JP2003306643A - 熱硬化型厚塗り塗料組成物及びその塗膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 厚膜に優れた有機溶剤型塗料組成物を開発す
る。 【解決手段】 熱硬化型基体樹脂（Ａ）、硬化剤
（Ｂ）、顔料（Ｃ）、有機溶剤（Ｄ）、及び垂れ止め剤
（Ｅ）を含有する塗料組成物であり、有機溶剤（Ｄ）の
希釈率が５重量％においてＴＩ値（チクソトロピックイ
ンデックス）（ａ）が５．０〜３．５の範囲であり、そ
して希釈率が２０重量％においてＴＩ値（ｂ）が４．０
〜３．０の範囲であり、且つ上記ＴＩ値（ａ）−ＴＩ値
（ｂ）≦０．５であることを特徴とする熱硬化型厚塗り
塗料組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は新規な熱硬化型厚
塗り塗料組成物及びその塗膜形成方法に係わる。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】 従来、リン酸亜鉛処理鋼
板などの金属素材には、メラミン硬化型有機溶剤系下塗
り塗料を３０μm程度スプレー塗装し、焼付け硬化させ
た後、同じメラミン硬化型有機溶剤系下塗り塗料を３０
μm程度スプレー塗装し、次いで焼付け硬化させ、この
塗装工程を更に数回繰り返しトータル膜厚が７０μm以
上になるように塗装、焼付けして厚塗り塗膜を形成する
方法が実施されていた。

【０００３】しかしながら、上記した塗装方法におい
て、有機溶剤を溶媒として何度も使用しているために火
災や爆発等の危険性があり、また塗装作業者の安全衛生
面からも問題がある。また、焼付けによって発生した有
機溶剤を大気に放出すると公害や地球環境に悪影響を与
えるため、トータルでの有機溶剤の低減が望まれてい
る。また、有機溶剤塗料をスプレー塗装した際に発生す
る未付着塗料を回収するには手間が掛かるといった問題
点もあった。

【０００４】また、メラミン硬化型有機溶剤系下塗り塗
料を７０μｍ以上になるように１回でスプレー塗装し、
焼付けを行っても、塗着塗膜に垂れを生じたり、焼付け
でワキを生じたりするといった問題点があった。また、
スプレー塗装する際に発生する未付着塗料を回収するに
は手間が掛かるといった問題点もあった。また、メラミ
ン硬化型有機溶剤系下塗り塗料を直接リン酸亜鉛鋼板な
どの金属素材に塗装しても耐食性が劣るといった欠点も
あった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 本発明者等は、上記し
た問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、熱硬
化型基体樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、顔料（Ｃ）、有機
溶剤（Ｄ）、及び垂れ止め剤（Ｅ）を含有する塗料組成
物であり、有機溶剤（Ｄ）の希釈率が５重量％において
ＴＩ値（チクソトロピックインデックス）（ａ）が５．
０〜３．５の範囲であり、そして希釈率が２０重量％に
おいてＴＩ値（ｂ）が４．０〜３．０の範囲であり、且
つ上記ＴＩ値（ａ）−ＴＩ値（ｂ）≦０．５であること
を特徴とする熱硬化型厚塗り塗料組成物が、従来からの
問題点を全て解消することを見出し、本発明を完成する
に至った。

【０００６】即ち、本発明は、熱硬化型基体樹脂
（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、顔料（Ｃ）、有機溶剤（Ｄ）、
及び垂れ止め剤（Ｅ）を含有する塗料組成物であり、有
機溶剤（Ｄ）の希釈率が５重量％においてＴＩ値（チク
ソトロピックインデックス）（ａ）が５．０〜３．５の
範囲であり、そして希釈率が２０重量％においてＴＩ値
（ｂ）が４．０〜３．０の範囲であり、且つ上記ＴＩ値
（ａ）−ＴＩ値（ｂ）≦０．５であることを特徴とする
熱硬化型厚塗り塗料組成物及びその塗膜形成方法に係
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】 以下、本発明の塗料組成物につ
いて、詳細に説明する。

【０００８】本発明の塗料組成物において使用される熱
硬化型基体樹脂（Ａ）は、従来から公知の熱硬化型基体
樹脂として使用される樹脂を使用することができるが、
特に水酸基含有ポリエステル樹脂を使用することが好ま
しい。

