(57)【要約】  本発明は、全体塗料組成物の重量を基準に、ポリエステル樹脂２０から５０重量％と、アクリル樹脂１から２０重量％と、水分散ウレタン樹脂１から１５重量％と、ウレタン樹脂１から１５重量％と、メラミン硬化剤１０から３０重量％とを含む自動車中塗り用水溶性塗料組成物、及びこれを利用した自動車の塗装方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体塗料組成物の重量を基準に、
ポリエステル樹脂２０から５０重量％と、
アクリル樹脂１から２０重量％と、
水分散ウレタン樹脂１から１５重量％と、
ウレタン樹脂１から１５重量％と、
メラミン硬化剤１０から３０重量％とを含む自動車中塗り用水溶性塗料組成物。
【請求項２】
前記ポリエステル樹脂は、酸価が２０から５０ｍｇＫＯＨ／ｇ範囲の親水性ポリエステル樹脂である請求項１に記載の自動車中塗り用水溶性塗料組成物。
【請求項３】
前記アクリル樹脂は、酸価が４０から１００ｍｇＫＯＨ／ｇ範囲の親水性アクリル樹脂である請求項１に記載の自動車中塗り用水溶性塗料組成物。
【請求項４】
前記水分散ウレタン樹脂は、酸価が４から８ｍｇＫＯＨ／ｇ、粒径が５０から２００ｎｍ、及び数平均分子量が２０，０００から５０，０００範囲の水分散ウレタン樹脂である請求項１に記載の自動車中塗り用水溶性塗料組成物。
【請求項５】
前記ウレタン樹脂は、水酸基価が１００から５００ｍｇＫＯＨ／ｇ、及び数平均分子量が２００から１，０００範囲のウレタン樹脂である請求項１に記載の自動車中塗り用水溶性塗料組成物。
【請求項６】
油溶性中塗り塗装ラインにおいて、請求項１に記載の塗料組成物を中塗りとして塗装することを含む自動車の塗装方法。
【請求項７】
前記塗装後に常温で１から３０分間乾燥工程を行うことを含む請求項６に記載の自動車の塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車中塗り用水溶性塗料組成物、及びこれを利用した自動車の塗装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高度の産業化は人間に実生活の潤沢さを提供してきた。現代社会で最も優れた発明品中の一つとして数えられている自動車は、８０年代から技術的成長とともに外観の重要性が提起されながら、これに応えるための技術的アプローチ等がなされてきた。しかし、近来になって急速に地球環境の保全の重要性が強調されており、各産業界ではその対策を樹立するための技術の開発が進められている傾向である。最近、ヨーロッパなどの先進国では、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の使用を積極的に制限しており、これを使用した製品に対する制裁措置をかけている実情である。一般に知られている揮発性有機化合物は常温で揮発しやすい特性があるので、気体状態で存在する場合、大気中に自然的に発散されて大気汚染の重要な原因となる物質である。揮発性有機化合物は、固有の生体毒性及び化学反応性を内在するため、多様な形態の環境問題を誘発し得るものと知られており、対流圏のオゾン層生成及び成層圏のオゾン層破壊、温室効果の発生、悪臭の発生などの深刻な環境破壊を起こしている。
【０００３】
最近、このような揮発性有機化合物を規制する法案が設けられており、その例として、塗料及び塗装の分野において米国の場合は、下塗り塗装の場合に体積当たり２３０ｇ／ｌ以下（勧告値２２８ｇ／ｌ）に有機溶剤の使用量を制限しており、ＥＵは車体の塗装面積当たり３０ｇ／ｍ２以下、イギリスは５０ｇ／ｍ２以下に有機溶剤の使用量を制限している状況である。
【０００４】
我が国の場合は有機溶剤の使用量を制限する規定はないが、排出総量中の４０％以上が塗装施設及び貯蔵施設で発生しているため、政府は、大気環境保全法第２８条２に基づき、揮発性有機化合物の種類、排出施設の種類及び規模、防止施設の設置及びその管理基準を規定している。
