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JPH0810690A - 多層塗膜の形成方法、ベースコート組成物および塗装方法 - Google Patents

多層塗膜の形成方法、ベースコート組成物および塗装方法

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Publication number
JPH0810690A
JPH0810690A JP14813094A JP14813094A JPH0810690A JP H0810690 A JPH0810690 A JP H0810690A JP 14813094 A JP14813094 A JP 14813094A JP 14813094 A JP14813094 A JP 14813094A JP H0810690 A JPH0810690 A JP H0810690A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
base coat
coating film
aqueous
weight
coat composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP14813094A
Other languages
English (en)
Inventor
Gast Achim
ガスト アーヒム
Kazuyoshi Shiomi
一喜 塩見
Hitoshi Taniguchi
仁 谷口
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.)
BASF Farben und Fasern AG
Original Assignee
BASF Lacke und Farben AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF Lacke und Farben AG filed Critical BASF Lacke und Farben AG
Priority to JP14813094A priority Critical patent/JPH0810690A/ja
Priority to US08/765,424 priority patent/US5786033A/en
Priority to AU28876/95A priority patent/AU701707B2/en
Priority to CA 2191110 priority patent/CA2191110C/en
Priority to EP95924319A priority patent/EP0767818B1/en
Priority to PCT/EP1995/002454 priority patent/WO1996000757A1/en
Priority to DE69513660T priority patent/DE69513660T2/de
Priority to ZA955272A priority patent/ZA955272B/xx
Publication of JPH0810690A publication Critical patent/JPH0810690A/ja
Priority to MX9606239A priority patent/MX9606239A/es
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50—Multilayers
    • B05D7/52—Two layers
    • B05D7/53—Base coat plus clear coat type
    • B05D7/532—Base coat plus clear coat type the two layers being cured or baked together, i.e. wet on wet
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04—Polyurethanes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31551—Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]
    • Y10T428/31565—Next to polyester [polyethylene terephthalate, etc.]

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水性ベースコート組成物を用いて、被塗物上
に仕上り外観の良好な多層塗膜を形成する。 【構成】 水性ポリウレタン樹脂と、３重量％濃度の水
溶液において測定した電気伝導度が７００〜９００μＳ
／ｃｍであるレオロジー調整剤とを含む水性ベースコー
ト組成物を塗装し、次いでこの塗膜を形成させ、このよ
うにして得られたベースコート塗膜に透明なトップコー
トを塗装し、ベースコートとトップコートを同時に焼付
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は多層塗膜の形成方法、ベ
ースコート組成物および塗装方法に関し、さらに詳しく
は良好な仕上り外観が得られる多層塗膜の形成方法、優
れた貯蔵安定性を有し、良好な仕上り外観を有する塗膜
を形成可能な水性ベースコート組成物、およびその塗装
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車の塗装においては、一般に一連の
塗料が基体に塗装されている。第一のコートは電着プラ
イマーであり、その後中塗り塗料が塗装され、その上に
