JP7650771B2 - Multi-layer coating method - Google Patents
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Description
本発明は、複層塗膜形成方法に関する。 The present invention relates to a method for forming a multi-layer coating film.
インクジェット塗装の自動車外板への適用は既に知られている。例えば特許文献1には被塗物表面にベース塗膜と描画塗膜及びクリア塗膜を順に形成する塗装方法が開示されている。 The application of inkjet painting to automobile exterior panels is already known. For example, Patent Document 1 discloses a painting method in which a base coating, a drawing coating, and a clear coating are formed in that order on the surface of the object to be painted.
それぞれの塗膜を形成するための塗料を1つの塗装設備で塗装する場合、塗料同士が塗装機内で混ざりハジキが発生することがある。インクジェット塗装設備では、このような塗料のコンタミによるへこみやハジキの不具合を考慮し、1塗装機につき1種類の塗料を塗装し、複層塗膜を形成する際は、塗膜の数に対応する複数の塗装機で塗装している。例えば、着色塗膜であるベース塗膜上にクリヤー塗膜を塗装する際には、着色塗料をインクジェット設備で塗装し、クリヤー塗料は別のインクジェット設備や、ハンドスプレーなどで塗装している。また、このような煩雑な工程を避ける目的で、着色塗料のみを塗装して、クリヤー塗料の塗装を省略することがある。 When paints for forming each coating are applied using one coating machine, the paints may mix together inside the machine and cause cratering. In inkjet coating machines, taking into consideration problems such as dents and cratering caused by paint contamination, one type of paint is applied per machine, and when forming multi-layer coatings, multiple machines are used to apply the paint, corresponding to the number of coatings. For example, when applying a clear coating over a base coating, which is a colored coating, the colored paint is applied using inkjet equipment, and the clear paint is applied using another inkjet equipment or by hand spray. In order to avoid such cumbersome processes, sometimes only the colored paint is applied and the application of the clear paint is omitted.
インクジェット塗装により形成される着色塗料とその上にインクジェット塗装により形成されるクリヤー塗料とを硬化させてなる複層塗膜におけるハジキの発生が抑制されることが望まれる。また、着色塗料のみを塗装すると耐候性が不十分な場合があるが、得られた塗膜は耐候性も優れていることが好ましい。 It is desirable to suppress the occurrence of cissing in a multi-layer coating film formed by curing a colored coating formed by inkjet coating and a clear coating formed on top of the colored coating by inkjet coating. In addition, since weather resistance may be insufficient when only a colored coating is applied, it is preferable that the resulting coating film also has excellent weather resistance.
本発明の目的は、優れた耐ハジキ性及び耐候性を備えた複層塗膜を形成することができる複層塗膜形成方法を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a method for forming a multi-layer coating film that can form a multi-layer coating film with excellent cissing resistance and weather resistance.
本発明者らは、上記の課題解決のため鋭意検討した結果、着色塗料の樹脂組成とクリヤー塗料の樹脂組成とを近似にすることで、耐ハジキ性が良好な複層塗膜を形成可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive research into solving the above problems, the inventors discovered that by making the resin composition of the colored paint similar to that of the clear paint, it is possible to form a multi-layer coating film with good cissing resistance, and thus completed the present invention.
本発明は、以下の項を包含する。 The present invention includes the following:
項1.工程(1):被塗物上に、水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)、水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)、ポリウレタン樹脂(y3)、硬化剤(y4)及び着色顔料(y5)を含有する1液型水性着色塗料組成物(Y)をインクジェット塗装して、未硬化の着色塗膜を形成する工程、
工程(2):未硬化の着色塗膜上に、水酸基含有アクリル樹脂エマルション(z1)、水酸基含有ポリエステル樹脂(z2)、ポリウレタン樹脂(z3)、及び硬化剤(z4)を含有する1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)をインクジェット塗装して、未硬化のクリヤー塗膜を形成する工程、及び
工程(3):未硬化の着色塗膜及び未硬化のクリヤー塗膜を60~140℃に加熱することによって、同時に硬化する工程、
を含む複層塗膜形成方法であって、
水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)及び水酸基含有アクリル樹脂エマルション(z1)が同一の水酸基含有アクリル樹脂エマルションであり、
水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)及び水酸基含有ポリエステル樹脂(z2)が同一の水酸基含有ポリエステル樹脂であり、
ポリウレタン樹脂(y3)及びポリウレタン樹脂(z3)が同一のポリウレタン樹脂であり、かつ、
硬化剤(y4)及び硬化剤(z4)が同一の硬化剤である、
複層塗膜形成方法。
Item 1. Step (1): A step of ink-jet coating a one-liquid type water-based colored coating composition (Y) containing a hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1), a hydroxyl-containing polyester resin (y2), a polyurethane resin (y3), a curing agent (y4) and a color pigment (y5) on a substrate to form an uncured colored coating film;
Step (2): A step of ink-jet coating a one-liquid type water-based clear coating composition (Z) containing a hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (z1), a hydroxyl-containing polyester resin (z2), a polyurethane resin (z3), and a curing agent (z4) on the uncured colored coating film to form an uncured clear coating film; and Step (3): A step of simultaneously curing the uncured colored coating film and the uncured clear coating film by heating them to 60 to 140°C.
A method for forming a multilayer coating film comprising the steps of:
the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1) and the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (z1) are the same hydroxyl-containing acrylic resin emulsion,
the hydroxyl-containing polyester resin (y2) and the hydroxyl-containing polyester resin (z2) are the same hydroxyl-containing polyester resin,
The polyurethane resin (y3) and the polyurethane resin (z3) are the same polyurethane resin, and
The curing agent (y4) and the curing agent (z4) are the same curing agent;
A method for forming multi-layer coating films.
本発明の複層塗膜形成方法を用いて得られた複層塗膜は耐ハジキ性が良好であり、着色塗膜のみで形成された塗膜と比べて、優れた耐候性を有する。また、着色塗料とクリヤー塗料は同じ塗装機で塗装することもでき、そのような場合は、着色塗料をインクジェット設備で塗装した後に同じ塗装機でクリヤー塗料を塗装できるため、2つの塗装機を使用する場合と比較して、塗装工程を簡素化することができる。 The multilayer coating film obtained using the multilayer coating film forming method of the present invention has good cissing resistance and has superior weather resistance compared to a coating film formed only with a colored coating film. In addition, the colored paint and the clear paint can be applied using the same coating machine. In such a case, the colored paint can be applied using inkjet equipment and then the clear paint can be applied using the same coating machine, simplifying the coating process compared to using two coating machines.
本発明の複層塗膜形成方法は、
工程(1):被塗物上に、水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)、水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)、ポリウレタン樹脂(y3)、硬化剤(y4)及び着色顔料(y5)を含有する1液型水性着色塗料組成物(Y)をインクジェット塗装して、未硬化の着色塗膜を形成する工程、
工程(2):未硬化の着色塗膜上に、水酸基含有アクリル樹脂エマルション(z1)、水酸基含有ポリエステル樹脂(z2)、ポリウレタン樹脂(z3)、及び硬化剤(z4)を含有する1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)をインクジェット塗装して、未硬化のクリヤー塗膜を形成する工程、及び
工程(3):未硬化の着色塗膜及び未硬化のクリヤー塗膜を60~140℃に加熱することによって、同時に硬化する工程、
を含む複層塗膜形成方法であって、
水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)及び水酸基含有アクリル樹脂エマルション(z1)が同一の水酸基含有アクリル樹脂エマルションであり、
水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)及び水酸基含有ポリエステル樹脂(z2)が同一の水酸基含有ポリエステル樹脂であり、
ポリウレタン樹脂(y3)及びポリウレタン樹脂(z3)が同一のポリウレタン樹脂であり、かつ、
硬化剤(y4)及び硬化剤(z4)が同一の硬化剤である。
The method for forming a multilayer coating film of the present invention comprises the steps of:
Step (1): A step of ink-jet coating a one-liquid type water-based colored coating composition (Y) containing a hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1), a hydroxyl-containing polyester resin (y2), a polyurethane resin (y3), a curing agent (y4) and a color pigment (y5) on a substrate to form an uncured colored coating film;
Step (2): A step of ink-jet coating a one-liquid type water-based clear coating composition (Z) containing a hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (z1), a hydroxyl-containing polyester resin (z2), a polyurethane resin (z3), and a curing agent (z4) on the uncured colored coating film to form an uncured clear coating film; and Step (3): A step of simultaneously curing the uncured colored coating film and the uncured clear coating film by heating them to 60 to 140°C.
A method for forming a multilayer coating film comprising the steps of:
the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1) and the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (z1) are the same hydroxyl-containing acrylic resin emulsion,
the hydroxyl-containing polyester resin (y2) and the hydroxyl-containing polyester resin (z2) are the same hydroxyl-containing polyester resin,
The polyurethane resin (y3) and the polyurethane resin (z3) are the same polyurethane resin, and
The curing agent (y4) and the curing agent (z4) are the same curing agent.
工程(1)
本発明の複層塗膜形成方法によれば、まず、被塗物上に、水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)、水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)、ポリウレタン樹脂(y3)、硬化剤(y4)及び着色顔料(y5)を含有する1液型水性着色塗料組成物(Y)がインクジェット塗装され、未硬化の着色塗膜が形成される。
Step (1)
According to the method for forming a multilayer coating film of the present invention, first, a one-liquid type aqueous colored coating composition (Y) containing a hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1), a hydroxyl-containing polyester resin (y2), a polyurethane resin (y3), a curing agent (y4) and a color pigment (y5) is inkjet-coated on a substrate to form an uncured colored coating film.
被塗物
1液型水性着色塗料組成物(Y)を適用する被塗物は、特に限定されない。該被塗物としては、例えば、乗用車、トラック、オートバイ、バス等の自動車車体の外板部;バンパー等の自動車部品;携帯電話、オーディオ機器等の家庭電気製品の外板部等を挙げることができる。これらのうち、自動車車体の外板部及び自動車部品が好ましい。
The substrate to which the one-liquid type aqueous colored coating composition (Y) is applied is not particularly limited. Examples of the substrate include the outer plate parts of automobile bodies such as passenger cars, trucks, motorcycles, and buses; automobile parts such as bumpers; and the outer plate parts of household electrical appliances such as mobile phones and audio equipment. Among these, the outer plate parts of automobile bodies and automobile parts are preferred.
これらの被塗物の材質としては、特に限定されるものではない。例えば、鉄、アルミニウム、真鍮、銅、ブリキ、ステンレス鋼、亜鉛メッキ鋼、亜鉛合金(Zn-Al、Zn-Ni、Zn-Fe等)メッキ鋼等の金属材料;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、これらの樹脂の混合物、各種の繊維強化プラスチック(FRP)等のプラスチック材料;ガラス、セメント、コンクリート等の無機材料;木材;紙、布等の繊維材料等を挙げることができる。これらのうち、金属材料及びプラスチック材料が好ましい。また、被塗物は、上記金属材料とプラスチック材料とが組み合わさったものであってもよい。 The material of these substrates is not particularly limited. For example, metal materials such as iron, aluminum, brass, copper, tinplate, stainless steel, zinc-plated steel, zinc alloy (Zn-Al, Zn-Ni, Zn-Fe, etc.) plated steel; resins such as polyethylene resin, polypropylene resin, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin, polyamide resin, acrylic resin, vinylidene chloride resin, polycarbonate resin, polyurethane resin, epoxy resin, mixtures of these resins, plastic materials such as various fiber reinforced plastics (FRP); inorganic materials such as glass, cement, concrete; wood; fibrous materials such as paper, cloth, etc. Among these, metal materials and plastic materials are preferred. The substrate may also be a combination of the above metal materials and plastic materials.
上記被塗物は、上記金属材料又はそれから成形された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く、さらに、その上に塗膜が形成されているものであってもよい。 The above-mentioned substrate may be a metal surface of the above-mentioned metal material or a car body formed from it, which has been subjected to a surface treatment such as phosphate treatment, chromate treatment, composite oxide treatment, etc., and may further have a coating film formed thereon.
塗膜形成を施した被塗物としては、基材に必要に応じて表面処理を施し、その上に下塗塗膜を形成したもの等を挙げることができる。該下塗塗膜は、通常、防食性、基材との密着性、基材表面の凹凸の隠蔽性(「下地隠蔽性」と呼称されることもある)等を付与することを目的として形成される。該下塗塗膜を形成するために用いられる下塗塗料としては、それ自体既知のものを用いることができ、例えば、金属等の導電性基材に対しては、形成される複層塗膜の防食性等の観点から、カチオン電着塗料又はアニオン電着塗料を用いることが好ましく、耐チッピング性及び密着性等の観点から、カチオン電着塗料を用いることが好ましい。 Examples of substrates on which a coating film is formed include those in which a substrate is surface-treated as necessary and an undercoat coating film is formed thereon. The undercoat coating film is usually formed for the purpose of imparting corrosion resistance, adhesion to the substrate, and ability to conceal unevenness on the substrate surface (sometimes referred to as "undercoat concealment"). The undercoat paint used to form the undercoat coating film may be a known one. For example, for conductive substrates such as metals, it is preferable to use cationic electrodeposition paint or anionic electrodeposition paint from the viewpoint of corrosion resistance of the multilayer coating film to be formed, and it is preferable to use cationic electrodeposition paint from the viewpoint of chipping resistance and adhesion.
下塗塗料は、塗装後、加熱、送風等の手段によって、硬化させてもよく、また、硬化しない程度に乾燥させてもよい。下塗塗料としてカチオン電着塗料又はアニオン電着塗料を用いる場合は、下塗塗膜と、該下塗塗膜上に続いて形成される塗膜間における混層を防ぎ、外観に優れた複層塗膜を形成するために、下塗塗料塗装後に加熱して下塗塗膜を硬化させることが好ましい。 After application, the undercoat paint may be cured by heating, air blowing, or other means, or may be dried to a degree that does not cause curing. When using a cationic electrodeposition paint or anionic electrodeposition paint as the undercoat paint, it is preferable to cure the undercoat paint by heating after application of the undercoat paint in order to prevent inter-layer mixing between the undercoat paint film and the paint film subsequently formed on the undercoat paint film and to form a multi-layer paint film with excellent appearance.
1液型水性着色塗料組成物(Y)
1液型水性着色塗料組成物(Y)は、水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)、水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)、ポリウレタン樹脂(y3)、硬化剤(y4)及び着色顔料(y5)を含有する。
One-component water-based colored paint composition (Y)
The one-liquid type aqueous colored coating composition (Y) contains a hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1), a hydroxyl-containing polyester resin (y2), a polyurethane resin (y3), a curing agent (y4) and a color pigment (y5).
1液型水性着色塗料組成物(Y)は水性塗料である。本明細書において、水性塗料とは、有機溶剤型塗料と対比される用語であって、一般に、水又は水を主成分とする媒体(水性媒体)に、塗膜形成性樹脂等を分散及び/又は溶解させた塗料を意味する。 The one-liquid type aqueous colored coating composition (Y) is an aqueous coating. In this specification, the term "aqueous coating" is used in contrast to organic solvent-based coatings, and generally refers to a coating in which a film-forming resin or the like is dispersed and/or dissolved in water or a medium whose main component is water (aqueous medium).
1液型水性着色塗料組成物(Y)中における水の含有量は、該1液型水性着色塗料組成物(Y)の樹脂固形分100質量部を基準として、10~500質量部の範囲内であることが好ましく、50~450質量部の範囲内であることがより好ましく、100~400質量部の範囲内であることがさらに好ましい。また、1液型水性着色塗料組成物(Y)における溶媒としての有機溶剤の含有量は、該1液型水性着色塗料組成物(Y)の樹脂固形分100質量部を基準として、0~100質量部の範囲内であることが好ましく、0~90質量部の範囲内であることがより好ましく、0~80質量部の範囲内であることがさらに好ましい。 The content of water in the one-component aqueous colored coating composition (Y) is preferably within the range of 10 to 500 parts by mass, more preferably within the range of 50 to 450 parts by mass, and even more preferably within the range of 100 to 400 parts by mass, based on 100 parts by mass of the resin solid content of the one-component aqueous colored coating composition (Y). The content of the organic solvent as a solvent in the one-component aqueous colored coating composition (Y) is preferably within the range of 0 to 100 parts by mass, more preferably within the range of 0 to 90 parts by mass, and even more preferably within the range of 0 to 80 parts by mass, based on 100 parts by mass of the resin solid content of the one-component aqueous colored coating composition (Y).
水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)
水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)は、水酸基アクリル樹脂が水性媒体中に乳化分散してなるものである。
Hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1)
The hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1) is prepared by emulsifying and dispersing a hydroxyl acrylic resin in an aqueous medium.
水酸基含有アクリル樹脂としては、従来から水性塗料に使用されているそれ自体既知の水溶性又は水分散性のアクリル樹脂を使用することができる。 As the hydroxyl group-containing acrylic resin, a water-soluble or water-dispersible acrylic resin that has been conventionally used in water-based paints can be used.
水酸基含有アクリル樹脂は、例えば、水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)及び該水酸基含有重合性不飽和モノマーと共重合可能な他の重合性不飽和モノマー(b)を、それ自体既知の方法、例えば、有機溶媒中での溶液重合法、水中でのエマルション重合法等の方法により共重合せしめることによって製造することができる。 The hydroxyl-containing acrylic resin can be produced, for example, by copolymerizing a hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer (a) and another polymerizable unsaturated monomer (b) that is copolymerizable with the hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer by a method known per se, such as a solution polymerization method in an organic solvent or an emulsion polymerization method in water.
上記水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)は、1分子中に水酸基及び重合性不飽和結合をそれぞれ1個以上有する化合物である。水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)としては、例えば、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)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物;該(メタ)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物のε-カプロラクトン変性体;N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド;アリルアルコール、さらに、分子末端が水酸基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート等を挙げることができる。但し、本発明においては、後述する「(xvii) 紫外線吸収性官能基を有する重合性不飽和モノマー」に該当するモノマーは、「上記水酸基含有重合性不飽和モノマーと共重合可能な他の重合性不飽和モノマー(b)」として規定されるべきものであり、「水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)」からは除かれる。これらは、単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。 The hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer (a) is a compound having one or more hydroxyl groups and one or more polymerizable unsaturated bonds in one molecule. Examples of the hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer (a) include monoesters of (meth)acrylic acid and dihydric alcohols having 2 to 8 carbon atoms, such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, and 4-hydroxybutyl (meth)acrylate; ε-caprolactone-modified monoesters of (meth)acrylic acid and dihydric alcohols having 2 to 8 carbon atoms; N-hydroxymethyl (meth)acrylamide; allyl alcohol; and (meth)acrylates having polyoxyethylene chains whose molecular terminals are hydroxyl groups. However, in the present invention, monomers corresponding to "(xvii) polymerizable unsaturated monomer having an ultraviolet absorbing functional group" described later should be defined as "other polymerizable unsaturated monomer (b) copolymerizable with the above hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer" and are excluded from "hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a)". These can be used alone or in combination of two or more kinds.
上記水酸基含有重合性不飽和モノマーと共重合可能な他の重合性不飽和モノマー(b)としては、例えば、下記モノマー(i)~(xx)等を使用することができる。これらの重合性不飽和モノマーは単独でもしくは2種以上で組み合わせて使用することができる。
(i) アルキル又はシクロアルキル(メタ)アクリレート: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、tert-ブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、トリデシル(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、イソステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、t-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート等。
(ii) イソボルニル基を有する重合性不飽和モノマー:イソボルニル(メタ)アクリレート等。
(iii) アダマンチル基を有する重合性不飽和モノマー:アダマンチル(メタ)アクリレート等。
(iv) トリシクロデセニル基を有する重合性不飽和モノマー:トリシクロデセニル(メタ)アクリレート等。
(v) 芳香環含有重合性不飽和モノマー:ベンジル(メタ)アクリレート、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン等。
(vi) アルコキシシリル基を有する重合性不飽和モノマー:ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)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等。
(vii) フッ素化アルキル基を有する重合性不飽和モノマー:パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート等のパーフルオロアルキル(メタ)アクリレート;フルオロオレフィン等。
(viii) マレイミド基等の光重合性官能基を有する重合性不飽和モノマー。
(ix) ビニル化合物: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、酢酸ビニル等。
(x) カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー:(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、β-カルボキシエチル(メタ)アクリレート等。
(xi) 含窒素重合性不飽和モノマー:(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、エチレンビス(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化合物との付加物等。
(xii) 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: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)アクリレート等。
(xiii) エポキシ基含有重合性不飽和モノマー:グリシジル(メタ)アクリレート、β-メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等。
(xiv) 分子末端がアルコキシ基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート。
(xv) スルホン酸基を有する重合性不飽和モノマー:2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、2-スルホエチル(メタ)アクリレート、アリルスルホン酸、4-スチレンスルホン酸等;これらスルホン酸のナトリウム塩及びアンモニウム塩等。
(xvi) リン酸基を有する重合性不飽和モノマー:アシッドホスホオキシエチル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシプロピル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシポリ(オキシエチレン)グリコール(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシポリ(オキシプロピレン)グリコール(メタ)アクリレート等。
(xvii) 紫外線吸収性官能基を有する重合性不飽和モノマー:2-ヒドロキシ-4(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-(3-アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4-(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4-(3-アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2-[2-ヒドロキシ-5-[2-(メタクリロイルオキシ)エチル]フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール等。
(xviii) 光安定性重合性不飽和モノマー:4-(メタ)アクリロイルオキシ1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン、4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-シアノ-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-(メタ)アクリロイル-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-(メタ)アクリロイル-4-シアノ-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-クロトノイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-クロトノイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-クロトノイル-4-クロトノイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン等。
(xix) カルボニル基を有する重合性不飽和モノマー: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、アセトアセトキシエチルメタクリレート、ホルミルスチロール、4~7個の炭素原子を有するビニルアルキルケトン(例えば、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。
(xx) 酸無水物基を有する重合性不飽和モノマー:無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等。
As the other polymerizable unsaturated monomer (b) copolymerizable with the above-mentioned hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer, for example, the following monomers (i) to (xx) can be used. These polymerizable unsaturated monomers can be used alone or in combination of two or more kinds.
