JPS5839459B2 - 水系コ−テイング剤及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、リン酸塩化成処理の際に副生ずるリン酸塩ス
ラッジに亜鉛華を加えて処理した粒子を顔料として用い
、耐磨耗性の大なる水系コーティング剤、特に自動車の
アンダーボディにコーティングされ、土砂、小石などの
付着及び衝突による磨耗を防止し、腐食を抑制するため
の水系コーティング剤及びその製造方法に関するもので
ある。

リン酸塩化成処理の際に副生されるリン酸塩スラッジに
は亜鉛、鉄、リン酸等が含まれており、これらの再利用
が種々の方面で検討され研究されている。

−例として防錆顔料の一部として再利用する方法も考え
られているが、リン酸塩スラッジに含有されている遊離
イオン、特にリン酸イオンが塗膜のふくれを招くと共に
防錆力を限外している。

従って、リン酸塩スラッジをそのまま防錆顔料として用
いることは不適病である。

又リン酸塩スラッジから遊離イオンを除去し、精製する
ことは価格的に不利であり産業上利用できない。

単に、リン酸塩スラッジを水溶性アクリル樹脂、水分散
性アクリル共重合体樹脂、水分散性酢酸ビニル樹脂に分
散させ、防音塗料として用いる方法が特公昭５５−４３
４５号公報に記載され公知である。

特にリン酸塩スラッジをアルカリ化合物によって改質す
ることも公知であるが、過剰アルカリ化合物の残存が吸
湿性をそのまま有することになり、塗膜の耐水性及び耐
食性を低下させる欠点がある。

又、この種の水系コーティング剤として使用されている
塗料は、アスファルト樹脂、塩化ゴムなどの混合物に低
密度の充填剤を多量に混合した粘度の高い溶剤系のもの
がほとんどである。

この溶剤系の塗料は有機溶剤の量が多く含まれており、
環境汚染、作業環境衛生面並びに消防法等における規制
により種々の問題点がある。

耐食性及び耐磨耗性を犬にするためには、所定の塗膜厚
が要求されるため、複数回に亘る重ね塗りが必要であり
、作業性が著しく悪い。

作業性を向上させるため、−回塗りで厚い塗膜を形成す
ると、塗膜の垂れ現象が生じ、塗膜厚が区々となり体裁
が悪いばかりでなく不良品となる。

この垂れ現象をなくすために粘度を高くシ、チクソトロ
ピ性（定着性）を向上させると、−回塗りにより所定厚
さの塗膜が形成できるけれども、塗膜乾燥時に割れ及び
フクレ現象が生ずると云う欠点がある。

更に、塗膜厚さが厚ければ良いと云うものではなく、塗
膜自体が小石等の衝突により摩耗又は削り取りに対する
耐チッピング性（耐研削性）に劣ると云う欠点も有して
いる。

本発明はこれらの欠点を解消させ、リン酸塩化成処理液
から回収されたスラッジをそのまま用いるのではなく、
この回収されたリン酸塩スラッジに亜鉛華を力Ｕえ、遊
離アニオン、特にリン酸イオンと反応させ、リン酸イオ
ンの吸湿性を低下させると共に、過剰の亜鉛華は防錆顔
料として用いると同時に、ブタジェン３０〜７０重量％
を含有する高分子共重合体ラテックスの架橋剤として用
いることによって、耐磨耗性の大なる塗膜を形成できる
水系コーティング剤及びその製造方法を提供しようとす
るものである。

更に、本発明は塗料のチクノドロビー性が犬で一回塗り
により所定厚さの塗膜が形成でき、塗膜の割れ及びフク
レ現象が生じないようにすると共に耐食性及び耐チッピ
ング性に優れ、同時に環境汚染と燃焼時における有害ガ
スの発生とを防止できる水系コーティング剤及びその製
造方法を提供しようとするものである。

本発明に係る水系コーティング剤は、リン酸塩スラッジ
に亜鉛華を加えてリン酸塩顔料を形成し、これにブタジ
ェン３０〜７０重量φを含有する高分子共重合体ラテッ
クス５０〜１００重量部を混合させたものであって、溶
剤系のものを使用しないため環境汚染はなく、又前記組
成にすることにより耐食及び耐チッピング性並びにチク
ノドロビー性が犬であり、更にベントナイトを使用し、
減圧下において混練するため、薬剤中の低沸点揮発分及
び気泡等を除去できるので加熱乾燥時における割れ及び
フクレが生じなくなるのである。

特に溶剤系の塩化ゴム等を使用しないので燃焼時におけ
る有毒ガスの発生はないのである。

本発明に用いるリン酸塩スラッジは鉄鋼製品のリン酸亜
鉛化成処理で副生ずるスラッジをそのまま利用するもの
であって、−スラッジの回収はフィルタープレスなどで
濃縮されるが、含水率は高く多くはスラリー状である。