上塗り塗料のベースコートが塗装され、最終的にトップ
コートとしてクリヤーコートが塗装される。ベースコー
トは有機顔料または無機顔料により最終仕上げに良好な
装飾性を与えるものであり、多くの自動車の仕上げにお
いては、メタリック仕上げが望まれている。メタリック
効果を得るには、通常ベースコート中にアルミニウム片
などのメタリック顔料を配合している。
【０００３】ベースコートおよびクリヤーコート（トッ
プコート）の塗膜形成は、通常ウェット−オン−ウェッ
ト塗装により塗装し、すなわちベースコート塗装後、室
温で短時間のフラッシュオフ（乾燥）の後、焼き付ける
ことなくクリヤーコートを塗装し、その後ベースコート
およびクリヤーコートを同時に焼付けて乾燥させること
により行われている。
【０００４】現在の市場においては、自動車用塗料、特
にベースコートは多量の有機溶剤を含有している。しか
し、大気中へ放出される揮発性有機物質に関する関心が
増大するにつれて、溶剤として主に水を含有し、有機溶
剤の量が少ない水性塗料の研究開発に対して広範囲の努
力が行われるようになっている。
【０００５】メタリック効果は、塗膜中の金属顔料片の
配向性が関与している。従ってベースコートのメタリッ
ク効果を得るためには、塗装後にベースコート中に存在
する金属顔料片を適切に配向させなければならない。そ
して、直ちに固定される必要があり、また次工程のクリ
ヤーコート塗装で乱されないように配慮されなければな
らない。
【０００６】メタリック効果のある水系塗料を開発する
上において、水の持つ物理特性に起因して困難な問題が
生じる。現在、上記配向性の点から水系ベースコートと
して使用できる組成物は限られている。メタリック効果
のある水系塗料は、例えば欧州特許ＥＰ−Ａ−８９４９
７、ＥＰ−Ａ−３５５４３３、ＥＰ−Ａ−５２１９１
９、ドイツ特許ＤＥ−ＯＳ−３５４５６１８、ＤＥ−Ｏ
Ｓ−３９０３８０４、ＤＥ−ＯＳ−４１０７１３６、お
よび米国特許ＵＳ−ＰＳ−４７１９１３２に開示されて
いる。
【０００７】上記公報には、チキソトロピー性（揺変
性）を持つシリカ増粘剤を配合したベースコートが多層
膜形成に有用であることが記載され、このようなベース
コートを用いて基材の上にベースコート／クリヤーコー
ト型の多層膜を形成させ、美粧と保護を目的とする塗装
を行っている。しかしながら、上記のようなシリカを含
有するベースコートでは、塗料の高温での貯蔵安定性が
悪く、しかも良好な塗膜仕上り外観が得られないという
問題点がある。
【０００８】ところで、上記欧州特許ＥＰ−Ａ−８９４
９７には、水性ポリウレタン樹脂と種々のシリカ系増粘
剤とを組合せた水性塗料組成物が開示されている。しか
し、この公報にはどんな種類のシリカ系増粘剤が有用
か、あるいは増粘剤の電気伝導度については、何ら情報
が開示されていない。またドイツ特許ＤＥ−Ａ−４１１
０５２０には、ナトリウム−マグネシウムシリケート
と、アクリル共重合体系増粘剤および／または他の合成
樹脂系増粘剤および／または補助増粘剤（アソシエーテ
ィブ・シックナー）との組合せが開示されているが、同
様に電気伝導度に関する記載はない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、水性
ベースコート組成物を用いて仕上り外観の良好な塗膜を
形成することができる多層塗膜の形成方法を提案するこ
とである。本発明の別の目的は、貯蔵安定性に優れ、し
かも仕上り外観の良好な塗膜を形成することができる水
性ベースコート組成物およびその塗装方法を提供するこ
とである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は次の多層塗膜の
形成方法、ベースコート組成物、および塗装方法であ
る。 （１） 被塗物上に保護および／または美粧を目的とし
た多層塗膜を形成させる方法において、 １）水性で顔料を含むベースコート組成物をベースコー
トとして塗装し、 ２）次いで１）で塗装した組成物の塗膜を形成させ、 ３）このようにして得られたベースコート塗膜に透明な
トップコートを塗装し、 ４）ベースコートとトップコ
ートを同時に焼付することを特徴とする多層塗膜の形成
方法。 （２） 被塗物上に保護および／または美粧を目的とし
た多層塗膜を形成させるための水分散体からなるベース
コート組成物であって、下記一般式（１）で表される構
成ユニットを有する水性ポリウレタン樹脂が水に分散し
たポリウレタン分散体からなることを特徴とするベース
コート組成物。
【化２】 （式中、Ｙは芳香族、脂肪族または環状脂肪族炭化水素
基を示す。） （３） ポリウレタン分散体の固形分に対して、１〜８
０重量％の水性メラミン樹脂を含有することを特徴とす
る上記（２）記載のベースコート組成物。 （４） 水性ポリエステル樹脂および／またはアクリル
樹脂をバインダー成分として含有し、〔メラミン樹
脂〕：〔ポリエステル樹脂および／またはアクリル樹
脂〕の重量比が２：１〜１：４であり、メラミン樹脂、
ポリエステル樹脂およびアクリル樹脂の総量が、ポリウ
レタン分散体の固形分に対して１〜８０重量％であるこ
とを特徴とする上記（３）記載のベースコート組成物。 （５） ベースコート組成物に対して、レオロジー調整
剤を０〜１０重量％、好ましくは０．５〜２重量％含有
することを特徴とする上記（２）ないし（４）のいずれ
かに記載のベースコート組成物。 （６） 特定の電気伝導度を示すレオロジー調整剤を含
有することを特徴とする上記（２）ないし（５）のいず
れかに記載のベースコート組成物。 （７） ３％水溶液が７００〜９００μＳ／ｃｍ、好ま
しくは７００〜７８０μＳ／ｃｍの電気伝導度を示すレ
オロジー調整剤を含有することを特徴とする上記（２）
ないし（６）のいずれかに記載のベースコート組成物。 （８） レオロジー調整剤としてナトリウム−マグネシ