(i) Alkyl or cycloalkyl (meth)acrylates: for example, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, tert-butyl (meth)acrylate, n-hexyl (meth)acrylate, n-octyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, tridecyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, isostearyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, methylcyclohexyl (meth)acrylate, t-butylcyclohexyl (meth)acrylate, cyclododecyl (meth)acrylate, tricyclodecanyl (meth)acrylate, and the like.
(ii) Polymerizable unsaturated monomers having an isobornyl group: isobornyl (meth)acrylate, etc.
(iii) Polymerizable unsaturated monomers having an adamantyl group: adamantyl (meth)acrylate, etc.
(iv) Polymerizable unsaturated monomers having a tricyclodecenyl group: tricyclodecenyl (meth)acrylate, etc.
(v) Aromatic ring-containing polymerizable unsaturated monomers: benzyl (meth)acrylate, styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, and the like.
(vi) Polymerizable unsaturated monomers having an alkoxysilyl group: vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris(2-methoxyethoxy)silane, γ-(meth)acryloyloxypropyltrimethoxysilane, γ-(meth)acryloyloxypropyltriethoxysilane, and the like.
(vii) Polymerizable unsaturated monomers having a fluorinated alkyl group: perfluoroalkyl (meth)acrylates such as perfluorobutylethyl (meth)acrylate and perfluorooctylethyl (meth)acrylate; fluoroolefins, and the like.
(viii) Polymerizable unsaturated monomers having a photopolymerizable functional group such as a maleimide group.
(ix) Vinyl compounds: N-vinylpyrrolidone, ethylene, butadiene, chloroprene, vinyl propionate, vinyl acetate, etc.
(x) Carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomers: (meth)acrylic acid, maleic acid, crotonic acid, β-carboxyethyl (meth)acrylate, etc.
(xi) Nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomers: (meth)acrylonitrile, (meth)acrylamide, N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylamide, methylene bis(meth)acrylamide, ethylene bis(meth)acrylamide, adducts of glycidyl (meth)acrylate and amine compounds, and the like.
(xii) Polymerizable unsaturated monomers having two or more polymerizable unsaturated groups in one molecule: allyl (meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, 1,4-butanediol di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, etc.
(xiii) Epoxy group-containing polymerizable unsaturated monomers: glycidyl (meth)acrylate, β-methylglycidyl (meth)acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth)acrylate, 3,4-epoxycyclohexylethyl (meth)acrylate, 3,4-epoxycyclohexylpropyl (meth)acrylate, allyl glycidyl ether, and the like.
(xiv) (meth)acrylates having a polyoxyethylene chain with an alkoxy group at the molecular terminal.
(xv) Polymerizable unsaturated monomers having a sulfonic acid group: 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 2-sulfoethyl (meth)acrylate, allylsulfonic acid, 4-styrenesulfonic acid, and the like; sodium salts and ammonium salts of these sulfonic acids.
(xvi) Polymerizable unsaturated monomers having a phosphoric acid group: acid phosphooxyethyl (meth)acrylate, acid phosphooxypropyl (meth)acrylate, acid phosphooxypoly(oxyethylene)glycol (meth)acrylate, acid phosphooxypoly(oxypropylene)glycol (meth)acrylate, and the like.
(xvii) Polymerizable unsaturated monomers having an ultraviolet absorbing functional group: 2-hydroxy-4-(3-methacryloyloxy-2-hydroxypropoxy)benzophenone, 2-hydroxy-4-(3-acryloyloxy-2-hydroxypropoxy)benzophenone, 2,2'-dihydroxy-4-(3-methacryloyloxy-2-hydroxypropoxy)benzophenone, 2,2'-dihydroxy-4-(3-acryloyloxy-2-hydroxypropoxy)benzophenone, 2-[2-hydroxy-5-[2-(methacryloyloxy)ethyl]phenyl]-2H-benzotriazole, and the like.
(xviii) Light-stable polymerizable unsaturated monomers: 4-(meth)acryloyloxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine, 4-(meth)acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-cyano-4-(meth)acryloylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1-(meth)acryloyl-4-(meth)acryloylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1-(meth)acryloyl-4-cyano-4-(meth)acryloylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-crotonoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-crotonoylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1-crotonoyl-4-crotonoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, and the like.
(xix) Polymerizable unsaturated monomers having a carbonyl group: acrolein, diacetone acrylamide, diacetone methacrylamide, acetoacetoxyethyl methacrylate, formyl styrene, vinyl alkyl ketones having 4 to 7 carbon atoms (for example, vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone, vinyl butyl ketone), and the like.
(xx) Polymerizable unsaturated monomers having an acid anhydride group: maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, etc.
本明細書において、重合性不飽和基とは、ラジカル重合しうる不飽和基を意味する。かかる重合性不飽和基としては、例えば、ビニル基、(メタ)アクリロイル基等が挙げられる。 In this specification, a polymerizable unsaturated group means an unsaturated group that can undergo radical polymerization. Examples of such polymerizable unsaturated groups include vinyl groups and (meth)acryloyl groups.
また、本明細書において、「(メタ)アクリレート」はアクリレート又はメタクリレートを意味する。「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸又はメタクリル酸を意味する。また、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイル又はメタクリロイルを意味する。また、「(メタ)アクリルアミド」は、アクリルアミド又はメタクリルアミドを意味する。 In this specification, "(meth)acrylate" means acrylate or methacrylate. "(meth)acrylic acid" means acrylic acid or methacrylic acid. "(meth)acryloyl" means acryloyl or methacryloyl. "(meth)acrylamide" means acrylamide or methacrylamide.
形成される複層塗膜の耐候性等の観点から、水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)は、重合性不飽和基を1分子中に少なくとも2個有する重合性不飽和モノマー(c)及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー(d)を共重合することにより得られる共重合体(I-1)のコアと、水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)、疎水性重合性不飽和モノマー(e)、ならびに水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)及び疎水性重合性不飽和モノマー(e)以外の重合性不飽和モノマー(f)を共重合することにより得られる共重合体(II-1)のシェルとを構成成分とするコア/シェル型複層構造を有する水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1’)を含むことが好ましい。 From the viewpoint of weather resistance of the multilayer coating film formed, the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1) preferably contains a hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1') having a core/shell multilayer structure composed of a core of a copolymer (I-1) obtained by copolymerizing a polymerizable unsaturated monomer (c) having at least two polymerizable unsaturated groups in one molecule and a polymerizable unsaturated monomer (d) having one polymerizable unsaturated group in one molecule, and a shell of a copolymer (II-1) obtained by copolymerizing a hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer (a), a hydrophobic polymerizable unsaturated monomer (e), and a polymerizable unsaturated monomer (f) other than the hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer (a) and the hydrophobic polymerizable unsaturated monomer (e).
共重合体(I-1)のコアは、重合性不飽和基を1分子中に少なくとも2個有する重合性不飽和モノマー(c)及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー(d)の合計質量を基準として、重合性不飽和基を1分子中に少なくとも2個有する重合性不飽和モノマー(c)0.1~30質量%及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー(d)70~99.9質量%が共重合することにより得られ、共重合体(II-1)のシェルは、水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)、疎水性重合性不飽和モノマー(e)、ならびに水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)及び疎水性重合性不飽和モノマー(e)以外の重合性不飽和モノマー(f)の合計質量を基準として水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)1~35質量%、疎水性重合性不飽和モノマー(e)5~60質量%、ならびに水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)及び疎水性重合性不飽和モノマー(e)以外の重合性不飽和モノマー(f)5~94質量%を共重合することにより得られることがより好ましい。 The core of the copolymer (I-1) is obtained by copolymerizing 0.1 to 30 mass% of the polymerizable unsaturated monomer (c) having at least two polymerizable unsaturated groups in one molecule and 70 to 99.9 mass% of the polymerizable unsaturated monomer (d) having one polymerizable unsaturated group in one molecule, based on the total mass of the polymerizable unsaturated monomer (c) having at least two polymerizable unsaturated groups in one molecule and the polymerizable unsaturated monomer (d) having one polymerizable unsaturated group in one molecule, and the shell of the copolymer (II .... It is more preferable that the copolymer is obtained by copolymerizing 1 to 35% by mass of the hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer (a), 5 to 60% by mass of the hydrophobic polymerizable unsaturated monomer (e), and 5 to 94% by mass of the polymerizable unsaturated monomer (f) other than the hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer (a) and the hydrophobic polymerizable unsaturated monomer (e), based on the total mass of the hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer (a), the hydrophobic polymerizable unsaturated monomer (e), and the polymerizable unsaturated monomer (f) other than the hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer (a) and the hydrophobic polymerizable unsaturated monomer (e).
コアを構成する重合性不飽和基を1分子中に少なくとも2個有する重合性不飽和モノマー(c)としては、例えば、アリル(メタ)アクリレ-ト、エチレングリコ-ルジ(メタ)アクリレ-ト、トリエチレングリコ-ルジ(メタ)アクリレ-ト、テトラエチレングリコ-ルジ(メタ)アクリレ-ト、1,3-ブチレングリコ-ルジ(メタ)アクリレ-ト、トリメチロ-ルプロパントリ(メタ)アクリレ-ト、1,4-ブタンジオ-ルジ(メタ)アクリレ-ト、ネオペンチルグリコ-ルジ(メタ)アクリレ-ト、1,6-ヘキサンジオ-ルジ(メタ)アクリレ-ト、ペンタエリスリト-ルジ(メタ)アクリレ-ト、ペンタエリスリト-ルテトラ(メタ)アクリレ-ト、グリセロ-ルジ(メタ)アクリレ-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-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-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-ト、トリアリルイソシアヌレ-ト、ジアリルテレフタレ-ト、ジビニルベンゼン等が挙げられ、これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。 Examples of polymerizable unsaturated monomers (c) having at least two polymerizable unsaturated groups per molecule that constitute the core include allyl (meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, tetraethylene glycol di(meth)acrylate, 1,3-butylene glycol di(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, 1,4-butanediol di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, and 1,2-hexanediol di(meth)acrylate. acrylate, pentaerythritol di(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, glycerol di(meth)acrylate, 1,1,1-trishydroxymethylethane di(meth)acrylate, 1,1,1-trishydroxymethylethane tri(meth)acrylate, 1,1,1-trishydroxymethylpropane tri(meth)acrylate, triallyl isocyanurate, diallyl terephthalate, divinylbenzene, etc., which can be used alone or in combination of two or more.
重合性不飽和基を1分子中に少なくとも2個有する重合性不飽和モノマー(c)は、モノマー(c)及びモノマー(d)の合計質量を基準として、好ましくは0.1~30質量%、より好ましくは0.5~10質量%、さらに好ましくは1~5質量%の範囲内で使用することができる。 The polymerizable unsaturated monomer (c) having at least two polymerizable unsaturated groups in one molecule can be used in an amount of preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, and even more preferably 1 to 5% by mass, based on the total mass of monomer (c) and monomer (d).
また、コアを構成する重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー(d)は、重合性不飽和基を1分子中に少なくとも2個有する重合性不飽和モノマー(c)と共重合可能な重合性不飽和モノマーであり、1分子中に1個の重合性不飽和基、例えば、ビニル基、(メタ)アクリロイル基、アリル基等を含有する化合物が包含される。 The polymerizable unsaturated monomer (d) having one polymerizable unsaturated group per molecule that constitutes the core is a polymerizable unsaturated monomer that can be copolymerized with the polymerizable unsaturated monomer (c) having at least two polymerizable unsaturated groups per molecule, and includes compounds that contain one polymerizable unsaturated group per molecule, such as a vinyl group, a (meth)acryloyl group, an allyl group, etc.
重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー(d)の具体例としては、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、tert-ブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、トリデシル(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、「イソステアリルアクリレート」(商品名、大阪有機化学工業社製)、シクロヘキシル(メタ)アクリレ-ト、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレ-ト、tert-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレ-ト、シクロドデシル(メタ)アクリレ-ト等のアルキル又はシクロアルキル(メタ)アクリレート;イソボルニル(メタ)アクリレート等のイソボルニル基を有する重合性不飽和モノマー;アダマンチル(メタ)アクリレート等のアダマンチル基を有する重合性不飽和モノマー;スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン等のビニル芳香族化合物;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ-ト、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ-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)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物、該(メタ)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物のε-カプロラクトン変性体、アリルアルコ-ル、分子末端が水酸基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート等の水酸基含有重合性不飽和モノマー;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、β-カルボキシエチルアクリレート等のカルボキシル基含有重合性不飽和モノマー;(メタ)アクリロニトリル、(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等の含窒素重合性不飽和モノマー等が挙げられ、これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。 Specific examples of polymerizable unsaturated monomers (d) having one polymerizable unsaturated group per molecule include, for example, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, tert-butyl (meth)acrylate, n-hexyl (meth)acrylate, n-octyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, tridecyl (meth)acrylate, la alkyl or cycloalkyl (meth)acrylates such as uryl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, "isostearyl acrylate" (trade name, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), cyclohexyl (meth)acrylate, methylcyclohexyl (meth)acrylate, tert-butylcyclohexyl (meth)acrylate, cyclododecyl (meth)acrylate, etc.; polymerizable unsaturated monomers having an isobornyl group such as isobornyl (meth)acrylate; polymerizable unsaturated monomers having an adamantyl group such as adamantyl (meth)acrylate, etc. Saturated monomers: vinyl aromatic compounds such as styrene, α-methylstyrene, and vinyltoluene; monoesters of (meth)acrylic acid and dihydric alcohols having 2 to 8 carbon atoms, such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, and 4-hydroxybutyl (meth)acrylate; ε-caprolactone-modified products of the monoesters of (meth)acrylic acid and dihydric alcohols having 2 to 8 carbon atoms; allyl alcohol; polyoxyethylene chains having hydroxyl groups at the molecular terminals; Examples of such monomers include hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomers such as (meth)acrylates having a hydroxyl group; carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomers such as (meth)acrylic acid, maleic acid, crotonic acid, and β-carboxyethyl acrylate; and nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomers such as (meth)acrylonitrile, (meth)acrylamide, dimethylaminopropyl (meth)acrylamide, dimethylaminoethyl (meth)acrylate, and adducts of glycidyl (meth)acrylate and amines. These can be used alone or in combination of two or more.
重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー(d)は、モノマー(c)及びモノマー(d)の合計質量を基準として、好ましくは90~99.9質量%、より好ましくは90~99.5質量%、さらに好ましくは95~99質量%の範囲内で使用することができる。 The polymerizable unsaturated monomer (d) having one polymerizable unsaturated group per molecule can be used in an amount of preferably 90 to 99.9% by mass, more preferably 90 to 99.5% by mass, and even more preferably 95 to 99% by mass, based on the total mass of monomer (c) and monomer (d).
他方、シェルを構成する水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)としては、前述したように、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ-ト、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ-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)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物;(メタ)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物のε-カプロラクトン変性体;アリルアルコ-ル;分子末端が水酸基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート等を挙げることができ、これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。 On the other hand, as described above, examples of the hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer (a) constituting the shell include monoesters of (meth)acrylic acid and dihydric alcohols having 2 to 8 carbon atoms, such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, and 4-hydroxybutyl (meth)acrylate; ε-caprolactone-modified monoesters of (meth)acrylic acid and dihydric alcohols having 2 to 8 carbon atoms; allyl alcohol; and (meth)acrylates having polyoxyethylene chains whose molecular terminals are hydroxyl groups. These can be used alone or in combination of two or more.
水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)は、モノマー(a)、モノマー(e)及びモノマー(f)の合計質量を基準として、好ましくは1~35質量%、より好ましくは5~25質量%、さらに好ましくは8~20質量%の範囲内で使用することができる。 The hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a) can be used in an amount of preferably 1 to 35% by mass, more preferably 5 to 25% by mass, and even more preferably 8 to 20% by mass, based on the total mass of monomer (a), monomer (e) and monomer (f).
また、シェルを構成する疎水性重合性不飽和モノマー(e)には、炭素数が6以上の直鎖状、分岐状もしくは環状で飽和又は不飽和の炭化水素基を含有する重合性不飽和モノマーが包含され、具体的には、例えば、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、トリデシル(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、「イソステアリルアクリレート」(商品名、大阪有機化学工業社製)、シクロヘキシル(メタ)アクリレ-ト、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレ-ト、tert-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレ-ト、シクロドデシル(メタ)アクリレ-ト等のアルキル又はシクロアルキル(メタ)アクリレート;イソボルニル(メタ)アクリレート等のイソボルニル基を有する重合性不飽和モノマー;アダマンチル(メタ)アクリレート等のアダマンチル基を有する重合性不飽和モノマー;スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン等のビニル芳香族化合物等を挙げることができ、これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができ、なかでも、形成塗膜の平滑性、鮮映性等の観点から、ビニル芳香族化合物が好ましく、スチレンが特に好ましい。 In addition, the hydrophobic polymerizable unsaturated monomer (e) constituting the shell includes polymerizable unsaturated monomers containing linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon groups having 6 or more carbon atoms, specifically, for example, n-hexyl (meth)acrylate, n-octyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, tridecyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, "isostearyl acrylate" (product name, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), cyclohexyl (meth)acrylate, methylcyclohexyl (meth)acrylate, Examples of the monomers include alkyl or cycloalkyl (meth)acrylates such as tert-butylcyclohexyl (meth)acrylate and cyclododecyl (meth)acrylate; polymerizable unsaturated monomers having an isobornyl group such as isobornyl (meth)acrylate; polymerizable unsaturated monomers having an adamantyl group such as adamantyl (meth)acrylate; vinyl aromatic compounds such as styrene, α-methylstyrene and vinyl toluene, each of which can be used alone or in combination of two or more. Among these, vinyl aromatic compounds are preferred from the viewpoint of the smoothness and image clarity of the formed coating film, and styrene is particularly preferred.
疎水性重合性不飽和モノマー(e)は、モノマー(a)、モノマー(e)及びモノマー(f)の合計量を基準として、好ましくは5~60質量%、より好ましくは8~40質量%、さらに好ましくは11~25質量%の範囲内で使用することができる。 The hydrophobic polymerizable unsaturated monomer (e) can be used in an amount of preferably 5 to 60% by mass, more preferably 8 to 40% by mass, and even more preferably 11 to 25% by mass, based on the total amount of monomer (a), monomer (e) and monomer (f).
また、シェルを構成する水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)及び疎水性重合性不飽和モノマー(e)以外の重合性不飽和モノマー(f)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、tert-ブチル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、β-カルボキシエチルアクリレート等のカルボキシル基含有重合性不飽和モノマー等を挙げることができ、これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。 In addition, examples of the polymerizable unsaturated monomer (f) other than the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a) and the hydrophobic polymerizable unsaturated monomer (e) constituting the shell include alkyl (meth)acrylates such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, and tert-butyl (meth)acrylate; and carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomers such as (meth)acrylic acid, maleic acid, crotonic acid, and β-carboxyethyl acrylate, which may be used alone or in combination of two or more.
水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)及び疎水性重合性不飽和モノマー(e)以外の重合性不飽和モノマー(f)は、形成塗膜の平滑性を確保できる点から、その成分の少なくとも一部として、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(g)を含むことが好適である。 The polymerizable unsaturated monomer (f) other than the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a) and the hydrophobic polymerizable unsaturated monomer (e) preferably contains a carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (g) as at least a part of its components, in order to ensure the smoothness of the formed coating film.
カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(g)としては、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、β-カルボキシエチルアクリレート等を挙げることができ、なかでも、(メタ)アクリル酸が好適である。 Examples of the carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (g) include (meth)acrylic acid, maleic acid, crotonic acid, and β-carboxyethyl acrylate, and among these, (meth)acrylic acid is preferred.
カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(g)は、水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1’)の水性媒体中における安定性ならびに形成塗膜の平滑性及び耐候性等の観点から、モノマー(a)、モノマー(e)及びモノマー(f)の合計質量を基準として、好ましくは1~40質量%、より好ましくは6~25質量%、さらに好ましくは11~19質量%の範囲内で使用される。 From the viewpoints of the stability of the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1') in an aqueous medium and the smoothness and weather resistance of the formed coating film, the carboxyl-containing polymerizable unsaturated monomer (g) is preferably used in an amount of 1 to 40% by mass, more preferably 6 to 25% by mass, and even more preferably 11 to 19% by mass, based on the total mass of the monomers (a), (e) and (f).