従って、リン酸塩化成処理槽から回収されるスラッジは
、多くの可溶性塩を含有している。

この含有される可溶性塩を除去することは、非常に困難
であり、且つ経済的にも不利である。

そこで本発明では可溶性塩の主成分であるリン酸イオン
を過剰の亜鉛華をカロえることによって中和し、塗膜中
でおよぼすリン酸イオンの影響を少なくするようにした
ものであり、リン酸塩スラッジの固形分重量１００重量
部に対し亜鉛華０．１〜５重量部を加え混合攪拌したも
のをそのまま、もしくは乾燥したものを防錆顔料として
用いるものである。

可溶性塩と亜鉛華の反応を促進するために混合攪拌時に
力ｎ温することも可能であり、さらには乾燥、焼成など
によって揮発性塩類を除去すると更に効果的である。

リン酸塩スラッジ中の可溶性塩の中和として、酸化鉄、
金属粉末なども利用出来るが、本発明にあっては余剰の
亜鉛華が、ブタジェン樹脂を架橋せしめる効果も兼ね備
えているものである。

本発明に係る水系コーティング剤の成分として用いられ
る樹脂は、耐磨耗性、低温付着性が良好で、比較的安価
な合成ゴム系の樹脂即ち、高分子共重合体ラテックスが
良好である。

特にブタシェフ３０〜フ０重量饅と、スチレン７０〜３
０重量俸とを主成分とする、所謂スチレン・ブタジェン
・ラテックス（以下ＳＤＲラテックスと称す）が好まし
い。

ブタジェン３０％以下では、スチレンによる硬度が出す
ぎて、低温付着性に問題を有し、ブタジェン７０％以上
では塗膜に柔軟性が出すぎ、耐磨耗性が低下する傾向に
ある。

前記ＳＤＲラテックスは、乳濁重合法で得られるラテッ
クスを用いることができ、国産のラテックスとしては、
ＪＳＲ０５００番台（日本合成ゴム製）、ニラポール１
５００番台（日本ゼオン装入うックスクー７３００番台
（犬日本インキ製）などが使用でき、これらは一般に市
販されている。

本発明に用いる顔料としては、リン酸塩スラッジと亜鉛
華との混合物を主体にして用いるが、勿論炭酸カルシウ
ム、ケイ酸アルミ、シリカなどの体質顔料と使用するこ
とができる。

その中でも特にケイ酸アルミニウム顔料が最適である。

このケイ酸アルミニウム顔料は通常天然物を用いるため
化学組成は一定ではないが、本発明においてはその粒径
が１〜１００μのもので良く、最適には２〜２５μ程度
である。

但し、耐磨耗性、耐衝撃性、耐チッピング性を考慮して
適宜その粒径が選ばれると共に、特に塗膜の焼付乾燥温
度が１００℃以下の場合には更に細かい粒子のものが使
用できる。

前記したＳＤＲラテックスの増粘剤として、アンモニア
カゼ゛イン、ホリビニールアルコール、メチルセルロー
ス、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸、ポ
リアクリルアマイド等の天然及び合成品が数多ぐあり、
これらを使用することができるが、これら単独では塗膜
形成時に割れ及びフクレ現象が生じ易い。

この現象を防止するために、ベントナイトを併用するこ
とによって解決され、しかも高粘度でありながらチクソ
トロピー性を向上させることができる。

そして水系コーティング剤の粘度を１，０００〜１００
，０００ ｃｐｓにすることにより及びチクソトロピー
性を向上させたことにより手作業若しくは機械的塗装に
おいて一回塗りで所定厚さの塗膜を均一に形成すること
ができるのである。

本発明の水系コーティング剤は、前記した台底コム系の
樹脂を成分とするものであるが、この成分の５０重量饅
以内で、その他の高分子樹脂、例えばフェノール樹脂、
酢酸ビニル樹脂、フタル酸樹脂、尿素樹脂、ビニル樹脂
、スチレン樹脂、メラミン樹脂、ケイ素樹脂、エポキシ
樹脂、弗素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、
ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂
、ポリカーボネート樹脂などを添加することもできる。

高分子樹脂の形体としては、重合して塗膜を形成するも
の又は、体質顔料の如く粉末などの形体で用いることが
でき、その他塗膜形成の副要素威分として、顔料分散剤
、乳化剤、皮張防止剤、可塑斉ＩＫ防カビ剤、防腐剤な
どを用いることもできる。

更に、塗膜の着色を目的として、チタン白、亜鉛華、リ
トポン、鉛白、ベンガラ、黄鉛、酸化鉄、酸化クロム、
カーボンブラックなどの無機顔料、フタロシアニン系顔
料、紺青、群青、ファーストイエロー、ベンジジンイエ
ローなどの有機系顔料も用いることができる。

