(57)【要約】【課題】塗膜表面を研磨した場合に、塗膜の親水性が低下することを防止することができる塗膜の製造方法および研磨方法を提供すること。【解決手段】  親水性塗膜を、窒素原子を含有しない窒素不含樹脂からなるバフを用いて研磨することにより、塗膜表面において、ＯＨ基を含む官能基がバフによる研磨で失われることを防止し、塗膜の親水性が低下することを防止する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＨ基を含む官能基を表面に有する親水性塗膜を、窒素原子を含有しない窒素不含樹脂からなるバフを用いて研磨することを特徴とする、塗膜の製造方法。
【請求項２】
ＯＨ基を含む官能基を表面に有する親水性塗膜を、窒素原子を含有しない窒素不含樹脂からなるバフを用いて研磨することを特徴とする、塗膜の研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗膜の製造方法および研磨方法、詳しくは、自動車用上塗り塗料として好適な塗膜の製造方法および研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体鋼板の表面には、順次、下塗り塗膜、中塗り塗膜、カラーベース塗膜、上塗り塗膜が形成されている。
なかでも、上塗り塗膜は、車体表面に光沢を付与するとともに、車体表面に耐候性、防汚性などを付与して車体表面を保護する。
このような上塗り塗膜を形成するための塗料として、例えば、硬化性樹脂にテトラメチルシリケートやテトラエチルシリケートを配合した自動車上塗り塗料が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この自動車上塗り塗料では、テトラメチルシリケートやテトラエチルシリケートがメトキシ基やエトキシ基などのアルコキシ基を有している。そのため、この自動車上塗り塗料により形成された塗膜の表面では、アルコキシ基が加水分解されることにより、親水性のシラノール基（ＳｉＯＨ）が生成される。シラノール基の親水性により、親油性（疎水性）の汚れが塗膜表面に付着することを防止し、さらに、汚れが付着したとしても、水洗いなどの簡易な洗浄方法で、汚れを容易に除去することができる。
【０００４】
また、上塗り塗膜には、たとえば、自動車車体の塗装工程において、塗膜表面に、微細なごみが付着する場合や、傷がつく場合がある。塗装後の検査において、そのような付着物や傷が発見された場合には、塗膜表面を研磨するなどして塗膜を整えるリペア工程が実施される。
塗膜表面を研磨する方法として、たとえば、塗装面の仕上げ研ぎにおいて、特定のビッカーズ硬さのコンパウンドを、発泡ウレタンバフを用いて、特定の均一な面圧をもって塗装面に直接作用させる塗装面の補修方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１４００７７号公報
【特許文献２】特開平２−６８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、特許文献１に記載の自動車上塗り塗料によって形成される塗膜のように、表面にシラノール基やヒドロキシ基などを有する表面を、特許文献２に記載の塗装面の補修方法のように、発泡ウレタンバフを用いて塗装面を仕上げ研ぎすると、塗膜の親水性が低下するという不具合がある。
塗膜の親水性が低下すると、親油性の汚れが容易に塗膜表面に付着し、さらに、付着した汚れを除去することが困難になる。
【０００７】
その結果、塗膜表面を研磨することによって、塗膜の防汚性が低下するという不具合がある。
そこで、本発明の目的は、塗膜表面を研磨した場合に、塗膜の親水性が低下することを防止することができる塗膜の製造方法および研磨方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、塗膜の製造方法であって、ＯＨ基を含む官能基を表面に有する親水性塗膜を、窒素原子を含有しない窒素不含樹脂からなるバフを用いて研磨することを特徴としている。
また、本発明は、塗膜の研磨方法であって、ＯＨ基を含む官能基を表面に有する親水性塗膜を、窒素原子を含有しない窒素不含樹脂からなるバフを用いて研磨することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、親水性塗膜を、窒素原子を含有しない窒素不含樹脂からなるバフを用いて研磨している。