ウムシリケートを含有することを特徴とする上記（２）
ないし（７）のいずれかに記載のベースコート組成物。 （９） メタリック顔料および／またはエフェクト顔料
を０．５〜２５重量％含有することを特徴とする上記
（２）ないし（８）のいずれかに記載のベースコート。 （10） ｐＨ値が６〜９、好ましくは７．５〜８．５、
最も好ましくは８．０〜８．４であることを特徴とする
上記（２）ないし（９）のいずれかに記載のベースコー
ト組成物。 （11） 被塗物上に使用する上記（２）ないし（10）の
いずれかに記載のベースコート組成物の塗装方法。 （12） プラスチック上に使用する上記（２）ないし
（10）のいずれかに記載のベースコート組成物の塗装方
法。 （13） 再塗装用に使用する上記（２）ないし（10）の
いずれかに記載のベースコート組成物の塗装方法。 （14） 水性メラミン樹脂をポリウレタン分散体の固形
分に対して１〜８０重量％含有するベースコート組成物
を使用することを特徴とする上記（１）記載の多層塗膜
の形成方法。 （15） 水性ポリエステル樹脂および／またはアクリル
樹脂を含有し、〔メラミン樹脂〕：〔ポリエステル樹脂
および／またはアクリル樹脂〕の重量比が２：１〜１：
４であり、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂およびアク
リル樹脂の総量が、ポリウレタン分散体の固形分に対し
て１〜８０重量％であるベースコート組成物を使用する
ことを特徴とする上記（14）記載の多層塗膜の形成方
法。 （16） ベースコート組成物に対して、レオロジー調整
剤を０〜１０重量％、好ましくは０．５〜２重量％含有
するベースコート組成物を使用することを特徴とする上
記（１）、（14）または（15）のいずれかに記載の多層
塗膜の形成方法。 （17） ３％水溶液が７００〜９００μＳ／ｃｍ、好ま
しくは７００〜７８０μＳ／ｃｍの電気伝導度を示すレ
オロジー調整剤を含有するベースコート組成物を使用す
ることを特徴とする上記（１）、（14）または（15）の
いずれかに記載の多層塗膜の形成方法。 （18） レオロジー調整剤としてナトリウム−マグネシ
ウムシリケートを含有するベースコート組成物を使用す
ることを特徴とする上記（１）、（14）または（15）の
いずれかに記載の多層塗膜の形成方法。 （19） 水性トップコートまたは粉体トップコートと組
合せて使用するものである上記（２）ないし（10）のい
ずれかに記載のベースコート組成物。
【００１１】本発明の多層塗膜の形成方法では、まず水
性で顔料を含むベースコート組成物をベースコートとし
て被塗物上に塗装する。ここで使用するベースコート組
成物としては請求項２〜１０記載のベースコート組成
物、中でも特定の電気伝導度を示すレオロジー調整剤を
含有するベースコート組成物が好ましいが、これに限定
されない。次に室温〜８０℃程度で短時間乾燥させてベ
ースコート組成物の塗膜を形成する。次に焼付けること
なく、ベースコート塗膜に透明なトップコートを塗装す
る。次にベースコートとトップコートを同時に焼付けて
多層塗膜を形成する。
【００１２】本発明で使用する水性ポリウレタン樹脂は
前記一般式（１）で示される構成ユニットを含有する樹
脂である。一般式（１）に含まれるより具体的な構成ユ
ニットとして、例えば下記一般式（２）で示される構成
ユニットなどがあげられる。
【化３】 （式中、Ｘは芳香族、脂肪族または環状脂肪族炭化水素
基、Ｒ1〜Ｒ4は炭素数１〜４のアルキル基を示す。）
【００１３】一般式（２）において、Ｒ1〜Ｒ4で示され
る炭素数１〜４のアルキル基としては、メチル基、エチ
ル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル
基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチ
ル基などがあげられる。Ｒ1〜Ｒ4はすべてが同一の基で
あってもよいし、一部が異なる基であってもよいし、す
べてが異なる基であってもよい。
【００１４】一般式（１）のＹで示される二価の芳香族
炭化水素基としては、例えば次のものなどがあげられ
る。
【化４】
【００１５】Ｙで示される脂肪族炭化水素基としては、
例えばジメチレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレ
ン基などがあげられる。Ｙで示される環状脂肪族炭化水
素基としては、例えば次のものなどがあげられる。
【化５】
【００１６】水性ポリウレタン樹脂中に占める前記一般
式（１）で表わされる構成ユニットの含有割合は特に制
限されないが、好ましくは１０〜４０重量％であるのが
望ましい。また水性ポリウレタン樹脂の分子量は特に制
限されないが、好ましくは数平均分子量として少なくと
も１０００、さらに好ましくは少なくとも４０００、特
に５０００〜８０００であるのが望ましい。
【００１７】水性ポリウレタン樹脂を水または水を主成
分とする水系媒体に分散させ、水分散体を得るには、ア
ンモニアまたはトリエチルアミン、ジエチルエタノール
アミン、Ｎ−メチルモルホリン等の１級〜３級有機アミ
ン類などを添加して塩を形成させることにより行うこと
ができる。これによりポリウレタン分散体が得られる。
【００１８】本発明で使用する水性ポリウレタン樹脂ま
たはその水分散体は欧州特許ＥＰ−Ａ−８９４９７、Ｅ
Ｐ−Ａ−３５５４３３、ドイツ特許ＤＥ−ＯＳ−３５４
５６１８、ＤＥ−ＯＳ−３９０３８０４、ＤＥ−ＯＳ−
４１０７１３６または米国特許ＵＳ−ＰＳ−４７１９１
３２などに開示されている。
【００１９】本発明で使用する水性ポリウレタン樹脂
は、例えば次のような１）〜４）の成分を重合すること
により製造することができる。 １）ポリエステルポリオールまたはポリエーテルポリオ
