自動車補修用作業クリヤー ダブルアール RR クリヤー 310 の開発 RETAN PG ECO RR CLEAR 310, New High-Workability Clear Coating for Automotive Refinishes 汎用料本部 自補修製品技術部 汎用料本部 自補修製品技術部 柳口剛男 東谷智章 Takeo Yanagiguchi １ はじめに Tomoaki Higashiya 3 クリヤー シリーズ等多彩な環境配慮型製品ラインナップを 取り揃え 種々のニーズに応えてきた 中でも レタンＰＧエコ ＲＲクリヤー シリーズは 仕上が りと乾燥の両立が図られ 市場で好評を博している 今 を保護し 外観を維持するい耐久能が必要である ま 回は ＲＲシリーズのブランド力強化を的に 作業を追 た 様々な環境で使用されるため 適応幅の広い 及した弊社初の主剤 硬化剤混合比率 重量比 ３ １タイ 作業が必要とされる さらに近年は 世界的な環境保全へ プとなる レタンＰＧエコ ＲＲクリヤー 310 を開発した の関心のまりから 環境に対する負荷が少ない製品が求め 本稿では その開発のポイントと製品の特長について紹介 られる する １ 弊社グループでは 現在 アレスエコプラン 2015 を 策定し 環境保全活動を継続 強化している この活動の ２ コンセプトと機能標 一環として 自動車補修用料分野では プライマーからク リヤーまでのトータルシステムにおいて ＰＲＴＲ制度および特 自動車補修用クリヤー料は 膜の仕上がり 耐久 定化学物質障害予防規則の対象物質を規制値未満まで の観点から 主剤のアクリルポリオール樹脂と硬化剤である 減した環境配慮型料を提供し 他社に先駆けてフルライン ポリイソシアネート樹脂より設計される２液ウレタン系が主流で ２ ナップ化を完成させた 図１ ある ウレタン系料は 主剤のアクリルポリオール樹脂中の 今回 開発したクリヤー料は 自動車補修工程の最終 水酸基と硬化剤であるポリイソシアネート樹脂中のイソシアネー 仕上げ工程で適用され 膜品質と仕上がりを左右する ト基が付加反応し ウレタン膜を形成する 主剤 硬化剤 重要な位置づけの製品である そのため 要求機能も多岐 混合比率が 乾燥重視の１０ １や５ １タイプから 仕上 にわたり 弊社では ミ ドルソリッ ドタイプ レタンＰＧエコ ＲＲ がり重視の２ １タイプまで 様々なクリヤー料が上市され クリヤー シリーズ ハイソリッ ドタイプ レタンＰＧエコ ＨＳ ている 今回の レタンＰＧエコ ＲＲクリヤー 310 は 幅 広いユーザー層に対応可能な汎用のい 品質を指し 主剤 硬化剤混合比率を３ １ RR ダブルアール 向上の Raise 削減の Reduce 新車膜 クリヤーコート ベースコート RR シリーズ HS シリーズ クリヤー HX シリーズ クリヤーコート ベースコート レタン PG ハイブリッドエコ レタン WB エコ ベース プラサフ パテ レタン PG ハイブリッドエコ フィラーⅡ レタン WB エコ プラサフ パテ 電着 中り プライマー 鋼板 で設計した さを徹底的に追求するため 以下の２点のコ ンセプトを基に設定した ①作業 磨き作業が容易であり 良好 な仕上がりが得られること ②幅広い設備環境に対応すること 乾燥設 備不要 ノンクロムプライマー 表１に レタンＰＧエコ ＲＲクリヤー 310 自動車損傷部の補修工程 断面イメージ図 図1 開発品の機能標は ユーザーの使いやす の主要な機能標を示す 環境配慮型自動車補修用料のラインナップ 作業については １コート ２コートの インターバル時間不要の連続２回を前提 55 自動車補修用料は 自動車ボディー損傷部の補修を 的としており 新車同様の意匠を再現し 長期にわたり鋼板
自動車補修用作業クリヤー RR クリヤー 310 の開発 表 1 機 能 指 作 業 膜品質 環境対応 法規制 RR クリヤー 310 の主要な機能標 触 乾 作 乾 業 燥 燥 時 時 標 で 平滑な肌が得られる 間 20 10 分で膜が表面乾燥する 間 20 2.5 時間もしくは 60 10 分でコンパウンド磨き可能 コンパウンド磨き作業 上記乾燥時間でペーパーのカラミなく ペーパーが消しやすい 仕 既存品 上 が り RR クリヤー 215 同等 付 着 10 10 マス 2 mm 幅 碁盤付着試験においてハガレがない 耐 水 40 温水 10 日浸漬時に膜異常 ハガレがない 耐 候 自動車外板用として十分な耐久 度 対象物質を規制値未満とする 届出対象外 特定化学物質障害予防規則 対象物質を規制値未満とする 非該当製品 P R T R 制 に設計し 作業効率向上を図った