【０００５】
自動車塗料は、外観の完成だけでなく、環境に対する保護という重要な命題以外に、国家経済と市場に及ぶ波及効果が非常に大きいため、基本的に経済性及び品質の向上を要している。このため、塗料の適用溶剤及び有害重金属などの使用を減少させると同時に、塗料硬化中の工程を大幅に短縮させることにより、原料の需給による外貨節減の効果及びエネルギー節減の効果などをもたらすことができ、工程の効率性による単位費用の節減と空気循環の最適化によるコスト節減などを達成することができる。
【０００６】
一般に、自動車の新車塗装システムで用いられている２コート１ベーク（２Ｃｏａｔ１Ｂａｋｅ、２Ｃ１Ｂ）自動車塗装システムは、車体に電着塗料を塗布し、中塗り塗装工程を介して中塗りを塗布した後、１４０から１５０℃で２５分間完全硬化させ、その上に上塗りベースコート（ｔｏｐ  ｂａｓｅ  ｃｏａｔ）と上塗りクリアコート（ｔｏｐ  ｃｌｅａｒ  ｃｏａｔ）を連続的に塗装して乾燥させる工程であって、最も普遍化された自動車塗装システムである。しかし、最近、自動車製造社等はより環境に優しいながらも経済的な塗装システムの開発を好んでおり、これに対する対応として多くの塗装システムの開発が進行中にある。例えば、韓国登録特許第１０−０４８４０６０号に記述された「低温硬化及びハイソリッド型水溶性塗料組成物」は、低温で硬化される、ハイソリッド（Ｈｉｇｈ  ｓｏｌｉｄ）でありながら塗膜に高耐衝撃性を与える水溶性塗料組成物に関するものであって、ベーク温度を低めて固形分を高めることで工程費用及びエネルギーを節減するシステムを開示している。また、韓国登録特許第１０−０６６５８８２号に記述された「自動車用水溶性多層塗装システム」は、一般に『水溶性３Ｃ１Ｂ（３Ｃｏａｔ１Ｂａｋｅ）塗装システム』と呼ばれる、中塗り及び上塗りベースコート部分を水溶性化することで揮発性有機化合物を最少化した環境に優しい塗装技法であり、２Ｃ１Ｂ塗装システムで必ず要する中塗り焼付工程（１５０℃で２５分間完全硬化）を除外させることができるので、非常に経済的な自動車の生産を導くことができる新技術の塗装システムである。
【０００７】
ところが、このようなシステムは、現在自動車製造社で利用中の油溶性塗装設備システムにはすぐ適用することができず、水溶性塗装システムで生産設備を新たに設置するか、既存の設備を大幅に交替しなければならないという問題点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国登録特許第１０−０４８４０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
現在の水溶性塗装システムは、従来に利用されていた油溶性塗装設備システムにはすぐ適用することができないため、生産設備を新たに設置するか、既存の設備を大幅に交替しなければならない。
【００１０】
本発明は、現在使用されている油溶性塗装システム及び設備を変更することなく直ちに適用可能な水溶性中塗り塗装システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る自動車中塗り用塗料組成物は、全体塗料組成物の重量を基準に、ポリエステル樹脂２０から５０重量％、アクリル樹脂１から２０重量％、水分散ウレタン樹脂１から１５重量％、ウレタン樹脂１から１５重量％、及びメラミン硬化剤１０から３０重量％を含む。
【００１２】