又、アルミニウム粉、亜鉛末などの金属粉顔料、合成シ
リカなどの艶消し顔料、アスベスチン、雲母粉などの補
強顔料、及び錆止め顔料として鉛丹、クロム酸亜鉛、ス
トロンチウムクロメート、クロム酸鉛等も用いることが
できる。

いづれにしてもこれらの添加物は、あくまでも本発明の
本質を変えるものではなく、その趣旨をそのまま利用し
、二次的に添加するだけのことであり、本発明の組成を
変えない限り、その基本的な技術思想に含まれるもので
ある。

前記した組成、即ち高分子共重合体ラテックス、体質顔
料及び増粘剤の混練に当り、比較的コーティング剤の粘
度が高いため、コーティング剤中に気泡が残存し易い状
態にあり、これをそのままにしておぐと塗膜中に気泡が
残ると供に加熱乾燥時に膨張してフクレ現象が生じ塗膜
性能を低下させる不都合を招く。

従ってコーティング剤中に気泡が残らないように、混練
と同時に減圧手段により脱泡させる。

又必要に応じて加熱脱泡を併用しても良い。

最も好ましい脱泡方法は、ベントナイト、即ち増粘剤を
除く他の組成分を減圧下において攪拌して分散させた後
に、膨潤させたベントナイトを冷力ＩＬＬ、再度減圧下
において攪拌することにより、ベントナイトを均一に分
散させて、はとんど気泡を含まない高粘度の水系コーテ
ィング剤が得られるのである。

従って、全組成を一括して混練攪拌するよりも膨潤させ
たベントナイトを後で加える方が脱泡に要する時間が短
くて済むのである。

いづれにしても攪拌時に減圧して脱泡することには変り
がない。

次に本発明に基く水系コーティング剤における実施例を
列記する。

実施例 １ リン酸亜鉛化或処理液からフィルタープレスによって回
収された含水率６０重量饅のリン酸塩スラッジｌ Ｋｐ
に亜鉛華１０ｇを添加し、高速攪拌機（３〜４０００回
転／分）によって、常温で約１０分間攪拌すると流動性
を有しスラリー化する。

さらに吸引濾過を行うと、含水率４０％のスラッジを得
る。

このスラッジを１０５℃で３時間乾燥した後、下記の組
成物の体質顔料として用い、減圧脱泡装置付高速攪拌機
にて１時間混合分散させ減圧脱泡を行った。

高分子共重合体ラテックス （商品名、ＪＳＲ０５９３、日本合成ゴ ム製、ブタジェン含有量４５重量％）４８０部界面活性
剤 （商品名、ノプコサントに１サン ノプコ製） ３部プロピレング
リコール １０部２−アミノ−２−メチ
ル−１−プ ロバツール １０部２０重量多
ベントナイト水膨潤物 １００部上記乾燥スラッジ（
体質顔料として）３６０部酸化チ タ ン
２０部 カーボンフ゛ラック ２部消泡剤 （商品名、ＳＮディフォーマ− ８０３４、サンノプコ製） ４部５重量多メ
チルセルロース水溶液 １０部比較例 １ 実施例１と同じ処理液からフィルタープレスによって回
収された。

含水率６０重量φを１０５℃で３時間乾燥した後、下記
組成物の体質顔料として用い、減圧脱泡装置付高速攪拌
機にて１時間混合分散させ、減圧脱泡を行った。

なお、回収された含水率６０重量俸のスラッジは高速攪
拌機によって攪拌しても流動性を示さず、吸引濾過によ
っても含水率は低下しない。

高分子共重合体ラテックス （商品名、ＪＳＲ０５９３、日本合成ゴ ム製、ブタジェン含有量４５重量％）４８０部界面活性
剤 （商品名、ノプコサントに１サン ノプコ製） ３部プロピレング
リコール １０部２−アミノ−２−メチ
ル−１−プロ パツール １２部２０重量多
ベントナイト水膨潤物 １００部上記乾燥スラッジ（
体質顔料として）３６０部酸化チ タ ン
２０部 カーボンフ゛ラック ２部消泡剤 （商品名、ＳＮディフォーマ− ８０３４、サンノプコ製） ４部５重量多メ
チルセルロース水溶液 １０部比較例 ２ 実施例１と同じ処理液からフィルタープレスによって回
収された含水率６０重量優のリン酸塩スラッジｌ Ｋｐ
に５重量係アンモニア水溶液５００ｒｆＬｌを加え、混
合攪拌後備紙で濾過した。