また 指触乾燥時間は 特に重要な技術ポイントと主要機能の関係を表２にまとめた 後のゴミなどの付着防止に重要な機能であり 幅広い設 以下 重要技術ポイントについて紹介していく 備環境に対応可能とするために 既存品 レタンＰＧエコ 3.1 基体アクリル樹脂の最適化 ＲＲクリヤー 210 215 より短い２０ １０分とした 開発品では 良好な作業と仕上がりを確保する コンパウンド磨き作業とは クリヤーを乾燥させた後 膜 ために 基体アクリル樹脂の分子量化を行った しかし 上のゴミブツ取りや隣接する未補修部の肌と同じ仕上が ４ り肌に調整する工程である この工程は 補修工程の中で 従来品の樹脂を分子量化すると 指触乾燥が著しく 特に時間のかかる工程の一つである 開発品では コンパウ 下する そこで 基体アクリル樹脂のモノマー組成により 基 ンド磨き作業が可能となるまでの乾燥時間短縮と コンパウン 体アクリル樹脂のガラス転移温度 Ｔｇ を最適化し 課題の ド磨き作業の向上による工数削減を狙いとした 解決を図った 図２に基体アクリル樹脂Ｔｇと指触乾燥時間の 関係を示す 基体アクリル樹脂Ｔｇをく設定することにより 仕上がり 膜品質については 既存品同等の自動車 指触乾燥時間が短縮し 標とする１０分以下にできることを 外板用として十分な能を標とした 確認した また 作業者や環境への配慮から ＰＲＴＲ法や特定化学 また 基体アクリル樹脂の極は 仕上がりに大きく影響 物質障害予防規則の対象物質含有量を規制値未満に抑制 する方針で開発を行った を与える 図３に基体アクリル樹脂のヘキサントレランス値と仕 ３ 開発のポイント のほどの極がいことを意味する 極がいアクリル樹 上がりの関係を示す ヘキサントレランスは 値が大きいも 脂ほど ツヤ感が向上し 仕上がりが良好であった 開発品の基体アクリル樹脂は 以上のＴｇ調整 極化 クリヤー開発の鍵は 機能標達成に向け 基体樹脂 の両面を考慮し 最適なモノマー組成を有している 添加剤 溶剤等の各成分を最適化し 摺り合わせる過程に ある レタンＰＧエコ ＲＲクリヤー 310 の開発において 表2 技術ポイント 技術ポイントと主要機能の関係 主 要 機 能 作業 指触乾燥 乾燥時間 磨き作業 仕上がり ① アクリル樹脂の最適化 ② 特殊添加樹脂の適用 ③ 最適溶剤の選定 影響の基準 大 56 小
自動車補修用作業クリヤー RR クリヤー 310 の開発 3.2 特殊添加樹脂の適用 指触乾燥時間 / 分 20 前述のようにコンパウンド磨き作業は ゴミブツ除去 肌調 整のため必須の工程である しかし 一方で時間のかかる 15 作業である 開発品は 磨き作業向上のため 特殊添加 樹脂を適用した 10 コンパウンド磨き作業には 膜表層の硬度が重要であ る 膜表層が柔らかいと深い傷が入り 硬すぎると膜が 5 0 削れにくいため いずれの場合も作業が困難である 良好な 作業を得るには 作業時点において最適な膜硬度に調 図2 整する必要がある 開発品は 前述の分子量の基体アク 樹脂 Tg リル樹脂を適用するので 乾燥時間を短縮すると 膜硬 度不足が顕著であり 乾燥初期での膜硬度の向上が課 基体アクリル樹脂 Tg と指触乾燥時間の関係 題となった ウレタン化触媒増量による反応向上という従来 の手法では 主剤 硬化剤混合後の可使時間の短縮や仕 上がり下等の不具合を生じやすい そこで 特殊添加 樹脂を適用することにより 乾燥初期の膜硬度向上を図っ た 上記で選定したアクリル樹脂系に対し 特殊添加樹脂適 用時の膜硬度およびコンパウンド磨き作業への効果を図 ４に示す 本手法により 膜硬度が向上し ２０ 2.5 時間という短い乾燥時間でコンパウンド磨き作業が可能となっ た ３ ３ 最適溶剤の選定 クリヤーに含まれる溶剤は 指触乾燥やメタリック色の 基体アクリル樹脂のヘキサントレランス値 モドリムラなどの仕上がりに大きな影響を与える また 開 発品は 連続２回仕上げを前提としているため 一度に 着するｗｅ ｔ膜厚が厚く ベースコート膜への溶剤浸透量 仕上がり評価方法 弊社レタン PG ハイブリッドエコ黒色上にを行い 規定時間乾燥後 ツヤ感を視にて評価した 基体アクリル樹脂のヘキサントレランス値と 仕上がりの関係 度と特定化学物質障害予防規則に非該当の溶剤の中から 耐モドリムラを確保できる溶剤の探索を行った 80 膜抽出率 / 図3 が多くなり モドリムラには不利である そこで ＰＲＴＲ制 膜硬度 磨き作業 40 20 0 なし 小 中 最適量 候補溶剤 炭化水素系 モドリムラ 多 特殊添加樹脂量 芳香族系 ケトン系 エステル系 膜抽出率測定方法 規定時間乾燥させた レタン PG ハイブリッドエコ 未架橋膜を候補溶剤に 1 分間浸漬する 膜抽出率 初期膜重量 浸漬後膜重量 / 初期膜重量 コンパウンド磨き作業評価方法 ①所定時間乾燥後 耐水ペーパー 2000 にて研磨し ペーパーを付ける ②住友スリーエム社製ハード 1 L を面にりつけ ウールバフ 電動ポリッシャーによりペーパーが消えるまで磨き作業を行う ③このペーパーの消え易さにより 評価を行う 図4 60 図5 特殊添加樹脂量と膜硬度 磨き作業の関係 20 2.5 時間 乾燥後 57 候補溶剤の膜抽出率とモドリムラの関係 仕上がり評価