本発明に係る自動車の塗装方法は、油溶性中塗り塗装ラインで前記塗料組成物を中塗りで塗装することを含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る塗料組成物は、従来に普遍的に使用されていた油溶性塗装工法及び設備を交替することなくそのまま適用可能であり、油溶性中塗り塗料を水溶性中塗り塗料に交替するため、環境に優しいながらも経済的である。また、本発明に係る塗料組成物は、塗膜硬度、ポピング及びピンホールの除去、貯蔵安定性、中塗りの速乾化、優れた紫外線遮断効果、優れた作業性、付着性、耐水性、耐衝撃性、耐寒チッピング性及び層間混合防止性のような塗膜の諸般の物性を向上させるという効果を有する。さらに、塗装後、ベーク工程の前に水分を除去する工程であるフラッシュオフ（Ｆｌａｓｈ−ｏｆｆ）工程がなくとも、硬化後に上塗りベースコート及び上塗りクリアコートの塗装が可能なので経済的である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、全体塗料組成物の重量を基準に、ポリエステル樹脂２０から５０重量％、アクリル樹脂１から２０重量％、水分散ウレタン樹脂１から１５重量％、ウレタン樹脂１から１５重量％、及びメラミン硬化剤１０から３０重量％を含む自動車中塗り用水溶性塗料組成物を提供することができる。
【００１５】
本発明に係る自動車中塗り用水溶性塗料組成物は、自動車用塗装システム（２Ｃ１Ｂ塗装システム）に用いられ得る中塗り用塗料組成物であって、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、水分散ウレタン樹脂、ウレタン樹脂、メラミン硬化剤、及びその他の添加剤などを適用し、既存の水溶性工程中の一つであるフラッシュオフ（８０℃で５分）工程がなくとも、常温乾燥（約１０分）だけで十分な自動車の外観及び物性を提供することができる。
【００１６】
前記ポリエステル樹脂は本発明の塗料組成物の主な樹脂であって、塗膜の柔軟性と光沢感及び耐久性を与え、下塗りである電着塗膜との付着性及び上塗り塗膜との付着性を優秀にするため、多価酸と多価アルコールを合成して製造することができ、好ましくは、１，６−ヘキサンジオールとアジピン酸を基本構造にして合成された酸価２０から５０ｍｇＫＯＨ／ｇ範囲の親水性ポリエステル樹脂であってよいが、これに制限されなくてよい。
【００１７】
前記ポリエステル樹脂は、全体塗料組成物の重量を基準に２０から５０重量％で含まれてよい。前記ポリエステル樹脂が２０重量％未満または５０重量％超過の場合、塗料の機械的／化学的物性が低下し得る。
【００１８】
前記アクリル樹脂は、顔料の分散安定性と貯蔵安定性を与えるために２種以上のアクリルモノマーを混合して製造することができ、好ましくは、ブチルアクリレートとメチルメタクリレートを基本構造にして合成された酸価４０から１００ｍｇＫＯＨ／ｇ範囲の親水性アクリル樹脂であってよいが、これに制限されなくてよい。
【００１９】
前記アクリル樹脂は、全体塗料組成物の重量を基準に１から２０重量％で含まれてよく、３から１０重量％で含まれてよい。前記アクリル樹脂が１重量％未満の場合に外観が低下することがあり、２０重量％を超過する場合に塗料の物理的物性が低下することがある。
【００２０】
前記水分散ウレタン樹脂は、塗膜の柔軟性とチッピング性の改善のために用いられ、ジメチルプロピオン酸と、数平均分子量が５００から４０００であるポリカーボネートポリオールと、４，４’−メチレンジシクロヘキシルジイソシアネートとから合成された、数平均分子量２０，０００から５０，０００、酸価４から８ｍｇＫＯＨ／ｇ、及び粒径５０から２００ｎｍの水分散ウレタン樹脂であってよいが、これに制限されなくてよい。
【００２１】
前記水分散ウレタン樹脂の数平均分子量が２０，０００未満の場合、チッピング性が低下する問題があり、５０，０００を超過する場合、スプレー作業時に霧化性（微粒化）が低下する問題がある。
【００２２】
前記水分散ウレタン樹脂は、全体塗料組成物の重量を基準に１から１５重量％で含まれてよい。前記水分散ウレタン樹脂が１重量％未満の場合、弾性率が低下してチッピング性が低くなることがあり、１５重量％を超過する場合、低い固形分によって塗料全体の物性が低下することがある。