ール、あるいはこれらの混合物。これらの化合物の数平
均分子量は４００〜５０００であるのが好ましい。 ２）水酸基と反応することにより前記一般式（１）で表
わされる構成単位を生成しうるジイソシアネート、また
はこれらの混合物。具体的なものとしては、テトラメチ
ルキシレンジイソシアネート（ｍ−ＴＭＸＤＩ、１，３
−ビス（２−イソシアネートプロピル−２−イル）ベン
ゼン））、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレ
ンジイソシアネート、ビス（イソシアネートシクロヘキ
シル）メタン、１，４−テトラメチレンジイソシアネー
トなどがあげられる。
【００２０】３）水酸基および／またはアミノ基等の官
能基を２つ以上有する化合物、またはこれらの混合物。
これらの化合物の数平均分子量は６０〜４００であるの
が好ましい。具体的なものとしてはエチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、トリ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、１，４−ブタンジオール、１，２−ブチレングリコ
ール、１，６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロ
パン、ヒマシ油、水添ヒマシ油、ジトリメチロールプロ
パンエーテル、ペンタエリスリトール、１，２−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、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ネオペンチ
ルグリコール、ヒドロキシピバリン酸のネオペンチルグ
リコールエステル、ヒドロキシエチルビスフェノール
Ａ、ヒドロキシプロピルビスフェノールＡ、水添ビスフ
ェノールＡおよびこれらの混合物などがあげられる。 ４）分子中にイソシアネート基と反応するただ１つの官
能基を持つ化合物、またはこれらの混合物。具体的なも
のとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、
ブタノール、ペンタノールなどがあげられる。
【００２１】本発明のベースコート組成物には、水性ポ
リウレタン樹脂の他に、バインダー成分として水性メラ
ミン樹脂を配合すると、架橋構造が得られ、耐水性や物
理耐性に優れた塗膜が得られるので好ましい。さらに水
性メラミン樹脂に加えて、ドイツ特許ＤＥ−ＯＳ−４０
０９８５７に記載されているアクリル樹脂分散体、およ
び／または欧州特許ＥＰ−Ａ−８９４９７、ドイツ特許
ＤＥ−ＯＳ−３２１００５１もしくはドイツ特許ＤＥ−
ＯＳ−４１０７１３６に記載されている水性ポリエステ
ル樹脂、および／またはポリエーテル樹脂を組合せる
と、顔料の分散性に優れ、塗装面の平滑性が良好となる
ので好ましい。
【００２２】本発明のベースコート組成物にレオロジー
調整剤を配合すると、貯蔵安定性に特に優れ、しかも仕
上り外観の特に良好な塗膜を形成することができるので
好ましい。レオロジー調整剤は、３重量％の水溶液にお
いて測定した電気伝導度が７００〜９００μＳ／ｃｍ、
好ましくは７００〜８００μＳ／ｃｍ、さらに好ましく
は７００〜７８０μＳ／ｃｍであるレオロジー調整剤で
ある。ここでレオロジー調整剤とは、従来からレオロジ
ー調整剤、増粘剤、シックナー、揺変剤またはタレ止め
剤などと呼ばれているものであって、塗料の増粘と安定
化のために配合されているものである。本発明では、従
来から水系塗料のレオロジー調整剤として使用されてい
るものが使用できる。例えば、ケイ酸塩、モンロリロナ
イト、有機モンモリロナイト、コロイド状アルミナ等の
無機系；カルボキシメチルセルロース、メチルセルロー
ス、ヒドロキシエチルセルロース等の繊維素誘導体系；
カゼイン、カゼイン酸ソーダ、カゼイン酸アンモニウム
等のタンパク質系；アルギン酸ソーダ等のアルギン酸
系；ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポ
リビニルベンジルエーテル共重合体等のポリビニル系；
ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリル酸−（メタ）アク
リル酸エステル共重合体等のポリアクリル酸系；プルロ
ニックポリエーテル、ポリエーテルジアルキルエステ
ル、ポリエーテルジアルキルエーテル、ポリエーテルウ
レタン変性物、ポリエーテルエポキシ変性物等のポリエ
ーテル系；ビニルメチルエーテル−無水マレイン酸共重
合体の部分エステル等の無水マレイン酸共重合体系など
があげられる。これらの中ではケイ酸塩、特にナトリウ
ム−マグネシウムシリケートが好ましい。ナトリウム−
マグネシウムシリケートは、例えば一般名スメクタイト
クレーまたは合成ヘクトライトであり、例えばラポート
社からＬａｐｏｎｉｔｅ ＲＤ（ナトリウム、マグネシ
ウム、リチウムケイ酸塩）の商標で市販されており、容
易に入手可能である。ナトリウム−マグネシウムシリケ
ートは同じ組成のものでも水洗する程電気伝導度が低下
するので、水洗の程度を調節することにより上記範囲の
電気伝導度とすることができる。
【００２３】レオロジー調整剤、例えばナトリウム−マ
グネシウムシリケートは、水性ペーストとして使うこと
が好ましい。特に好ましくは、３重量％のナトリウム−
マグネシウムシリケートを３重量％のポリプロピレング
リコールと共に水溶液とするか、２重量％のナトリウム
−マグネシウムシリケートを０．６重量％のポリプロピ
レングリコールと共に水溶液とするか、あるいは２重量
％のナトリウム−マグネシウムシリケートを２重量％の
他の界面活性剤と共に水溶液とするのが良い。なお、上
