JP2003286437A - 下塗上塗兼用常乾型水性塗料 - Google Patents
下塗上塗兼用常乾型水性塗料Info
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Abstract
れた塗膜を1回もしくは2回の塗装工程で形成しうる下
塗上塗兼用常乾型水性塗料を提供する。 【解決手段】水性アルキド樹脂を基体樹脂成分とし、且
つ顔料体積濃度でチタン白を5〜30%含有し、さらに
沸点250℃以下の有機溶剤量が2%以下で、塗料pH
が3.0〜9.0である常乾型水性塗料であって、得ら
れる塗膜の60°グロスが、20℃・60%RHの雰囲
気下で乾燥1日後及び乾燥14日後においていずれも6
0以上であることを特徴とする下塗上塗兼用常乾型水性
塗料。
Description
て、仕上り外観と防食性に優れた塗膜を1回もしくは2
回の塗装工程で形成しうる下塗上塗兼用常乾型水性塗料
に関する。
根材等の金属面に対する塗装には、通常、錆止め塗料を
塗装後、アルキド樹脂系塗料、アクリルアルキド樹脂系
塗料、シリコンアルキド樹脂系塗料などの上塗り塗料が
塗装されている(例えば、特許文献1参照)。かかる塗
装工程は、通常、錆止め塗料を一回塗装し、次いで上塗
り塗料を1回又は2回塗り重ねるものであり、経済性の
点からは、塗料の下塗上塗兼用化、塗装工程の短縮が望
まれていた。
ら、様々な塗料分野において、有機溶剤系塗料から水系
塗料へと移行しつつあり、上記用途に適用する塗料にお
いても水性化の検討が種々行なわれている。
れてきた水性錆止め塗料は、得られる塗膜の光沢が低く
着色に制限があり、またチョーキングを起こし易く、上
塗り塗料を塗装する必要があり、一方これまでの水性上
塗塗料では、防錆性に劣り、やはり下塗り塗料を塗装す
る必要があり、このように1種類の塗料を用いて1回又
は2回の塗装で、防食性と仕上り外観の両方に優れた塗
膜を形成することは困難であった。
を解決すべく鋭意検討した結果、特定の基体樹脂成分及
び顔料分を含む常乾型水性塗料が防食性と仕上り外観の
両方に優れた塗膜を形成することを見出し本発明を完成
するに至った。
積濃度でチタン白を5〜30%含有し、さらに沸点25
0℃以下の有機溶剤量が2%以下で、塗料pHが3.0
〜9.0である常乾型水性塗料であって、得られる塗膜
の60°グロスが、20℃・60%RHの雰囲気下で乾
燥1日後及び乾燥14日後においていずれも60以上で
あることを特徴とする下塗上塗兼用常乾型水性塗料、 2.水性アルキド樹脂が、油長が5〜80%のアルキド
樹脂を水分散化したものであり、最低造膜温度が5℃以
下で、そのエマルション粒子の平均粒子径が400nm
以下である1項記載の下塗上塗兼用常乾型水性塗料、 3.防錆顔料を顔料体積濃度で1〜10%含有する1項
記載の下塗上塗兼用常乾型水性塗料、 4.防錆顔料が、リン酸亜鉛系、リン酸カルシウム系、
及びトリポリリン酸二水素アルミニウムから選ばれる少
なくとも1種である3項記載の下塗上塗兼用常乾型水性
塗料、 5.塗料中の全顔料体積濃度が17〜25%である1な
いし4項のいずれか1項記載の下塗上塗兼用常乾型水性
塗料、 6.ドライヤーを含有する1ないし5項のいずれか1項
記載の下塗上塗兼用常乾型水性塗料、 7.フラッシュラスト抑止剤を含有する1ないし6のい
ずれか1項記載の下塗上塗兼用常乾型水性塗料、を提供
するものである。
は、基体樹脂成分として配合されるものであり、ここで
「水性」とは、水溶性及び/又は水分散性を意味し、特
に水分散タイプが好適である。
多価アルコール成分及び油脂肪酸がエステル化された樹
脂であって、かつ水性で塗膜形成能を有するものであれ
ば特に制限されるものではない。
タル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロ無
水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、コハク酸、フ
マル酸、アジピン酸、セバシン酸、無水マレイン酸など
から選ばれる1種以上の二塩基酸及びこれらの酸の低級
アルキルエステル化物が主として用いられ、必要に応じ
て無水トリメリット酸、メチルシクロヘキセントリカル