そのため、塗膜表面において、ＯＨ基を含む官能基がバフによる研磨で失われにくくなり、塗膜の親水性が低下することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】塗膜表面のＸ線光電子分光スペクトルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
１.塗料組成物の配合
塗料組成物は、有機溶媒、基体樹脂、および、ＳｉＯＲ（Ｒは、水素原子またはアルキル基を示す。）基含有化合物を含有している。
有機溶媒は、低極性溶媒を含有している。
低極性溶媒としては、例えば、ｎ−ヘキサン（ＳＰ値：７．３）、酢酸ブチル（ＳＰ値：８．５）、トルエン（ＳＰ値：８．８）、キシレン（ＳＰ値：８．８）、酢酸エチル（ＳＰ値：９．０）、ベンゼン（ＳＰ値：９．２）、フタル酸ジブチル（ＳＰ値：９．４）などが挙げられる。
【００１２】
低極性溶媒のＳＰ値は、例えば、７．０〜９．５、好ましくは、７．３〜８．８である。
また、有機溶媒は、必要により、低極性溶媒とともに、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトンなどの低沸点溶媒を含有することができる。
低沸点溶媒の沸点（ａｔ  １ａｔｍ）は、例えば、１００℃以下、好ましくは、９０℃以下である。また、低沸点溶媒を配合する場合には、低沸点溶媒は、低極性溶媒１００重量部に対して、例えば、１〜３０重量部、好ましくは、５〜２０重量部の割合で配合される。低沸点溶媒を配合することにより、塗料組成物の速乾性を向上させることができる。
【００１３】
有機溶媒は、塗料組成物１００重量部中に、必須成分の残部として配合され、例えば、５〜９５重量部、好ましくは、２０〜６０重量部の割合で配合される。
また、有機溶媒は、基体樹脂１００重量部に対して、例えば、１０〜５００重量部、好ましくは、５０〜１００重量部の割合で配合される。
基体樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、例えば、ウレタン樹脂、例えば、ウレア樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン樹脂などのアミノ樹脂、例えば、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル樹脂などが挙げられ、好ましくは、アミノ樹脂、アクリル樹脂が挙げられ、より好ましくは、メラミン樹脂、アクリル樹脂が挙げられる。メラミン樹脂、アクリル樹脂を配合することにより、塗膜に適度な硬度を付与することができる。また、メラミン樹脂を配合することにより、塗膜の熱硬化を促進し、塗膜に耐候性、耐溶剤性を付与することができる。また、アクリル樹脂を配合することにより、塗膜に透明性、耐候性、耐変色性、光沢を付与することができる。
【００１４】
基体樹脂は、塗料組成物１００重量部中に、例えば、１０〜７０重量部、好ましくは、２０〜４０重量部の割合で配合される。
ＳｉＯＲ（Ｒは、水素原子またはアルキル基を示す。）基含有化合物において、Ｒで示されるアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ｎ−ヘキシル、イソヘキシル、ｎ−ヘプチル、イソヘプチル、ｎ−オクチル、イソオクチルなどの炭素数１〜８の直鎖または分岐アルキル基が挙げられ、好ましくは、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピルなどの炭素数１〜３の直鎖または分岐アルキル基が挙げられる。
【００１５】
ＳｉＯＲ基としては、例えば、シラノール基、例えば、メトキシシリル、エトキシシリル、ｎ−プロポキシシリル、イソプロポキシシリル、ｎ−ブトキシシリル、イソブトキシシリル、ｎ−ペンチルオキシシリル、イソペンチルオキシシリル、ｎ−ヘキシルオキシシリル、イソヘキシルオキシシリル、ｎ−ヘプチルオキシシリル、イソヘプチルオキシシリル、ｎ−オクチルオキシシリル、イソオクチルオキシシリルなどの炭素数１〜８の直鎖または分岐アルコキシシリル基などが挙げられ、好ましくは、シラノール基、メトキシシリル、エトキシシリル、ｎ−プロポキシシリル、イソプロポキシシリルなどの炭素数１〜３の直鎖または分岐アルコキシシリル基が挙げられる。