記重量％はペーストの総重量に対しての値である。
【００２４】レオロジー調整剤、例えばナトリウム−マ
グネシウムシリケートは、単独で用いることもできる
し、他のイオン性合成樹脂系増粘剤および／または補助
増粘剤（アソシエート・シックナー、例えばレオレート
２０５；レオックス社製、商標、あるいはビスカラック
ＨＶ３０；アライドコロイド社製、商標など）と組合せ
て用いることもできる。
【００２５】本発明のベースコート組成物には、塗料工
業分野で使用されている顔料および／または染料を配合
することができる。顔料としては、アルミニウム粉、ア
ルミニウムペースト等のメタリック顔料；二酸化チタ
ン、酸化鉄、金属粉等の金属系のエフェクト顔料；マイ
カ等の非金属のエフェクト顔料；カーボンブラック、有
機顔料などがあげられる。メタリック顔料は水性塗料に
適するように前処理されたものを使用することもでき
る。メタクリック顔料は上記の非金属顔料や染料と組合
せて配合することもできる。
【００２６】各成分の配合割合は、次の通りである。す
なわち、水性メラミン樹脂を含有する場合、その含有量
はポリウレタン分散体の固形分に対して１〜８０重量
％、好ましくは２０〜６０重量％であり、残部が水性ポ
リウレタン樹脂であるのが望ましい。さらに水性ポリエ
ステル樹脂および／またはアクリル樹脂を含有する場
合、その含有量は〔メラミン樹脂〕：〔ポリエステル樹
脂および／またはアクリル樹脂〕の重量比が２：１〜
１：４、好ましくは２：１．２〜１：２であって、かつ
メラミン樹脂とポリエステル樹脂および／またはアクリ
ル樹脂との合計含有量がポリウレタン分散体の固形分に
対して１〜８０重量％、好ましくは２０〜６０重量％で
あり、残部が水性ポリウレタン樹脂であるのが望まし
い。ポリエーテル樹脂を含有する場合、〔メラミン樹
脂〕：〔ポリエステル樹脂、アクリル樹脂およびポリエ
ーテル樹脂からなる群から選ばれる樹脂（以下、ポリエ
ステル樹脂等という）〕の重量比が２：１〜１：４、好
ましくは２：１．２〜１：２であって、かつメラミン樹
脂とポリエステル樹脂等との合計含有量がポリウレタン
分散体の固形分に対して１〜８０重量％、好ましくは２
０〜６０重量％であり、残部が水性ポリウレタン樹脂で
あるのが望ましい。
【００２７】またレオロジー調整剤を含有する場合、そ
の含有量はベースコート組成物に対して０〜１０重量
％、好ましくは０．５〜２重量％、残部が水、溶剤、水
性ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂またはポリエステル
樹脂等であるのが望ましい。ベースコート組成物の固形
分に対するレオロジー調整剤の含有量は０〜２０重量
％、好ましくは２〜１０重量％であるのが望ましい。す
なわち固形分中にメラミン樹脂およびポリエステル樹脂
等を含有しない場合、水性ポリウレタン樹脂の含有量は
８０〜１００重量％、好ましくは９０〜９８重量％であ
るのが望ましい。メラミン樹脂およびポリエステル樹脂
等を含有する場合、水性ポリウレタン樹脂の含有量は５
〜９０重量％、好ましくは３０〜８０重量％、メラミン
樹脂およびポリエステル樹脂等の合計含有量は１〜８０
重量％、好ましくは２０〜７０重量％であるのが好まし
い。メタリック顔料および／またはエフェクト顔料の含
有量は、バインダーの全固形分に対して０．５〜２５重
量％、好ましくは３〜２４重量％とするのが望ましい。
【００２８】上記各成分の配合割合は、いずれの成分も
好ましい範囲にある組合せの場合に、貯蔵安定性に優
れ、しかも仕上り外観および塗膜性能に優れた塗膜を形
成でき、かつこれらのバランスに最も優れたベースコー
ト組成物が得られるが、ある成分の配合量が好ましい範
囲にあり、残りの成分が好ましい範囲より広い配合量で
ある場合にも、一定の効果が得られる。
【００２９】本発明のベースコート組成物は、これまで
説明した各成分が水系媒体に分散した水分散体からなる
水性ベースコート組成物である。ベースコート組成物の
固形分濃度は、塗装粘度において１５〜５０重量％であ
るのが好ましい。固形分濃度はベースコート塗色に係わ
り、上記濃度の場合に良好な塗色が得られるが、メタリ
ック色のベースコート組成物の場合は１７〜２５重量
％、ソリッド色の場合は３０〜４５重量％である場合に
特に良好な塗色が得られるので好ましい。
【００３０】上記水系媒体としては、水、水に少量の有
機溶媒が含有されたもの、あるいは水性ポリウレタン樹
脂等を重合した際の反応液などがあげられる。有機溶媒
の含有量はできるだけ少なくするのが好ましく、例えば
１５重量％以下であるのが好ましい。
【００３１】本発明のベースコート組成物は、ポリウレ
タン樹脂などの成分をアンモニアまたはトリエチルアミ
ン、ジエチルエタノールアミン、Ｎ−メチルモルホリン
等の１級〜３級有機アミン類などを添加して、水系媒体
に分散させることにより得ることができる。この場合、
水性ポリウレタン樹脂を上記方法により分散させ、この
ポリウレタン分散体に他の必要な成分を添加するなどの
方法を採用することもできる。得られた水分散体のｐＨ
は６〜９、好ましくは７．５〜８．５、さらに好ましく
は８〜８．４であるのが望ましい。
【００３２】本発明のベースコート組成物には、本発明
の目的を損わない範囲で、必要に応じて紫外線吸収剤、
光安定剤、レベリング剤、消泡剤、可塑剤、顔料分散剤
または硬化触媒などを配合することができる。
【００３３】本発明のベースコート組成物を塗装する被
塗物の素材は特に限定されず、金属、プラスチック、木
材または紙などがあげられる。これらの中では金属、特
に自動車用鋼板またはプラスチックが好ましい。本発明
のベースコート組成物は上記のような被塗物に初めて塗
装する場合はもちろん、再塗装用としても使用すること
ができる。
【００３４】本発明のベースコート組成物の上に塗装す