ボン酸、無水ピロメリット酸などの3価以上の多塩基
酸;スルホフタル酸、スルホイソフタル酸及びこれらの
アンモニウム塩、ナトリウム塩や低級アルキルエステル
化物などが併用される。また酸成分として、安息香酸、
クロトン酸、p−t−ブチル安息香酸などの一塩基酸を
分子量調整などの目的で併用することができる。
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、1,4−ブタンジオール、ネオペンチル
グリコール、3−メチルペンタンジオール、1,4−ヘ
キサンジオール、1,6−ヘキサンジオールなどの二価
アルコールが主に用いられ、さらに必要に応じてグリセ
リン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパ
ン、ペンタエリスリトールなどの3価以上の多価アルコ
ール;ポリオキシエチレン基を有する多価アルコールな
どを併用することができる。これらの多価アルコールは
単独で、あるいは2種以上を混合して使用することがで
きる。また上記酸成分、アルコール成分の一部をジメチ
ロールプロピオン酸、オキシピバリン酸、パラオキシ安
息香酸など;これらの酸の低級アルキルエステル;ε−
カプロラクトンなどのラクトン類などのオキシ酸成分に
置き換えることもできる。
酸、大豆油脂肪酸、アマニ油脂肪酸、サフラワー油脂肪
酸、トール油脂肪酸、脱水ヒマシ油脂肪酸、キリ油脂肪
酸などを挙げることができる。アルキド樹脂の油長は5
〜80%、特に20〜70%程度の範囲内であること
が、得られる塗膜の硬化性、強靱性、肉持ち感などの面
から好適である。
交換反応も包含する)は、それ自体既知の方法によって
行うことができる。
シ化合物を使用してエポキシ化合物を部分エステル化し
たエポキシ変性アルキド樹脂;アルキド樹脂に無水マレ
イン酸を導入してなるマレイン化アルキド樹脂;マレイ
ン化アルキド樹脂と水酸基含有アルキド樹脂とを付加し
てなるグラフト化アルキド樹脂;アルキド樹脂にスチレ
ン、(メタ)アクリル酸エステルなどのビニルモノマー
をグラフト重合させたビニル変性アルキド樹脂、等も本
発明のアルキド樹脂に包含される。
示すように、資源のリサイクルのために回収されたポリ
エチレンテレフタレート(例えば、PETボトル)、産
業廃棄物ポリエチレンテレフタレート、テレフタル酸を
主原料とするポリエチレンテレフタレートやポリブチレ
ンテレフタレートなどのポリエステル製品(フィルム、
繊維、自動車部品、電子部品など)の製造に際して発生
する屑などから再生されたテレフタル酸を主原料とする
ポリエステル樹脂(以下、「再生PES」と略す)を利
用して、上述のアルコール成分と多塩基酸成分との混合
物中に、この再生PESを溶解させ、解重合するととも
に、エステル化反応させることにより得られるアルキド
樹脂や、該アルキド樹脂を無水マレイン酸と反応させて
得られるマレイン化アルキド樹脂、該アルキド樹脂とエ
チレン性不飽和基を有さない酸無水物とを反応させて得
られる変性アルキド樹脂、等も本発明のアルキド樹脂に
包含される。
例えば、アルキド樹脂を高酸価のものとし、アミン化合
物などの塩基性化合物で中和して水性化する方法、アル
キド樹脂中にポリオキシエチレン基などの親水基を導入
し、この親水基の働きにより水中に自己乳化させる方
法、アルキド樹脂を乳化剤の存在下にてディスパー型攪
拌機などのような高速攪拌機を使用し、水中に強制撹拌
して水中に分散させる方法、さらにアルキド樹脂を低酸
価のものとし、高速攪拌機で得られた水分散アルキド樹
脂粒子を、水分散性を向上させ、粒子径をさらに小さく
そろえる目的で、微粒化する特定の高エネルギーせん断
能力を有する分散機を用いて水中に分散させる方法、こ
れらを併用した方法などを挙げることができる。
膜の防食性・耐水性の点から、特に乳化剤は添加しない
あるいはできるだけ少なく、かつ低酸価のアルキド樹脂
を水分散化したものが好適である。具体的には酸価20
以下、好ましくは10未満のアルキド樹脂が好適であ
る。
子径は、一般に小さい方が、得られる塗膜の光沢、ガス
バリヤー性に有利であり、特に400nm以下、好まし
くは100〜300nmが好適である。また、水性アル