【０００９】水酸基含有ポリエステル樹脂としては、例
えば、多価アルコール及び多塩基酸をエステル化反応さ
せてなるポリエステル樹脂が使用できる。

【００１０】多価アルコールは１分子中に２個以上のア
ルコール性水酸基を有する化合物であり、例えば、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、ブタンジオール、ペンタンジオール、２，２
−ジメチルプロパンジオール、グリセリン、トリメチロ
ールプロパン、ペンタエリスリトールなどがあげられ
る。多塩基酸は１分子中に２個以上のカルボキシル基を
有する化合物であり、例えば、フタル酸、イソフタル
酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、マ
レイン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、トリメ
リット酸、ピロメリット酸、これらの無水物などがあげ
られる。さらに、これらの多価アルコールと多塩基酸の
エステル化反応において、必要に応じて、アルコール成
分の一部として一価アルコール、グリシジル基を有する
モノエポキシ化合物を使用し及び／又は酸成分の一部と
して安息香酸やｔ−ブチル安息香酸などの一塩基酸を使
用することができる。

【００１１】ポリエステル樹脂は一般に５００〜１００
００の範囲内の数平均分子量を有することができる。ポ
リエステル樹脂は１０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇ、好まし
くは２５〜７０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内の水酸基価を有
することができる。

【００１２】硬化剤（Ｂ）は、上記した熱硬化型基体樹
脂（Ａ）を硬化させるために使用する硬化剤であって、
好ましくはメラミン、尿素、ベンゾグアナミン、アセト
グラナミン、ステログアナミン、スピログアナミン、ジ
シアンジアミド等のアミノ成分とアルデヒドとの反応に
よって得られるメチロール化アミノ樹脂があげられる。
アルデヒドとしては、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、ベンツアルデヒド等があ
る。また、このメチロール化アミノ樹脂を適当なアルコ
ールによってエーテル化したものも使用でき、エーテル
化に用いられるアルコールの例としてはメチルアルコー
ル、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｉ−
プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｉ−ブチ
ルアルコール、２−エチルブタノール、２−エチルヘキ
サノールなどがあげられる。

【００１３】上記した硬化剤において、特にメチロール
化アミノ樹脂を適当なアルコールによってエーテル化し
たメラミン樹脂とグアナミン（ベンゾグアナミン、アセ
トグラナミン、ステログアナミン、スピログアナミンな
ど）との混合物が好ましい。この混合割合は上記メラミ
ン樹脂／グアナミン＝９９／１〜１０／９０（重量％
比）、好ましくは９５／５〜６０／４０（重量％比）で
ある。

【００１４】硬化剤（Ｂ）の配合割合は、基体樹脂
（Ａ）１００重量部（固形分）に対して１０〜１５０重
量部、特に２０〜６０重量部の範囲が好ましい。

【００１５】顔料（Ｃ）としては、チタン白、弁柄、カ
ーボンブラックなどの着色顔料、炭酸カルシウム、タル
ク、硫酸バリウム、シリカ粉末、有機微粒子などの充填
剤、防錆顔料などが挙げられる。これらの顔料は１種も
しくは２種以上組合せて使用することができる。顔料の
配合割合は、使用する顔料の種類によって異なるが、１
種もしくは２種以上使用した場合の（総）配合量で基体
樹脂（Ａ）１００重量部（固形分）に対して０．１〜５
００重量部、特に１０〜３００重量部の範囲が好まし
い。

【００１６】有機溶剤（Ｄ）としては、例えば、ヘプタ
ン、トルエン、キシレン、オクタン、ミネラルスピリッ
ト等の炭化水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、
酢酸イソブチル、メチルセロソルブアセテート、ブチル
カルビトールアセテート等のエステル系溶媒、メチルエ
チルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケ
トン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソ
プロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、
イソブタノール等のアルコール系溶媒、ｎ−ブチルエー
テル、ジオキサン、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等のエー
テル系の溶媒等を使用できる。有機溶剤（Ｄ）の配合割
合は、塗料の固形分が６０〜９０重量％、特に７０〜８
０重量％の範囲になるように配合される。

【００１７】垂れ止め剤（Ｅ）としては、従来から公知
のものを使用することができるが、特にベントナイトが
好ましい。ベントナイトとしては、粘土鉱物モンモリロ
ナイトを主成分とするものであってスメクタイト粘土の
代表的粘土であり、自体積の数倍以上の体積膨張を発現
する著しい水中膨潤性ならびに分散性を有し、好ましい
半固体状ゲルや高粘性のコロイド分散系を生成するもの
である。ベントナイトは、有機ベントナイト（有機アン
モニウムベントナイト）とも称されて、有機溶剤形ペイ
ントや印刷インキの増粘剤、潤滑グリースのゲル化剤と
して使用されており、商品として、例えば、オルガナイ
ト、エスベン、オルベン、ベントン、クレイトンなどが
提供されている。

