JPS58112069A - メタリツク塗装の仕上げ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、塗装仕上り外観の優れた仕上げ方法に関する
ものである。

従来の溶剤を多量に含むいわゆる溶剤型塗料による塗装
方法にかわって、公害防止の観点より溶剤を含まない粉
体塗料による塗装仕上げ方法が注目され実用化されてい
るがメタリック顔料を添加し、メタリック外観を持たす
メタリック塗装の場合、粉体塗料に金属粉、マイカ等の
メタリック顔料を分散しても、塗膜中のメタリック顔料
の配向不良彦どによシ従来の溶剤型メタリック塗料によ
るものと同等の仕上り外観を得るのが非常に困難であシ
、まだ実用化されていない。

そこで、低公害の水稀釈性熱硬化型メタリック塗料を塗
装し、ついで熱硬化型透明粉体塗料を塗９重ねた後、焼
付硬化させるという２目塗Ｄ１回焼付（以下２コート１
ベークと略称する。）方式の塗装仕上げ方法が検討され
ている。

たとえば特開ｍ５４−４９３４等があるか、いづれも光
沢鮮映性や熱硬化性が不充分である。

そこで、光沢鮮映性と熱硬化性をバランスよく達成する
為の検討を行った結果、本発明を完成した。

即ち本発明は、 塗料（Ｂ）を塗装し両者を同時に焼付けるメタリック塗
装の仕上げ方法において、水、稀釈性熱硬化型メタリッ
ク塗料穴の樹脂成分がアクリル樹脂を含有し、そのアク
リル樹脂は構成モノマーに由来する官能基の含有量とし
て全樹脂固形分１０１００Ｏ当り （７）カルボキシル基：　　ｏ、２（ｉｘ巧π釈′好ま
しくは０．７〜２．０モル （イン　ヒドロキシル基：　　０．２ｂΣＦ１１人好ま
しく゛　　　　　　　は０．４〜１．５モル（つ）　Ｎ
−アルコキシメチ　ｏ、２ｆ好ましくル基：　　　　　
　　は：０・５〜１・７モルであると共に ［（７７カルボキシル基と（イフヒドロキンル基のモル
数の和〕／〔（つ）Ｎ−アルコキシメチル基のモル数〕
の比〔１〕が０．５〜４．０であることを特徴とするメ
タリック塗料の仕上げ方法である。

本発明′においてアクリル樹脂構成モノマーに由来する
（７）カルボキシル基、（イ）ヒドロキシル基、（つ］
］Ｎ−アルコキシメチルは塗膜硬化時の架橋要素として
必須であシ、とくに（７）カルボキシル基、（イ）ヒド
ロキシル基両者と（つ）Ｎ−アルコキシメチル基の間の
反応が重要である。

これらアクリル樹脂構成モノマーに由来する官能基は、
使用されるアクリル樹脂即ちアクリルエマルジョン樹脂
あるいは水溶性アクリル樹脂により与えられ、どれらの
アクリル樹脂単独あるいは２つ以上のアクリル樹脂の有
する各種官能基間で反応し、更に水稀釈性熱硬化型メタ
リック塗料囚に他の反応性樹脂が併用される場合は、そ
の他樹脂の各種官能基とも反応し、全体として強固に硬
化し良好な塗膜を与える。

これらアクリル樹脂構成モノマーに由来する官能基が上
記範囲よシも少ないと充分な硬化が起らず耐水性、密着
性等の性能が悪くなるとともに、例えばアルミ粉顔料を
用いた際のアルミムラ等が起シやすくなり、塗膜の外観
も悪くなる。

逆に上記範囲よシ多いと　　　　　　　□（７）　カル
ボキシル基では硬化が進みすぎて、塗膜の光沢鮮映性が
悪化するとともに耐水性が悪くなる。

（イフヒドロキシル基ではアルミムラ等が起シやすくな
るとともに耐水性が悪化する。

（つ）Ｎ−アルコキシメチル基では耐水性が悪くなると
ともに光沢鮮映性が悪化する。

また、〔（７）カルボキシル基と（イ）ヒドロキシル基
のモル数の和〕／〔（勿Ｎ−アルコキシメチル基のモル
数〕の比〔Ｉ〕が０．５〜４．０好ましくは０．８〜３
．７であることが良好な塗膜を得る為に必要々条件であ
りこの比〔１〕が０．５以下であると充分な硬化が起９
にくく密着性等の性能が悪くなるとともに、アルミムラ
等が起こシやすくなりまたこの比〔Ｉ〕が４．０以上で
はやはり充分な硬化が起９にくなり耐水性等が悪くなる
という問題が一般的に生じ易い。