【００２３】
前記ウレタン樹脂は、常温乾燥及び硬化初期段階で流動性を与えて優れた外観を表すために用いられ、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート及びエチレンカーボネートと、ジメチルペンタンジアミンなどのジアミン類とから合成された、数平均分子量２００から１，０００、及び水酸基価１００から５００ｍｇＫＯＨ／ｇ範囲のウレタン樹脂であってよいが、これに制限されなくてよい。
【００２４】
前記ウレタン樹脂の数平均分子量が２００未満の場合、耐水性が低下する問題があり、１，０００を超過する場合、外観が低下する問題がある。
【００２５】
前記ウレタン樹脂の水酸基価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の場合、水分散安定性が低下する問題があり、５００ｍｇＫＯＨ／ｇを超過する場合、硬度が低下する問題がある。
【００２６】
前記ウレタン樹脂は、全体塗料組成物の重量を基準に１から１５重量％で含まれてよく、３から１０重量％で含まれてよい。前記ウレタン樹脂が１重量％未満の場合、外観が低下する問題があり、１５重量％を超過する場合、光沢が低下する問題がある。
【００２７】
前記メラミン硬化剤は、本発明の塗料組成物の付着性、硬度、及び塗膜の機械的物性などを高めるための硬化剤として含まれてよい。特に、メチル化メラミン樹脂は、中塗りの上に塗装されるベース塗料内の水酸基と反応し、塗膜の緻密度、硬度などを高める役割ができる。メチル化メラミン樹脂はメチル基がある通常のメラミン樹脂であって、全体塗料組成物の重量を基準に１０から３０重量％を用いて塗膜の稠密度及び可塑性などを高めることができ、１０重量％未満で用いる場合、前記で記述した物性向上の効果を期待し難く、３０重量％を超過して用いる場合、熱貯蔵性に問題を起こすようになる。
【００２８】
本発明に係る自動車中塗り用水溶性塗料組成物は、顔料、流動性調節剤、紫外線吸収剤、微細二酸化チタン、分散剤、消泡剤、沈降防止剤、ｐＨ調節剤、湿潤調節剤、溶剤及びこれらの組み合わせなどでなる群より選択される一つ以上をさらに含むことができるが、これに制限されなくてよい。
【００２９】
前記顔料のような添加剤の場合、電着面まで到達し得る紫外線を遮断するため、紫外線吸収剤及び微細二酸化チタンを含むことができる。２Ｃ１Ｂシステムの場合、上塗りクリアコートと上塗りベースコートを透過した一部の紫外線は、大部分は中塗り部分で吸収されて電着面まで到達することができないようになっており、特に、２Ｃ１Ｂシステムに適用される水溶性中塗りは１５０℃で２５分間完全に硬化され、塗膜厚も４０μｍ水準を要するため紫外線を適宜遮断することができるが、フラッシュオフ工程がない状態で塗料が完全に硬化されない場合、光沢及び外観の品質が低下する現象が現われることがあるため、紫外線吸収剤が用いられ得る。また、前記微細二酸化チタンは、紫外線を平均約２０ｎｍのサイズに効果的に散らばるようにするという効果があるので、紫外線吸収剤と併用する場合、効率的な紫外線遮断の効果を奏することができる。
【００３０】
前記紫外線吸収剤は約９０重量％の固形分でなってよく、全体塗料組成物に対して約０．１から１重量％で含まれてよいが、これに制限されなくてよい。前記紫外線吸収剤が前記範囲より少なく含まれる場合、紫外線吸収能力が劣ることがあり、前記範囲より過量で適用される場合は、上塗りベースコート及び上塗りクリアコートの部分まで浮び上がって全体的に混濁した外観を提供し得る。
【００３１】
前記微細二酸化チタンは１００重量％の固形分でなってよく、全体塗料組成物に対して約０．１から３重量％で含まれてよいが、これに制限されなくてよい。前記微細二酸化チタンが前記範囲より少なく用いられる場合、紫外線吸収能力が劣ることがあり、前記範囲より過量で適用される場合、隠蔽に問題を起こし得る。