【００１８】垂れ止め剤（Ｅ）の配合割合は、基体樹脂
１００重量部（固形分）に対して、０．１〜５重量部、
特に０．２〜３重量部の範囲が好ましい。配合割合が
０．１重量部未満になると耐垂れ止め性が悪くなり、一
方５重量部を超えると防食性、耐水性などが低下する。

【００１９】本発明の塗料組成物には、上記した以外に
ポリカルボン酸のアルキルアンモニウム塩、ポリアミノ
アミドのポリカルボン酸塩などの溶剤型塗料用湿潤分散
剤を配合することができる。該分散剤を配合することに
より更に垂れなしに厚膜塗装が可能となる。配合割合と
しては、基体樹脂１００重量部（固形分）に対して、
０．１〜５重量部、特に０．２〜３重量部の範囲が好ま
しい。

【００２０】本発明の塗料組成物は、上記した成分を含
有する塗料組成物であって、有機溶剤（Ｄ）の希釈率
（配合割合）が５重量％においてＴＩ値（チクソトロピ
ックインデックス）（ａ）が５．０〜３．５、好ましく
は４．２〜３．８の範囲であり、そして希釈率が２０重
量％においてＴＩ値（チクソトロピックインデックス）
（ｂ）が４．０〜３．４、好ましくは３．９〜３．６の
範囲であり、且つ上記ＴＩ値（ａ）−ＴＩ値（ｂ）≦
０．５、好ましくは≦０．３である。５重量％における
ＴＩ値（ａ）が５．０を超えるとスプレー塗装時におけ
る塗料の微粒化が悪くなり塗膜の仕上性がり外観が悪く
なる、一方、３．５未満になると厚塗り塗装で垂れを生
じる。また、２０重量％におけるＴＩ値（ｂ）が３．５
未満になると厚塗り塗装で垂れを生じる。上記ＴＩ値
（ａ）−ＴＩ値（ｂ）が０．５を超えると厚塗り塗装で
垂れを生じる。

【００２１】ＴＩ値（チクソトロピックインデックス）
は、ＪＩＳ Ｋ―５４００ ４．５．３（１９９０）に
記載されるものである。該測定は回転粘度計の回転数６
ｒｐｍと６０ｒｐｍとの粘度の比率である。

【００２２】次に、本発明方法について以下に説明す
る。

【００２３】本発明方法は、上記した塗料組成物を、金
属素材に硬化膜厚が７０μm以上になるようにスプレー
塗装し、次いで必要に応じてセッテングした後、加熱硬
化させ、次いで上塗り塗料を塗装することにより塗膜を
形成することができる。

【００２４】金属素材としては、特に制限なしに、例え
ば、鉄、亜鉛、ステンレス、アルミニウム、銅、スズな
どの金属、亜鉛メッキ、これらの金属にリン酸亜鉛など
の表面処理を施した表面処理金属が挙げられる。また、
金属基材としては、板状であっても使用される用途に応
じて、例えば配電板用などに加工された金属部材であっ
ても、どちらでも構わない。

【００２５】金属素材に塗装されるスプレー塗装方法と
しては、例えば無静電スプレー塗装や静電スプレー塗装
などの従来から公知のスプレー塗装方法が使用できる。

【００２６】本発明の塗料組成物は、硬化膜厚で７０〜
２００μｍ、特に８０〜１５０μｍの範囲に塗装するこ
とが好ましい。

【００２７】スプレー塗装される塗料の固形分は、通常
４０〜８０重量％、特に５０〜７０重量％の範囲が好ま
しい。

【００２８】セッテングは必要に応じて実施すればよい
が、通常２０℃では１〜３０分間、特に５〜２０分間の
範囲である。

【００２９】スプレー塗装された塗膜は、１２０〜１４
０℃の焼付け温度範囲では、約１０〜４０分間、特に１
５〜３０分間の範囲で焼き付けることができる。

【００３０】更に、本発明塗料組成物により形成された
塗膜表面には、上塗り塗料を塗装することができる。上
塗り塗料としては、従来から公知の塗料、例えば、アク
リル樹脂塗料、ポリエステル樹脂塗料、シリコン樹脂塗
料などの硬化型塗料が使用できる。また、上塗り塗料は
有機溶剤塗料、水性塗料、粉体塗料、紫外線硬化型塗料
などのタイプが使用できる。

【００３１】

【実施例】 以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を
詳細に説明する。なお、本発明は下記した実施例に限定
されるものではない。

【００３２】実施例１ ネオペンチルグリコ−ル７５６ｇ、トリメチロ−ルプロ
パン１０９ｇ、ヘキサヒドロフタル酸３７０ｇおよびイ
ソフタル酸３９８ｇを反応容器に入れ、２２０℃で６時
間反応させ平均分子量約８０００、及び水酸基価９５ｍ
ｇＫＯＨ／ｇの水酸基含有ポリエステル樹脂を得た。