′またこの比［１）は、併用される他の樹脂成分にカル
ボキシル基あるいはヒドロキシル基さらにはアルコキシ
メチル基がある場合にはこれらの有する（７）′カルボ
キシル基のモル数あるいは（イどヒドロキシル基のモル
数さらには（つ）／Ｎ−アルコキシメチル基のモル数を
合算して考える方が好まし−　しかし本発明の樹脂成分
の主体はメタリック仕上り外観、耐久性、耐候性のすぐ
れたアクリル樹脂であシ、他の樹脂成分たとえば水溶性
ポリエステル、アミノ樹脂等の併用はこれらの特性や本
発明の効果を阻害しない範囲で行うことが好しい。

本発明に用いるアクリル樹脂は公知の方法によってアク
リルエマルジョン樹脂あるいは水溶性アクリル樹脂とし
て製造出来る。

（Ａカルボキシル基を導入する代表的モノマーとしては
、１個又は２個以上のカルボキシル基を分子中に持つビ
ニルモノマーであり、たとえば（メタ）アクリル酸、イ
タコン酸、マレイン酸、７マール酸、２−ヒドロキシエ
チル（メタ）アクリレートのフタル酸エステル等があげ
られる。

（イ）ヒドロキシル基を導入する代表的モノマーとし゛
ては、１個又は２個以上のヒドロキシル基を分子中に持
つビニルモノマーであり、たとえば２−ヒドロキシ、エ
チル（メタ）アクリレート、２ヒドロキシグロビル（メ
タ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アク
リレート、ジ（２−ヒドロキシエチル）フマレート等が
アケられる。

（つ）Ｎ−アルコキシメチル基を一導入するには、この
ような官能基を持つビニルモノマー、たとえば代表的に
はＮ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エ
トキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメ
チル（メタ）アクリルアミド等を共重合する方法が簡便
である。

更にこれらのモノマーと共重合可能なビニルモノマーも
共重合することができ、たとえば代表的には（メタ）ア
クリル酸のエステル類たとえば、メチル（メタ）アクリ
ル樹脂、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、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、ベン
ジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）ア
クリレート等や、（メタ）アクリルアミド、（メタ）ア
クリロニトリル、スチレン、ビニルトルエン、アクロレ
イン、フタジエン、酢酸ビニル、ジメチルアミノメチル
（メタ）アクリレート、リン酸２−ヒドロキシエチル（
メタ）アクによシ共重合することによシ本発明の水稀釈
性熱硬化型メタリック塗料囚の樹脂成分が得られる。

本発明においては必ずしも１つのアクリル樹脂にの樹脂
を混合し、結果的に本発明で規定する所の官能基の含有
量になれば良く、たとえば水溶性アクリル樹脂には水溶
化に必要な（７）カルボキシル基と（イ）ヒドロキシル
基のみを導入し、アクリルエマルション樹層に（７）カ
ルボキシル基、（イ）ヒドロキシル基、　（ｆｌ）Ｎ’
−アルコキシメチル基を導入し、両者を混合したもの等
が本発明の樹脂成分として使用出来、樹脂の設計、製造
に対する自由度が大きくとれる。

本発明においては水稲釈性塗料溶剤型塗料も含めて通常
熱硬化型塗料に硬化剤として使用するアミン樹脂は必ず
しも使用しなくて見良いが、前述のように他の樹脂成分
として本発明の効果を阻害しない範囲で加えても良い。

この意味でアミノ樹脂は、水稀釈性熱硬化型塗料囚の全
樹脂固形分中一般的に１０重量％以下、好ま１くは５重
量％以下、更に好しくけ２重量％以下とするのが好しい
。

本発明においては、水稀釈性熱硬化型メタリック塗料囚
を用いることによシ、溶剤型メタリック塗料を用いた場
合に比して塗膜の黄変が少なくなるという効果もある。

本発明でいう水稀釈性熱硬化型メタリック塗料（５）に
メタリック外観を与える為には、メタリック顔料として
通常使用されるアルミニウム粉（ノンリーフィングタイ
プ、リーフィングタイプ）、ブロンズ粉、ニッケル粉等
の金属粉、マイカ等の無機粉を使用し、着色の為必要に
応じて無機顔料、有機顔料等が用いられる。塗料の製造
は、たとえば着色顔料を必要に応じ適当なアミンで中和
した水溶性アクリル樹脂で通常顔料分散に用いる分散機
（たとえばボールミル、サンドグラインドミル等）で分
散し、メタリック顔料と必要に応じ適当なアミンで中和
したアクリルエマルジョンとヲ徐々に混合して得られる
。