水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1’)は、形成される複層塗膜の耐候性等の観点から、好ましくは1~200mgKOH/g、より好ましくは5~180mgKOH/g、さらに好ましくは7~130mgKOH/gの範囲内の水酸基価を有する。 From the viewpoint of the weather resistance of the multi-layer coating film to be formed, the hydroxyl group-containing acrylic resin emulsion (y1') preferably has a hydroxyl value within the range of 1 to 200 mgKOH/g, more preferably 5 to 180 mgKOH/g, and even more preferably 7 to 130 mgKOH/g.
また、水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1’)は、貯蔵安定性、形成される複層塗膜の耐候性及び耐ハジキ性等の観点から、好ましくは1~130mgKOH/g、より好ましくは5~100mgKOH/g、さらに好ましくは7~70mgKOH/gの範囲内の酸価を有する。さらに、形成される複層塗膜の耐候性及び耐ハジキ性等の観点から、モノマー(a)、モノマー(e)及びモノマー(f)として、重合性不飽和基を1分子中に1個のみ有する重合性不飽和モノマーを使用し、水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1’)のシェルを未架橋型とすることが好ましい。 The hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1') preferably has an acid value in the range of 1 to 130 mgKOH/g, more preferably 5 to 100 mgKOH/g, and even more preferably 7 to 70 mgKOH/g, from the viewpoints of storage stability, weather resistance and cissing resistance of the multilayer coating film to be formed. Furthermore, from the viewpoints of weather resistance and cissing resistance of the multilayer coating film to be formed, it is preferable to use polymerizable unsaturated monomers having only one polymerizable unsaturated group per molecule as monomer (a), monomer (e) and monomer (f), and to make the shell of the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1') of the non-crosslinked type.
水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1’)は、例えば、重合性不飽和基を1分子中に少なくとも2個有する重合性不飽和モノマー(c)及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー(d)の合計質量を基準として重合性不飽和基を1分子中に少なくとも2個有する重合性不飽和モノマー(c)0.1~30質量%及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー(d)70~99.9質量%を含有するモノマー混合物(I)を乳化重合して得られるエマルション中に、水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)、疎水性重合性不飽和モノマー(e)、ならびに水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)及び疎水性重合性不飽和モノマー(e)以外の重合性不飽和モノマー(f)の合計質量を基準として水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)1~35質量%、疎水性重合性不飽和モノマー(e)5~60質量%及び上記モノマー(a)及びモノマー(d)以外の重合性不飽和モノマー(f)5~94質量%を含有するモノマー混合物(II)を添加し、さらに重合させることによって得ることができる。 The hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1') is prepared by, for example, emulsion polymerization of a monomer mixture (I) containing 0.1 to 30% by mass of a polymerizable unsaturated monomer (c) having at least two polymerizable unsaturated groups in one molecule and 70 to 99.9% by mass of a polymerizable unsaturated monomer (d) having one polymerizable unsaturated group in one molecule, based on the total mass of the polymerizable unsaturated monomer (c) having at least two polymerizable unsaturated groups in one molecule and the polymerizable unsaturated monomer (d) having one polymerizable unsaturated group in one molecule. It can be obtained by adding a monomer mixture (II) containing 1 to 35% by mass of hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer (a), 5 to 60% by mass of hydrophobic polymerizable unsaturated monomer (e), and polymerizable unsaturated monomer (f) other than the hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer (a) and the hydrophobic polymerizable unsaturated monomer (e), and further polymerizing the monomer mixture (II).
上記モノマー混合物の乳化重合は、それ自体既知の方法、例えば、乳化剤の存在下で重合開始剤を使用して行うことができる。 The emulsion polymerization of the monomer mixture can be carried out by a method known per se, for example, by using a polymerization initiator in the presence of an emulsifier.
乳化剤としては、アニオン性乳化剤又はノニオン性乳化剤が好適である。該アニオン性乳化剤としては、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有機酸のナトリウム塩やアンモニウム塩が挙げられ、また、該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が挙げられる。 As the emulsifier, an anionic emulsifier or a nonionic emulsifier is suitable. Examples of the anionic emulsifier include sodium salts and ammonium salts of organic acids such as alkylsulfonic acid, alkylbenzenesulfonic acid, and alkylphosphoric acid. Examples of the nonionic emulsifier include polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene tridecyl ether, polyoxyethylene phenyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene monolaurate, polyoxyethylene monostearate, polyoxyethylene monooleate, sorbitan monolaurate, sorbitan monostearate, sorbitan trioleate, and polyoxyethylene sorbitan monolaurate.
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ラジカル重合性不飽和基とを有する反応性アニオン性乳化剤を使用してもよく、なかでも、反応性アニオン性乳化剤を使用することが好適である。 Polyoxyalkylene group-containing anionic emulsifiers having an anionic group and a polyoxyalkylene group such as a polyoxyethylene group or a polyoxypropylene group in one molecule, or reactive anionic emulsifiers having the anionic group and a radically polymerizable unsaturated group in one molecule may be used, and among these, reactive anionic emulsifiers are preferably used.
上記反応性アニオン性乳化剤としては、(メタ)アリル基、(メタ)アクリロイル基、プロペニル基、ブテニル基等のラジカル重合性不飽和基を有するスルホン酸化合物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。なかでも、形成塗膜の耐水性に優れるため、ラジカル重合性不飽和基を有するスルホン酸化合物のアンモニウム塩が好ましい。該スルホン酸化合物のアンモニウム塩としては、例えば、「ラテムルS-180A」(商品名、花王社製)等の市販品を挙げることができる。 Examples of the reactive anionic emulsifier include sodium salts and ammonium salts of sulfonic acid compounds having radically polymerizable unsaturated groups such as (meth)allyl groups, (meth)acryloyl groups, propenyl groups, and butenyl groups. Among these, ammonium salts of sulfonic acid compounds having radically polymerizable unsaturated groups are preferred because they provide excellent water resistance to the coating film that is formed. Examples of the ammonium salts of sulfonic acid compounds include commercially available products such as "Latemul S-180A" (product name, manufactured by Kao Corporation).
上記ラジカル重合性不飽和基を有するスルホン酸化合物のアンモニウム塩の中でも、ラジカル重合性不飽和基とポリオキシアルキレン基を有するスルホン酸化合物のアンモニウム塩がさらに好ましい。上記ラジカル重合性不飽和基とポリオキシアルキレン基を有するスルホン酸化合物のアンモニウム塩としては、例えば、「アクアロンKH-10」(商品名、第一工業製薬社製)、「SR-1025A」(商品名、旭電化工業社製)等の市販品を挙げることができる。 Among the above ammonium salts of sulfonic acid compounds having a radically polymerizable unsaturated group, ammonium salts of sulfonic acid compounds having a radically polymerizable unsaturated group and a polyoxyalkylene group are more preferred. Examples of ammonium salts of sulfonic acid compounds having a radically polymerizable unsaturated group and a polyoxyalkylene group include commercially available products such as "Aqualon KH-10" (product name, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) and "SR-1025A" (product name, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.).
上記乳化剤は、使用される全モノマーの合計量を基準にして、好ましくは0.1~15質量%、より好ましくは0.5~10質量%、さらに好ましくは1~5質量%の範囲内で使用することができる。 The emulsifier can be used in an amount of preferably 0.1 to 15% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, and even more preferably 1 to 5% by mass, based on the total amount of all monomers used.
前記重合開始剤としては、油溶性、水溶性のいずれのタイプのものであってもよく、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が挙げられる。これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて用いることができる。 The polymerization initiator may be either oil-soluble or water-soluble, and examples of such initiators include organic peroxides such as benzoyl peroxide, octanoyl peroxide, lauroyl peroxide, stearoyl peroxide, cumene hydroperoxide, tert-butyl peroxide, tert-butyl peroxy laurate, tert-butyl peroxy isopropyl carbonate, tert-butyl peroxy acetate, and diisopropylbenzene hydroperoxide; azobisisobutyronite; azo compounds such as azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), azobis(2-methylpropiononitrile), azobis(2-methylbutyronitrile), 4,4'-azobis(4-cyanobutanoic acid), dimethylazobis(2-methylpropionate), azobis[2-methyl-N-(2-hydroxyethyl)-propionamide], azobis{2-methyl-N-[2-(1-hydroxybutyl)]-propionamide}; and persulfates such as potassium persulfate, ammonium persulfate, and sodium persulfate. These can be used alone or in combination of two or more.
また、上記重合開始剤に、必要に応じて、例えば、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、レドックス重合系としてもよい。 If necessary, the above polymerization initiator may be used in combination with a reducing agent such as sugar, sodium formaldehyde sulfoxylate, or an iron complex to form a redox polymerization system.
上記重合開始剤は、使用される全モノマーの合計質量を基準にして、好ましくは0.1~5質量%、さらに好ましくは0.2~3質量%の範囲内で使用する。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、その種類や量等に応じて適宜選択することができる。例えば、該重合開始剤は、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。 The polymerization initiator is preferably used in an amount of 0.1 to 5% by mass, more preferably 0.2 to 3% by mass, based on the total mass of all monomers used. The method of adding the polymerization initiator is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the type and amount. For example, the polymerization initiator may be included in the monomer mixture or aqueous medium in advance, or may be added all at once or dropwise during polymerization.
水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)は、上記のようにして得られるエマルションに、モノマー混合物(II)を添加し、さらに重合させることによって得ることができる。 The hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1) can be obtained by adding the monomer mixture (II) to the emulsion obtained as described above and then polymerizing the mixture.
モノマー混合物(II)は、必要に応じて、前記で列記したような重合開始剤、連鎖移動剤、還元剤、乳化剤等の成分を適宜含有することができる。 The monomer mixture (II) may contain, as necessary, the polymerization initiator, chain transfer agent, reducing agent, emulsifier, and other components as listed above.
また、モノマー混合物(II)はそのまま滴下することもできるが、モノマー混合物(II)を水性媒体に分散し、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。 Although the monomer mixture (II) can be dropped as it is, it is preferable to disperse the monomer mixture (II) in an aqueous medium and drop it as a monomer emulsion. In this case, the particle size of the monomer emulsion is not particularly limited.
モノマー混合物(II)の重合は、例えば、乳化されていてもよいモノマー混合物(II)を一括で又は滴下で上記エマルションに添加し、撹拌しながら適当な温度に加熱することにより行うことができる。 The polymerization of the monomer mixture (II) can be carried out, for example, by adding the monomer mixture (II), which may be emulsified, all at once or dropwise to the above emulsion and heating to an appropriate temperature while stirring.
上記の如くして得られる水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1’)は、重合性不飽和基を1分子中に少なくとも2個有する重合性不飽和モノマー(c)及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー(d)を含有するモノマー混合物(I)から形成される共重合体(I-1)をコアとし、水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)、疎水性重合性不飽和モノマー(e)、ならびに上記モノマー(a)及び(e)以外の重合性不飽和モノマー(f)を含有するモノマー混合物(II)から形成される共重合体(II-1)をシェルとするコア/シェル型複層構造を有することができる。 The hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1') obtained as described above can have a core/shell type multilayer structure in which the core is a copolymer (I-1) formed from a monomer mixture (I) containing a polymerizable unsaturated monomer (c) having at least two polymerizable unsaturated groups in one molecule and a polymerizable unsaturated monomer (d) having one polymerizable unsaturated group in one molecule, and the shell is a copolymer (II-1) formed from a monomer mixture (II) containing a hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer (a), a hydrophobic polymerizable unsaturated monomer (e), and a polymerizable unsaturated monomer (f) other than the monomers (a) and (e).
また、水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1’)は、共重合体(I-1)を得る工程と共重合体(II-1)を得る工程の間に、他の樹脂層を形成する重合性不飽和モノマー(1種又は2種以上の混合物)を供給して乳化重合を行なう工程を追加することによって、3層又はそれ以上の層からなる樹脂粒子としてもよい。 The hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1') may be made into resin particles consisting of three or more layers by adding a step of supplying a polymerizable unsaturated monomer (one type or a mixture of two or more types) that forms another resin layer and carrying out emulsion polymerization between the steps of obtaining copolymer (I-1) and obtaining copolymer (II-1).
なお、本発明において、水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1’)の「シェル」は樹脂粒子の最外層に存在する重合体層を意味し、「コア」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」は上記コアとシェル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、コアがシェルに完全に被覆された層構造が一般的であるが、コアとシェルの質量比率等によっては、シェル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、コアの一部をシェルが被覆した構造であってもよく、あるいはコアの一部にシェル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、水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1’)においてコア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。 In the present invention, the "shell" of the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1') means a polymer layer present in the outermost layer of the resin particle, the "core" means a polymer layer in the inner layer of the resin particle excluding the shell portion, and the "core/shell structure" means a structure having the core and shell. The core/shell structure is generally a layer structure in which the core is completely covered by the shell, but depending on the mass ratio of the core and the shell, the amount of monomer in the shell may be insufficient to form a layer structure. In such a case, it is not necessary to have a complete layer structure as described above, and the shell may be a structure in which a part of the core is covered by the shell, or a structure in which a polymerizable unsaturated monomer, which is a component of the shell, is graft-polymerized to a part of the core. The concept of a multilayer structure in the core/shell structure also applies to the case in which a multilayer structure is formed on the core in the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1').
コア/シェル型復層構造を有する水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1’)における共重合体(I-1)と共重合体(II-1)の割合は、形成される複層塗膜の耐水性及び付着性等の観点から、共重合体(I-1)/共重合体(II-1)の固形分質量比で、好ましくは10/90~90/10、より好ましくは50/50~85/15、さらに好ましくは65/35~80/20の範囲内にある。 The ratio of copolymer (I-1) to copolymer (II-1) in the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1') having a core/shell type multilayer structure is, in terms of the solid content mass ratio of copolymer (I-1)/copolymer (II-1), preferably within the range of 10/90 to 90/10, more preferably 50/50 to 85/15, and even more preferably 65/35 to 80/20, from the viewpoint of the water resistance and adhesion of the multilayer coating film to be formed.
上記のようにして得られる水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1’)は、好ましくは10~1000nm、特に好ましくは20~500nmの範囲内の平均粒子径を有する。なお、上記水酸基含有アクリル樹脂の平均粒子径は、測定温度20℃で、コールターカウンター法によって測定された値である。この測定は、例えば、「COULTER N4型」(商品名、ベックマン・コールター社製)を用いて行うことができる。 The hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1') obtained as described above preferably has an average particle size within the range of 10 to 1000 nm, and particularly preferably 20 to 500 nm. The average particle size of the hydroxyl-containing acrylic resin is a value measured by the Coulter Counter method at a measurement temperature of 20°C. This measurement can be performed, for example, using a "COULTER N4 type" (product name, manufactured by Beckman Coulter, Inc.).
得られる水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1’)の水分散体粒子の機械的安定性を向上させるために、水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1’)が有するカルボキシル基等の酸性基を中和剤により中和することが望ましい。該中和剤としては、酸性基を中和することができるものであれば特に制限はなく使用することができ、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、トリメチルアミン、2-(ジメチルアミノ)エタノール、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール、トリエチルアミン、アンモニア水等が挙げられ、これらの中和剤は、中和後の水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1’)の水分散液のpHが約6.5~約9.0となるような量で用いることが望ましい。 In order to improve the mechanical stability of the resulting aqueous dispersion particles of the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1'), it is desirable to neutralize the acidic groups, such as carboxyl groups, contained in the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1') with a neutralizing agent. The neutralizing agent can be any neutralizing agent that can neutralize the acidic groups, and examples of such neutralizing agents include sodium hydroxide, potassium hydroxide, trimethylamine, 2-(dimethylamino)ethanol, 2-amino-2-methyl-1-propanol, triethylamine, and aqueous ammonia. It is desirable to use these neutralizing agents in an amount such that the pH of the aqueous dispersion of the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1') after neutralization is about 6.5 to about 9.0.
上記水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)を製造する際の水酸基含有重合性不飽和モノマーの使用割合は、モノマー成分の合計量を基準として、1~50質量%が好ましく、1~40質量%がより好ましく、1~30質量%がさらに好ましい。 The proportion of the hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer used in producing the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1) is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 1 to 40% by mass, and even more preferably 1 to 30% by mass, based on the total amount of the monomer components.
上記水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)は、耐ハジキ性及び形成される複層塗膜の耐候性等の観点から、水酸基価が、1~200mgKOH/gであることが好ましく、5~180mgKOH/gであることがより好ましく、7~130mgKOH/gであることがさらに好ましい。 From the viewpoints of cissing resistance and weather resistance of the multilayer coating film formed, the hydroxyl value of the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1) is preferably 1 to 200 mgKOH/g, more preferably 5 to 180 mgKOH/g, and even more preferably 7 to 130 mgKOH/g.
また、上記水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)は、耐ハジキ性及び形成される複層塗膜の耐候性等の観点から、酸価が、1~130mgKOH/gであることが好ましく、5~100mgKOH/gであることがより好ましく、7~70mgKOH/gであることがさらに好ましい。 In addition, from the viewpoints of cissing resistance and weather resistance of the multilayer coating film formed, the acid value of the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1) is preferably 1 to 130 mgKOH/g, more preferably 5 to 100 mgKOH/g, and even more preferably 7 to 70 mgKOH/g.
1液型水性着色塗料組成物(Y)中の水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)の含有量は、形成される複層塗膜の耐候性等の観点から、該1液型水性着色塗料組成物(Y)中の樹脂固形分量を基準として、2~70質量%が好ましく、5~60質量%がより好ましく、10~55質量%がさらに好ましい。 From the viewpoint of the weather resistance of the multilayer coating film formed, the content of the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1) in the one-component water-based colored coating composition (Y) is preferably 2 to 70 mass %, more preferably 5 to 60 mass %, and even more preferably 10 to 55 mass %, based on the resin solid content in the one-component water-based colored coating composition (Y).
本明細書において、固形分とは不揮発分を意味するものであり、試料から、水、有機溶剤等の揮発する成分を除いた残渣を意味する。固形分は、試料の質量に固形分濃度を乗じて算出することができる。固形分濃度は、試料3グラムを105℃、3時間乾燥させた残渣の質量を、乾燥前の質量で除することにより測定することができる。 In this specification, solid content means non-volatile content, and refers to the residue remaining after removing volatile components such as water and organic solvents from a sample. The solid content can be calculated by multiplying the mass of the sample by the solid content concentration. The solid content concentration can be measured by dividing the mass of the residue obtained by drying 3 grams of a sample at 105°C for 3 hours by the mass before drying.
水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)
水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)としては、従来から水性塗料に使用されているそれ自体既知の水溶性又は水分散性のポリエステル樹脂を使用することができる。
Hydroxyl-containing polyester resin (y2)
As the hydroxyl group-containing polyester resin (y2), any known water-soluble or water-dispersible polyester resin that has been conventionally used in water-based paints can be used.
水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)は、通常、酸成分とアルコール成分とのエステル化反応又はエステル交換反応によって製造することができる。 The hydroxyl-containing polyester resin (y2) can usually be produced by an esterification reaction or transesterification reaction between an acid component and an alcohol component.
上記酸成分としては、ポリエステル樹脂の製造に際して、酸成分として通常使用される化合物を使用することができる。かかる酸成分としては、例えば、脂肪族多塩基酸、脂環族多塩基酸、芳香族多塩基酸等を挙げることができる。 As the acid component, compounds that are commonly used as acid components in the production of polyester resins can be used. Examples of such acid components include aliphatic polybasic acids, alicyclic polybasic acids, and aromatic polybasic acids.
上記脂肪族多塩基酸は、一般に、1分子中に2個以上のカルボキシル基を有する脂肪族化合物、該脂肪族化合物の酸無水物及び該脂肪族化合物のエステル化物である。脂肪族多塩基酸としては、例えば、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、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ブラシル酸、オクタデカン二酸、クエン酸、ブタンテトラカルボン酸等の脂肪族多価カルボン酸;該脂肪族多価カルボン酸の無水物;該脂肪族多価カルボン酸の炭素数1~4程度の低級アルキルのエステル化物等が挙げられる。上記脂肪族多塩基酸は、単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。 The above-mentioned aliphatic polybasic acids are generally aliphatic compounds having two or more carboxyl groups in one molecule, acid anhydrides of the aliphatic compounds, and esters of the aliphatic compounds. Examples of the aliphatic polybasic acids include aliphatic polycarboxylic acids such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, brassylic acid, octadecanedioic acid, citric acid, and butanetetracarboxylic acid; anhydrides of the aliphatic polybasic acids; and esters of the aliphatic polybasic acids with lower alkyls having about 1 to 4 carbon atoms. The above-mentioned aliphatic polybasic acids can be used alone or in combination of two or more kinds.
上記脂肪族多塩基酸としては、得られる塗膜の平滑性の観点から、アジピン酸及び/又はアジピン酸無水物を用いることが好ましい。 From the viewpoint of the smoothness of the resulting coating film, it is preferable to use adipic acid and/or adipic anhydride as the aliphatic polybasic acid.