【００１６】
ＳｉＯＲ基含有化合物としては、例えば、テトラメチルシリケート、テトラエチルシリケート、テトラ−ｎ−プロピルシリケート、テトライソプロピルシリケートなどのアルキルシリケート、例えば、上記したアルキルシリケートの縮合物であるポリアルキルシリケート、例えば、メトキシシリル基含有ジメチルポリシロキサン、エトキシシリル基含有ジメチルポリシロキサンなどのオルガノポリシロキサンなどが挙げられる。好ましくは、炭素数１〜３の直鎖または分岐アルコキシ基を有するアルキルシリケート、炭素数１〜３の直鎖または分岐アルコキシシリル基を有するポリアルキルシリケートが挙げられる。
【００１７】
また、ポリアルキルシリケートの分子量（重量平均分子量）は、例えば、１００〜１０００００、好ましくは、１０００〜３０００である。
また、ＳｉＯＲ基含有化合物としては、例えば、上記基体樹脂において例示したアクリル樹脂と同様のアクリル樹脂にＳｉＯＲ基が導入されたシリケート変性アクリル樹脂、エポキシ樹脂にＳｉＯＲ基が導入されたシリケート変性エポキシ樹脂などのシリケート変性樹脂が挙げられる。すなわち、シリケート変性樹脂は、基体樹脂とＳｉＯＲ基含有化合物とを併有する。
【００１８】
ＳｉＯＲ基含有化合物は、塗料組成物１００重量部中に、例えば、０．５〜２０重量部、好ましくは、１〜６重量部の割合で配合される。
また、ＳｉＯＲ基含有化合物は、基体樹脂１００重量部に対して、例えば、１〜３０重量部、好ましくは、５〜２０重量部の割合で配合される。
また、本発明の塗料組成物は、光触媒粒子、および、低極性溶媒に対する溶解性を有する高極性樹脂を含有していてもよい。
【００１９】
光触媒粒子における光触媒としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）などの金属酸化物が挙げられ、好ましくは、酸化チタンが挙げられ、より好ましくは、アナターゼ型酸化チタンが挙げられる。酸化チタンは、容易に入手することができるとともに、光触媒効果を安定して得ることができる。
【００２０】
光触媒粒子は、塗料組成物１００重量部中に、例えば、０．０１〜２重量部、好ましくは、０．０３〜１．５重量部の割合で配合される。
また、光触媒粒子は、基体樹脂１００重量部に対して、例えば、０．０１〜５重量部、好ましくは、０．０９〜４．６重量部の割合で配合される。
高極性樹脂としては、例えば、水酸基および／またはシラノール基を有するデンドリックポリマー、ポリアクリル酸、ポリアミドなどが挙げられ、好ましくは、デンドリックポリマー、ポリアクリル酸が挙げられる。
【００２１】
デンドリックポリマーとしては、例えば、アダマンタンをコアとして、末端が水酸基で修飾されたデンドロンを有するデンドリックポリマーなどが挙げられる。具体的には、Ａｄｈｅｓｉｏｎ  Ｒｅｓｉｎ  ＬＴＷ（ＥＶＯＮＩＫ  ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ社製）が挙げられる。
高極性樹脂のＳＰ値は、例えば、１２．０以上、好ましくは、１２〜１５である。また、高極性樹脂のＳＰ値は、低極性溶媒のＳＰ値よりも大きく、その差は、例えば、２〜７、好ましくは、３〜５である。高極性樹脂が低極性溶媒に対する溶解性を有することにより、有機溶媒に低極性溶媒を用いることができ、塗料組成物の塗布効率を向上させることができる。
【００２２】
高極性樹脂は、塗料組成物１００重量部中に、例えば、５〜３０重量部、好ましくは、１０〜２０重量部の割合で配合される。
また、高極性樹脂は、基体樹脂１００重量部に対して、例えば、１０〜７０重量部、好ましくは、３０〜７０重量部の割合で配合される。高極性樹脂の基体樹脂に対する割合が１０未満であると、塗膜に親水性を付与する効果が低くなる場合がある。また、高極性樹脂の基体樹脂に対する割合が７０を超過すると、塗膜の物性（耐候性、硬度など）が低下する場合がある。
【００２３】
さらに、塗料組成物には、その目的、用途などに応じて、公知の添加剤、例えば、紫外線吸収剤、光安定剤などを添加してもよい。