更に必要に応じて通常塗料インキ等に用いられる顔料分
散助剤、レベリング剤、消泡剤、タレ防止剤、酸化防止
剤、等の各種添加剤を加えても差しつかえない。

の）を主成分とし、これに添加剤等を配合した実質的に
透明塗膜が得られる粉体塗料であり、透明性を阻害しな
い範囲で着色剤等を含んでいても良い。本発明に゛おい
ては熱硬化性樹脂粉末の組成は限定されず、例えば公知
の熱硬化性アクリル樹脂粉末、熱硬化性ポリエステル樹
脂粉末等が使用出来る。しかし耐候性等から熱硬化性ア
クリル透明粉体塗料が好しい。熱硬化性アクリル樹脂を
用いた例を例示すれば、官能基モノマー例えばグリシジ
ル（メタ）アクリレート、非官能性モノマーとしてアル
キル（メタ）アクリル酸エステル、スチレン等を用いて
、公知の共重合法によって製造しこれに硬化剤成分とし
て多価カルボン酸等を配合し更にレベリング剤、ハジキ
防止剤等を加えて製あるいは水と適当なカップラーソル
ベント（例えばエタノール、イングロパノール等のアル
コール類、エチレングリコール等のグリコール類、メチ
ルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロンルブ類など
がある。）で粘度を塗装機の適性領域に稀釈する。たと
えばエアースプレー塗装機の場合、Ｆｏｒｄ　ｃｕｐ　
Ｎα４で１０〜４０秒／２０℃に調整し、被１００℃で
１〜３０分程度放置し、熱硬化型透明粉体塗料の）を焼
付は後の膜厚が３０〜１５０μに１００℃でセツティン
グした後、水稀釈性熱硬化＼ 付けて硬化させ、光沢鮮映性のすぐれたメタリック仕上
げ塗膜を得る。

本発明によれば、従来技術では達成されなかった水稀釈
性塗料と粉体塗料の組合せによる２コ一ト１ベーク方式
の塗装外観の向上、塗装欠陥の防止が出来る。

この本発明の方式による塗装方法であれば、従来公害源
として問題視されている塗装ラインからの排出溶剤量を
大巾に減少させることが出来る。

このように本発明は公害防止に非常に有効な水稀釈性塗
料と粉体塗料の組合せの塗装を実現するという、実用上
の価値が高いものである。

次に実施例、比較例をあげて本発明を具体的に説明する
が、本発明は実施例に限定されるものではない。例中の
％及び部は重量％、重り１部を示す。

つぎに実施例中で用いた各種商品の内容について一括し
て説明する。

使用商品　　　　　　　内　　容 ■ペノールＫＺ　；　界面活性剤、花王アトラス社商品 アルペースト　：　ノンリーフィングタイプのアペ ルミ粉末〆−スト 東洋アルミ■商品 レジミックスＰ　；　塗面調整剤１．三井東圧化学■商
品 サイメル３５０　；　メチル化メラミンホルムアルデヒ
ド樹脂、三井すイアナミ ド■商品、（Ｃ３５０と略す） また、実施例によって得られた塗装板の塗膜の評価結果
を表−３に一括して示すが、評価の方法は次の通りであ
る。

（１）塗装外観：すべて熟練者の目視によって判断した
。

平滑性・・・塗膜のなめらかさを判断した。

「平」と略す。

メタリック感・・・メタリック顔料が良好に配列してき
らきらした美麗な外観の有無を 判断した。「メ」と略す、。

鮮映性・・・白色棒状螢光灯（４０Ｗ）を点灯し、塗面
に映る反射像を見て、鮮映さの 度合を判断した。「鮮」と略チ。

（ＩＩ）　６０°グロス：６０°鏡面反射率でＪＩＳ−
’５４００の測定法で測定。ｒＧＪと略す。

（ＩＩＤ耐湿性、：塗装板を８０℃の温水に２４時間ｄ
ｉｐした後、外観の変化を判定し、更にゴ バン目状にナイフで塗面をカットし、 テープハクリテストを行った。「湿」 と略す。