上記脂環族多塩基酸は、一般に、1分子中に1個以上の脂環式構造と2個以上のカルボキシル基を有する化合物、該化合物の酸無水物及び該化合物のエステル化物である。脂環式構造は、主として4~6員環構造である。脂環族多塩基酸としては、例えば、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、4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸、3-メチル-1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、4-メチル-1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸、1,3,5-シクロヘキサントリカルボン酸等の脂環族多価カルボン酸;該脂環族多価カルボン酸の無水物;該脂環族多価カルボン酸の炭素数1~4程度の低級アルキルのエステル化物等が挙げられる。上記脂環族多塩基酸は、単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。 The alicyclic polybasic acids are generally compounds having one or more alicyclic structures and two or more carboxyl groups in one molecule, acid anhydrides of the compounds, and esters of the compounds. The alicyclic structures are mainly 4- to 6-membered ring structures. Examples of the alicyclic polybasic acids include alicyclic polycarboxylic acids such as 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, 3-methyl-1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 4-methyl-1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, and 1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid; anhydrides of the alicyclic polybasic acids; and esters of the alicyclic polybasic acids with lower alkyls having about 1 to 4 carbon atoms. The alicyclic polybasic acids can be used alone or in combination of two or more.
上記芳香族多塩基酸は、一般に、1分子中に2個以上のカルボキシル基を有する芳香族化合物、該芳香族化合物の酸無水物及び該芳香族化合物のエステル化物であって、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、4,4’-ビフェニルジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の芳香族多価カルボン酸;該芳香族多価カルボン酸の無水物;該芳香族多価カルボン酸の炭素数1~4程度の低級アルキルのエステル化物等が挙げられる。上記芳香族多塩基酸は、単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。 The aromatic polybasic acids are generally aromatic compounds having two or more carboxyl groups in one molecule, acid anhydrides of the aromatic compounds, and esters of the aromatic compounds, such as aromatic polycarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 4,4'-biphenyldicarboxylic acid, trimellitic acid, and pyromellitic acid; anhydrides of the aromatic polycarboxylic acids; and esters of the aromatic polycarboxylic acids with lower alkyls having about 1 to 4 carbon atoms. The aromatic polybasic acids can be used alone or in combination of two or more kinds.
上記芳香族多塩基酸としては、フタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸を使用することが好ましい。 As the aromatic polybasic acid, it is preferable to use phthalic acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, trimellitic acid, and trimellitic anhydride.
また、上記脂肪族多塩基酸、脂環族多塩基酸及び芳香族多塩基酸以外の酸成分を使用することも出来る。かかる酸成分としては、特に限定されず、例えば、ヤシ油脂肪酸、綿実油脂肪酸、麻実油脂肪酸、米ぬか油脂肪酸、魚油脂肪酸、トール油脂肪酸、大豆油脂肪酸、アマニ油脂肪酸、桐油脂肪酸、ナタネ油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、脱水ヒマシ油脂肪酸、サフラワー油脂肪酸等の脂肪酸;ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、安息香酸、p-tert-ブチル安息香酸、シクロヘキサン酸、10-フェニルオクタデカン酸等のモノカルボン酸;乳酸、3-ヒドロキシブタン酸、3-ヒドロキシ-4-エトキシ安息香酸等のヒドロキシカルボン酸等が挙げられる。これらの酸成分は、単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。 In addition, acid components other than the above-mentioned aliphatic polybasic acids, alicyclic polybasic acids, and aromatic polybasic acids can also be used. Such acid components are not particularly limited, and examples thereof include fatty acids such as coconut oil fatty acid, cottonseed oil fatty acid, hempseed oil fatty acid, rice bran oil fatty acid, fish oil fatty acid, tall oil fatty acid, soybean oil fatty acid, linseed oil fatty acid, tung oil fatty acid, rapeseed oil fatty acid, castor oil fatty acid, dehydrated castor oil fatty acid, and safflower oil fatty acid; monocarboxylic acids such as lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, benzoic acid, p-tert-butylbenzoic acid, cyclohexanoic acid, and 10-phenyloctadecanoic acid; and hydroxycarboxylic acids such as lactic acid, 3-hydroxybutanoic acid, and 3-hydroxy-4-ethoxybenzoic acid. These acid components can be used alone or in combination of two or more.
前記アルコール成分としては、1分子中に2個以上の水酸基を有する多価アルコールを好適に使用することができる。該多価アルコールとしては、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、2-メチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,2-ブタンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、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-4,3-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2,2,4-トリメチル-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、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、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、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、ジメチロールプロピオン酸等の2価アルコール;これらの2価アルコールにε-カプロラクトン等のラクトン化合物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エステルジオール化合物;ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等のポリエーテルジオール化合物;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、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、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌル酸、ソルビトール、マンニット等の3価以上のアルコール;これらの3価以上のアルコールにε-カプロラクトン等のラクトン化合物を付加させたポリラクトンポリオール化合物;グリセリンの脂肪酸エステル化物等が挙げられる。 As the alcohol component, a polyhydric alcohol having two or more hydroxyl groups in one molecule can be suitably used. Examples of the polyhydric alcohol include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, trimethylene glycol, tetraethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 2,3-butanediol, 1,2-butanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 3-methyl-1,2-butanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 1,2-pentanediol, 1,5-pentanediol, 1,4-pentanediol, 2,4-pentanediol, 2,3-dimethyltrimethylene glycol, tetramethylene glycol, 3-methyl-4,3-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,5-hexanediol, 1,4-hexanediol, 2,5-hexanediol, neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, tricyclohexane Examples of such compounds include dihydric alcohols such as rodecanedimethanol, hydroxypivalic acid neopentyl glycol ester, hydrogenated bisphenol A, hydrogenated bisphenol F, and dimethylolpropionic acid; polylactone diols obtained by adding lactone compounds such as ε-caprolactone to these dihydric alcohols; ester diol compounds such as bis(hydroxyethyl)terephthalate; polyether diol compounds such as alkylene oxide adducts of bisphenol A, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polybutylene glycol; trihydric or higher alcohols such as glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, diglycerin, triglycerin, 1,2,6-hexanetriol, pentaerythritol, dipentaerythritol, tris(2-hydroxyethyl)isocyanuric acid, sorbitol, and mannitol; polylactone polyol compounds obtained by adding lactone compounds such as ε-caprolactone to these trihydric or higher alcohols; and fatty acid esters of glycerin.
また、上記多価アルコール以外のアルコール成分を使用することもできる。かかるアルコール成分としては、特に限定されず、例えば、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、ステアリルアルコール、2-フェノキシエタノール等のモノアルコール;プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、「カージュラE10P」(商品名、HEXION社製、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と酸を反応させて得られたアルコール化合物等が挙げられる。 Alcohol components other than the above polyhydric alcohols can also be used. Examples of such alcohol components include, but are not limited to, monoalcohols such as methanol, ethanol, propyl alcohol, butyl alcohol, stearyl alcohol, and 2-phenoxyethanol; and alcohol compounds obtained by reacting monoepoxy compounds such as propylene oxide, butylene oxide, and "Cardura E10P" (trade name, manufactured by HEXION, glycidyl ester of synthetic highly branched saturated fatty acid) with an acid.
水酸基含有ポリエステル樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、通常の方法に従って行なうことができる。例えば、前記酸成分とアルコール成分とを、窒素気流中、150~250℃程度で、5~10時間程度加熱し、該酸成分とアルコール成分のエステル化反応又はエステル交換反応を行なう方法により、水酸基含有ポリエステル樹脂を製造することができる。 The method for producing the hydroxyl-containing polyester resin is not particularly limited, and can be carried out according to a conventional method. For example, the hydroxyl-containing polyester resin can be produced by heating the acid component and the alcohol component in a nitrogen stream at about 150 to 250°C for about 5 to 10 hours to carry out an esterification reaction or an ester exchange reaction between the acid component and the alcohol component.
上記酸成分及びアルコール成分をエステル化反応又はエステル交換反応せしめる際には、反応容器中に、これらを一度に添加してもよいし、一方又は両者を、数回に分けて添加してもよい。また、先ず、水酸基含有ポリエステル樹脂を合成した後、得られた水酸基含有ポリエステル樹脂に酸無水物を反応させてハーフエステル化させてカルボキシル基及び水酸基含有ポリエステル樹脂としてもよい。また、先ず、カルボキシル基含有ポリエステル樹脂を合成した後、上記アルコール成分を付加させて水酸基含有ポリエステル樹脂としてもよい。 When the acid component and alcohol component are subjected to an esterification reaction or an ester exchange reaction, they may be added to a reaction vessel at once, or one or both may be added in several portions. Alternatively, a hydroxyl-containing polyester resin may first be synthesized, and then the resulting hydroxyl-containing polyester resin may be reacted with an acid anhydride to half-esterify it to form a carboxyl- and hydroxyl-containing polyester resin. Alternatively, a carboxyl-containing polyester resin may first be synthesized, and then the alcohol component may be added to form a hydroxyl-containing polyester resin.
前記エステル化又はエステル交換反応の際には、反応を促進させるための触媒として、ジブチル錫オキサイド、三酸化アンチモン、酢酸亜鉛、酢酸マンガン、酢酸コバルト、酢酸カルシウム、酢酸鉛、テトラブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート等のそれ自体既知の触媒を使用することができる。 In the esterification or transesterification reaction, a catalyst known per se, such as dibutyltin oxide, antimony trioxide, zinc acetate, manganese acetate, cobalt acetate, calcium acetate, lead acetate, tetrabutyl titanate, or tetraisopropyl titanate, can be used as a catalyst to promote the reaction.
また、前記水酸基含有ポリエステル樹脂は、該樹脂の調製中又は調製後に、脂肪酸、モノエポキシ化合物、ポリイソシアネート化合物、アクリル樹脂等で変性することができる。 The hydroxyl-containing polyester resin can be modified with a fatty acid, a monoepoxy compound, a polyisocyanate compound, an acrylic resin, or the like during or after the preparation of the resin.
上記脂肪酸としては、例えば、ヤシ油脂肪酸、綿実油脂肪酸、麻実油脂肪酸、米ぬか油脂肪酸、魚油脂肪酸、トール油脂肪酸、大豆油脂肪酸、アマニ油脂肪酸、桐油脂肪酸、ナタネ油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、脱水ヒマシ油脂肪酸、サフラワー油脂肪酸等が挙げられ、上記モノエポキシ化合物としては、例えば、「カージュラE10P」(商品名、HEXION社製、合成高分岐飽和脂肪酸のグリシジルエステル)を好適に用いることができる。 Examples of the fatty acids include coconut oil fatty acids, cottonseed oil fatty acids, hemp seed oil fatty acids, rice bran oil fatty acids, fish oil fatty acids, tall oil fatty acids, soybean oil fatty acids, linseed oil fatty acids, tung oil fatty acids, rapeseed oil fatty acids, castor oil fatty acids, dehydrated castor oil fatty acids, and safflower oil fatty acids. An example of the monoepoxy compound that can be suitably used is "Cardura E10P" (trade name, manufactured by HEXION, glycidyl ester of synthetic highly branched saturated fatty acid).
また、上記ポリイソシアネート化合物としては、例えば、リジンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート化合物;水素添加キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチルシクロヘキサン-2,4-ジイソシアネート、メチルシクロヘキサン-2,6-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)、1,3-(イソシアナトメチル)シクロヘキサン等の脂環族ジイソシアネート化合物;トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物;リジントリイソシアネート等の3価以上のポリイソシアネート等の有機ポリイソシアネートそれ自体;これらの各有機ポリイソシアネートと多価アルコール、低分子量ポリエステル樹脂、水等との付加物;これらの各有機ポリイソシアネート同士の環化重合体(例えば、イソシアヌレート)、ビウレット型付加物等が挙げられる。これらのポリイソシアネート化合物は、単独でもしくは2種以上混合して使用することができる。 Examples of the polyisocyanate compounds include aliphatic diisocyanate compounds such as lysine diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and trimethylhexane diisocyanate; aliphatic diisocyanate compounds such as hydrogenated xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, methylcyclohexane-2,4-diisocyanate, methylcyclohexane-2,6-diisocyanate, 4,4'-methylenebis(cyclohexylisocyanate), and 1,3-(isocyanatomethyl)cyclohexane. Examples of suitable polyisocyanates include cyclic diisocyanate compounds; aromatic diisocyanate compounds such as tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, and diphenylmethane diisocyanate; organic polyisocyanates themselves, such as trivalent or higher polyisocyanates such as lysine triisocyanate; adducts of these organic polyisocyanates with polyhydric alcohols, low molecular weight polyester resins, water, and the like; cyclic polymers of these organic polyisocyanates (e.g., isocyanurates), biuret-type adducts, and the like. These polyisocyanate compounds can be used alone or in combination of two or more.
また、前記水酸基含有ポリエステル樹脂をアクリル樹脂で変性する方法としては、既知の方法を用いることができ、例えば、重合性不飽和基含有ポリエステル樹脂及び重合性不飽和モノマーとの混合物を重合させる方法、水酸基含有ポリエステル樹脂とアクリル樹脂の樹脂同士の反応による方法等を挙げることができる。 The hydroxyl group-containing polyester resin can be modified with an acrylic resin by known methods, such as a method of polymerizing a mixture of a polymerizable unsaturated group-containing polyester resin and a polymerizable unsaturated monomer, or a method of reacting a hydroxyl group-containing polyester resin with an acrylic resin.
水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)は、耐ハジキ性及び形成される複層塗膜の耐候性等の観点から、水酸基価が1~250mgKOH/gであるのが好ましく、2~200mgKOH/gであるのがより好ましく、5~200mgKOH/gであるのがさらに好ましい。 From the viewpoints of cissing resistance and weather resistance of the multilayer coating film formed, the hydroxyl group-containing polyester resin (y2) preferably has a hydroxyl value of 1 to 250 mgKOH/g, more preferably 2 to 200 mgKOH/g, and even more preferably 5 to 200 mgKOH/g.
また、水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)が、更にカルボキシル基を有する場合は、耐ハジキ性及び形成される複層塗膜の耐候性等の観点から、その酸価が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、3~80mgKOH/gであるのがさらに好ましい。 When the hydroxyl group-containing polyester resin (y2) further contains a carboxyl group, from the viewpoints of cissing resistance and weather resistance of the multilayer coating film formed, the acid value is preferably 1 to 150 mgKOH/g, more preferably 2 to 100 mgKOH/g, and even more preferably 3 to 80 mgKOH/g.
また、水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)の重量平均分子量は、耐ハジキ性及び形成される複層塗膜の耐候性等の観点から、3,000~100,000であるのが好ましく、4,000~50,000であるのがより好ましく、5,000~30,000であるのがさらに好ましい。 The weight average molecular weight of the hydroxyl group-containing polyester resin (y2) is preferably 3,000 to 100,000, more preferably 4,000 to 50,000, and even more preferably 5,000 to 30,000, from the viewpoints of cissing resistance and weather resistance of the multilayer coating film formed.
なお、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で測定したクロマトグラムから標準ポリスチレンの分子量を基準にして算出した値である。ゲルパーミエーションクロマトグラフは、「HLC8120GPC」(東ソー社製)を使用した。カラムとしては、「TSKgel G-4000HXL」、「TSKgel G-3000HXL」、「TSKgel G-2500HXL」、「TSKgel G-2000HXL」(いずれも東ソー(株)社製、商品名)の4本を用い、移動相;テトラヒドロフラン、測定温度;40℃、流速;1mL/min、検出器;RIの条件で行った。 In this specification, the average molecular weight is a value calculated from a chromatogram measured by gel permeation chromatography, based on the molecular weight of standard polystyrene. The gel permeation chromatograph used was "HLC8120GPC" (manufactured by Tosoh Corporation). Four columns, "TSKgel G-4000HXL", "TSKgel G-3000HXL", "TSKgel G-2500HXL", and "TSKgel G-2000HXL" (all product names manufactured by Tosoh Corporation), were used, and the measurement was performed under the following conditions: mobile phase: tetrahydrofuran, measurement temperature: 40°C, flow rate: 1 mL/min, detector: RI.
1液型水性着色塗料組成物(Y)中の水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)の含有量は、耐ハジキ性及び形成される複層塗膜の耐候性等の観点から、該1液型水性着色塗料組成物(Y)中の樹脂固形分量を基準として、2~70質量%が好ましく、5~50質量%がより好ましく、10~40質量%がさらに好ましい。 From the viewpoints of cissing resistance and weather resistance of the multilayer coating film formed, the content of the hydroxyl-containing polyester resin (y2) in the one-component water-based colored coating composition (Y) is preferably 2 to 70 mass %, more preferably 5 to 50 mass %, and even more preferably 10 to 40 mass %, based on the resin solid content in the one-component water-based colored coating composition (Y).
ポリウレタン樹脂(y3)
ポリウレタン樹脂(y3)は、常法により、例えば、ポリオールとポリイソシアネート化合物とを反応させることにより得ることができる。また、該反応後、ジオール、ジアミン等の、1分子中に少なくとも2個の活性水素をもつ低分子量化合物である鎖伸長剤の存在下で、鎖伸長することができる。また、該樹脂の調製中又は調製後に、アクリル樹脂等で変性することができる。
Polyurethane resin (y3)
The polyurethane resin (y3) can be obtained by a conventional method, for example, by reacting a polyol with a polyisocyanate compound. After the reaction, the chain can be extended in the presence of a chain extender, which is a low molecular weight compound having at least two active hydrogens in one molecule, such as a diol or diamine. The resin can be modified with an acrylic resin or the like during or after preparation.
上記ポリオールとしては、例えば、低分子量のものとして、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサメチレングリコール等の2価のアルコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等の3価アルコール等をあげることができる。高分子量のものとして、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、エポキシポリオール等をあげることができる。ポリエーテルポリオールとしてはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等があげられる。ポリエステルポリオールとしては前記の2価のアルコール、ジ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等のアルコールとアジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸等の2塩基酸との重縮合物、ポリカプロラクトン等のラクトン系開環重合体ポリオール、ポリカーボネートジオール等をあげることができる。また、例えば、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等のカルボキシル基含有ポリオールも使用することができる。上記ポリオールは、単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。 Examples of the polyols include low molecular weight dihydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, and hexamethylene glycol, and trihydric alcohols such as trimethylolpropane, glycerin, and pentaerythritol. Examples of high molecular weight polyols include polyether polyols, polyester polyols, acrylic polyols, and epoxy polyols. Examples of polyether polyols include polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol. Examples of polyester polyols include polycondensates of the above-mentioned dihydric alcohols, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, and neopentyl glycol, and dibasic acids such as adipic acid, azelaic acid, and sebacic acid, lactone ring-opening polymer polyols such as polycaprolactone, and polycarbonate diols. In addition, carboxyl group-containing polyols such as 2,2-dimethylolpropionic acid and 2,2-dimethylolbutanoic acid can also be used. The above polyols can be used alone or in combination of two or more.
上記のポリオールと反応させるポリイソシアネート化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネ-ト、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、リジンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート類;及びこれらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;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)、メチルシクロヘキサン-2,4-(又は-2,6-)ジイソシアネート、1,3-(又は1,4-)ジ(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、1,3-シクロペンタンジイソシアネート、1,2-シクロヘキサンジイソシアネートなどの脂環族ジイソシアネート類;及びこれらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;キシリレンジイソシアネート、メタキシリレ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、トリレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、1,4-ナフタレンジイソシアネート、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、(m-又はp-)フェニレンジイソシアネート、4,4’-ビフェニレンジイソシアネート、3,3’-ジメチル-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート、ビス(4-イソシアナトフェニル)スルホン、イソプロピリデンビス(4-フェニルイソシアネート)などの芳香族ジイソシアネート化合物;及びこれらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;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、4,4’-ジメチルジフェニルメタン-2,2’,5,5’-テトライソシアネートなどの1分子中に3個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート類;及びこれらのポリイソシアネート化合物のビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;などを挙げることができる。 Examples of polyisocyanate compounds that can be reacted with the above polyols include aliphatic polyisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, dimer acid diisocyanate, and lysine diisocyanate; and biuret-type adducts and isocyanurate ring adducts of these polyisocyanates; isophorone diisocyanate, 4,4'-methylenebis(cyclohexyl isocyanate), and methylcyclohexane-2,4-(or -2,6-)diisocyanate. alicyclic diisocyanates such as 1,3-(or 1,4-)di(isocyanatomethyl)cyclohexane, 1,4-cyclohexane diisocyanate, 1,3-cyclopentane diisocyanate, and 1,2-cyclohexane diisocyanate; and biuret-type adducts and isocyanurate ring adducts of these polyisocyanates; xylylene diisocyanate, metaxylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, aromatic diisocyanate compounds such as 1,5-naphthalene diisocyanate, 1,4-naphthalene diisocyanate, 4,4-toluidine diisocyanate, 4,4'-diphenyl ether diisocyanate, (m- or p-)phenylene diisocyanate, 4,4'-biphenylene diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate, bis(4-isocyanatophenyl)sulfone, and isopropylidene bis(4-phenylisocyanate); and polyisocyanates thereof. Examples include biuret-type adducts and isocyanurate ring adducts of isocyanates; polyisocyanates having three or more isocyanate groups in one molecule, such as triphenylmethane-4,4',4''-triisocyanate, 1,3,5-triisocyanatobenzene, 2,4,6-triisocyanatotoluene, and 4,4'-dimethyldiphenylmethane-2,2',5,5'-tetraisocyanate; and biuret-type adducts and isocyanurate ring adducts of these polyisocyanate compounds.