キド樹脂の最低造膜温度を5℃以下とすることで、塗料
化において造膜助剤を配合せず、もしくは少量配合とで
き、塗料中の沸点250℃以下の有機溶剤量(VOC)
を2%以下にすることが可能となる。
ド樹脂に、必要に応じて、従来公知の常温乾燥型の水性
樹脂を所定の性能を低下させない範囲内で併用すること
ができ、該水性樹脂としては、例えばアクリル樹脂系、
エポキシ樹脂系、ウレタン樹脂系、シリコン樹脂系、フ
ッ素樹脂系などが挙げられる。
で、チタン白を5〜30%、好ましくは10〜25%含
有する。ここで「顔料体積濃度(PVC)」は、塗料中
の全樹脂分と全顔料の合計固形分に占めるその顔料分の
体積割合である。該チタン白のPVCが5%未満では、
塗膜の隠蔽性が劣り、30%を超えると光沢及び耐候性
の低下があるので好ましくない。また本発明では、防錆
顔料をPVCで2〜8%、好ましくは4〜6%含有する
ことが望ましい。防錆顔料のPVCが2%未満では、塗
膜の防食性向上効果があまり無く、8%を超えると、初
期光沢及び乾燥経時での光沢低下が著しくなるので好ま
しくない。さらに本発明では、塗料中の全顔料体積濃度
が10〜35%、好ましくは14〜26%であることが
望ましい。ここで「全顔料体積濃度」は、塗料中の全樹
脂分と全顔料の合計固形分に占める全顔料分の体積割合
である。該全顔料体積濃度が10%未満では塗膜の隠蔽
性及び強靱性が劣り、35%を超えると初期光沢が低下
するので好ましくない。
点から、ルチル型であることが好ましく、また防錆顔料
は、防食性及び光沢の点から、 高分子界面活性剤の存
在下で容易に分散可能であることが好ましい。該防錆顔
料としては、例えばリン酸亜鉛、リン・ケイ酸亜鉛、り
ん酸アルミニウム亜鉛、リン酸カルシウム亜鉛、リン酸
カルシウム、ピロリン酸アルミニウム、ピロリン酸カル
シウム、トリポリリン酸二水素アルミニウム、メタリン
酸アルミニウム、メタリン酸カルシウム、酸化亜鉛、リ
ンモリブデン酸亜鉛、リンモリブデン酸アルミニウムな
どが挙げられ、特にリン酸亜鉛系、リン酸カルシウム
系、及びトリポリリン酸二水素アルミニウムから選ばれ
る少なくとも1種が好適である。
チル型チタン白及び防錆顔料以外の顔料、例えばチタン
白以外の着色顔料を併用してもよい。また、炭酸カルシ
ウム、含水ケイ酸マグネシウム、タルク、マイカ、クレ
−、バリタなどの体質顔料を併用することができる。通
常、顔料組成等の選択によって艶有塗膜から艶消塗膜ま
で適宜調整することが可能であるが、本発明では、得ら
れる塗膜のつや感や耐候性を低下させる恐れもあるの
で、チタン白及び防錆顔料以外の顔料の使用量としては
PVCが5%以下の範囲内であることが望ましい。
9.0、特にpHが5.0〜8.0が好適である。pH
が3.0未満では塗料の長期貯蔵安定性が劣り、pHが
9.0以上でも水性アルキド樹脂が加水分解を受けやす
くなり長期貯蔵安定性が劣る、また乾燥性が低下するの
で不適である。
配合することで、塗膜の乾燥を促進することが可能であ
る。該ドライヤーとしては、通常、脂肪族カルボン酸塩
やナフテン酸塩などの金属石鹸が使用できるが、環境に
配慮して鉛を含まないものが好適である。一次ドライヤ
ーとして働くCo、Mn等の金属以外に2次ドライヤー
として働く金属、例えば、Ba、Zr、Ca、Zn、F
e、Cuなどを含むことで、塗膜内部を含む塗膜全体の
速乾燥が可能となる。なお、溶剤系塗料に用いられてい
るドライヤーをそのまま適用してもよいが、水及び水分
散型樹脂に対する安定性、溶解性を考慮し水性塗料用ド
ライヤーを用いたほうが好ましい。
樹脂固形分100重量部に対し1〜5重量部の範囲内が
適当である。
金属面の錆が塗膜表面にブリードして点錆などを発生
(フラッシュラスト)させるのを防止するために、本発
明ではフラッシュラスト抑止剤を必要に応じて配合する
ことができる。該フラッシュラスト抑止剤としては、
水性系における腐食を抑制するものであれば特に制限な
く使用でき、例えば水溶性の亜硝酸ナトリウム、亜硝酸
カルシウム、亜硝酸ストロンチウム、亜硝酸バリウム、
亜硝酸アンモニウムなどの亜硝酸塩;フィチン酸ナトリ
ウム、フィチン酸カリウムなどのフィチン酸塩;タンニ