【００３３】次いで、水酸基含有ポリエステル樹脂１０
０ｇ（固形分）に対して、有機ベントナイト２ｇ、タル
ク３０ｇ、二酸化チタン５０ｇ、ヘキサメトキシメラミ
ン２０ｇ、ベンゾグアナミン１０ｇを配合した。

【００３４】該塗料の希釈率は５％でＴＩ値４．０、１
０％でＴＩ値４．０、２０％で３.８であった。即ち、
ＴＩ値差は０．２であった。

【００３５】次いで、上記した塗料をキシロール溶剤で
固形分が６０重量％になるように希釈して実施例１の塗
料を製造した。

【００３６】リン酸亜鉛処理鋼板の表面に、上記塗料を
静電スプレー塗装し２０℃１０分間セッテングし、１３
０℃で２０分間焼付けて、膜厚１００μｍの塗膜を得
た。

【００３７】該塗膜は垂れ、ワキなどの塗膜欠陥がなく
良好であった。また、耐ソルトスプレー性試験（ＪＩＳ
Ｋ−５４００ ９．１）５００時間でサビ、フクレ、
剥がれなどの欠陥が見られず良好であった。 エリクセ
ン試験５ｍｍ以上で良好であった。耐水性試験４０℃２
４０時間でサビ、フクレ、剥がれなどの欠陥が見られず
良好であった。

【００３８】実施例２ 実施例１で得られた塗膜表面にアミラック１５３１（関
西ペイント株式会社製、商品名）をスプレー塗装し、１
３０℃２０分間焼付けて３０μｍの硬化塗膜を形成し
た。

【００３９】該上塗り塗膜は垂れ、ワキなどの塗膜欠陥
がなく良好であった。また、耐ソルトスプレー性試験
（ＪＩＳ Ｋ−５４００ ９．１）５００時間でサビ、
フクレ、剥がれなどの欠陥が見られず良好であった。エ
リクセン試験５ｍｍ以上で良好であった。耐水性試験４
０℃２４０時間でサビ、フクレ、剥がれなどの欠陥が見
られず良好であった。

【００４０】比較例１ 実施例１において、上記有機ベントナイトを配合しない
以外は実施例1と同様にして配合し、また実施例１と同
様にして塗膜を形成した。その結果、該塗膜は４０μｍ
で垂れを生じ、また４０μｍでワキを生じ塗膜外観が悪
かった。また、上記ＴＩ値の差は０．６以上であった。

【００４１】

【発明の効果】 本発明は上記した特定の有機溶剤系塗
料組成物であってしかもその有機溶剤の希釈率が特定の
粘度範囲に入るように調整されているので７０μｍ以上
の厚塗り塗装が可能となった。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D075 AA01 AA82 AE17 AE27 BB26Y BB92Y CA48 DA06 DB02 DB04 DB05 DB06 DB07 EA07 EA19 EA31 EB22 EB32 EB33 EB35 EB43 EB45 EB51 EB56 EC01 EC11 EC30 EC33 EC54 4J038 DA162 DA172 DD041 GA03 HA556 KA08 MA15 PA06 PC02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱硬化型基体樹脂（Ａ）、硬化剤
   （Ｂ）、顔料（Ｃ）、有機溶剤（Ｄ）、及び垂れ止め剤
   （Ｅ）を含有する塗料組成物であり、有機溶剤（Ｄ）の
   希釈率が５重量％においてＴＩ値（チクソトロピックイ
   ンデックス）（ａ）が５．０〜３．５の範囲であり、そ
   して希釈率が２０重量％においてＴＩ値（ｂ）が４．０
   〜３．０の範囲であり、且つ上記ＴＩ値（ａ）−ＴＩ値
   （ｂ）≦０．５であることを特徴とする熱硬化型厚塗り
   塗料組成物。
2. 【請求項２】 熱硬化型基体樹脂（Ａ）が、水酸基含有
   ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項１に記
   載の熱硬化型厚塗り塗料組成物。
3. 【請求項３】 硬化剤（Ｂ）が、アミノ樹脂硬化剤であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の熱硬化型厚塗り塗
   料組成物。
4. 【請求項４】 垂れ止め剤（Ｅ）が、ベントナイトであ
   ることを特徴とする請求項１に記載の熱硬化型厚塗り塗
   料組成物。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４の何れか１項に記載の塗
   料を、金属素材に硬化膜厚が７０μm以上になるように
   スプレー塗装し、次いで必要に応じてセッテングした
   後、加熱硬化させ、次いで上塗り塗料を塗装することを
   特徴とする塗膜形成方法。