鎖伸長剤としてのジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、シクロヘキサンジオールなどが挙げられ、ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、キシリレンジアミン、N-(2-ヒドロキシエチル)エチレンジアミンなどが挙げられる。 Examples of diols that can be used as chain extenders include ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, and cyclohexanediol, and examples of diamines include ethylenediamine, propylenediamine, xylylenediamine, and N-(2-hydroxyethyl)ethylenediamine.
ポリウレタン樹脂(y3)は、水酸基を含有しないポリウレタン樹脂であってもよいし、又は水酸基含有ポリウレタン樹脂であってもよい。 The polyurethane resin (y3) may be a polyurethane resin that does not contain hydroxyl groups, or may be a polyurethane resin that contains hydroxyl groups.
ポリウレタン樹脂(y3)は、耐ハジキ性及び形成される複層塗膜の耐候性等の観点から、水酸基価が0~250mgKOH/gであるのが好ましく、0~200mgKOH/gであるのがより好ましく、0~150mgKOH/gであるのがさらに好ましい。 From the viewpoints of cissing resistance and weather resistance of the multilayer coating film formed, the polyurethane resin (y3) preferably has a hydroxyl value of 0 to 250 mgKOH/g, more preferably 0 to 200 mgKOH/g, and even more preferably 0 to 150 mgKOH/g.
また、ポリウレタン樹脂(y3)は、耐ハジキ性及び形成される複層塗膜の耐候性等の観点から、その酸価が1~100mgKOH/gであるのが好ましく、2~50mgKOH/gであるのがより好ましく、2~30mgKOH/gであるのがさらに好ましい。 In addition, from the viewpoints of cissing resistance and weather resistance of the multilayer coating film formed, the polyurethane resin (y3) preferably has an acid value of 1 to 100 mgKOH/g, more preferably 2 to 50 mgKOH/g, and even more preferably 2 to 30 mgKOH/g.
また、ポリウレタン樹脂(y3)の重量平均分子量は、3,000以上であるのが好ましく、5,000以上であるのがより好ましく、10,000以上であるのがさらに好ましい。 The weight average molecular weight of the polyurethane resin (y3) is preferably 3,000 or more, more preferably 5,000 or more, and even more preferably 10,000 or more.
1液型水性着色塗料組成物(Y)中のポリウレタン樹脂(y3)の含有量は、耐ハジキ性及び形成される複層塗膜の耐候性等の観点から、該1液型水性着色塗料組成物(Y)中の樹脂固形分量を基準として、2~70質量%が好ましく、5~50質量%がより好ましく、10~40質量%がさらに好ましい。 From the viewpoints of cissing resistance and weather resistance of the multilayer coating film formed, the content of polyurethane resin (y3) in one-component water-based colored coating composition (Y) is preferably 2 to 70 mass%, more preferably 5 to 50 mass%, and even more preferably 10 to 40 mass%, based on the resin solid content in the one-component water-based colored coating composition (Y).
硬化剤(y4)
1液型水性着色塗料組成物(Y)は、硬化剤(y4)を含むことができる。硬化剤(y4)は、バインダー成分である水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)及び水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)の中の架橋性官能基と反応し得る化合物であり、当該反応により架橋構造を形成できる化合物である。上記バインダー成分(A)中の架橋性官能基が水酸基であり、上記硬化剤(y4)が水酸基との反応性を有する化合物であることが好ましい。
Hardener (y4)
The one-liquid type aqueous colored coating composition (Y) may contain a curing agent (y4). The curing agent (y4) is a compound that can react with the crosslinkable functional groups in the binder components, the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1) and the hydroxyl-containing polyester resin (y2), and is a compound that can form a crosslinked structure by the reaction. It is preferable that the crosslinkable functional group in the binder component (A) is a hydroxyl group, and the curing agent (y4) is a compound that is reactive with a hydroxyl group.
上記硬化剤(y4)としては、具体的には、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、アミノ樹脂等を好適に用いることできる。なかでも、形成される塗膜の耐ハジキ性等の観点から、該硬化剤(y4)が、アミノ樹脂を含有することが好ましい。 Specific examples of the curing agent (y4) that can be suitably used include polyisocyanate compounds, blocked polyisocyanate compounds, and amino resins. In particular, from the viewpoint of the cissing resistance of the coating film to be formed, it is preferable that the curing agent (y4) contains an amino resin.
上記ポリイソシアネート化合物は、1分子中に少なくとも2個のイソシアネート基を有する化合物であって、例えば、脂肪族ポリイソシアネート化合物、脂環族ポリイソシアネート化合物、芳香脂肪族ポリイソシアネート化合物、芳香族ポリイソシアネート化合物、該ポリイソシアネート化合物の誘導体等を挙げることができる。 The polyisocyanate compound is a compound having at least two isocyanate groups in one molecule, and examples of the polyisocyanate compound include aliphatic polyisocyanate compounds, alicyclic polyisocyanate compounds, aromatic aliphatic polyisocyanate compounds, aromatic polyisocyanate compounds, and derivatives of the polyisocyanate compounds.
上記脂肪族ポリイソシアネート化合物としては、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-又は2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、2,6-ジイソシアナトヘキサン酸メチル(慣用名:リジンジイソシアネート)等の脂肪族ジイソシアネート化合物;2,6-ジイソシアナトヘキサン酸2-イソシアナトエチル、1,6-ジイソシアナト-3-イソシアナトメチルヘキサン、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化合物等を挙げることができる。 Examples of the aliphatic polyisocyanate compounds include trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, 1,2-propylene diisocyanate, 1,2-butylene diisocyanate, 2,3-butylene diisocyanate, 1,3-butylene diisocyanate, 2,4,4- or 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, dimer acid diisocyanate, methyl 2,6-diisocyanatohexanoate (common name: lysine diisocyanate), isocyanate); aliphatic triisocyanate compounds such as 2-isocyanatoethyl 2,6-diisocyanatohexanoate, 1,6-diisocyanato-3-isocyanatomethylhexane, 1,4,8-triisocyanatooctane, 1,6,11-triisocyanatoundecane, 1,8-diisocyanato-4-isocyanatomethyloctane, 1,3,6-triisocyanatohexane, and 2,5,7-trimethyl-1,8-diisocyanato-5-isocyanatomethyloctane.
前記脂環族ポリイソシアネート化合物としては、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-メチル-1,3-シクロヘキシレンジイソシアネート(慣用名:水添TDI)、2-メチル-1,3-シクロヘキシレンジイソシアネート、1,3-もしくは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、メチレンビス(4,1-シクロヘキサンジイル)ジイソシアネート(慣用名:水添MDI)、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化合物;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化合物等を挙げることができる。 Examples of the alicyclic polyisocyanate compounds 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-methyl-1,3-cyclohexylene diisocyanate (common name: hydrogenated TDI), 2-methyl-1,3-cyclohexylene diisocyanate, Alicyclic diisocyanate compounds such as cyclohexanediisocyanate, 1,3- or 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane (common name: hydrogenated xylylene diisocyanate) or mixtures thereof, methylenebis(4,1-cyclohexanediyl)diisocyanate (common name: hydrogenated MDI), and norbornane diisocyanate; 1,3,5-triisocyanatocyclohexane, 1,3,5-trimethylisocyanatocyclohexane, 2-(3-isocyanatopropyl) -2,5-di(isocyanatomethyl)-bicyclo(2.2.1)heptane, 2-(3-isocyanatopropyl)-2,6-di(isocyanatomethyl)-bicyclo(2.2.1)heptane, 3-(3-isocyanatopropyl)-2,5-di(isocyanatomethyl)-bicyclo(2.2.1)heptane, 5-(2-isocyanatoethyl)-2-isocyanatomethyl-3-(3-isocyanatopropyl)-bicyclo(2.2.1)heptane, 6-(2-isocyanatoethyl)- Examples of alicyclic triisocyanate compounds include 2-isocyanatoethyl)-2-isocyanatomethyl-3-(3-isocyanatopropyl)-bicyclo(2.2.1)heptane, 5-(2-isocyanatoethyl)-2-isocyanatomethyl-2-(3-isocyanatopropyl)-bicyclo(2.2.1)heptane, and 6-(2-isocyanatoethyl)-2-isocyanatomethyl-2-(3-isocyanatopropyl)-bicyclo(2.2.1)heptane.
前記芳香脂肪族ポリイソシアネート化合物としては、例えば、メチレンビス(4,1-フェニレン)ジイソシアネート(慣用名:MDI)、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化合物;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化合物等を挙げることができる。 Examples of the aromatic aliphatic polyisocyanate compounds include aromatic aliphatic diisocyanate compounds such as methylene bis (4,1-phenylene) diisocyanate (common name: MDI), 1,3- or 1,4-xylylene diisocyanate or mixtures thereof, ω,ω'-diisocyanato-1,4-diethylbenzene, 1,3- or 1,4-bis (1-isocyanato-1-methylethyl) benzene (common name: tetramethylxylylene diisocyanate) or mixtures thereof; and aromatic aliphatic triisocyanate compounds such as 1,3,5-triisocyanatomethylbenzene.
前記芳香族ポリイソシアネート化合物としては、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-トリレンジイソシアネート(慣用名:2,4-TDI)もしくは2,6-トリレンジイソシアネート(慣用名:2,6-TDI)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化合物;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化合物;4,4'-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化合物等を挙げることができる。 Examples of the aromatic polyisocyanate compound include aromatic diisocyanate compounds such as m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4'-diphenyl diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate (common name: 2,4-TDI) or 2,6-tolylene diisocyanate (common name: 2,6-TDI) or mixtures thereof, 4,4'-toluidine diisocyanate, 4,4'-diphenyl ether diisocyanate, etc.; aromatic triisocyanate compounds such as triphenylmethane-4,4',4''-triisocyanate, 1,3,5-triisocyanatobenzene, 2,4,6-triisocyanatotoluene, etc.; and aromatic tetraisocyanate compounds such as 4,4'-diphenylmethane-2,2',5,5'-tetraisocyanate, etc.
また、前記ポリイソシアネート化合物の誘導体としては、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、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)、クルードTDI等を挙げることができる。 In addition, examples of derivatives of the polyisocyanate compounds include dimers, trimers, biurets, allophanates, uretdione, uretoimine, isocyanurates, oxadiazinetriones, polymethylene polyphenyl polyisocyanates (crude MDI, polymeric MDI), crude TDI, and the like of the above-mentioned polyisocyanate compounds.
上記ポリイソシアネート化合物及びその誘導体は、それぞれ単独で用いてもよく又は2種以上併用してもよい。 The above polyisocyanate compounds and their derivatives may be used alone or in combination of two or more.
上記ポリイソシアネート化合物としては、形成される塗膜の耐候性等の観点から、脂肪族ポリイソシアネート化合物、脂環族ポリイソシアネート化合物及びこれらの誘導体から選ばれる少なくとも1種を使用することが好ましく、得られる1液型水性着色塗料組成物の高固形分化、形成される塗膜の仕上り外観及び耐擦傷性等の観点から、脂肪族ポリイソシアネート化合物及び/又はその誘導体を使用することがより好ましい。 As the polyisocyanate compound, from the viewpoint of the weather resistance of the coating film formed, it is preferable to use at least one selected from aliphatic polyisocyanate compounds, alicyclic polyisocyanate compounds, and derivatives thereof. From the viewpoint of high solid content of the resulting one-component water-based colored coating composition, the finished appearance and scratch resistance of the coating film formed, etc., it is more preferable to use an aliphatic polyisocyanate compound and/or its derivative.
上記脂肪族ポリイソシアネート化合物及び/又はその誘導体としては、得られる1液型水性着色塗料組成物の高固形分化、形成される塗膜の仕上り外観及び耐擦傷性等の観点から、なかでも、脂肪族ジイソシアネート化合物及び/又はそのイソシアヌレート体を使用することが好ましく、ヘキサメチレンジイソシアネート及び/又はそのイソシアヌレート体を使用することがより好ましい。 As the above-mentioned aliphatic polyisocyanate compound and/or its derivative, from the viewpoints of high solid content of the resulting one-liquid type aqueous colored coating composition, the finished appearance and scratch resistance of the formed coating film, etc., it is preferable to use an aliphatic diisocyanate compound and/or its isocyanurate, and it is more preferable to use hexamethylene diisocyanate and/or its isocyanurate.
また、硬化剤(y4)として使用し得る前記ブロック化ポリイソシアネート化合物は、上記ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基を、ブロック剤でブロックした化合物である。 The blocked polyisocyanate compound that can be used as the curing agent (y4) is a compound in which the isocyanate group of the polyisocyanate compound is blocked with a blocking agent.
上記ブロック剤としては、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、乳酸、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、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;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;アゾール系の化合物等が挙げられる。上記アゾール系の化合物としては、ピラゾール、3,5-ジメチルピラゾール、3-メチルピラゾール、4-ベンジル-3,5-ジメチルピラゾール、4-ニトロ-3,5-ジメチルピラゾール、4-ブロモ-3,5-ジメチルピラゾール、3-メチル-5-フェニルピラゾール等のピラゾール又はピラゾール誘導体;イミダゾール、ベンズイミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール等のイミダゾール又はイミダゾール誘導体;2-メチルイミダゾリン、2-フェニルイミダゾリン等のイミダゾリン誘導体等が挙げられる。 Examples of the blocking agents include phenol-based agents such as phenol, cresol, xylenol, nitrophenol, ethylphenol, hydroxydiphenyl, butylphenol, isopropylphenol, nonylphenol, octylphenol, and methyl hydroxybenzoate; lactam-based agents such as ε-caprolactam, δ-valerolactam, γ-butyrolactam, and β-propiolactam; aliphatic alcohol-based agents such as methanol, ethanol, propyl alcohol, butyl alcohol, amyl alcohol, and lauryl alcohol; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, and ethyl Ether-based compounds such as ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, and methoxymethanol; alcohol-based compounds such as benzyl alcohol, glycolic acid, methyl glycolate, ethyl glycolate, butyl glycolate, lactic acid, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, methylol urea, methylol melamine, diacetone alcohol, 2-hydroxyethyl acrylate, and 2-hydroxyethyl methacrylate; formamide oxime, acetamide oxime, acetoxime, methyl ethyl ketoxime, and the like. oxime-based compounds such as dimethyl malonate, diethyl malonate, ethyl acetoacetate, methyl acetoacetate, and acetylacetone; active methylene-based compounds such as butyl mercaptan, t-butyl mercaptan, hexyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, 2-mercaptobenzothiazole, thiophenol, methylthiophenol, and ethylthiophenol; acid amide-based compounds such as acetanilide, acetanisidide, acetotoluide, acrylamide, methacrylamide, acetic acid amide, stearic acid amide, and benzamide; succinic acid amide, ... imide-based compounds such as maleic acid imide, phthalic acid imide, and maleic acid imide; amine-based compounds such as diphenylamine, phenylnaphthylamine, xylidine, N-phenylxylidine, carbazole, aniline, naphthylamine, butylamine, dibutylamine, and butylphenylamine; imidazole-based compounds such as imidazole and 2-ethylimidazole; urea-based compounds such as urea, thiourea, ethyleneurea, ethylenethiourea, and diphenylurea; carbamate-based compounds such as N-phenylphenylcarbamate; imine-based compounds such as ethyleneimine and propyleneimine; sulfite-based compounds such as sodium bisulfite and potassium bisulfite; and azole-based compounds. Examples of the azole compounds include pyrazole or pyrazole derivatives such as pyrazole, 3,5-dimethylpyrazole, 3-methylpyrazole, 4-benzyl-3,5-dimethylpyrazole, 4-nitro-3,5-dimethylpyrazole, 4-bromo-3,5-dimethylpyrazole, and 3-methyl-5-phenylpyrazole; imidazole or imidazole derivatives such as imidazole, benzimidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, and 2-phenylimidazole; and imidazoline derivatives such as 2-methylimidazoline and 2-phenylimidazoline.
なかでも、好ましいブロック剤としては、オキシム系のブロック剤、活性メチレン系のブロック剤、ピラゾール又はピラゾール誘導体が挙げられる。 Among them, preferred blocking agents include oxime-based blocking agents, active methylene-based blocking agents, pyrazole or pyrazole derivatives.
ブロック化を行なう(ブロック剤を反応させる)にあたっては、必要に応じて溶剤を添加して行なうことができる。ブロック化反応に用いる溶剤としてはイソシアネート基に対して反応性でないものが良く、例えば、アセトン、メチルエチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル類、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)のような溶剤を挙げることができる。 When blocking (reacting with a blocking agent), a solvent can be added as necessary. Solvents used in blocking reactions are preferably those that are not reactive with isocyanate groups, such as ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, esters such as ethyl acetate, and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP).
1液型水性着色塗料組成物(Y)が、硬化剤(y4)として上記ブロック化ポリイソシアネート化合物を含有する場合、該ブロック化ポリイソシアネート化合物の含有量は、形成される塗膜の耐ハジキ性及び形成される塗膜の耐候性等の観点から、該1液型水性着色塗料組成物(Y)中の樹脂固形分量を基準として、好ましくは5~60質量部、より好ましくは15~50質量部、さらに好ましくは25~45質量部の範囲内である。 When the one-liquid type water-based colored coating composition (Y) contains the above-mentioned blocked polyisocyanate compound as the curing agent (y4), the content of the blocked polyisocyanate compound is preferably within the range of 5 to 60 parts by mass, more preferably 15 to 50 parts by mass, and even more preferably 25 to 45 parts by mass, based on the resin solid content in the one-liquid type water-based colored coating composition (Y), from the viewpoints of the cissing resistance of the coating film formed and the weather resistance of the coating film formed, etc.
硬化剤(y4)として使用し得る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が挙げられる。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、ベンズアルデヒド等が挙げられる。 As the amino resin that can be used as the curing agent (y4), a partially methylolated amino resin or a fully methylolated amino resin obtained by the reaction of an amino component with an aldehyde component can be used. Examples of the amino component include melamine, urea, benzoguanamine, acetoguanamine, steroguanamine, spiroguanamine, and dicyandiamide. Examples of the aldehyde component include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, and benzaldehyde.
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、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、2-エチルブタノール、2-エチルヘキサノール等が挙げられる。 The methylolated amino resin may also be used in which the methylol groups are partially or completely etherified with a suitable alcohol. Examples of alcohols used for etherification include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, 2-ethylbutanol, and 2-ethylhexanol.
アミノ樹脂としては、メラミン樹脂が好ましい。メラミン樹脂としては、例えば、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上記アルコールで部分的に又は完全にエーテル化したアルキルエーテル化メラミン樹脂を使用することができる。 As the amino resin, a melamine resin is preferred. As the melamine resin, for example, an alkyl etherified melamine resin in which the methylol groups of a partially or fully methylolated melamine resin are partially or completely etherified with the above-mentioned alcohol can be used.
上記アルキルエーテル化メラミン樹脂としては、例えば、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等を好適に使用することができる。 As the alkyl etherified melamine resin, for example, methyl etherified melamine resin in which the methylol groups of a partially or fully methylolated melamine resin have been partially or completely etherified with methyl alcohol; butyl etherified melamine resin in which the methylol groups of a partially or fully methylolated melamine resin have been partially or completely etherified with butyl alcohol; methyl-butyl mixed etherified melamine resin in which the methylol groups of a partially or fully methylolated melamine resin have been partially or completely etherified with methyl alcohol and butyl alcohol can be suitably used.
また、上記メラミン樹脂は、重量平均分子量が好ましくは400~6000、より好ましくは500~5000、さらに好ましくは500~4000の範囲内である。 The weight average molecular weight of the melamine resin is preferably in the range of 400 to 6000, more preferably 500 to 5000, and even more preferably 500 to 4000.
メラミン樹脂としては市販品を使用できる。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238」、「サイメル251」、「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)、「ユーバン120」、「ユーバン20HS」、「ユーバン20SE60」、「ユーバン2021」、「ユーバン2028」、「ユーバン28-60」(以上、三井化学株式会社製)等が挙げられる。 As the melamine resin, commercially available products can be used. Examples of the trade names of commercially available products include "Cymel 202", "Cymel 203", "Cymel 238", "Cymel 251", "Cymel 303", "Cymel 323", "Cymel 324", "Cymel 325", "Cymel 327", "Cymel 350", "Cymel 385", "Cymel 1156", "Cymel 1158", "Cymel 1116", and "Cymel 1130" (all manufactured by Allnex Japan Co., Ltd.), "U-Ban 120", "U-Ban 20HS", "U-Ban 20SE60", "U-Ban 2021", "U-Ban 2028", and "U-Ban 28-60" (all manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.).
以上に述べたメラミン樹脂は、それぞれ単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。 The above-mentioned melamine resins can be used alone or in combination of two or more.