ン酸塩;N−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミ
ン三酢酸(HEDTA)、エチレンジアミン四酢酸(E
DTA)、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)、
プロピレンジアミン四酢酸(PDTA)、イミノ二酢
酸、ニトリロ三酢酸(NTA)、ジエチレントリアミン
ペンタメチレンホスホン酸(DTPMP)、及びこれら
のアルカリ金属塩などのポリアミン系キレート剤;4−
メチル−γ−オキソ−ベンゼンブタン酸とN−エチルモ
ルフォリンの付加反応物;モノアルキルアミンやポリア
ミン、第四級アンモニウムイオンなどをトリポリリン酸
二水素アルミニウムなどの層状りん酸塩にインターカレ
ートしてなる層間化合物;ヒドラジド化合物、セミカル
バジド化合物、ヒドラゾン化合物などのヒドラジン誘導
体などが挙げられる。これらは単独で又は2種以上併用
して使用できる。
塗料液中に0.02〜2重量%、好ましくは0.05〜
1重量%の範囲内が適当である。
料分散剤、表面調整剤、紫外線吸収剤、消泡剤、増粘
剤、硬化触媒、沈降防止剤など通常の塗料用添加剤を配
合することができる。また有機溶剤(造膜助剤、凍結防
止剤等を含む)については、沸点250℃以下の有機溶
剤量が塗料中2%以下となる範囲で配合することができ
る。
に応じて下地処理した各種基材面、特に金属面や旧塗膜
面に、直接1回又は2回塗装して仕上げることができ
る。
グロスは、20℃・60%RHの雰囲気下で乾燥1日後
及び乾燥14日後においていずれも60以上、好ましく
は70以上である。ここで塗膜の60°グロスの測定
は、JIS K 5600 4−7鏡面光沢度の試験方法
に準じて行なうものであり、その際の試験塗装は隙間1
50μmのフィルムアプリケーターで行なう。
説明する。尚、「部」及び「%」は「重量部」及び「重
量%」を示す。
した反応装置に、ペンタエリスリトール495部、大豆
油脂肪酸1187部、無水フタル酸444部、安息香酸
474部、ジブチル錫オキサイド24部及びキシレン1
20部を仕込み、ついで230℃まで3時間かけて昇温
し、230℃で脱水縮合反応を約8時間行い、樹脂酸価
約7.0mgKOH/g、不揮発分95%のアルキド樹
脂ワニスを得た。得られた不揮発分95%のアルキド樹
脂ワニス中のキシレンを減圧除去して得たアルキド樹脂
2400部に、トリエチルアミン22部及び「ノイゲン
EA―150」(ポリオキシエチレンノニルフェニルエ
ーテル、HLB15、第一工業製薬株式会社製、商品
名)240部を仕込み、均一に混合した後、激しく攪拌
しながら脱イオン水2400部を加え、不揮発分48%
の水性アルキド樹脂(A―1)を得た。得られたアルキ
ド樹脂の最低造膜温度は0℃、該アルキド樹脂エマルシ
ョンの平均粒子径は700nm、pHは7.5であっ
た。
圧エネルギーを加えて流体同士を衝突させる高圧乳化装
置にて240MPaの圧力で分散乳化した。3パスによ
り、平均粒子径300nmの水性アルキド樹脂(A−
2)を得た。他の特数値は(A−1)と同一。
込み、ディスパーで30分間均一になるまで攪拌を続け
顔料ペーストを得た。その後、表1の組成(C)に示さ
れる各配合物を該顔料ペーストに順次添加し、各水性塗
料を得た。これら水性塗料のPVC、VOC及びpHを
表1に併せて示す。またこれらを下記性能試験に供し
た。結果を表2に示す。尚、表1中の(注1)〜(注1
3)は下記の通りである。
製、防腐剤 (注2)「ノプコサントK」:サンノプコ社製、顔料分
散剤 (注3)「アデカノールUHー438」:アデカ社製、
増粘剤 (注4)「チタン白JRー605」:テイカ製、チタン
白 (注5)「LFボウセイP−W−2」:キクチカラー社
製、リン酸亜鉛系防錆顔料 (注6)「K−WHITE 140W」:テイカ社製、
リン酸塩系防錆顔料 (注7)「SNデフォーマー380」:サンノプコ社
製、消泡剤
DSMレジン社製、固形分50%水系アルキド樹脂、油
長63%、最低造膜温度0℃、該アルキド樹脂エマルシ
ョンの平均粒子径約200nm (注9)「Resydrol AY 586w/38WA」:Sol
utia社製、固形分38%アクリル変性長油水系アル
キド樹脂、有機溶剤ブチルグリコール約5.6%含有、
