感を下記の評価基準で判定した。4以上を合格とした。
5;非常に優れている
4;優れている
3;普通である
2;劣る
1;かなり劣る
【0082】
実施例7−1
(1)塗料の調製
予め、配合中のアクリル樹脂の一部と着色顔料リオノールブルーESP−05(*5)2部とを、ガラスビーズを分散媒体とするアトライターで粒径が5μm以下になるまで分散し、顔料ペーストを作製した。着色アルミニウムフレーク顔料としてフレンドカラーF500BL(*6)4部、製造例1で得た非水系重合体分散液8部、製造例2で得たアクリル樹脂A50部、繊維素系樹脂セルロースアセテートブチラートCAB381−05(*7)30%溶液5部、および着色ペーストを順次加えて攪拌した。次に、ポリイソシアネート化合物スミジュールN−75(*8)8部を加え、さらに酢酸イソブチル:ソルベッソ#150(*9)が50:50の混合溶剤21部を加え撹拌し、1コートメタリック塗料を調製した。
【0083】
*5 リオノールブルーESP−05:シャニンブルー、東洋インキ社製、商品名
*6 F500BL:着色アルミニウムフレーク顔料、昭和アルミパウダー(株)社製、平均粒径17μm、平均厚さ0.3μm、加熱残分48%、商品名
*7 CAB381−0.5:イーストマンケミカルズ社製、商品名
*8 スミジュールN−75:住友バイエル社製、商品名
*9 ソルベッソ#150:エクソン社製、商品名
【0084】
(2)試験
厚さ3mm、7cm×12cmの日本A&L(株)製ABS基材クララスチックMVFをイソプロピルアルコールで脱脂し、被塗物とした。これに上記(1)で調製した1コートメタリック塗料を乾燥膜厚30μmとなるようにエアスプレーで塗装した。室温にて約10分間放置した後、75℃で30分間の条件で1コート1ベーク方式により焼き付け乾燥して塗膜を形成し、塗装板を得た。
【0085】
この塗装板を用いて、20度光沢、光輝性、彩度感を評価した。評価結果を表11に示した。また、アクリル樹脂の溶解性パラメーター値とNADの分散安定剤の溶解性パラメーター値との差も表11に示す。
【0086】
実施例7−2〜7−6および比較例5−1〜5−2
混合物の割合を表10に示した通りとする以外は、実施例7−1と同様に1コートメタリック塗料を調製した。この塗料を用いて実施例7−1と同様に試験を行った。結果を表9に示す。
【0087】
【表10】
【0088】
*10 BL2060:着色アルミニウムフレーク顔料、東洋アルミ社製、平均粒径17μm、平均厚さ0.3μm、加熱残分56%、商品名
*11 シラリックT60−23WNT:金属酸化物被覆アルミナフレーク顔料、メルク社製、平均粒径18μm、平均厚さ0.5μm、加熱残分100%、商品名
*12 SAP640N:アルミニウムフレーク顔料、昭和アルミパウダー(株)社製、加熱残分65%、商品名
【0089】
【表11】
【0090】
*1 光沢:表7参照
*2 光輝性と彩度感:
塗膜の仕上がり外観を評価できる10人により、太陽光が射し込む室内で、塗板の一部に太陽光を当てた状態で、目視による評価を行った。ハイライトから見た光輝性とシェードから見た場合に彩度感(彩度が高くみえる感覚)とを下記の評価基準で判定した。4以上を合格とした。
5;非常に優れている
4;優れている
3;普通である
2;劣る
1;かなり劣る
【0091】
実施例8−1
(1)塗料の調製
予め、配合中のアクリル樹脂の一部と着色顔料リオノールブルーESP05(*5)0.1部とを、ガラスビーズを分散媒体とするアトライターで粒径が5μm以下になるまで分散し、顔料ペーストを作製した。金属酸化物被覆シリカフレーク顔料としてカラーストリームT20−01WNT(*6)3部、アルミニウムフレーク顔料としてSAP F616FP(*7)3部、製造例1で得た非水系重合体分散液8部、製造例2で得たアクリル樹脂A50部、繊維素系樹脂セルロースアセテートブチラートCAB381−05(*8)30%溶液5部、着色ペーストを順次加えて攪拌した。次に、ポリイソシアネート化合物スミジュールN−75(*9)8部を加え、さらに酢酸イソブチル:ソルベッソ#150(*10)が50:50の混合溶剤22.9部を加え撹拌し、1コートメタリック塗料を調製した。
【0092】
*5 リオノールブルーESP05:着色顔料シャニンブルー、東洋インキ社製、商品名
*6 カラーストリームT20−01WNT:金属酸化物被覆シリカフレーク顔料、メルク社製、平均粒径19μm、平均厚さ0.5μm、加熱残分100%、商品名