1液型水性着色塗料組成物(Y)が、硬化剤(y4)として上記アミノ樹脂を含有する場合、その含有量は、耐ハジキ性及び形成される複層塗膜の耐候性等の観点から、該1液型水性着色塗料組成物(Y)中の樹脂固形分量を基準として、好ましくは5~60質量部、より好ましくは15~50質量部、さらに好ましくは25~45質量部の範囲内である。 When the one-liquid type water-based colored coating composition (Y) contains the above-mentioned amino resin as a curing agent (y4), the content is preferably within the range of 5 to 60 parts by mass, more preferably 15 to 50 parts by mass, and even more preferably 25 to 45 parts by mass, based on the resin solid content in the one-liquid type water-based colored coating composition (Y), from the viewpoints of cissing resistance and weather resistance of the multilayer coating film formed.
上記硬化剤(y4)は、それぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。 The above curing agents (y4) can be used alone or in combination of two or more.
着色顔料(y5)
着色顔料(y5)としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、カーボンブラック、カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロムエロー、酸化クロム、プルシアンブルー、コバルトブルー、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリン系顔料、スレン系顔料、ペリレン系顔料、ジオキサジン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料などが挙げられるがこれらに限定されな。形成される複層塗膜の下地の隠蔽性の観点からは、酸化チタン、カーボンブラックを好適に使用することができる。
Color pigment (y5)
Examples of the color pigment (y5) include, but are not limited to, titanium oxide, zinc oxide, carbon black, cadmium red, molybdenum red, chrome yellow, chromium oxide, Prussian blue, cobalt blue, azo pigments, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, isoindoline pigments, threne pigments, perylene pigments, dioxazine pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, etc. From the viewpoint of the concealment of the base of the multilayer coating film formed, titanium oxide and carbon black can be preferably used.
1液型水性着色塗料組成物(Y)中の着色顔料(y5)の含有量は、耐ハジキ性及び形成される複層塗膜の耐候性等の観点から、該1液型水性着色塗料組成物(Y)中の樹脂固形分量を基準として、好ましくは1~200質量部、より好ましくは2~100質量部、さらに好ましくは2~50質量部の範囲内である。 The content of the color pigment (y5) in the one-component water-based colored coating composition (Y) is preferably within the range of 1 to 200 parts by mass, more preferably 2 to 100 parts by mass, and even more preferably 2 to 50 parts by mass, based on the resin solid content in the one-component water-based colored coating composition (Y), from the viewpoints of cissing resistance and weather resistance of the multilayer coating film formed.
1液型水性着色塗料組成物(Y)はさらに、所望により、水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)、水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)、及びポリウレタン樹脂(y3)以外の樹脂、体質顔料、光輝性顔料、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、粘性調整剤、表面調整剤などを適宜含有してもよい。 The one-component water-based colored coating composition (Y) may further contain, as desired, resins other than the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1), the hydroxyl-containing polyester resin (y2), and the polyurethane resin (y3), extender pigments, luster pigments, UV absorbers, light stabilizers, defoamers, viscosity adjusters, surface adjusters, etc.
水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)、水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)、及びポリウレタン樹脂(y3)以外の樹脂としては、例えば着色顔料(y5)などの顔料の分散用の樹脂が挙げられる。そのような顔料分散用樹脂としては公知の樹脂を特に制限なく使用できるが、エマルションではない水溶性アクリル樹脂が用いられることが好ましい。エマルションではない水溶性アクリル樹脂としては、例えば水酸基を含有するアクリル樹脂、カルボキシル基を含有するアクリル樹脂、リン酸基を含有する樹脂、3級アミン型アクリル樹脂、4級アンモニウム塩型アクリル樹脂、3級スルホニウム塩型アクリル樹脂などが挙げられる。特に着色顔料に対しては高顔料濃度での分散安定性、さらに得られる塗膜の光沢や耐水性等の点から、3級アミノ基、4級アンモニウム塩基、スルホ基、カルボキシル基、リン酸基などから選ばれる少なくとも1種の官能基を含有する重合性不飽和モノマー、ポリオキシアルキレン鎖を有する非イオン性重合性不飽和モノマー、及びその他のエチレン性不飽和モノマーからなるモノマー混合物をラジカル重合開始剤の存在下に共重合して得られるアクリル共重合体が好適に使用できる。 Resins other than the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1), the hydroxyl-containing polyester resin (y2), and the polyurethane resin (y3) include, for example, resins for dispersing pigments such as colored pigments (y5). Although known resins can be used as such pigment dispersion resins without particular restrictions, it is preferable to use water-soluble acrylic resins that are not emulsions. Examples of water-soluble acrylic resins that are not emulsions include acrylic resins containing hydroxyl groups, acrylic resins containing carboxyl groups, resins containing phosphate groups, tertiary amine-type acrylic resins, quaternary ammonium salt-type acrylic resins, and tertiary sulfonium salt-type acrylic resins. In particular, for colored pigments, from the standpoint of dispersion stability at high pigment concentrations, and further the gloss and water resistance of the resulting coating film, an acrylic copolymer obtained by copolymerizing a monomer mixture consisting of a polymerizable unsaturated monomer containing at least one functional group selected from a tertiary amino group, a quaternary ammonium base, a sulfo group, a carboxyl group, a phosphate group, etc., a nonionic polymerizable unsaturated monomer having a polyoxyalkylene chain, and other ethylenically unsaturated monomers in the presence of a radical polymerization initiator can be preferably used.
体質顔料としては、例えばクレー、カオリン、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、アルミナホワイトなどが挙げられる。 Examples of extender pigments include clay, kaolin, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, talc, silica, and alumina white.
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、ガラスフレークなどを挙げることができ、これらは単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。 Examples of luster pigments include aluminum (including vapor-deposited aluminum), copper, zinc, brass, nickel, aluminum oxide, mica, aluminum oxide coated with titanium oxide or iron oxide, mica coated with titanium oxide or iron oxide, glass flakes, etc., which can be used alone or in combination of two or more kinds.
1液型水性着色塗料組成物(Y)の塗装は、インクジェットにより行われる。インクジェットとしては、例えば、1液型水性着色塗料組成物(Y)をインクとし、インクを連続的に噴射し、電場によって制御する方法、圧電素子を用いて間欠的にインクを噴射する方法、インクを加熱しその発泡を利用して間欠的に噴射する方法等、各種の方法を採用できる。 The one-liquid type water-based colored coating composition (Y) is applied by inkjet. Various inkjet methods can be used, such as a method in which the one-liquid type water-based colored coating composition (Y) is used as ink and the ink is continuously sprayed and controlled by an electric field, a method in which the ink is intermittently sprayed using a piezoelectric element, and a method in which the ink is heated and the resulting foaming is used to spray it intermittently.
塗装をする場合には、1液型水性着色塗料組成物(Y)は、適宜、水、有機溶媒等の溶媒ならびに必要に応じて粘性調整剤、消泡剤などの添加剤を含有して塗装に適した固形分含有率及び粘度に調整されることが好ましい。 When painting, it is preferable that the one-component water-based colored coating composition (Y) contains a solvent such as water or an organic solvent, and if necessary, additives such as a viscosity adjuster and an antifoaming agent, so that the solid content and viscosity are adjusted to be suitable for painting.
1液型水性着色塗料組成物(Y)の固形分含有率は好ましくは10~60質量%、より好ましくは11~55質量%、さらに好ましくは12~50質量%の範囲内である。また、1液型水性着色塗料組成物(Y)の粘度を、塗装に適した範囲、通常、B型粘度計を用いて20℃において回転数60rpmで測定したときの粘度が500~5000mPa・sの範囲内となるように、水及び/又は有機溶剤を用いて、適宜、調整しておくことが好ましい。 The solid content of the one-component aqueous colored coating composition (Y) is preferably within the range of 10 to 60% by mass, more preferably 11 to 55% by mass, and even more preferably 12 to 50% by mass. In addition, it is preferable to appropriately adjust the viscosity of the one-component aqueous colored coating composition (Y) using water and/or an organic solvent so that the viscosity is within a range suitable for painting, usually within the range of 500 to 5000 mPa·s when measured at 20°C and 60 rpm using a B-type viscometer.
着色塗膜の硬化膜厚は、形成される複層塗膜の下地の隠蔽性等の観点から、好ましくは5.0~40μm程度、より好ましくは6.0~35μm、さらに好ましくは7.0~30μm程度である。 The cured film thickness of the colored coating film is preferably about 5.0 to 40 μm, more preferably about 6.0 to 35 μm, and even more preferably about 7.0 to 30 μm, from the viewpoint of the concealment property of the base of the multi-layer coating film to be formed.
1液型水性着色塗料組成物(Y)は、インクジェットによる塗装後に、加熱せず維持してもよいが、必要に応じて、工程(2)の前に、プレヒート等により、工程(3)より低い温度で、例えば好ましくは約50~約110℃、より好ましくは約60~約90℃の温度で、好ましくは1~60分間程度、より好ましくは1~30分間程度、さらに好ましくは1~10分間程度、直接的又は間接的に加熱を行ってもよい。 The one-component aqueous colored coating composition (Y) may be maintained without heating after application by inkjet, but if necessary, it may be heated directly or indirectly before step (2) by preheating or the like at a temperature lower than that in step (3), for example, preferably at a temperature of about 50 to about 110°C, more preferably at a temperature of about 60 to about 90°C, for preferably about 1 to 60 minutes, more preferably about 1 to 30 minutes, and even more preferably about 1 to 10 minutes.
工程(2)
本発明の複層塗膜形成方法によれば、次に、未硬化の着色塗膜上に、水酸基含有アクリル樹脂エマルション(z1)、水酸基含有ポリエステル樹脂(z2)、ポリウレタン樹脂(z3)、及び硬化剤(z4)を含有する1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)がインクジェット塗装され、未硬化のクリヤー塗膜が形成される。未硬化のクリヤー塗膜は未硬化の着色塗膜の上に直接設けられる。
Step (2)
According to the method for forming a multilayer coating film of the present invention, a one-liquid type water-based clear coating composition (Z) containing a hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (z1), a hydroxyl-containing polyester resin (z2), a polyurethane resin (z3), and a curing agent (z4) is then applied by inkjet coating onto the uncured colored coating film to form an uncured clear coating film. The uncured clear coating film is provided directly on the uncured colored coating film.
水酸基含有アクリル樹脂エマルション(z1)としては、工程(1)において水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)に関して説明した水酸基含有アクリル樹脂エマルションを使用することができる。 As the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (z1), the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion described in relation to the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1) in step (1) can be used.
水酸基含有ポリエステル樹脂(z2)としては、工程(1)において水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)に関して説明した水酸基含有ポリエステル樹脂を使用することができる。 As the hydroxyl-containing polyester resin (z2), the hydroxyl-containing polyester resin described in relation to the hydroxyl-containing polyester resin (y2) in step (1) can be used.
ポリウレタン樹脂(z3)としては、工程(1)においてポリウレタン樹脂(y3)に関して説明したポリウレタン樹脂を使用することができる。 As the polyurethane resin (z3), the polyurethane resin described for the polyurethane resin (y3) in step (1) can be used.
硬化剤(z4)としては、工程(1)において硬化剤(y4)に関して説明した硬化剤を使用することができる。 As the curing agent (z4), the curing agent described in relation to the curing agent (y4) in step (1) can be used.
1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)は1液型水性着色塗料組成物(Y)と組成が異なる透明な組成物であるが、水酸基含有アクリル樹脂エマルション(z1)は水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)と同一であり、水酸基含有ポリエステル樹脂(z2)は水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)であり、ポリウレタン樹脂(z3)とポリウレタン樹脂(y3)と同一であり、かつ硬化剤(z4)は硬化剤(y4)と同一である。樹脂が同一であるとは、他の成分との混合前の組成物の一成分としての樹脂の構造が同一であることを意味する。硬化剤が同一であるとは、他の成分との混合前の組成物の一成分としての硬化剤の構造が同一であることを意味する。 The one-component water-based clear coating composition (Z) is a transparent composition with a different composition from the one-component water-based colored coating composition (Y), but the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (z1) is the same as the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1), the hydroxyl-containing polyester resin (z2) is the same as the hydroxyl-containing polyester resin (y2), the polyurethane resin (z3) is the same as the polyurethane resin (y3), and the curing agent (z4) is the same as the curing agent (y4). The resins being the same means that the structure of the resin as a component of the composition before being mixed with other components is the same. The curing agents being the same means that the structure of the curing agent as a component of the composition before being mixed with other components is the same.
1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)中の水酸基含有アクリル樹脂エマルション(z1)、水酸基含有ポリエステル樹脂(z2)、ポリウレタン樹脂(z3)、及び硬化剤(z4)が、1液型水性着色塗料組成物(Y)の水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)、水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)、ポリウレタン樹脂(y3)、及び硬化剤(y4)と同一であるため、1液型水性着色塗料組成物(Y)とその上の1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)とを硬化させてなる複層塗膜は耐ハジキ性が優れている。1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)中の水酸基含有アクリル樹脂エマルション(z1)、水酸基含有ポリエステル樹脂(z2)、ポリウレタン樹脂(z3)、及び硬化剤(z4)のうちの一つ又は複数が、1液型水性着色塗料組成物(Y)の水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)、水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)、ポリウレタン樹脂(y3)、及び硬化剤(y4)と異なる場合、1液型水性着色塗料組成物(Y)とその上の1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)とを硬化させてなる複層塗膜において耐ハジキ性が損なわれる。 The hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (z1), hydroxyl-containing polyester resin (z2), polyurethane resin (z3), and curing agent (z4) in the one-component water-based clear coating composition (Z) are the same as the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1), hydroxyl-containing polyester resin (y2), polyurethane resin (y3), and curing agent (y4) in the one-component water-based colored coating composition (Y), so the multilayer coating film formed by curing the one-component water-based colored coating composition (Y) and the one-component water-based clear coating composition (Z) thereon has excellent cissing resistance. If one or more of the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (z1), hydroxyl-containing polyester resin (z2), polyurethane resin (z3), and curing agent (z4) in the one-component water-based clear coating composition (Z) are different from the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1), hydroxyl-containing polyester resin (y2), polyurethane resin (y3), and curing agent (y4) in the one-component water-based colored coating composition (Y), the cissing resistance is impaired in the multilayer coating film formed by curing the one-component water-based colored coating composition (Y) and the one-component water-based clear coating composition (Z) thereon.
さらには、1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)中の水酸基含有アクリル樹脂エマルション(z1)、水酸基含有ポリエステル樹脂(z2)、ポリウレタン樹脂(z3)、及び硬化剤(z4)が、1液型水性着色塗料組成物(Y)の水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)、水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)、ポリウレタン樹脂(y3)、及び硬化剤(y4)と同一であるため、1塗装機で工程(1)及び工程(2)の両方を行うこともでき、これにより工程(1)及び工程(2)に別の塗装機を使用する場合と比較して、塗装工程が簡素化される。 Furthermore, since the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (z1), hydroxyl-containing polyester resin (z2), polyurethane resin (z3), and curing agent (z4) in the one-component water-based clear coating composition (Z) are the same as the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1), hydroxyl-containing polyester resin (y2), polyurethane resin (y3), and curing agent (y4) in the one-component water-based colored coating composition (Y), both steps (1) and (2) can be performed with one coating machine, which simplifies the coating process compared to using separate coating machines for steps (1) and (2).
1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)中の水酸基含有アクリル樹脂エマルション(z1)、水酸基含有ポリエステル樹脂(z2)、ポリウレタン樹脂(z3)、及び硬化剤(z4)のそれぞれの量は1液型水性着色塗料組成物(Y)の水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)、水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)、ポリウレタン樹脂(y3)、及び硬化剤(y4)の量と同一であってもよいし、異なっていてもよい。 The amounts of the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (z1), hydroxyl-containing polyester resin (z2), polyurethane resin (z3), and curing agent (z4) in the one-component water-based clear coating composition (Z) may be the same as or different from the amounts of the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1), hydroxyl-containing polyester resin (y2), polyurethane resin (y3), and curing agent (y4) in the one-component water-based colored coating composition (Y).
好ましい実施形態では、1液型水性着色塗料組成物(Y)中の樹脂固形分量を基準とした、1液型水性着色塗料組成物(Y)中の水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)、水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)、ポリウレタン樹脂(y3)、及び硬化剤(y4)の含有量と、対応する、1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)中の樹脂固形分量を基準とした1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)中の水酸基含有アクリル樹脂エマルション(z1)、水酸基含有ポリエステル樹脂(z2)、ポリウレタン樹脂(z3)、及び硬化剤(z4)の含有量の差の絶対値が、それぞれ15質量%以内である。このような構成によれば、1液型水性着色塗料組成物(Y)と1液型水性クリヤー塗料組成物(Zの同一成分の各々の含有量が近いため、本発明の複層塗膜形成方法を用いて得られた複層塗膜は耐ハジキ性がさらに良好である。さらに、1塗装機による工程(1)及び工程(2)の実施により適している。 In a preferred embodiment, the absolute value of the difference between the contents of the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1), the hydroxyl-containing polyester resin (y2), the polyurethane resin (y3), and the curing agent (y4) in the one-component water-based colored coating composition (Y) based on the resin solid content in the one-component water-based colored coating composition (Y) and the contents of the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (z1), the hydroxyl-containing polyester resin (z2), the polyurethane resin (z3), and the curing agent (z4) in the one-component water-based clear coating composition (Z) based on the resin solid content in the one-component water-based clear coating composition (Z) is within 15% by mass. According to this configuration, the contents of the same components of the one-component water-based colored coating composition (Y) and the one-component water-based clear coating composition (Z) are close to each other, so that the multilayer coating film obtained using the multilayer coating film forming method of the present invention has even better cissing resistance. Furthermore, it is more suitable for carrying out steps (1) and (2) using a single coating machine.
1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)中の水酸基含有アクリル樹脂(z1)の含有量は、1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)中の樹脂固形分量を基準として、2~70質量%が好ましく、5~60質量%がより好ましく、10~55質量%がさらに好ましい。 The content of the hydroxyl-containing acrylic resin (z1) in the one-component water-based clear coating composition (Z) is preferably 2 to 70 mass%, more preferably 5 to 60 mass%, and even more preferably 10 to 55 mass%, based on the resin solid content in the one-component water-based clear coating composition (Z).
1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)中の水酸基含有ポリエステル樹脂(z2)の含有量は、1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)中の樹脂固形分量を基準として、2~70質量%が好ましく、5~50質量%がより好ましく、10~40質量%がさらに好ましい。 The content of the hydroxyl-containing polyester resin (z2) in the one-component water-based clear coating composition (Z) is preferably 2 to 70 mass%, more preferably 5 to 50 mass%, and even more preferably 10 to 40 mass%, based on the resin solid content in the one-component water-based clear coating composition (Z).
1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)中のポリウレタン樹脂(z3)の含有量は、1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)中の樹脂固形分量を基準として、2~70質量%が好ましく、5~50質量%がより好ましく、10~40質量%がさらに好ましい。 The content of polyurethane resin (z3) in one-component water-based clear coating composition (Z) is preferably 2 to 70 mass%, more preferably 5 to 50 mass%, and even more preferably 10 to 40 mass%, based on the resin solid content in one-component water-based clear coating composition (Z).
1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)が、硬化剤(z4)として上記ブロック化ポリイソシアネート化合物を含有する場合、該ブロック化ポリイソシアネート化合物の含有量は、形成される塗膜の耐ハジキ性及び形成される塗膜の耐候性等の観点から、該1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)中の樹脂固形分量を基準として、好ましくは5~60質量部、より好ましくは15~50質量部、さらに好ましくは25~45質量部の範囲内である。 When the one-component water-based clear coating composition (Z) contains the above-mentioned blocked polyisocyanate compound as the curing agent (z4), the content of the blocked polyisocyanate compound is preferably within the range of 5 to 60 parts by mass, more preferably 15 to 50 parts by mass, and even more preferably 25 to 45 parts by mass, based on the resin solid content in the one-component water-based clear coating composition (Z), from the viewpoints of the cissing resistance of the coating film formed and the weather resistance of the coating film formed, etc.
1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)が、硬化剤(z4)として上記アミノ樹脂を含有する場合、その含有量、耐ハジキ性及び形成される複層塗膜の耐候性等の観点から、該1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)中の樹脂固形分量を基準として、好ましくは5~60質量部、より好ましくは15~50質量部、さらに好ましくは25~45質量部の範囲内である。 When the one-component water-based clear coating composition (Z) contains the above amino resin as the curing agent (z4), from the viewpoints of its content, cissing resistance, weather resistance of the multilayer coating film formed, etc., the resin solid content in the one-component water-based clear coating composition (Z) is preferably within the range of 5 to 60 parts by mass, more preferably 15 to 50 parts by mass, and even more preferably 25 to 45 parts by mass.
1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)は、必要に応じて、水、有機溶剤等の溶媒、水酸基含有アクリル樹脂エマルション(z1)、水酸基含有ポリエステル樹脂(z2)及びポリウレタン樹脂(z3)以外の樹脂、硬化触媒、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、粘性調整剤、沈降防止剤等を適宜含有してもよい。 The one-component water-based clear coating composition (Z) may contain, as necessary, appropriate additives such as water, a solvent such as an organic solvent, a resin other than the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (z1), the hydroxyl-containing polyester resin (z2) and the polyurethane resin (z3), a curing catalyst, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an antifoaming agent, a viscosity adjuster, and an anti-settling agent.