上記評価はつぎのように示した。Ａ；非常に良い、Ｂ；
良い、Ｃ；悪い、Ｄ；非常に悪い。

実施例−１ （１）水稀釈性熱硬化型メタリック塗料（Ａ−１）の製
造 （１，１）　　アクリルエマジョン（ａ−１）の製造ス
チレン１０％、メチルメタクリレート２５％、ブチルア
クリレート１０％、２−、エチルへキシルアクリレート
２５％、Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド１０％、２
−ヒドロキシエチルメタクリレート１０％、メタクリル
酸１０％、ターンヤリードデシルメルかブタン０．４％
の７０℃に保ち、固形分４５％、ｐＨ２，３、粘度３０
ｃｐｓ（Ｂ型粘度計で測定）なるアクリルエマルジョン
（ａ−１）を得た。

（１，２）　　水溶性アクリル樹脂（ｂ−１）の製造ス
チレンｌＯ％、メチルメタクリレート２５キシルアクリ
レート１５％、Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド１０
％、２−ヒドロキシエチルメタアクリレート１０％、メ
タアクリル酸・　１０％の七ツマ−に対してアゾビスイ
ソブチロニトリル２％を加え、１００℃に保ったブチル
セロソルブに３時間かけて滴下し、更に３時間１００℃
に保ち、加熱残分５０％、溶液粘度Ｚｔ（ガードナー気
泡粘度計）樹脂酸価３２の水溶性アクリル樹脂（ｂ−１
）を得た。

（１，３）　　水稀釈性熱硬化型メタリック塗料（Ａ−
−１）の配合と製造 アクリルエマルジョン（ａ−１）にジメチルエタノール
アミンを加え、ｐＨ７，５に中和調整したもの１００部
に、水溶性アクリル樹脂（ｂ−１）５０部を２．７部の
ジメチルエタノールアミンで中和したものと、アルペー
スト６部、脱イオン水１０部、ブチルセロソルブ１０部
を混合したも、のを加え、よく混合した。これを脱イオ
ン水を用いてＦｏｒｄ　ｃｕｐす４．で２０秒／２Ｑ’
Ｃに稀釈して、水和釈性熱硬化型メタリック塗料（Ａ−
１）とした。

この塗料（Ａ−１）の全樹脂固形分は７０部であり、全
樹脂固形分１０００　ｆｒ当シのアクリル樹脂構成モノ
マーに由来する官能基は（７）カルボキシル基　　　１
．１６モル（インヒドロキシル基　　　０．７７モル（
つ）Ｎ−アル、コキシルメチル基０．６４モル　であり
〔Ｉ〕−〔（７）＋（イ）〕／（つ）＝３．０２である
。

（２）熱硬化型透明粉体塗料（Ｂ）、の製造スチレン１
５部、メチルメタアクリレート４８部、ｎ−ブチルアク
リレート１８部とグリ減圧条件で脱溶剤を行い、トルエ
ンをほぼ完全に除去した。このようにして得られた共重
合体を、放冷゛固化させた後、粉砕機により粉砕してア
クリル樹脂粉末を得る。これを用いてアクリル樹脂粉末
　　　１００部 デカンジカルボン酸　　　１６部 レジミックスｐ　　　　　　１部 を配合し、配合物を加熱ロールによって約１００℃で１
０分間溶融混練し、冷却後２０〜１００μの粒度に微粉
砕して、本発明に使用する熱硬化型透明粉体塗料（Ｂ）
を製造した。

−を施した鋼板上に、水稀釈性熱硬化型メタリック塗料
（Ａ−１）をエアスプレーガンを使用して、乾燥膜厚が
１５μ〜２０μになるように塗装した。

これを常温で３分間放置後、熱硬化型透明粉体塗料（Ｂ
）を静電吹付は塗装機を用いて、焼付後の膜厚が、６０
〜１００μになるように静電塗装した。５分間セツティ
ング後、熱風乾燥炉で７０℃で１０分加熱′シ、引きつ
づいて１７０℃で２０分間焼付けを行い、試験片とした
。

（４）試験片の計画 このようにして作成した試験片について肉眼によシ塗膜
の仕上シ外観を判定した。また光沢計を使用して６０°
グロスを測定した。これはすぐれた塗膜外観を示し塗１
１３ｊの欠陥もなかった。

計画結果を表−３に示す。

実−施例−２ 実施例−１と同様な方法で表−１に示すアクリルエマル
ジョン（ａ−２）を製造し、これを１５０部取シジメチ
ルエタノールアミンでｐＨ７，５に中和し、アルペース
ト６部、脱イオン水１ｏ部、ブチルセロソルブ１０部を
混合したものを加えよく混合した、これを脱イオン水を
用いてＦｏｒｄ　ｃｕｐす４で２０秒／２０℃に稀釈し
水稀釈性熱硬化型メタリック塗料（Ａ−２）を製造した
。これを用い、実施例−１と同様な方法で試験片を製造
した。評価結果をまとめて表−３に示す。