自動車補修用作業クリヤー RR クリヤー 310 の開発 弊社の主力ベースコート料である レタンＰＧハイブリッド さらに クリヤー後 20 2.5 時間 もしくは 60 エコ の乾燥膜を候補溶剤に１分間浸漬した時の膜抽 10 分という短い乾燥時間でコンパウンド磨き作業が可能で 出率とモドリムラの評価結果を示す 図５ 膜抽出率と ある 加えて コンパウンド磨き作業も良好であるため 作 モドリムラは相関し 候補溶剤の中で炭化水素系溶剤が最 業時間の短縮も図れる も膜抽出率がく モドリムラも良好であった また こ 以上の比較より 開発品 レタンＰＧエコ ＲＲクリヤー の溶剤は 蒸発速度も速く 指触乾燥短縮にも有効であった 310 は 既存ＲＲクリヤーの中でも 特に作業に秀でた製 ため 主溶剤として選定した 品となったと考えている 開発品の特長 ２ 膜品質 表４に開発品の膜品質試験結果を示す 開発品は 既 １ 作業の追及 存品同等の膜品質であり 自動車外板用途として十分な 表３に開発品と弊社 レタンＰＧエコ ＲＲクリヤー 既存 膜能を有していることが確認できた 品との作業 乾燥の比較を示す 開発品は 既存 ３ 仕様 ＲＲクリヤーの中で作業 仕上がりが良好である レタンＰＧエコ ＲＲクリヤー 310 の標準仕様を表 また 指触乾燥時間も短いため クリヤー時のゴミブツの ５に示す 弊社主要ベースコート料との組み合わせにおい 付着を最小限とし 幅広い設備環境に対応可能となった 表3 項 開発品と既存ＲＲクリヤーとの作業比較 210 215 310 開発品 510 2 １ 2 １ 3 １ 5 １ + 数 2.5 回 インタバール要 指 触 乾 燥 時 間 /20 15 分 20 分 10 分 5 分 60 10 分 15 分 10 分 15 分 20 4 時間 4 時間 2.5 時間 6 時間 + + + + + 主剤 硬化剤 推 奨 作 比率 業 回 コンパウンド磨き可能時間 コンパウンド磨き作業 仕 上 が り 評価の基準 特に良好 連続２回時の評価 コート毎の評価 表4 試 験 項 + 良好 耐水 40 温水 10 日浸漬 耐候 スーパーキセノン 2000 時間 RR クリヤー 215 310 開発品 付着 膜状態 20 光沢保持率 95 以上 付着 膜状態 色差 Ｅ 0.5 以内 工程 レタン PGHB エコ #202 サンメタリックベース 各クリヤー 付着は 碁盤試験法 10 10 マス 2 mm 幅 碁盤残数で表示 実用上問題なし 開発品の膜品質 付着 RR クリヤー 58
自動車補修用作業クリヤー RR クリヤー 310 の開発 表5 開発品の標準仕様 開発 クリヤー RR クリヤー 310 ベース マルチ硬化剤各種 33 シンナー 調合条件 重量比 推奨シンナー 10 30 PG エコシンナー各種 PG エコ HS シンナー各種 作業 可使時間 /20 3 時間以内 PRTR 制度 法 令 届出対象外 特定化学物質障害予防規則 消防法区分 非該当 第４類引火液体 第２石油類 適応ベースコート レタン WB エコ レタン PG ハイブリッドエコ レタン PG80 乾燥条件は表３参照 て 仕上がり 膜能とも良好であり いずれにも適応 可能である また ＰＲＴＲ制度届出対象外であり 特定化 学物質障害予防規則にも非該当である ５ おわりに 今回紹介した レタンＰＧエコ ＲＲクリヤー 310 の開発 は 機能標設定から 市場モニターに至るまで 多数のお 客様よりいただいた貴重なご意見に基づいて完成したもので ある ここに 感謝の意を表したい また この レタンＰＧ エコ ＲＲクリヤー 310 の拡販が お客様の生産向上 省エネルギー 環境保全活動の一助となれば幸いである 今後も お客様の声を真摯に傾聴し 品質な環境配慮 型 開発に注力することで 社会の持続的な発 展に貢献していきたいと考えている 参考文献 １ 環境 社会報告書 2013 p.8-12 関西ペイント ２ 柳口剛男 鈴木竜一 尾崎豊 154 60-64 2012 ３ 鈴木竜一 152 69-73 2010 ４ 沖山陽彦 竹内茂紀 155 64-68 2013 59