るトップコートとしては、溶剤型、水性または粉体透明
クリヤーコートのいずれのものでも使用できる。これら
の透明クリヤーコートは顔料を全く含まないクリヤーコ
ートであってもよいし、少量の顔料を含む透明クリヤー
コートであってもよい。
【００３５】塗膜の形成は前記多層塗膜の形成方法、い
わゆるウェット−オン−ウェット方式でクリヤーコート
を塗装するのが好ましいが、これに限定されない。例え
ば、本発明のベースコート組成物を前記被塗物上に塗装
し、室温〜８０℃程度で短時間、例えば８０℃で５分間
の乾燥によりベースコート組成物の塗膜を形成し、焼付
けることなくこの塗膜に前記トップコートを塗装し、ベ
ースコートおよびトップコートを同時に焼き付けて多層
塗膜を形成することができる。焼き付け条件は、クリヤ
ーコートの種類により異なるが、通常温度が７５〜１７
０℃、時間が１５〜３０分間であるのが好ましい。ベー
スコートの乾燥塗膜の膜厚は７〜３０μｍであるのが好
ましい。
【００３６】
【発明の効果】本発明の多層塗膜の形成方法によれば、
仕上り外観の良好な多層塗膜を形成することができる。
特に特定のレオロジー調整剤を特定量含有するベースコ
ート組成物を用いることにより、仕上り外観の特に良好
な多層塗膜を形成することができる。
【００３７】本発明のベースコート組成物は貯蔵安定性
に優れ、しかも仕上り外観の良好な塗膜を形成すること
ができる。特に特定のレオロジー調整剤を特定量含有す
るベースコート組成物は貯蔵安定性に特に優れ、しかも
仕上り外観の特に良好な塗膜を形成することができる。
このため、本発明のベースコート組成物は鋼板用または
プラスチック用として、特に自動車用として好適に使用
することができる。
【００３８】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。各例
中、部は重量部、％は重量％を示す。 製造例１（ポリウレタン分散体の製造） 攪拌機、温度計、還流冷却器および窒素ガス導入管を取
付けた４つ口フラスコに、７９８ｇの重合脂肪酸〔この
化合物は、二量化脂肪酸（プリポール１００９：ユニケ
マ インターナショナル社製、商標）、１，６−ヘキサ
ンジオールおよび無水フタル酸から合成されたものであ
り、平均分子量は１４００である。〕、１２．５ｇの
１，６−ヘキサンジオール、６５ｇのジメチロールプロ
ピオン酸および５２９．５ｇのメチルエチルケトンを仕
込み、攪拌混合した後３２９ｇの１，３−ビス（２−イ
ソシアナートプロピル−２−イル）ベンゼン〔ｍ−ＴＭ
ＸＤＩ：アメリカンサイアナミド社製〕を加えた。
【００３９】攪拌混合しながら、８２℃に保ちフリーの
イソシアネート基が仕込み総量の１％になるまで反応を
続けた。次いで３１ｇのトリメチロールプロパンを加
え、８２℃に保った。反応混合物の粘度上昇をチェック
し、５ｄＰａ*ｓになるまで反応を続けた（約５時間を
要する）。粘度は、１０ｍｌのＮ−メチルピロリドンに
１０ｍｌのサンプルを溶解し、２３℃でコーンプレート
型粘度計を用い測定した。次に５４ｇのブタノールを加
えて反応を停止した。さらに３８ｇのジメチルエタノー
ルアミンおよび３２５４ｇの脱イオン水の混合物を加
え、約２時間攪拌後、減圧下でメチルエチルケトンを蒸
留除去した。このようにして固形分３１％のポリウレタ
ン分散体を得た。
【００４０】製造例２（ポリエステル樹脂の製造） ７２９％のネオペンチルグリコール、８２７％のヘキサ
ンジオール、４６２％のヘキサヒドロ無水フタル酸およ
び１７１０％の重合脂肪酸（ダイマー含有量が最低９８
％、トリマー含有量が最大２％、モノマー含有量は極微
量）を、水分離器を取り付けた４つ口フラスコに仕込
み、攪拌下で昇温した。このとき、水分離器に取り付け
たカラムの温度が１００℃以上にならないように注意し
た。エステル化反応を最高温度２２０℃で行い、酸価が
８．５に達するまで続けた。１８０℃に冷却後、７６８
％の無水トリメリット酸を加え、酸価が３０になるまで
エステル化反応を続けた。次いで、反応混合物を１２０
℃に冷却し、１４１０％のブタノールを加え、溶解し
た。さらに９０℃に冷却後、１６．２％のジメチルエタ
ノールアミンを加え、その後１２４８％の脱イオン水を
加えた。このようにしてｐＨ７．８、固形分６０％、酸
価３０のポリエステル分散体を得た。
【００４１】実施例１ １）水性ベースコート組成物の調製 ドイツ特許ＤＥ−ＯＳ−４１０７１３６に記載してある
製造例に従って、次のようにして水性ベースコート組成
物を調製した。まず３４．３％のレオロジー調整剤溶液
に２．７％のブチルセロソルブおよび６．４％の市販の
メラミン樹脂溶液（Ｃｙｍｅｌ ３２７：アメリカンサ
イアナミド社製、商標、９０％のイソブタノール溶液）
をディゾルバーの攪拌下に加えた。次いで３５．７％の
製造例１で得たポリウレタン分散体を攪拌下に加え、メ
ラミン樹脂−ポリウレタン樹脂混合物を得た。上記レオ
ロジー調整剤としてはナトリウム−マグネシウムシリケ
ート（Ｌａｐｏｎｉｔｅ ＲＤ：ラポート社製、商標）
の３％水溶液を用いた。レオロジー調整剤水溶液の電気
伝導度は８８６μＳ／ｃｍであった。電気伝導度の測定
はＴＯＡ ＣＭ−２０Ｓ電気伝導度計（東亜電波工業社
製、商標）を用いて行った。
【００４２】上記の操作と並行して、アルミニウム顔料
のスラリーを次のようにして調製した。水に安定な市販
のアルミニウムペースト（平均粒径：１５μｍ）３．８
％を６．０％のブチルセロソルブと共に均一に混合し
た。この混合物に、前記製造例２で得たポリエステル樹
脂６．７％を加えて攪拌し、アルミニウム顔料のスラリ
ーを得た。このアルミニウム顔料のスラリーを、前記メ
ラミン樹脂−ポリウレタン樹脂混合物に加え、攪拌し
た。最終的に約４．４％の脱イオン水を加え、ジメチル
エタノールアミン溶液（１０％の脱イオン水溶液）によ
りｐＨ値８．１０〜８．３０の範囲に調節し、水性ベー