*7 SAP F616FP:アルミニウムフレーク顔料、昭和アルミパウダー(株)社製、加熱残分65%、商品名
*8 CAB381−0.5:イーストマンケミカルズ社製、商品名
*9 スミジュールN−75:住友バイエル社製、商品名
*10 ソルベッソ#150:エクソン社製、商品名
【0093】
(2)試験
厚さ3mm、7cm×12cmの日本A&L(株)製ABS基材クララスチックMVFをイソプロピルアルコールで脱脂し、被塗物とした。これに上記(1)で調製した1コートメタリック塗料を乾燥膜厚30μmとなるようにエアスプレーで塗装した。室温にて約10分間放置した後、75℃で30分間の条件で1コート1ベーク方式により焼き付け乾燥して塗膜を形成し、塗装板を得た。
【0094】
この塗装板を用いて、20度光沢、カラートラベル性を評価した。評価結果を表13に示した。また、アクリル樹脂の溶解性パラメーター値とNADの分散安定剤の溶解性パラメーター値との差も表13に示す。
【0095】
実施例8−2〜8−5および比較例6−1〜6−2
混合物の割合を表12に示した通りとする以外は、実施例8−1と同様に1コートメタリック塗料を調製した。この塗料を用いて実施例8−1と同様に試験を行った。結果を表13に示す。
【0096】
【表12】
【0097】
*11 MT500B:微粒子酸化チタン顔料、テイカ社製、平均粒径0.035μm、商品名
*12 FW200:着色顔料カーボンブラック、デグサ社製、商品名
【0098】
【表13】
【0099】
*1 光沢:表7参照
*2 カラートラベル性:
塗膜の仕上がり外観を評価できる10人により、太陽光が射し込む室内で、塗板の一部に太陽光を当てた状態で、目視による評価を行った。ハイライトから見た色相とシェードから見た色相とが、異なって見える場合を合格とした。
【0100】
【発明の効果】
本発明の1コートメタリック塗料組成物は、アクリル樹脂の溶解性パラメーター値と非水系重合体分散液の分散安定剤の溶解性パラメーター値との差が特定の範囲にあるので、優れたメタリック調外観性および光沢を同時に有する塗膜を、クリヤーコートを塗装することなく1コート1ベーク方式により安定的に形成することができる。
光輝材として金属または二酸化チタンで被覆されたガラスフレーク顔料を使用した場合、光沢とキラキラ光る光輝性とを同時に有する塗膜を1コート1ベーク方式により安定的に形成できる。
光輝材として着色アルミニウムフレーク顔料または金属酸化物被覆アルミナフレーク顔料を使用した場合、光沢と、ハイライトから見た場合の光輝性と、シェードから見た場合の高い彩度感との三者を同時に有する塗膜を1コート1ベーク方式により安定的に形成できる。
光輝材として金属酸化物被覆シリカフレーク顔料または微粒子酸化チタン顔料を使用した場合、光沢およびハイライトから見た場合とシェードから見た場合との色相が変わって見える「カラートラベル」を同時に有する塗膜を1コート1ベーク方式により安定的に形成できる。
Claims (7)
- 非水系の分散媒に重合体粒子が分散安定剤により分散された非水系重合体分散液、アクリル樹脂および光輝材を配合してなる1コートメタリック塗料組成物であって、前記アクリル樹脂の溶解性パラメーター値(SP1)と前記非水系重合体分散液の分散安定剤の溶解性パラメーター値(SP2)との差(SP1−SP2)が+0.5〜+1.5であることを特徴とする1コートメタリック塗料組成物。
- 非水系重合体分散液とアクリル樹脂との配合割合が、非水系重合体分散液の固形分100重量部に対してアクリル樹脂100〜2000重量部である請求項1記載の1コートメタリック塗料組成物。
- 光輝材が金属または二酸化チタンで被覆されたガラスフレーク顔料である請求項1または2記載の1コートメタリック塗料組成物。
- 光輝材が着色アルミニウムフレーク顔料または金属酸化物被覆アルミナフレーク顔料である請求項1または2記載の1コートメタリック塗料組成物。
- 着色アルミニウムフレーク顔料および金属酸化物被覆アルミナフレーク顔料の両方を含有する請求項4記載の1コートメタリック塗料組成物。
- 光輝材が金属酸化物被覆シリカフレーク顔料または微粒子酸化チタン顔料である請求項1または2記載の1コートメタリック塗料組成物。
- 金属酸化物被覆シリカフレーク顔料および微粒子酸化チタン顔料の両方を含有する請求項6記載の1コートメタリック塗料組成物。
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