紫外線吸収剤としては、例えば、光触媒活性を示さない酸化亜鉛、光触媒活性を示さない酸化チタン（ルチル型）、酸化セリウムなどの無機系紫外線吸収剤、例えば、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリチル酸系などの有機系紫外線吸収剤などが挙げられる。
【００２４】
光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系光安定剤（ＨＡＬＳ）などが挙げられる。
２．塗料組成物の調製
塗料組成物を調製するには、まず、上記した配合割合で、有機溶媒に基体樹脂と高極性樹脂とを配合し、基体樹脂および高極性樹脂を有機溶媒に溶解させて基体樹脂溶液を調製する。
【００２５】
次いで、上記した配合割合で、基体樹脂溶液にＳｉＯＲ基含有化合物と光触媒粒子とを配合して分散させる。
なお、ＳｉＯＲ基含有化合物および光触媒微粒子を基体樹脂溶液に配合するには、光触媒微粒子をＳｉＯＲ基含有化合物中に予め包含させておき、光触媒微粒子を包含したＳｉＯＲ基含有化合物を、基体樹脂溶液に配合してもよい。
【００２６】
これにより、塗料組成物が調製される。
なお、上記した塗料組成物では、有機溶媒、基体樹脂、ＳｉＯＲ基含有化合物、光触媒粒子および高極性樹脂を含有したが、塗料組成物は、例えば、高極性樹脂を配合せずに、有機溶媒、基体樹脂、ＳｉＯＲ基含有化合物および光触媒粒子を含有してもよく、また、例えば、光触媒粒子を配合せずに、有機溶媒、基体樹脂、ＳｉＯＲ基含有化合物および高極性樹脂を含有してもよい。
【００２７】
また、調製された塗料組成物は、ＤＭＥ、ＬＰＧなどのガス成分とともに、スプレー缶に封入してもよい。この場合には、塗料組成物の扱いが容易となり、家庭的、個人的に、容易に塗料組成物を扱うことができる。また、塗料組成物をエアゾールとして吹き付けることができ、吹付け回数や、吹付け時間などによって、容易に塗膜の膜厚を調節することができる。
【００２８】
塗料組成物は、特に限定されず、例えば、自動車用上塗り塗料、バイクや原動機付き自転車等の二輪車用塗料、船体用塗料、建築物の外装用塗料などに用いることができる。
調製された塗料組成物を塗布する方法は、特に限定されず、例えば、静電塗装や、スプレー法、はけ塗り法などの方法が挙げられる。
３．親水性塗膜の形成
そして、上記した方法により塗布された塗料組成物を、例えば、８０〜２３０℃、好ましくは、１２０〜１６０℃で加熱するなどして乾燥させることにより、親水性塗膜が形成される。形成された親水性塗膜の厚みは、例えば、１５〜５０μｍ、好ましくは、２５〜３５μｍである。
【００２９】
形成された親水性塗膜の表面には、例えば、ＳｉＯＲ基含有化合物に含有されるＳｉＯＲ基、例えば、高極性樹脂に含有される官能基（シラノール基、ヒドロキシ基またはカルボキシ基）など、ＯＨ基を含む官能基が配置される。
また、形成された親水性塗膜の対水接触角（液適法により測定。）は、例えば、４０°以下、好ましくは、３５°以下である。
４．塗膜のリペア
塗膜の形成後の検査において、傷が発見された場合には、塗膜表面を研磨して塗膜を整えるリペア工程が実施される。
【００３０】
塗膜表面を研磨するには、塗膜を、窒素原子を含有しない窒素不含樹脂からなるバフを用いて研磨する。
窒素原子を含有しない窒素不含樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレンゴムなどのポリオレフィン、例えば、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、例えば、木綿、レーヨンなどのセルロース繊維などが挙げられ、好ましくは、ポリオレフィンが挙げられる。
【００３１】
また、バフの形態としては、例えば、スポンジ、不織布などが挙げられる。
バフを用いて塗膜を研磨するには、バフが回転可能に装着されたポリッシャーを用いて、バフを塗膜に押し付けるように、バフを回転させる。
ポリッシャーは、バフを回転可能に装着できるものであって、特に限定されず、公知のポリッシャーが用いられる。
【００３２】
バフを塗膜に押し付ける圧力（面圧、以下同じ）は、例えば、１〜２０ｇ／ｃｍ２、好ましくは、５〜１０ｇ／ｃｍ２である。
ポリッシャーの無負荷における回転数は、例えば、５００〜１００００ｒｐｍ、好ましくは、２０００〜４０００ｒｐｍである。
５．作用効果