この操作を４回行い、リン酸塩スラッジを中和した。

この時のスラッジの含有率は６３重量饅であった。

このスラッジを１０５℃で３時間乾燥し、下記の組成物
の体質顔料として用い、減圧脱泡装置付高速攪拌機にて
１時間混合分散させ、減圧脱泡を行った。

高分子共重合体ラテックス （商品名、ＪＳＲＯ５９３、日本合成ゴ ム製、ブタジェン含有量４５重量％）４８０部界面活性
剤 （商品名、ノプコサントに１サン ノプコ製） ３部プロピレング
リコール １０部２−アミノ−２−メチ
ル−１−プ ロバツール １０部２０重量
饅ベントナイト水膨潤物 １００部上記乾燥スラッジ
（体質顔料として）３６０部酸化チ タ ン
２０部 カーボンフ゛ラック ２部消泡剤 （商品名、ＳＮディフォーマ− ８０３４、サンノプコ製） ４部５重量俸メ
チルセルロース水溶液 １０部比較例 ３ 実施例１と同じ処理液からフィルタープレスによって回
収された含水率６０重量多のリン酸塩スラツｖ ｉ Ｋ
ｙに水酸化カルシウム５０ｇを添加し、高速攪拌機（３
〜４０００回転／分）によって、常温で約１０分間攪拌
すると流動性を有し、スラリー化する。

さらに吸引濾過を行うと、含水率６俸のスラッジを得る
。

このスラッジを１０５℃で３時間乾燥した後、下記の組
成物の体質顔料として用い、減圧脱泡装置付高速攪拌機
にて１時間混合分散させ減圧脱泡を行った。

高分子共重合体ラテックス （商品名、ＪＳＲＯ５９３田本合成ゴ ム製本合成ゴム製含有量４５重量１％）４８０部界面活
性剤 （商品名、ノブコサンｌ−に、サン ノプコ製） ３部プロピレング
リコール １０部前記した実施例１およ
び比較例１〜３で処理した乾燥スラッジＩ Ｋ！中の可
溶性イオンの含有量を表１に示した。

又、実施例１および比較例１〜３で製造した塗料をアル
カリ性洗浄剤で清浄にした鉄板（０，８Ｘ７０Ｘ１５０
％ＪＩＳ−Ｇ３１４１ＳＰＣＣＤ）にエアレススプレー
にて厚さ４００μ塗布し、塗膜を１５０℃、３０分間で
乾燥し、乾燥膜厚２４０呻塗板を作製し、各性能試験に
供した結果を表１に示す。

上記表における各性能試験は次の様に行い、判定を行っ
た。

１、可溶性塩 乾燥スラッジｌ Ｋｇ−中に含有する可溶性塩量で、乾
燥スラッジ１部を乳鉢で粉砕した後５部の脱イオン水に
分散し１週間室温で静置放置径測定。

２、貯蔵安定性 １１ポリ容器に５００ＩＩｌｌ採り、密閉し、常温に１
週間放置後、塗料の状態を観察。

３、耐食性 塗膜面から素地金属に達する切り込みを入れた試験板を
ＪＩＳ−Ｚ ２３７１に準する塩水噴霧試験を２４０時
間行った時の切り込み部からの腐食中を示した。

又、塗面の発生ブリスターを観察した。

４、耐磨耗性 塗膜の耐チツピング性能を判定するため、２Ｕ径スチー
ルナツトを落差２ｍで、内径３０朋の塩ビ管を用い塗膜
面に対し３０度の角度で試験板に当る様に落下させた時
、塗膜が磨耗研削され、素地金属があられれた点を終点
とし、その時に要したスチールナツトの重量を記した。

尚、塗布条件において、鉄板に真下に塗布するだけでな
く、下塗、中塗又は上塗の上に更に積層させて塗布する
こともできることは勿論である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ リン酸塩スラッジに亜鉛華を加え混合してリン酸塩
   顔料を形成し、該リン酸塩顔料５０〜ｉｏ。 重量部に対し、主成分としてブタシェフ３０〜フ０重量
   饅、スナレン７０〜３０重量多含有する高分子共重合体
   ラテックスを固形分として５０〜１００重量部加えた水
   系コーティング剤。 ２ 増粘剤の一部にベントナイトを用い粘度を１．００
   ０〜１００，０００ ｃｐｓとした前記第１項記載の水
   系コーティング剤。 ３ リン酸塩スラッジに亜鉛華を加えてリン酸塩顔料を
   形成し、該リン酸塩顔＃＋５０〜ｉｏｏ重量部に対し、
   主成分としてブタシェフ３０〜フ０重量係、スナレン７
   ０〜３０重量饅含有する高分子共重合体ラテックスを固
   形分として５０〜１００重量部加え、これらを混練させ
   る時に低沸点揮発分及び気泡を除去するために減圧下に
   おいて混練することを特徴とする水系コーチインク剤の
   製造方法。