【００３２】
前記分散剤は、ＢＹＫ−Ｃｈｅｍｉｅ社のＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１８０及びＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１９９などを単独でまたは混合して用いられてよいが、これに制限されなくてよい。前記分散剤が０．５重量％以下で含まれると、顔料の分散効率を大幅に落として顔料の再凝集現象を誘発しやすいため、塗料の応用の際、塗膜にクレータリング、耐摩耗性の不良及び光沢の減少を誘発し得る。前記分散剤が３．０重量％以上で含まれると、透明度の過度な増加によって塗膜の隠蔽力が低下して価格が上昇することがあり、塗膜内イオン基の増加で塗膜の耐水性が格段に低下し得る。
【００３３】
本発明の塗料組成物において溶剤の大部分は水でなっているので、練り顔料（ｍｉｌｌ  ｂａｓｅ）を施すか仕上げる際の気泡の発生が大きな問題として台頭され、塗膜の形成時に甚だしいポピング現象を誘発し得る。したがって、このような問題点を解決するため、練り顔料段階あるいは仕上げ段階で非シリコン系の消泡剤を用いることになるところ、その使用量は全体水溶性塗料組成物に対して約０．１から２．０重量％であってよく、例えば、ＢＹＫ−Ｃｈｅｍｉｅ社のＢＹＫ−０１１、ＢＹＫ−０１５などが用いられてよいが、これに制限されなくてよい。
【００３４】
一般に、水溶性塗料は乾燥が相対的に遅いため垂直部位での流動性が不良で、ダレ（ｓａｇｇｉｎｇ）などを誘発しやすいことがある。これを防止するために流動性調節剤が用いられてよい。本塗料の流動性調節剤にはアルカリ膨潤性増粘剤が用いられてよいが、これに制限されなくてよい。前記アルカリ膨潤性増粘剤は、アクリルコポリマーエマルジョンタイプでＬｕｂｒｉｚｏｌ社のＳｏｌｔｈｉｘ  Ａ１００、Ｓａｎ  ｎｏｐｃｏ社のＳＮ−Ｔｈｉｃｋｅｎｅｒ  ６４１などが用いられてよいが、これに制限されなくてよい。前記流動性調節剤の使用量は約０．１から３重量％であってよいが、これに制限されなくてよい。前記範囲を外れると、塗料の流動性が不良でダレ現象が発生し得る。
【００３５】
本発明に係る塗料組成物は、前記成分以外に当業界で用いられている成分等をさらに配合して用いられてよい。例えば、界面活性剤、分散剤、消泡剤、沈降防止剤、ｐＨ調節剤、湿潤調節剤、溶剤など、塗料組成物の製造に通常用いられる成分等が、通常適用される量で用いられてよい。
【００３６】
本発明に係る塗料組成物は、油溶性２Ｃ１Ｂ塗装システムで中塗り用塗料として適宜用いられてよい。すなわち、前記塗料組成物を中塗りとして用いて塗装した後に硬化し、塗装ラインで上塗りベースコートと上塗りクリアコートを塗装することにより油溶性塗装システム設備で適用することができる。
【００３７】
本発明の塗料組成物に用いられる溶剤には、ブチルグリコール、ブチルカルビトールなどの高沸点溶剤と、ノルマルプロピルアルコールなどの低沸点溶剤とが単独でまたは混合して適用されてよい。前記溶剤は塗膜の平滑性を大幅に向上させ、塗膜形成の最低の温度を低め、塗装作業の際に塗料が微粒化して噴霧されることを円滑にするだけでなく、水の揮発にも大きく寄与する。また、水、水分散及び水溶性樹脂等とよく混合されるため、塗料の粘度の減少に大きく寄与することができる。本発明で用いられる助溶剤の量は、水溶性塗料組成物全体に対して約１から５重量％であってよいが、これに制限されなくてよい。
【００３８】