1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)は、いかなる着色顔料をも含有しなくてもよいが、塗膜の透明性を損なわない範囲内において、着色顔料を適宜含有してもよい。着色顔料としては、インク用又は塗料用としてそれ自体既知の顔料を単独で又は2種以上を組合せて使用することができる。その配合量は、使用される着色顔料の種類等により異なるが、1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)中の樹脂成分の固形分総量に対して、好ましくは30質量%以下、より好ましくは0.05~20質量%、さらに好ましくは0.1~10質量%の範囲内とすることができる。 The one-liquid water-based clear coating composition (Z) may not contain any coloring pigment, but may contain a coloring pigment as appropriate within the range that does not impair the transparency of the coating film. As the coloring pigment, a pigment known per se for inks or paints can be used alone or in combination of two or more kinds. The blending amount varies depending on the type of coloring pigment used, but can be preferably 30 mass % or less, more preferably 0.05 to 20 mass %, and even more preferably 0.1 to 10 mass % of the total solid content of the resin components in the one-liquid water-based clear coating composition (Z).
1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)の塗装は、インクジェットにより行われる。インクジェットについては工程(1)で説明した通りである。塗装をする場合には、1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)は、適宜、水、有機溶媒等の溶媒ならびに必要に応じて粘性調整剤、消泡剤などの添加剤を含有して塗装に適した固形分含有率及び粘度に調整されることが好ましい。 The one-component water-based clear coating composition (Z) is applied by inkjet. The inkjet method is as described in step (1). When applying the coating, it is preferable that the one-component water-based clear coating composition (Z) contains a solvent such as water or an organic solvent, and if necessary, additives such as a viscosity adjuster and an antifoaming agent, so as to have a solids content and viscosity suitable for application.
1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)の固形分含有率は好ましくは10~60質量%、好ましくは11~55質量%、さらに好ましくは22~50質量%の範囲内である。また、1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)の粘度を、塗装に適した範囲、通常、B型粘度計を用いて20℃において回転数60rpmで測定したときの粘度が200~5000mPa・sの範囲内となるように、水及び/又は有機溶剤を用いて、適宜、調整しておくことが好ましい。 The solid content of the one-component water-based clear coating composition (Z) is preferably within the range of 10 to 60% by mass, preferably 11 to 55% by mass, and more preferably 22 to 50% by mass. In addition, it is preferable to appropriately adjust the viscosity of the one-component water-based clear coating composition (Z) using water and/or an organic solvent so that it is within a range suitable for coating, usually within the range of 200 to 5000 mPa·s when measured at 20°C and 60 rpm using a B-type viscometer.
クリヤー塗膜の硬化膜厚は、耐候性の点から、好ましくは5.0~60μm程度、より好ましくは6.0~50μm、さらに好ましくは7.0~45μm程度である。 From the viewpoint of weather resistance, the cured film thickness of the clear coating is preferably about 5.0 to 60 μm, more preferably about 6.0 to 50 μm, and even more preferably about 7.0 to 45 μm.
工程(3)
本発明の複層塗膜形成方法によれば、次に、工程(1)で形成された未硬化の着色塗膜及び工程(2)で形成された未硬化のクリヤー塗膜が60~140℃に加熱されることによって、同時に硬化される。
Step (3)
According to the method for forming a multilayer coating film of the present invention, the uncured colored coating film formed in step (1) and the uncured clear coating film formed in step (2) are then heated to 60 to 140°C, whereby they are cured simultaneously.
着色塗膜及びクリヤー塗膜を同時に加熱することによって、これら2つの塗膜を含む複層塗膜を一度に硬化させることができる。この場合は、加熱硬化を1回省略できるので省エネルギー性を向上させることができる。 By heating the colored coating and the clear coating at the same time, the multi-layer coating containing these two coatings can be cured at once. In this case, one heat curing step can be omitted, improving energy conservation.
加熱手段は、例えば、熱風加熱、赤外線加熱、高周波加熱等により行うことができる。加熱温度は、60~140℃が好ましく、60~120℃がより好ましい。また加熱時間は、10~60分間が好ましく、15~40分間がより好ましい。 The heating method can be, for example, hot air heating, infrared heating, or high-frequency heating. The heating temperature is preferably 60 to 140°C, and more preferably 60 to 120°C. The heating time is preferably 10 to 60 minutes, and more preferably 15 to 40 minutes.
以下、製造例、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されない。なお、「部」及び「%」はいずれも質量基準によるものである。また、塗膜の膜厚は硬化塗膜に基づくものである。 The present invention will be explained in more detail below with reference to manufacturing examples, working examples, and comparative examples. However, the present invention is not limited to these working examples. Note that "parts" and "%" are all based on mass. Furthermore, the thickness of the coating film is based on the cured coating film.
水酸基含有アクリル樹脂エマルション(A1)の製造
製造例1
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、脱イオン水130部及び「アクアロンKH-10」(商品名、第一工業製薬社製、乳化剤、有効成分97%)0.52部を仕込み、窒素気流中で撹拌混合し、80℃に昇温した。次いで下記のモノマー乳化物(1)のうちの全量の1%量と6%過硫酸アンモニウム水溶液5.3部とを反応容器内に導入し、80℃で15分間保持した。その後、残りのモノマー乳化物(1)を3時間かけて、同温度に保持した反応容器内に滴下し、滴下終了後1時間熟成を行なった。その後、下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、5%ジメチルエタノールアミン水溶液40部を反応容器に徐々に加えながら30℃まで冷却し、100メッシュのナイロンクロスで濾過しながら排出し、固形分濃度30%の水酸基含有アクリル樹脂エマルション(A1-1)を得た。得られた水酸基含有アクリル樹脂エマルション(A1-1)は、酸価が33mgKOH/g、水酸基価が25mgKOH/gであった。
Production of Hydroxyl-Containing Acrylic Resin Emulsion (A1) Production Example 1
A reaction vessel equipped with a thermometer, a thermostat, a stirrer, a reflux condenser, a nitrogen inlet tube, and a dropping device was charged with 130 parts of deionized water and 0.52 parts of "Aqualon KH-10" (product name, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., emulsifier, active ingredient 97%), and the mixture was stirred and mixed in a nitrogen stream and heated to 80°C. Next, 1% of the total amount of the monomer emulsion (1) described below and 5.3 parts of a 6% aqueous ammonium persulfate solution were introduced into the reaction vessel and maintained at 80°C for 15 minutes. Thereafter, the remaining monomer emulsion (1) was added dropwise over 3 hours into the reaction vessel maintained at the same temperature, and after completion of the dropping, the mixture was aged for 1 hour. Thereafter, the following monomer emulsion (2) was added dropwise over 1 hour, and the mixture was aged for 1 hour, after which 40 parts of a 5% aqueous solution of dimethylethanolamine was gradually added to the reaction vessel while cooling to 30°C, and the mixture was discharged while filtering through a 100-mesh nylon cloth to obtain a hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (A1-1) having a solids concentration of 30%. The obtained hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (A1-1) had an acid value of 33 mgKOH/g and a hydroxyl value of 25 mgKOH/g.
モノマー乳化物(1): 脱イオン水42部、「アクアロンKH-10」0.72部、メチレンビスアクリルアミド2.1部、スチレン2.8部、メチルメタクリレート16.1部、エチルアクリレート28部及びn-ブチルアクリレート21部を混合攪拌して、モノマー乳化物(1)を得た。 Monomer emulsion (1): 42 parts of deionized water, 0.72 parts of "Aqualon KH-10", 2.1 parts of methylenebisacrylamide, 2.8 parts of styrene, 16.1 parts of methyl methacrylate, 28 parts of ethyl acrylate, and 21 parts of n-butyl acrylate were mixed and stirred to obtain monomer emulsion (1).
モノマー乳化物(2): 脱イオン水18部、「アクアロンKH-10」0.31部、過硫酸アンモニウム0.03部、メタクリル酸5.1部、2-ヒドロキシエチルアクリレート5.1部、スチレン3部、メチルメタクリレート6部、エチルアクリレート1.8部及びn-ブチルアクリレート9部を混合攪拌して、モノマー乳化物(2)を得た。 Monomer emulsion (2): 18 parts of deionized water, 0.31 parts of "Aqualon KH-10", 0.03 parts of ammonium persulfate, 5.1 parts of methacrylic acid, 5.1 parts of 2-hydroxyethyl acrylate, 3 parts of styrene, 6 parts of methyl methacrylate, 1.8 parts of ethyl acrylate, and 9 parts of n-butyl acrylate were mixed and stirred to obtain monomer emulsion (2).
製造例2
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、脱イオン水130部及び「アクアロンKH-10」(商品名、第一工業製薬社製、乳化剤、有効成分97%)0.52部を仕込み、窒素気流中で撹拌混合し、80℃に昇温した。次いで下記のモノマー乳化物(1)のうちの全量の1%量と6%過硫酸アンモニウム水溶液5.3部とを反応容器内に導入し、80℃で15分間保持した。その後、残りのモノマー乳化物(1)を3時間かけて、同温度に保持した反応容器内に滴下し、滴下終了後1時間熟成を行なった。その後、下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、5%ジメチルエタノールアミン水溶液40部を反応容器に徐々に加えながら30℃まで冷却し、100メッシュのナイロンクロスで濾過しながら排出し、固形分濃度30%の水酸基含有アクリル樹脂エマルション(A1-2)を得た。得られた水酸基含有アクリル樹脂エマルション(A1-2)は、酸価が33mgKOH/g、水酸基価が25mgKOH/gであった。
Production Example 2
A reaction vessel equipped with a thermometer, a thermostat, a stirrer, a reflux condenser, a nitrogen inlet tube, and a dropping device was charged with 130 parts of deionized water and 0.52 parts of "Aqualon KH-10" (product name, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., emulsifier, active ingredient 97%), and the mixture was stirred and mixed in a nitrogen stream and heated to 80°C. Next, 1% of the total amount of the monomer emulsion (1) described below and 5.3 parts of a 6% aqueous ammonium persulfate solution were introduced into the reaction vessel and maintained at 80°C for 15 minutes. Thereafter, the remaining monomer emulsion (1) was added dropwise over 3 hours into the reaction vessel maintained at the same temperature, and after completion of the dropping, the mixture was aged for 1 hour. Thereafter, the following monomer emulsion (2) was added dropwise over 1 hour, and the mixture was aged for 1 hour, after which 40 parts of a 5% aqueous solution of dimethylethanolamine was gradually added to the reaction vessel while cooling to 30°C, and the mixture was discharged while filtering through a 100-mesh nylon cloth to obtain a hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (A1-2) having a solids concentration of 30%. The obtained hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (A1-2) had an acid value of 33 mgKOH/g and a hydroxyl value of 25 mgKOH/g.
モノマー乳化物(1): 脱イオン水42部、「アクアロンKH-10」0.72部、メチレンビスアクリルアミド2.1部、スチレン1.4部、メチルメタクリレート8.0部、エチルアクリレート14部、2-エチルヘキシルアクリレート34.5部及びn-ブチルアクリレート10部を混合攪拌して、モノマー乳化物(1)を得た。 Monomer emulsion (1): 42 parts of deionized water, 0.72 parts of "Aqualon KH-10", 2.1 parts of methylenebisacrylamide, 1.4 parts of styrene, 8.0 parts of methyl methacrylate, 14 parts of ethyl acrylate, 34.5 parts of 2-ethylhexyl acrylate, and 10 parts of n-butyl acrylate were mixed and stirred to obtain monomer emulsion (1).
モノマー乳化物(2): 脱イオン水18部、「アクアロンKH-10」0.31部、過硫酸アンモニウム0.03部、メタクリル酸5.1部、2-ヒドロキシエチルアクリレート5.1部、スチレン1.5部、メチルメタクリレート3部、エチルアクリレート0.9部、2-エチルヘキシルアクリレート9.9部及びn-ブチルアクリレート4.5部を混合攪拌して、モノマー乳化物(2)を得た。 Monomer emulsion (2): 18 parts of deionized water, 0.31 parts of "Aqualon KH-10", 0.03 parts of ammonium persulfate, 5.1 parts of methacrylic acid, 5.1 parts of 2-hydroxyethyl acrylate, 1.5 parts of styrene, 3 parts of methyl methacrylate, 0.9 parts of ethyl acrylate, 9.9 parts of 2-ethylhexyl acrylate, and 4.5 parts of n-butyl acrylate were mixed and stirred to obtain monomer emulsion (2).
水酸基含有アクリル樹脂(A1’)の製造
製造例3
温度計、サーモスタット、撹拌装置、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プロピレングリコールモノプロピルエーテル35部を仕込み85℃に昇温後、メチルメタクリレート30部、2-エチルヘキシルアクリレート20部、n-ブチルアクリレート29部、2-ヒドロキシエチルアクリレート15部、アクリル酸6部、プロピレングリコールモノプロピルエーテル15部及び2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)2.3部の混合物を4時間かけて滴下し、滴下終了後1時間熟成した。その後さらにプロピレングリコールモノプロピルエーテル10部及び2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)1部の混合物を1時間かけて滴下し、滴下終了後1時間熟成した。さらにジエタノールアミン7.4部及びプロピレングリコールモノプロピルエーテル13部を加え、固形分濃度55%の水酸基含有アクリル樹脂(A1’-1)溶液を得た。得られた水酸基含有アクリル樹脂(A1’-1)は酸価が47mgKOH/g、水酸基価が72mgKOH/g、重量平均分子量が58,000であった。
Production of Hydroxyl-Containing Acrylic Resin (A1') Production Example 3
A reaction vessel equipped with a thermometer, thermostat, stirrer, reflux condenser, nitrogen inlet tube and dropping device was charged with 35 parts of propylene glycol monopropyl ether and heated to 85 ° C., and then a mixture of 30 parts of methyl methacrylate, 20 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 29 parts of n-butyl acrylate, 15 parts of 2-hydroxyethyl acrylate, 6 parts of acrylic acid, 15 parts of propylene glycol monopropyl ether and 2.3 parts of 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) was added dropwise over 4 hours, and the mixture was aged for 1 hour after the end of the dropwise addition. Then, a mixture of 10 parts of propylene glycol monopropyl ether and 1 part of 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) was added dropwise over 1 hour, and the mixture was aged for 1 hour after the end of the dropwise addition. Further, 7.4 parts of diethanolamine and 13 parts of propylene glycol monopropyl ether were added to obtain a hydroxyl group-containing acrylic resin (A1'-1) solution with a solid content concentration of 55%. The resulting hydroxyl-containing acrylic resin (A1'-1) had an acid value of 47 mgKOH/g, a hydroxyl value of 72 mgKOH/g and a weight average molecular weight of 58,000.
水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)の製造
製造例4
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27部、エチレングリコール31部、3-メチルペンタンジオール35部、無水コハク酸45部及びアジピン酸66部を仕込み、160℃~230℃の間を3時間かけて昇温させた後、230℃で4時間縮合反応させた。次いで、得られた縮合反応生成物にカルボキシル基を付加するために、さらに無水トリメリット酸7.7部を加え、170℃で30分間反応させた後、2-エチル-1-ヘキサノール、脱イオン水で希釈し、固形分濃度40%である水酸基含有ポリエステル樹脂(A2-1)水分散体を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂は、酸価が26mgKOH/g、水酸基価が108mgKOH/g、固形分濃度40%、重量平均分子量が1750であった。
Production of Hydroxyl-Containing Polyester Resin (A2) Production Example 4
A reaction vessel equipped with a thermometer, a thermostat, a stirrer, a reflux condenser and a water separator was charged with 27 parts of trimethylolpropane, 31 parts of ethylene glycol, 35 parts of 3-methylpentanediol, 45 parts of succinic anhydride and 66 parts of adipic acid, and the temperature was raised between 160°C and 230°C over 3 hours, followed by condensation reaction at 230°C for 4 hours. Next, in order to add carboxyl groups to the obtained condensation reaction product, 7.7 parts of trimellitic anhydride were further added, and the mixture was reacted at 170°C for 30 minutes, followed by dilution with 2-ethyl-1-hexanol and deionized water to obtain an aqueous dispersion of hydroxyl-containing polyester resin (A2-1) having a solid content concentration of 40%. The obtained hydroxyl-containing polyester resin had an acid value of 26 mgKOH/g, a hydroxyl value of 108 mgKOH/g, a solid content concentration of 40%, and a weight average molecular weight of 1750.
製造例5
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27.3部、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール96部、ネオペンチルグリコール21部、イソフタル酸116.2部及びアジピン酸21.9部を仕込み、160℃~230℃の間を3時間かけて昇温させた後、230℃で4時間縮合反応させた。次いで、得られた縮合反応生成物にカルボキシル基を付加するために、さらに無水トリメリット酸10.6部を加え、170℃で30分間反応させた後、2-エチル-1-ヘキサノール、脱イオン水で希釈し、固形分濃度40%である水酸基含有ポリエステル樹脂(A2-2)水分散体を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂は、酸価が26mgKOH/g、水酸基価が98mgKOH/g、固形分濃度40%、重量平均分子量が1600であった。
Production Example 5
A reaction vessel equipped with a thermometer, a thermostat, a stirrer, a reflux condenser and a water separator was charged with 27.3 parts of trimethylolpropane, 96 parts of 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 21 parts of neopentyl glycol, 116.2 parts of isophthalic acid and 21.9 parts of adipic acid, and the temperature was raised between 160 ° C. and 230 ° C. over 3 hours, and then the condensation reaction was carried out for 4 hours at 230 ° C. Next, in order to add a carboxyl group to the obtained condensation reaction product, 10.6 parts of trimellitic anhydride was further added, and the reaction was carried out for 30 minutes at 170 ° C., and then diluted with 2-ethyl-1-hexanol and deionized water to obtain a hydroxyl group-containing polyester resin (A2-2) aqueous dispersion having a solid content concentration of 40%. The resulting hydroxyl-containing polyester resin had an acid value of 26 mgKOH/g, a hydroxyl value of 98 mgKOH/g, a solids concentration of 40%, and a weight average molecular weight of 1,600.
ポリウレタン樹脂(A3)の製造
製造例6
温度計、撹拌機及び還流コンデンサーを備えた反応槽に、ポリテトラメチレングリコール(数平均分子量1000)150.1部、2,2-ジメチロールプロピオン酸11.5部、トリメチロールプロパン14.4部、イソホロンジイソシアネート66.5部及びメチルエチルケトン110.8部を仕込み、反応系を窒素ガスで置換した後、撹拌下80℃で反応させ遊離イソシアネート基含有量10.3%のNCO末端ウレタンプレポリマーを得た。得られた該メチルエチルケトン溶液を40℃に冷却し、トリエチルアミン8.1部を含む脱イオン水493.2gを加えて乳化した後、これに5%2-(2-アミノエチルアミノ)エタノール水溶液46.9部を添加し、60分間撹拌後、メチルエチルケトンを減圧加熱下に留去し、脱イオン水で濃度調整して、固形分35%、酸価25mgKOH/g、水酸基価12mgKOH/g、平均粒子径120nmのポリウレタン樹脂(A3-1)分散液を得た。
Production of Polyurethane Resin (A3) Production Example 6
A reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux condenser was charged with 150.1 parts of polytetramethylene glycol (number average molecular weight 1000), 11.5 parts of 2,2-dimethylolpropionic acid, 14.4 parts of trimethylolpropane, 66.5 parts of isophorone diisocyanate, and 110.8 parts of methyl ethyl ketone, and the reaction system was purged with nitrogen gas, after which the mixture was reacted at 80°C with stirring to obtain an NCO-terminated urethane prepolymer with a free isocyanate group content of 10.3%. The resulting methyl ethyl ketone solution was cooled to 40°C, and 493.2 g of deionized water containing 8.1 parts of triethylamine was added to emulsify, after which 46.9 parts of a 5% aqueous solution of 2-(2-aminoethylamino)ethanol was added thereto and stirred for 60 minutes. The methyl ethyl ketone was then distilled off under reduced pressure and heating, and the concentration was adjusted with deionized water to obtain a polyurethane resin (A3-1) dispersion having a solid content of 35%, an acid value of 25 mgKOH/g, a hydroxyl value of 12 mgKOH/g, and an average particle size of 120 nm.