油長58%、最低造膜温度0℃、該アルキド樹脂エマル
ションの平均粒子径約210nm
0」:昭和高分子社製、固形分50%水系アクリル樹脂 (注11)「ヨドゾールKA−10K」:日本エヌエス
シー社製、増粘剤 (注12)「Additol VXW4940」:Vi
anova Resins社製、ドライヤー、Co・B
a・Zr含有率夫々3・3・5% (注13)「DICNATE 3111」:大日本イン
キ化学工業社製、ドライヤー、Co含有率3%
ブレードを用いて、ガラス板に塗装し、気温20℃・相
対湿度60%の条件下で乾燥させて各塗板を得た。これ
らの乾燥1日後及び14日後の60°グロスをJIS
K 5600 4−7鏡面光沢度の試験方法に準じて調べ
た。
410に規定する鋼板(150×70×0.8mm)を
キシレンにて脱脂したものを使用し、これに各水性塗料
を上水で約70KUに希釈し、刷毛にて塗布量100g
/m2となるように塗装した。さらに乾燥1日後に2回
目の塗装を1回目と同様に行ない、気温20℃・相対湿
度60%の条件下で7日乾燥させて各試験塗板を作成し
た。これらをJISK 5621に規定されている耐複
合サイクル防食性試験に36サイクル供して、その塗膜
面を下記基準で評価した。 ○: 塗膜にさびが認められない △: 塗膜に一部さびが認められる ×: 塗膜の全面にさびが認められる
クターブレードを用いて、ガラス板に塗装し、気温10
℃・相対湿度60%の条件下で乾燥させて各塗板を得
た。これらの24時間後の塗膜の乾燥性を下記基準で評
価した。 ◎: 硬化乾燥 ○: 半硬化乾燥 △: 指触乾燥
コート缶に約1kg計り取り、40℃で30日貯蔵した
後、その塗料状態を下記基準で評価した。 ○ : 容器の中の塗料状態が均一である × : 沈降・ニス浮きが著しい
脂成分とした下塗上塗兼用常乾型水性塗料が得られ、こ
れを用いて特に金属面に対して、1回もしくは2回の塗
装工程で仕上り外観と防食性に優れた塗膜を形成でき
る。
Claims (7)
- 【請求項1】水性アルキド樹脂を基体樹脂成分とし、且
つ顔料体積濃度でチタン白を5〜30%含有し、さらに
沸点250℃以下の有機溶剤量が2%以下で、塗料pH
が3.0〜9.0である常乾型水性塗料であって、得ら
れる塗膜の60°グロスが、20℃・60%RHの雰囲
気下で乾燥1日後及び乾燥14日後においていずれも6
0以上であることを特徴とする下塗上塗兼用常乾型水性
塗料。 - 【請求項2】水性アルキド樹脂が、油長が5〜80%の
アルキド樹脂を水分散化したものであり、最低造膜温度
が5℃以下で、そのエマルション粒子の平均粒子径が4
00nm以下である請求項1記載の下塗上塗兼用常乾型
水性塗料。 - 【請求項3】防錆顔料を顔料体積濃度で1〜10%含有
する請求項1記載の下塗上塗兼用常乾型水性塗料。 - 【請求項4】防錆顔料が、リン酸亜鉛系、リン酸カルシ
ウム系、及びトリポリリン酸二水素アルミニウムから選
ばれる少なくとも1種である請求項3記載の下塗上塗兼
用常乾型水性塗料。 - 【請求項5】塗料中の全顔料体積濃度が17〜25%で
ある請求項1ないし4のいずれか1項記載の下塗上塗兼
用常乾型水性塗料。 - 【請求項6】ドライヤーを含有する請求項1ないし5の
いずれか1項記載の下塗上塗兼用常乾型水性塗料。 - 【請求項7】フラッシュラスト抑止剤を含有する請求項
1ないし6のいずれか1項記載の下塗上塗兼用常乾型水
性塗料。
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|---|---|---|---|
| JP2003001827A JP4410470B2 (ja) | 2002-01-23 | 2003-01-08 | 下塗上塗兼用常乾型水性塗料 |
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-
2003
- 2003-01-08 JP JP2003001827A patent/JP4410470B2/ja not_active Expired - Fee Related
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