本発明において、前記水分散及び水溶性樹脂等を利用して製造される水溶性塗料組成物に、水溶性化を容易にして一層美麗な色彩を提供するために着色顔料が添加されてよく、また、塗料膜を保護して強い性質を与え、塗料膜の厚肉化をよくして平滑性を増強させるため、球形の体質顔料が添加されてよい。前記顔料等は、分散あるいはミーリング（Ｍｉｌｌｉｎｇ）を介して５μｍ以下の微粒化された大きさに研磨されなければならない。これは、水溶性塗料の大部分の溶剤が水でなっていることからその蒸発速度も非常に遅いので、顔料の全体の表面積を広げて水の蒸発速度を高めるためである。用いられる顔料は、例えば、二酸化チタンなどの無機系着色顔料と、バリウムスルフェートなどの体質顔料を含むことができ、約２５から３５重量％で用いられてよいが、これに制限されなくてよい。もし用いられる顔料が２５重量％未満であれば、塗膜の隠蔽力の低下をもたらし、３５重量％を超過すれば、塗膜間の層間付着性及び光沢及び色の鮮明度が低下し、機械的物性が低下するだけでなく、塗料の価格上昇の原因を提供するようになる。
【００３９】
本発明は、油溶性中塗り塗装ラインにおいて、本発明の一実施形態に係る塗料組成物を中塗りとして塗装することを含む自動車の塗装方法を提供することができる。
【００４０】
本発明に係る自動車の塗装方法は、本発明の塗料組成物を中塗りとして塗装した後、乾燥工程、硬化工程、または乾燥及び硬化工程をさらに行うことであってよいが、これに制限されなくてよい。
【００４１】
本発明に係る自動車の塗装方法における乾燥工程は、常温で１から３０分間行われてよいが、これに制限されなくてよい。また、前記乾燥工程は常温で約１０分間行われてよい。前記硬化工程は、約１４０℃から１５０℃で行われてよく、約２５分間行われてよい。
【００４２】
このように、既存の油溶性塗装システムを補完及び交替することなく、常温で１０分乾燥した後に硬化工程を進めることにより、中間のフラッシュオフ工程の設備がない塗装システムである油溶性塗装設備をそのまま使用するので、設備費及び工程費などにおいて経済的利益を提供することができる。
【００４３】
また、数平均分子量が２００から１，０００である前記ウレタン樹脂を混合することで、常温乾燥及び初期硬化の工程で流動性を与えることにより優れた外観を提供することができる。
【００４４】
すなわち、本願の中塗り用水溶性塗料組成物は、既存の油溶性塗装システムを補完及び交替する必要なく、常温で１０分乾燥した後に硬化工程を進めることができるので、中間のフラッシュオフ工程の設備がない塗装システムである油溶性塗装設備をそのまま使用できることで、設備費及び工程費などにおいて経済的利益を提供することができる。また、相対的に乾燥が遅い水溶性中塗りシステムの問題点を改善して早い乾燥性を有するようにすることで、水溶性塗装システムの工程の経費を低減させることができる。また、油溶性中塗りの乾燥システムで乾燥する場合に発生し得る外観及び耐チッピング性などの物性の問題点を改善した塗料を提供することができる。併せて、油溶性中塗りの乾燥システムを使用すると同時に、油溶性中塗り塗料と物性及び外観が類似及び同等な塗料を提供することができるという利点がある。
【００４５】
以下、実施例を介して本発明をより具体的に説明する。しかし、これらの実施例は本発明の理解を助けるためのものであるだけで、如何なる意味でも本発明の範囲がこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００４６】
以下に例示した実施例で用いられた成分は、具体的に例示された場合を除いては、それぞれ次の成分を用いて実施したものである。
ポリエステル樹脂：酸価が２０から５０ｍｇＫＯＨ／ｇ範囲の親水性ポリエステル樹脂（ＫＣＣ社、自体製造）
アクリル樹脂：酸価が４０から１００ｍｇＫＯＨ／ｇ範囲の親水性のアクリル樹脂（ＫＣＣ社、自体製造）
水分散ウレタン樹脂：数平均分子量が２０，０００から５０，０００、酸価が４から８ｍｇＫＯＨ／ｇ、粒径が５０から２００ｎｍの水分散ウレタン樹脂（ＫＣＣ社、自体製造）
ウレタン樹脂１：数平均分子量が２００から１，０００、水酸基価が１００から５００ｍｇＫＯＨ／ｇ範囲のウレタン樹脂（ＫＣＣ社、自体製造）