製造例7
温度計、撹拌機及び還流コンデンサーを備えた反応槽に、ポリエチレングリコール(数平均分子量1000)150.1部、2,2-ジメチロールプロピオン酸11.5部、トリメチロールプロパン14.4部、イソホロンジイソシアネート66.5部及びメチルエチルケトン110.8部を仕込み、反応系を窒素ガスで置換した後、撹拌下80℃で反応させ遊離イソシアネート基含有量10.3%のNCO末端ウレタンプレポリマーを得た。得られた該メチルエチルケトン溶液を40℃に冷却し、トリエチルアミン8.1部を含む脱イオン水493.2gを加えて乳化した後、これに5%2-(2-アミノエチルアミノ)エタノール水溶液46.9部を添加し、60分間撹拌後、メチルエチルケトンを減圧加熱下に留去し、脱イオン水で濃度調整して、固形分35%、酸価25mgKOH/g、水酸基価12mgKOH/g、平均粒子径120nmのポリウレタン樹脂(A3-2)分散液を得た。
Production Example 7
A reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux condenser was charged with 150.1 parts of polyethylene glycol (number average molecular weight 1000), 11.5 parts of 2,2-dimethylolpropionic acid, 14.4 parts of trimethylolpropane, 66.5 parts of isophorone diisocyanate, and 110.8 parts of methyl ethyl ketone, and the reaction system was purged with nitrogen gas, after which the mixture was reacted at 80°C with stirring to obtain an NCO-terminated urethane prepolymer with a free isocyanate group content of 10.3%. The obtained methyl ethyl ketone solution was cooled to 40°C, and 493.2 g of deionized water containing 8.1 parts of triethylamine was added to emulsify, and then 46.9 parts of a 5% aqueous solution of 2-(2-aminoethylamino)ethanol was added thereto and stirred for 60 minutes. After that, the methyl ethyl ketone was distilled off under reduced pressure and heating, and the concentration was adjusted with deionized water to obtain a polyurethane resin (A3-2) dispersion having a solid content of 35%, an acid value of 25 mgKOH/g, a hydroxyl value of 12 mgKOH/g, and an average particle size of 120 nm.
顔料分散液(P)の製造
製造例8
撹拌装置を備える容器に、製造例3で得た水酸基含有アクリル樹脂(A1’-1)溶液7.3部(固形分4部)、「カーボンMA-100」(商品名、三菱ケミカル社製、カーボンブラック)4部及び脱イオン水50部を入れ、均一に混合し、混合溶液に2-(ジメチルアミノ)エタノールを添加して、pH7.5に調整した。次いで、得られた混合溶液を広口ガラスビン中に入れ、分散メジアとして直径約1.3mmφのガラスビーズを加えて密封し、ペイントシェイカーにて4時間分散して、顔料分散液(P-1)を得た。
Production of Pigment Dispersion (P) Production Example 8
In a container equipped with a stirrer, 7.3 parts of the hydroxyl-containing acrylic resin (A1'-1) solution obtained in Production Example 3 (4 parts solids), 4 parts of "Carbon MA-100" (trade name, carbon black, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and 50 parts of deionized water were placed and mixed uniformly, and 2-(dimethylamino)ethanol was added to the mixed solution to adjust the pH to 7.5. The resulting mixed solution was then placed in a wide-mouth glass bottle, glass beads with a diameter of about 1.3 mm were added as a dispersion medium, and the bottle was sealed, and the mixture was dispersed for 4 hours using a paint shaker to obtain a pigment dispersion (P-1).
1液型水性着色塗料組成物の調製
製造例9
撹拌混合容器に、製造例8で得た顔料分散液(P-1)61.3部(固形分8部)、製造例1で得た水酸基含有アクリル樹脂エマルション(A1-1)120部(固形分36.0部)、製造例4で得た水酸基含有ポリエステル樹脂(A2-1)溶液40部(固形分20部)、製造例6で得たポリウレタン樹脂(A3-1)28.6(固形分10部)及び「サイメル350」(商品名、オルネクスジャパン社製、メチルエーテル化メラミン樹脂、固形分100%)30部(固形分30部)を均一に混合し、「プライマルASE-60」(商品名、ロームアンドハース社製、ポリアクリル酸系増粘剤、固形分28%)、2-(ジメチルアミノ)エタノール及び脱イオン水を加えてpH8.0、塗料固形分濃度20%、温度20℃においてB型粘度計で測定する60rpmで1分後の粘度が800mPa・sの1液型水性着色塗料組成物No.1を得た。
Preparation of one-liquid type water-based colored coating composition Production Example 9
Into a stirring mixing vessel were added 61.3 parts (8 parts solids) of the pigment dispersion (P-1) obtained in Production Example 8, 120 parts (36.0 parts solids) of the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (A1-1) obtained in Production Example 1, 40 parts (20 parts solids) of the hydroxyl-containing polyester resin (A2-1) solution obtained in Production Example 4, 28.6 parts (10 parts solids) of the polyurethane resin (A3-1) obtained in Production Example 6, and "Cymel 350" (trade name, manufactured by Allnex Japan, methyl ether). To the mixture, 30 parts (solids content: 30 parts) of esterified melamine resin (100% solids content) were uniformly mixed, and "Primal ASE-60" (product name, Rohm and Haas Company, polyacrylic acid-based thickener, solids content: 28%), 2-(dimethylamino)ethanol and deionized water were added to obtain one-component aqueous colored coating composition No. 1 having a pH of 8.0, a coating solids concentration of 20%, and a viscosity of 800 mPa·s after 1 minute at 60 rpm as measured with a B-type viscometer at a temperature of 20°C.
製造例10~13
製造例9において、配合組成を表1に示すものとする以外は、製造例9と同様にして、1液型水性着色塗料組成物No.2~No.5を得た。
Production Examples 10 to 13
One-pack type water-based colored coating compositions No. 2 to No. 5 were obtained in the same manner as in Production Example 9, except that the blending compositions in Production Example 9 were as shown in Table 1.
1液型水性クリヤー塗料組成物
製造例14
撹拌混合容器に、製造例1で得た水酸基含有アクリル樹脂エマルション(A1-1)133.3部(固形分40部)、製造例4で得た水酸基含有ポリエステル樹脂(A2-1)溶液40部(固形分20部)、製造例6で得たポリウレタン樹脂(A3-1)28.6(固形分10部)及び「サイメル350」(商品名、オルネクスジャパン社製、メチルエーテル化メラミン樹脂、固形分100%)30部(固形分30部)を均一に混合し、「プライマルASE-60」(商品名、ロームアンドハース社製、ポリアクリル酸系増粘剤、固形分28%)、2-(ジメチルアミノ)エタノール及び脱イオン水を加えてpH8.0、塗料固形分濃度20%、温度20℃においてB型粘度計で測定する60rpmで1分後の粘度が800mPa・sの1液型水性クリヤー塗料組成物No.1を得た。
One-liquid type water-based clear coating composition production example 14
In a stirring mixing vessel, 133.3 parts (40 parts solids) of the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (A1-1) obtained in Production Example 1, 40 parts (20 parts solids) of the hydroxyl-containing polyester resin (A2-1) solution obtained in Production Example 4, 28.6 parts (10 parts solids) of the polyurethane resin (A3-1) obtained in Production Example 6, and 30 parts (30 parts solids) of "Cymel 350" (trade name, manufactured by Ornex Japan Co., Ltd., methyl etherified melamine resin, 100% solids) were uniformly mixed, and "Primal ASE-60" (trade name, manufactured by Rohm and Haas Co., Ltd., polyacrylic acid-based thickener, 28% solids), 2-(dimethylamino)ethanol and deionized water were added to obtain a one-component water-based clear coating composition No. 1 having a pH of 8.0, a coating solids concentration of 20%, and a viscosity of 800 mPa·s after 1 minute at 60 rpm measured with a B-type viscometer at a temperature of 20 ° C. was obtained.
製造例15~18
製造例14において、配合組成を表1に示すものとする以外は、製造例14と同様にして、1液型水性クリヤー塗料組成物No.2~No.5を得た。
Production Examples 15 to 18
One-pack type water-based clear coating compositions No. 2 to No. 5 were obtained in the same manner as in Production Example 14, except that the blending compositions in Production Example 14 were as shown in Table 1.
被塗物の作製
製造例19
脱脂及びりん酸亜鉛処理した鋼板(JISG3141、大きさ400mm×300mm×0.8mm)にカチオン電着塗料「エレクロンGT-10」(商品名:関西ペイント株式会社製、エポキシ樹脂ポリアミン系カチオン樹脂に硬化剤としてブロックポリイソシアネート化合物を使用したもの)を硬化塗膜に基づいて膜厚が20μmになるように電着塗装し、170℃で20分加熱して架橋硬化させた後、その上に中塗り塗料「TP-65」(商品名、関西ペイント社製、ポリエステル樹脂系溶剤中塗り塗料)を回転霧化型のベル型塗装機を用いて、硬化膜厚35μmになるように静電塗装し、140℃で30分加熱して架橋硬化させて被塗物とした。
Preparation of the object to be coated
Production Example 19
A cationic electrodeposition paint "ELECRON GT-10" (product name: manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., using a blocked polyisocyanate compound as a curing agent for an epoxy resin polyamine-based cationic resin) was electrodeposited onto a degreased and zinc phosphate-treated steel plate (JIS G3141, size 400 mm x 300 mm x 0.8 mm) so that the film thickness based on the cured film was 20 μm, and the plate was heated at 170°C for 20 minutes to crosslink and cure, and then an undercoat paint "TP-65" (product name, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., polyester resin-based solvent undercoat paint) was electrostatically applied on top of the plate using a rotary atomizing bell-type coater so that the cured film thickness was 35 μm, and the plate was heated at 140°C for 30 minutes to crosslink and cure to obtain a coated substrate.
耐候性試験用塗装板及び対ハジキ性試験用塗装板の作成
実施例1
耐候性試験用塗装板の作製
1液型水性着色塗料組成物No.1を「X JET」(商品名、SSI JAPAN社製、高粘度微量ピエゾジェットディスペンサー、吐出口径100μm)に充填した。次いで、製造例19で作製した被塗物上に、周波数350Hz、供給圧0.03MPa、吐出口と被塗物との距離10mm、27℃、相対湿度50%の条件下で、乾燥膜厚10μmとなるように塗装し、80℃で3分間プレヒートを行うことで未硬化の着色塗膜を形成した。
Preparation of coated panels for weather resistance test and anti-cracking test Example 1
Preparation of a coated plate for weather resistance test One-liquid type water-based colored coating composition No. 1 was filled into "X JET" (trade name, manufactured by SSI JAPAN, high viscosity micro-piezo jet dispenser, discharge port diameter 100 μm). Next, on the coated object prepared in Production Example 19, it was coated under the conditions of frequency 350 Hz, supply pressure 0.03 MPa, distance between discharge port and coated object 10 mm, 27 ° C, and relative humidity 50% so as to give a dry film thickness of 10 μm, and preheated at 80 ° C for 3 minutes to form an uncured colored coating film.
次いで、1液型水性クリヤー塗料組成物No.1を「X JET」(商品名、SSI JAPAN社製、高粘度微量ピエゾジェットディスペンサー、吐出口径100μm)に充填した。次いで、未硬化の着色塗膜上に、周波数350Hz、供給圧0.03MPa、吐出口と被塗物との距離10mm、27℃、相対湿度50%の条件下で、乾燥膜厚35μmとなるように塗装し、7分間放置した後、140℃で30分間加熱して、着色塗膜及びクリヤー塗膜を硬化させることにより、耐候性試験用塗装板を作製した。 Next, one-component water-based clear coating composition No. 1 was filled into "X JET" (product name, manufactured by SSI JAPAN, high-viscosity micro-piezo jet dispenser, nozzle diameter 100 μm). Next, it was applied onto the uncured colored coating film under conditions of frequency 350 Hz, supply pressure 0.03 MPa, distance between nozzle and coated object 10 mm, 27°C, and relative humidity 50% so that the dry film thickness was 35 μm. After leaving it for 7 minutes, it was heated at 140°C for 30 minutes to cure the colored coating film and the clear coating film, and a coating plate for weather resistance test was prepared.
耐ハジキ性試験用塗装板の作製
1液型水性着色塗料組成物No.1を「X JET」(商品名、SSI JAPAN社製、高粘度微量ピエゾジェットディスペンサー、吐出口径100μm)に充填した。次いで、製造例19で作製した被塗物上に、周波数350Hz、供給圧0.03MPa、吐出口と被塗物との距離10mm、27℃、相対湿度50%の条件下で、乾燥膜厚10μmとなるように塗装し、80℃で3分間プレヒートを行うことで未硬化の着色塗膜を形成した。
Preparation of coated plate for cissing resistance test One-liquid type water-based colored coating composition No. 1 was filled into "X JET" (trade name, manufactured by SSI JAPAN, high viscosity micro-piezo jet dispenser, discharge port diameter 100 μm). Next, on the substrate prepared in Production Example 19, it was coated under the conditions of frequency 350 Hz, supply pressure 0.03 MPa, distance between the discharge port and the substrate 10 mm, 27 ° C, and relative humidity 50% so as to give a dry film thickness of 10 μm, and preheated at 80 ° C for 3 minutes to form an uncured colored coating film.
次いで、1液型水性クリヤー塗料組成物NO.1及び1液型水性着色塗料組成物No.1を、1液型水性クリヤー塗料組成物/1液型水性着色塗料組成物の比率が95/5となるように混合し、「X JET」(商品名、SSI JAPAN社製、高粘度微量ピエゾジェットディスペンサー、吐出口径100μm)に充填した。次いで、未硬化の着色塗膜上に、周波数350Hz、供給圧0.03MPa、吐出口と被塗物との距離10mm、27℃、相対湿度50%の条件下で、乾燥膜厚35μmとなるように塗装し、7分間放置した後、140℃で30分間加熱して、着色塗膜及びクリヤー塗膜を硬化させることにより、耐ハジキ性試験用塗装板を作製した。 Next, the one-component water-based clear coating composition No. 1 and the one-component water-based colored coating composition No. 1 were mixed so that the ratio of the one-component water-based clear coating composition/one-component water-based colored coating composition was 95/5, and filled into "X JET" (product name, manufactured by SSI JAPAN, high-viscosity micro-piezo jet dispenser, nozzle diameter 100 μm). Next, the uncured colored coating film was coated with the composition under the conditions of a frequency of 350 Hz, a supply pressure of 0.03 MPa, a distance between the nozzle and the coated object of 10 mm, 27°C, and a relative humidity of 50% so that the dry film thickness was 35 μm, and after leaving it for 7 minutes, it was heated at 140°C for 30 minutes to cure the colored coating film and the clear coating film, thereby preparing a coating plate for a cissing resistance test.
実施例2~5、比較例1~8
実施例1において、1液型水性着色塗料組成物及び1液型水性クリヤー塗料組成物の組み合わせを表1に示すものとする以外は、実施例1と同様にして、耐候性試験用塗装板及び耐ハジキ性試験用塗装板を作成した。
Examples 2 to 5, Comparative Examples 1 to 8
In Example 1, a weather resistance test coated plate and a cissing resistance test coated plate were prepared in the same manner as in Example 1, except that the combination of the one-component water-based colored coating composition and the one-component water-based clear coating composition was as shown in Table 1.
比較例9
1液型水性着色塗料組成物No.1を「X JET」(商品名、SSI JAPAN社製、高粘度微量ピエゾジェットディスペンサー、吐出口径100μm)に充填した。次いで、製造例19で作製した被塗物上に、周波数350Hz、供給圧0.03MPa、吐出口と被塗物との距離10mm、27℃、相対湿度50%の条件下で、乾燥膜厚10μmとなるように塗装し、80℃で3分間プレヒートを行った後、140℃で30分間加熱して、着色塗膜を硬化させることにより、耐候性試験用塗装板を作製した。また、比較例9については、耐ハジキ性試験用塗装板を作成しなかった。
Comparative Example 9
One-liquid type water-based colored coating composition No. 1 was filled into "X JET" (trade name, manufactured by SSI JAPAN, high viscosity micro-piezo jet dispenser, discharge port diameter 100 μm). Next, on the coated object prepared in Production Example 19, the coating was applied under the conditions of a frequency of 350 Hz, a supply pressure of 0.03 MPa, a distance between the discharge port and the coated object of 10 mm, 27 ° C., and a relative humidity of 50% so as to give a dry film thickness of 10 μm, and then preheated at 80 ° C. for 3 minutes, and then heated at 140 ° C. for 30 minutes to cure the colored coating film, thereby preparing a coated plate for weather resistance test. In addition, for Comparative Example 9, a coated plate for cissing resistance test was not prepared.
試験方法
耐候性
Superxenonウェザーメーター(商品名、促進耐候性試験機、スガ試験機株式会社製)を使用して、JIS K5600-7-7(方法1)に記載された試験条件にて照射と降雨条件を組み合わせたサイクル試験を行った。サイクル試験時間の合計が3000時間後に、耐候性試験用塗装板の複層塗膜を素地に達するようにカッターで格子状に切り込み、大きさ2mm×2mmの碁盤目を100個作る。続いて、その表面に粘着セロハンテープを貼着し、20℃においてそのテープを急激に剥離した後の碁盤目塗膜の残存数を調べ、耐候性の評価を、以下の評価基準に従い行った。◎及び〇が合格である。評価結果を表1に示す。
◎:碁盤目塗膜が100個残存し、カッターの切り込みの縁において塗膜の小さな縁欠けが生じていない、
〇:碁盤目塗膜が100個残存するが、カッターの切り込みの縁において塗膜の小さな縁欠けが生じている、
△:碁盤目塗膜の残存数が99個である、
×:碁盤目塗膜の残存数が98個以下である。
Test method Weather resistance A cycle test combining irradiation and rainfall conditions was performed using a Superxenon weather meter (trade name, accelerated weather resistance tester, manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) under the test conditions described in JIS K5600-7-7 (Method 1). After a total cycle test time of 3000 hours, the multilayer coating film of the weather resistance test coated plate was cut into a grid shape with a cutter so as to reach the substrate, and 100 grids of 2 mm x 2 mm in size were made. Then, adhesive cellophane tape was attached to the surface, and the number of remaining grid coating films after the tape was rapidly peeled off at 20 ° C. was checked, and the weather resistance was evaluated according to the following evaluation criteria. ◎ and ◯ are pass. The evaluation results are shown in Table 1.
⊚: 100 grid-cut coating films remain, and no small edge chipping of the coating film occurs at the edges of the cutter cuts.
◯: 100 grid-patterned coating films remain, but small edge chipping of the coating film occurs at the edges of the cutter cuts.
△: The number of remaining grid-cut coating films is 99.
x: The number of remaining grid-cut coating films is 98 or less.
耐ハジキ性
上記で得られた耐ハジキ性試験用塗装板を目視で観察し、耐ハジキ性の評価を、以下の評価基準に従い行った。◎及び○が合格である。評価結果を表1に示す。
◎:塗面にヘコミ及びハジキがない、
〇:ハジキはないが、僅かにヘコミが見られる、
△:僅かにハジキが見られる、
×:多数のハジキが見られる。
Crackling Resistance The coated plate for the crater resistance test obtained above was visually observed, and the crater resistance was evaluated according to the following evaluation criteria. ⊚ and ◯ are acceptable. The evaluation results are shown in Table 1.
◎: No dents or repelling on the painted surface.
〇: No repelling, but slight dents are visible.
△: Slight repelling is observed.
×: Numerous repellings are observed.
なお、表中の(注1)は以下を意味する。
(注1)「ユーバン28-60」:商品名、三井化学株式会社製、ブチルエーテル化メラミン樹脂、三井化学株式会社製、固形分60%。
In addition, (Note 1) in the table has the following meaning:
(Note 1) "U-Ban 28-60": product name, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., butyl etherified melamine resin, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., solid content 60%.
Claims (1)
工程(2):前記未硬化の着色塗膜上に、水酸基含有アクリル樹脂エマルション(z1)、水酸基含有ポリエステル樹脂(z2)、ポリウレタン樹脂(z3)、及び硬化剤(z4)を含有する1液型水性クリヤー塗料組成物(Z)をインクジェット塗装して、未硬化のクリヤー塗膜を形成する工程、及び
工程(3):前記未硬化の着色塗膜及び前記未硬化のクリヤー塗膜を60~140℃に加熱することによって、同時に硬化する工程、
を含む複層塗膜形成方法であって、
前記水酸基含有アクリル樹脂エマルション(y1)及び前記水酸基含有アクリル樹脂エマルション(z1)が同一の水酸基含有アクリル樹脂エマルションであり、
前記水酸基含有ポリエステル樹脂(y2)及び前記水酸基含有ポリエステル樹脂(z2)が同一の水酸基含有ポリエステル樹脂であり、かつ、
前記ポリウレタン樹脂(y3)及び前記ポリウレタン樹脂(z3)が同一のポリウレタン樹脂であり、かつ、
前記硬化剤(y4)及び前記硬化剤(z4)が同一の硬化剤である、
複層塗膜形成方法。 Step (1): A step of ink-jet coating a one-liquid type water-based colored coating composition (Y) containing a hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1), a hydroxyl-containing polyester resin (y2), a polyurethane resin (y3), a curing agent (y4) and a color pigment (y5) on a substrate to form an uncured colored coating film;
Step (2): A step of ink-jet coating a one-liquid type water-based clear coating composition (Z) containing a hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (z1), a hydroxyl-containing polyester resin (z2), a polyurethane resin (z3), and a curing agent (z4) on the uncured colored coating film to form an uncured clear coating film; and Step (3): A step of simultaneously curing the uncured colored coating film and the uncured clear coating film by heating them to 60 to 140°C.
A method for forming a multilayer coating film comprising the steps of:
the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (y1) and the hydroxyl-containing acrylic resin emulsion (z1) are the same hydroxyl-containing acrylic resin emulsion,
the hydroxyl-containing polyester resin (y2) and the hydroxyl-containing polyester resin (z2) are the same hydroxyl-containing polyester resin, and
The polyurethane resin (y3) and the polyurethane resin (z3) are the same polyurethane resin, and
The curing agent (y4) and the curing agent (z4) are the same curing agent.
A method for forming multi-layer coating films.
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