本発明によれば、親水性塗膜を、窒素原子を含有しない窒素不含樹脂からなるバフを用いて研磨している。
【００３３】
そのため、塗膜表面において、ＯＨ基を含む官能基がバフによる研磨で失われにくくなり、塗膜の親水性が低下することを防止することができる。
【実施例】
【００３４】
次に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例および比較例により限定されるものではない。
１．塗料組成物の調製
＜使用薬剤＞
１）基体樹脂
アクリル樹脂Ａ：アクリディック５５−１２９（ＤＩＣ社製）
アクリル樹脂Ｂ：アクリディックＤＵ−９３１（ＤＩＣ社製）
メラミン樹脂：スーパーベッカミンＬ−１０９−６５（ＤＩＣ社製）
２）ＳｉＯＲ含有化合物
ポリメチルシリケート：ＭＫＣシリケートＭＳ５７（重量平均分子量（Ｍｗ）：１５００、三菱化学社製）
３）光触媒粒子
アナターゼ型酸化チタン粒子：ＳＴ−０１（石原産業社製）
４）高極性樹脂
デンドリックポリマー：Ａｄｈｅｓｉｏｎ  Ｒｅｓｉｎ  ＬＴＷ（ＥＶＯＮＩＫ  ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ社製）
５）有機溶媒
低極性溶媒：キシレン
＜塗料組成物の調製＞
まず、低極性溶媒４６．５ｇに、アクリル樹脂Ａ１５ｇ、アクリル樹脂Ｂ１０ｇ、メラミン樹脂１０ｇおよびデンドリックポリマー１５ｇを配合し、溶解させて、基体樹脂溶液を調製した。
【００３５】
別途、ポリメチルシリケート３ｇにアナターゼ型酸化チタン粒子０．５ｇを分散させて、アナターゼ型酸化チタン粒子を包含したポリメチルシリケートを調製した。
次いで、基体樹脂溶液に、アナターゼ型酸化チタン粒子を包含したポリメチルシリケートを配合して分散させ、塗料組成物１００ｇを得た。
２．試験片の調製
得られた塗料組成物を、金属板の表面（下塗り塗膜および中塗り塗膜を形成したもの）に塗布し、１４０℃で加熱して乾燥させ、上塗り塗膜を形成することにより、試験片Ａ（未研磨）を得た。金属板の表面に形成された各塗膜（下塗り塗膜、中塗り塗膜および上塗り塗膜）の合計厚みは、約９０μｍ、上塗り塗膜の厚みは、３５μｍであった。
【００３６】
試験片Ａの塗膜表面を、下記表１に示すバフを装着した両頭グラインダーＴＧ−６１（ＲＹＯＢＩ社製）を用いて、面圧５ｇ／ｃｍ２、回転数（無負荷）３０００ｒｐｍで研磨し、試験片Ｂ（研磨後）を得た。
３．評価試験
＜対水接触角測定＞
試験片Ａおよび各試験片Ｂの塗膜表面に、イオン交換水２μｌを滴下し、着滴後、３０秒後に、Ｄｒｏｐ  Ｍａｓｔｅｒ  ＤＭ−５００（協和界面科学社製）を用いて、対水接触角を測定した（液適法、温度条件：室温）。なお、対水接触角測定のサンプル数（ｎ）は、８つであり、平均値を結果として下記表１に示す。
＜表面分析＞
試験片Ａおよび各試験片Ｂの塗膜表面をＸ線光電子分光法により、分析した。元素分析の結果を下記表１に示し、Ｘ線光電子分光スペクトルを図１に示す。
【００３７】
【表１】
2011067735.tif 000002
【００３８】
表１に示すように、ポリウレタン製のバフで研磨した試験片Ｂでは、未研磨の試験片Ａと比べて、対水接触角が高くなっており、親水性の低下が認められた。
また、塗膜表面の元素分析から、ポリウレタン製のバフで研磨した試験片Ｂでは、未研磨の試験片Ａと比べて、Ｏ（酸素原子）の割合が減少するとともに、Ｎ（窒素原子）の割合が増加していることが判明した。
【００３９】
また、図１に示すように、塗膜表面のＸ線光電子分光スペクトルから、ポリウレタン製のバフで研磨した試験片Ｂでは、１０４（ｅＶ）付近に表れるＳｉ２ｐのピークが、未研磨の試験片Ａよりも低エネルギー側にシフトしていることが判明した。
これらの結果から、ポリウレタン製のバフで研磨した試験片Ｂでは、塗膜表面において、シラノール基（ＳｉＯＨ）の状態が変化したと推測される。
【００４０】
一方、ポリエチレン製のバフで研磨した試験片Ｂでは、未研磨の試験片Ａとほぼ同等の対水接触角を示し、親水性の低下は認められなかった。
また、ポリエチレン製のバフで研磨した試験片Ｂでは、元素分析およびＸ線光電子分光スペクトルのいずれも、未研磨の試験片Ａとほぼ同等であり、塗膜表面はほとんど変化していないと推測される。
【図１】
2011067735.tif 000003