ウレタン樹脂２：数平均分子量が１，５００から３，０００、水酸基価が１００から５００ｍｇＫＯＨ／ｇ範囲のウレタン樹脂（ＫＣＣ社、自体製造）
メラミン硬化剤：メチル基を含む通常のメラミン樹脂（Ｃｙｍｅｌ  ３０３、Ｃｙｍｅｌ  ３２５、Ｃｙｍｅｌ  ３２７など、ＡＬＬＮＥＸ社、ＬＵＷＩＰＡＬ  ０５２、０６２、０７２  ＢＡＳＦ社）
流動性調節剤：アルカリ膨潤性増粘剤（Ｓｏｌｔｈｉｘ  Ａ１００、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ社、ＳＮ−Ｔｈｉｃｋｅｎｅｒ  ６４１、Ｓａｎ  ｎｏｐｃｏ社）
顔料：通常適用される有機／無機顔料（二酸化チタン、カーボンブラック及びバリウムスルフェートなど）
紫外線吸収剤：ベンゾトリアゾール系の構造を有する吸収剤（Ｔｉｎｕｖｉｎ  ３８４−２、Ｃｉｂａ社）
微細二酸化チタン：平均粒径が２０ｎｍ以下の二酸化チタン（ＵＶ−ＴＩＴＡＮ  Ｌ１８１、Ｋｅｍｉｒａ社）
助溶剤：ブチルグリコール、ブチルカルビトール及びノルマルプロピルアルコールの混合溶剤
消泡剤：非シリコン系消泡剤（ＢＹＫ−０１１、ＢＹＫ−Ｃｈｅｍｉｅ社）
分散剤：ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１８０、ＢＹＫ−Ｃｈｅｍｉｅ社
【００４７】
１．自動車中塗り用水溶性塗料の組成
下記表１の組成に基づき、実施例１及び２、そして比較例１から５の塗料組成物を製造した。実施例１及び２は、本願発明の組成に基づいて製造された塗料組成物であり、比較例１及び２は、アクリル樹脂と水分散ウレタン樹脂を含まない油性塗料組成物であり、比較例３及び４は、水分散ウレタン樹脂を含んでウレタン樹脂は含まない油性塗料組成物である。比較例５は、用いられたウレタン樹脂の数平均分子量が２，０００という点を除いては、本願発明の組成に基づいて製造された塗料組成物である。
【００４８】
【表１】
2019506492.tif 000002
【００４９】
２．自動車中塗り用水溶性塗料の物性評価
実施例１及び２、並びに比較例１から５の塗料組成物の粘度、分散安定性、常温貯蔵性、熱貯蔵性、中塗り光沢、最終外観、中塗り乾燥性、付着性、耐衝撃性、耐水性、耐水付着性、耐寒チッピング性、塗装機器の作業性、中塗り流動性及び中塗り平滑性などの物性を評価した。
【００５０】
塗料組成物の物性評価のための基準は以下の通りである：
−粘度：Ｆｏｒｄ  ｃｕｐ  ＃４を利用して時間に応じた粘度を測定（水溶性塗料の場合、４０から６０秒の範囲で主に用いられ、油溶性塗料の場合、２０から３０秒の範囲で用いられる。この範囲で垂直部位の流動性が良好でダレ（ｓａｇｇｉｎｇ）があってはならない）。
−分散安定性：ヘグマンゲージ（Ｈｅｇｍａｎｎ  ｇａｕｇｅ）を利用した分散粒度の測定（水溶性塗料の分散安定性は最大５ｕｍ以下と判断する）。
−中塗り光沢感：光沢計（Ｇｌｏｓｓｍｅｔｅｒ  ６０’）を用いて反射値を測定。
−最終外観：自動車外観測定器であるＷａｖｅ  Ｓｃａｎ  ＤＯＩ（ＢＹＫ  Ｇａｒｄｎｅｒ）を適用して最終のＣＦ  ｖａｌｕｅを測定（現在、適用されている溶剤型２Ｃ１Ｂ  Ｓｉｌｖｅｒ  Ｍｅｔａｌｌｉｃ塗料システムのＣＦ水準が５５水準であり、高いほど有利である）。
−付着性：１ｍｍのクロスカットを１００個製作した後、スコッチテープを使って剥がした場合に問題がなければ、良好と判断（刃のクロスカッティング部位からも落ちるものがない時に優秀と判断する）。
−耐衝撃性：５００ｇの円形のおもりを４０ｃｍ以上の高さから落下させて塗膜に割れ目及び剥離現象が発生しない時に良好と判断。
−耐水付着性：耐水性浸漬の後に常温で１日放置してから付着性を評価（付着性と同様に判断する）。