スコート組成物を得た。
【００４３】２）塗装試験 上記１）で得た水性ベースコート組成物を、脱イオン水
を用いてスプレー塗装可能な粘度となるように、固形分
濃度を約２４．０％に調整した。次にリン酸化成処理を
した鋼板に市販の電着塗料、中塗塗料を塗装して試験板
を得、この試験板に水性ベースコート組成物を乾燥膜で
１３〜１６μｍになるように空気霧化型塗装機で塗装し
た。次に、乾燥炉中で８０℃で１０分間乾燥させた。次
いで、市販の１液型クリヤーコート（アクリル樹脂／メ
ラミン樹脂タイプ）を塗装した後、乾燥炉中で１４０℃
で２５分間焼付けた。トップコートクリヤーの乾燥した
塗膜厚は４０μｍであった。得られた塗膜の仕上り外観
などを測定した。結果を表１に示す。
【００４４】３）高温における塗料の貯蔵安定性試験 前記１）で得た水性ベースコート組成物を４０℃で１か
月間貯蔵した。その後上記２）と同様にして塗装し、塗
膜を形成した。結果を表２に示す。
【００４５】実施例２ 実施例１において、レオロジー調整剤溶液として３％水
溶液における電気伝導度が７６０μＳ／ｃｍとなるよう
に水洗したナトリウム−マグネシウムシリケート（Ｌａ
ｐｏｎｉｔｅ ＲＤ：ラポート社製、商標）の３％水溶
液を用いた以外は実施例１と同様にして行った。結果を
表１および表２に示す。
【００４６】実施例３ 実施例１において、レオロジー調整剤溶液として３％水
溶液における電気伝導度が１０３４μＳ／ｃｍとなるよ
うに水洗したナトリウム−マグネシウムシリケート（Ｌ
ａｐｏｎｉｔｅ ＲＤ：ラポート社製、商標）の３％水
溶液を用いた以外は実施例１と同様にして行った。結果
を表１および表２に示す。
【００４７】実施例４ 実施例１において、レオロジー調整剤溶液として３％水
溶液における電気伝導度が５７２μＳ／ｃｍとなるよう
に水洗したナトリウム−マグネシウムシリケート（Ｌａ
ｐｏｎｉｔｅ ＲＤ：ラポート社製、商標）の３％水溶
液を用いた以外は実施例１と同様にして行った。結果を
表１および表２に示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】表１の注 ＊１ ＭＦ−Ｄ値：ゴニオフォトメータＧＰ２（カール
・ツバイス社製、商標）を用いて角度２５°および７０
°の光沢を測定し、下記の計算式でＭＦ−Ｄ値を算出し
た。 ＭＦ−Ｄ＝｛（Ｌ２５°−Ｌ７０°）／Ｌ７０°｝×５
０ ＭＦ−Ｄ値はベースコート／クリヤーコート塗膜のメタ
リック効果を評価するための基準値であり、数値が高い
方が良好なメタリック効果を示す。 ＊２ ＩＶ値：ＬＭＲ１００（関西ペイント（株）製、
商標）を用いて測定した。数値の高い方がメタリックの
効果が強く良好な仕上り外観であることを示す。 ＊３ 目視外観：塗膜の外観を次の基準により評価し
た。 ×：劣る △：やや劣る ○：優れる ＊４ タレ性： 垂直部をベースコート塗装した時のタレ（流れ）の程度
を次の基準により評価した。 ×：劣る △：やや劣る ○：優れる
【００５０】表１の結果からわかるように、実施例４で
はタレ性が劣るため、仕上り外観も悪い結果を得た。こ
れは、低すぎる電気伝導度を持つナトリウム−マグネシ
ウムシリケートをレオロジー調整剤として使用したため
である。低い電気伝導度のものほどレオロジー調整剤の
ペーストの粘度は低くなる。このため、スプレーに適し
た粘度に調整した場合、固形分が非常に高くなりすぎ、
アルミニウム顔料の配向性（メタリック感）が悪くな
る。実施例１および２の塗装外観は、いずれも優れてい
た。
【００５１】
【表２】
【００５２】表２からわかるように、実施例３では貯蔵
後の塗装外観が不良であった。これは塗料の貯蔵中に凝
集が起こったためである。また貯蔵後のハイシェアー下
およびローシェアー下の粘度が著しく低下した。このた
め、塗装時にタレを生じた。実施例４では貯蔵後の粘度
の変化は少なかったが、貯蔵前と同様に貯蔵後も塗装外
観が劣った。これに対して、実施例２では貯蔵前と同様
に貯蔵後も、良好な仕上り外観を示した。またハイシェ
アー下およびローシェアー下での粘度はほとんど変化が
なかった。実施例１では貯蔵により粘度が少し変化した
ため実施例２に比べると塗装外観はやや劣ったが、実施
例３または４に比べると良好であった。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年８月１１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４０】製造例２（ポリエステル樹脂の製造） ７２９ｇのネオペンチルグリコール、８２７ｇのヘキサ
ンジオール、４６２ｇのヘキサヒドロ無水フタル酸およ
び１７１０ｇの重合脂肪酸（ダイマー含有量が最低９８
％、トリマー含有量が最大２％、モノマー含有量は極微
量）を、水分離器を取り付けた４つ口フラスコに仕込
み、攪拌下で昇温した。このとき、水分離器に取り付け
たカラムの温度が１００℃以上にならないように注意し
た。エステル化反応を最高温度２２０℃で行い、酸価が
８．５に達するまで続けた。１８０℃に冷却後、７６８
ｇの無水トリメリット酸を加え、酸価が３０になるまで
エステル化反応を続けた。次いで、反応混合物を１２０
℃に冷却し、１４１０ｇのブタノールを加え、溶解し
た。さらに９０℃に冷却後、１６．２ｇのジメチルエタ
ノールアミンを加え、その後１２４８ｇの脱イオン水を
加えた。このようにしてｐＨ７．８、固形分６０％、酸
価３０のポリエステル分散体を得た。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０９Ｄ 7/12 ＰＳＬ 161/28 ＰＨＫ 167/00 ＰＬＢ 175/04 ＰＨＷ (72)発明者 塩見 一喜 神奈川県横浜市戸塚区下倉田町296 ニチ ユ ビーエーエスエフ コーテイング ア ールアンドデイ 株式会社内 (72)発明者 谷口 仁 神奈川県横浜市戸塚区下倉田町296 ニチ ユ ビーエーエスエフ コーテイング ア ールアンドデイ 株式会社内