実施例−３ 実施例−１と同様な方法で表−２に示す水溶性アクリル
樹脂（ｂ−２）を製造し、これを１４０部取シ、ジメチ
ルエタノールアミンで中和シ、アルペースト６部、脱イ
オン水１０Ｌ　ブチルセロソルブ１０部を混合し１口ｉ
’、均一に分散した。これを脱イオン水プチルセロンル
プ８対２０割合のシンナーで稀釈してＦｏｒｄ　ｃｕｐ
◆４で２０秒／２０℃に稀釈し、水稀釈性熱硬化型塗料
（Ａ−３）を製造した。これを用い、実施例−１と同様
な方法で試験片を製造した。評価結果を表−３にまとめ
て示す。

実施例−４，５ 実施例−１と同様な方法で表−１１表−２に示すアクリ
ルエマルジョン（ａ−３）　（ａ−４）％水溶性アクリ
ル樹脂（ｂ−３”）　（ｂ−４）を製造し、実施例−１
と同様な方法で塗料化し、それぞれ水稀釈性熱硬化型メ
タリック塗料（Ａ−４）（Ａ−５）を製造し、実施例−
１と同様な方法で試験した。

結果をまとめて表−３に示す。

実施例−６ 実施例−５と同様な方法によシ、アクリルエマルジョン
（ａ−４）、水溶性アクリル樹脂（ｂ−４）を製造しそ
れぞれジメチルエタノールアミンで中和した。アクリル
エマルジョン１００部に水溶性アクリル樹脂５０″部及
びサイメル３５０２部を加えたものをメタリック顔料と
と−に加え実施例−１と同様な方法により水稀釈性熱硬
化型メタリック塗料Ａ−６を製造し試験を行った。結果
をまとめて表−３に示す。

比較例−１，２ 実施例−１と同様な方法で表−１、表−２に示す、アク
リルエマルジョン（ｄ−１）、（ｄ−２）、水溶性アク
リル樹脂（ｅ−１）（ｅ−２）を製造し、実施例−１と
同様な方法で塗料化し評価した、結果をまとめて表−３
に示す。

比較例−３ 実施例−１と同様な方法によシ表−１、表−２Ｋ　示ｆ
アクリルエマルジョン（ｄ−３）、水溶性アクリル樹脂
（ｅ−３）を製造し、ジメチルエタノールアミンで中和
し、アクリルエマルジョン１００部、水溶性アクリル樹
脂５０部、サイノル３５０３０部を実施例−６と同様な
方法でアルペーストのみ９部にふやして塗料を製造し試
験を行った。

ＭＭＡ　　　　メチルメタクリ、レートＢＡ　　　　　
ブチルアクリレート ＢＭＡ　　　　　ブチルメタクリレートＥＡ　　　　　
　エチルアクリレート ２ＥＨＡ　　　　２−エチルへキシルアクリレートＤＢ
Ｆ　　　　　ジブチルフマレート ＭＡｃ　　　　　メタクリル酸 ＡＡｃ　　　　　アクリル酸 ２ＨＥＭＡ　　　２−ヒドロキシエチルメタクリレート
２ＨＥＡ　　　　２−ヒドロキシエチルアクリレートＢ
ｕＡ　　　　　ブトキシメチルアクリルアミドＭｅＡ　
　　　　メトキシメチルアクリルアミドＡＩＢＮ　　　
　アゾビスインブチロニトリル表−１ 表−２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被塗物に水稀釈性熱硬化型メタリック塗料囚を塗装し焼
   付けることなく、その上に熱硬化型透明粉体塗料（ＢＪ
   を塗装し両者を同時に焼付けるメタリック塗装の仕上げ
   方法において、水稀釈性熱硬化型メタリック塗料囚の樹
   脂成分がアクリル樹脂を含有し、そのアクリル樹脂は構
   成モノマーに由来する官能基の含有量として全樹脂固形
   分１０００ｆｒ当り （７）　カルボキシル基　　　０．２モル〜２．５モル
   （イ）　ヒドロキシル基　　　０．２モル〜ｌ・８モル
   （つ）　Ｎ−アルコキシメチル基　０．２モル−２・０
   モルであると共に 〔（７）カルボキシル基と、（イ）ヒドロキシル基のモ
   ル数の和）　／　（（つ）Ｎ−アルコキシメチル基のモ
   ル数〕の比が０．５〜４．０であ仝ことを特徴とするメ
   タリック塗装の仕上げ方法