−耐寒チッピング性：−４０℃で３時間放置した後、５０ｇのチッピングストーンを使って４ｂａｒの圧力で５０ｇのチッピングストーンを押し出して塗膜の表面を打つ方法を用いる（１ｍｍ以下サイズの損傷が１０個以下の時、優秀と判定。１から２ｍｍ以下サイズの損傷が１０個以下の時、良好と判定。２から３ｍｍ以下サイズの損傷が１０個以下の時、普通と判定）。
−中塗り流動性：垂直側面部位に塗装した後、塗装面が流れ出す程度を評価。
−中塗り乾燥性：８０℃で３分間乾燥した後、指触測定した時の粘つきの程度を評価。
−常温貯蔵性：塗料の安定性を評価することであって、２５℃で７日を放置した後に塗料の粘度の変化を確認し、試験前に比べて粘度が２倍以上にならないこと。
−熱貯蔵性：塗料の安定性を評価することであって、４３℃で７日を放置した後に塗料の粘度の変化を確認し、試験前に比べて粘度が２倍以上にならないこと。
−耐水性：塗装された試片を４０℃の恒温水槽に２４０時間浸漬させた後、１時間常温で放置してから、碁盤目付着性評価で剥離試験を行って外観の異常の有無を目視で観察。試験後の外観は、軟化、白化、光沢不良、剥がれ、膨れ、変色などがあってはならず、浸漬部と未浸漬部の外観の違いがあってはならず、付着性評価を実施してＭ−２．５級以上でなければならない。
−中塗り平滑性：垂直側面部位に塗装した後、塗装面が平滑な程度を評価。
−塗装機器の作業性：エアスプレーまたはベル型塗装機器で塗装した時、霧化（微粒化）がよくできて均一で平滑な塗膜が形成されること。
【００５１】
電着塗料が被覆された試片上に実施例１及び２、並びに比較例１から５の中塗り用塗料組成物を被覆し、１０分間常温で乾燥した後に１５０℃で２５分間硬化させ、上塗りベースコートと上塗りクリアコートを被覆して最終塗膜を形成した。中塗り塗膜と最終塗膜に対して表２の試験方法及び条件下で試験し、その結果を提示した。
【００５２】
【表２】
2019506492.tif 000003
【００５３】
油溶性中塗りシステムに中塗り用水溶性塗料を用いることにおいて最も重要な部分は、中塗りの乾燥性を早くするのである。３０ｕｍ水準の塗膜厚でも乾燥を早くするためには樹脂の乾燥性が非常に重要であるところ、前記実施例１及び２に適用された樹脂の場合、従来の油溶性樹脂に比べて早い乾燥性を有するように製造されており、樹脂の割合に従って塗膜の外観が別に表れることを確認した。
【００５４】
比較例１及び２の場合、従来の油性中塗りシステムを適用し、比較例３及び４の場合、従来の水性中塗りシステムを適用し、比較例５の場合、数平均分子量２，０００のウレタン樹脂が用いられたという点を除くと、実施例１と同一組成を適用してテストを進めた。
【００５５】
実施例１及び２と比較例１及び２（油性中塗りシステム）を比べると、同一の塗装条件で諸般の物性及び作業性で類似の性能を示すが、実施例１及び２の塗料組成物が最終外観で２．６から５．４ポイント改善された結果を示した。実施例１及び２と比較例３及び４（水性中塗りシステム）を比べても、同等な水準の物性と作業性を示しながら、実施例１及び２の塗料組成物が最終外観で２．０から４．４ポイント改善された結果を示した。数平均分子量２，０００のウレタン樹脂を適用した比較例５の場合、分子量の上昇による相溶性の低下により、実施例１と比べた時、光沢及び外観が低下する現象が発生した。
【００５６】
したがって、数平均分子量が２００から１，０００範囲のウレタン樹脂を含む本願発明の組成による自動車中塗り用水溶性塗料組成物は、従来の中塗り組成物に比べて早い乾燥性を有して経済的であり、従来の中塗り組成物と比べた時、同等な水準の物性と作業性を示しながらも優れた最終外観を有し、本願で用いられたウレタン樹脂の数平均分子量の範囲を外れたウレタン樹脂を用いた比較例の中塗り組成物に比べても優れた物性を有するということが確認された。
【国際調査報告】
2019506492.tif 000004
2019506492.tif 000005
2019506492.tif 000006
2019506492.tif 000007