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被塗物上に保護および／または美粧を目
    的とした多層塗膜を形成させる方法において、 １）水性で顔料を含むベースコート組成物をベースコー
    トとして塗装し、 ２）次いで１）で塗装した組成物の塗膜を形成させ、 ３）このようにして得られたベースコート塗膜に透明な
    トップコートを塗装し、 ４）ベースコートとトップコ
    ートを同時に焼付することを特徴とする多層塗膜の形成
    方法。
  2. 【請求項２】 被塗物上に保護および／または美粧を目
    的とした多層塗膜を形成させるための水分散体からなる
    ベースコート組成物であって、下記一般式（１）で表さ
    れる構成ユニットを有する水性ポリウレタン樹脂が水に
    分散したポリウレタン分散体からなることを特徴とする
    ベースコート組成物。 【化１】 （式中、Ｙは芳香族、脂肪族または環状脂肪族炭化水素
    基を示す。）
  3. 【請求項３】 ポリウレタン分散体の固形分に対して、
    １〜８０重量％の水性メラミン樹脂を含有することを特
    徴とする請求項２記載のベースコート組成物。
  4. 【請求項４】 水性ポリエステル樹脂および／またはア
    クリル樹脂をバインダー成分として含有し、〔メラミン
    樹脂〕：〔ポリエステル樹脂および／またはアクリル樹
    脂〕の重量比が２：１〜１：４であり、メラミン樹脂、
    ポリエステル樹脂およびアクリル樹脂の総量が、ポリウ
    レタン分散体の固形分に対して１〜８０重量％であるこ
    とを特徴とする請求項３記載のベースコート組成物。
  5. 【請求項５】 ベースコート組成物に対して、レオロジ
    ー調整剤を０〜１０重量％、好ましくは０．５〜２重量
    ％含有することを特徴とする請求項２ないし４のいずれ
    かに記載のベースコート組成物。
  6. 【請求項６】 特定の電気伝導度を示すレオロジー調整
    剤を含有することを特徴とする請求項２ないし５のいず
    れかに記載のベースコート組成物。
  7. 【請求項７】 ３％水溶液が７００〜９００μＳ／ｃ
    ｍ、好ましくは７００〜７８０μＳ／ｃｍの電気伝導度
    を示すレオロジー調整剤を含有することを特徴とする請
    求項２ないし６のいずれかに記載のベースコート組成
    物。
  8. 【請求項８】 レオロジー調整剤としてナトリウム−マ
    グネシウムシリケートを含有することを特徴とする請求
    項２ないし７のいずれかに記載のベースコート組成物。
  9. 【請求項９】 メタリック顔料および／またはエフェク
    ト顔料を０．５〜２５重量％含有することを特徴とする
    請求項２ないし８のいずれかに記載のベースコート組成
    物。
  10. 【請求項１０】 ｐＨ値が６〜９、好ましくは７．５〜
    ８．５、最も好ましくは８．０〜８．４であることを特
    徴とする請求項２ないし９のいずれかに記載のベースコ
    ート組成物。
  11. 【請求項１１】 被塗物上に使用する請求項２ないし１
    ０のいずれかに記載のベースコート組成物の塗装方法。
  12. 【請求項１２】 プラスチック上に使用する請求項２な
    いし１０のいずれかに記載のベースコート組成物の塗装
    方法。
  13. 【請求項１３】 再塗装用に使用する請求項２ないし１
    ０のいずれかに記載のベースコート組成物の塗装方法。
  14. 【請求項１４】 水性メラミン樹脂をポリウレタン分散
    体の固形分に対して１〜８０重量％含有するベースコー
    ト組成物を使用することを特徴とする請求項１記載の多
    層塗膜の形成方法。
  15. 【請求項１５】 水性ポリエステル樹脂および／または
    アクリル樹脂を含有し、〔メラミン樹脂〕：〔ポリエス
    テル樹脂および／またはアクリル樹脂〕の重量比が２：
    １〜１：４であり、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂お
    よびアクリル樹脂の総量が、ポリウレタン分散体の固形
    分に対して１〜８０重量％であるベースコート組成物を
    使用することを特徴とする請求項１４記載の多層塗膜の
    形成方法。
  16. 【請求項１６】 ベースコート組成物に対して、レオロ
    ジー調整剤を０〜１０重量％、好ましくは０．５〜２重
    量％含有するベースコート組成物を使用することを特徴
    とする請求項１、１４または１５のいずれかに記載の多
    層塗膜の形成方法。
  17. 【請求項１７】 ３％水溶液が７００〜９００μＳ／ｃ
    ｍ、好ましくは７００〜７８０μＳ／ｃｍの電気伝導度
    を示すレオロジー調整剤を含有するベースコート組成物
    を使用することを特徴とする請求項１、１４または１５
    のいずれかに記載の多層塗膜の形成方法。
  18. 【請求項１８】 レオロジー調整剤としてナトリウム−
    マグネシウムシリケートを含有するベースコート組成物
    を使用することを特徴とする請求項１、１４または１５
    のいずれかに記載の多層塗膜の形成方法。
  19. 【請求項１９】 水性トップコートまたは粉体トップコ
    ートと組合せて使用するものである請求項２ないし１０
    のいずれかに記載のベースコート組成物。
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