JPS608060B2 - アルミニウムまたはアルミニウム合金の加熱浸漬塗装用被覆組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 近年アルミニウムまたはアルミニウム合金は、サッシ、
門扉等の建築建材用の用途が増大し、その表面処理とし
ては通常陽極酸化後、封孔処理を行ない、または封孔処
理を行なうことなく、霞着、静電、加熱浸債などの塗装
法により、各塗装法に適した被覆組成物の塗装が行なわ
れている。

本発明はこれらの塗装のうち、加熱鰻薄塗装法に使用す
るアルミニウムまたはアルミニウム合金用の被覆組成物
に関するものである。加熱された被覆組成物を用いて、
塗装する方法としては、塗膜形成成分を塩素化炭化水素
系溶剤中に溶解せしめた被覆組成物を上記塩素化炭化水
素系溶剤の沸点近くの温度に加溢し、上記組成物中に被
塗物を浸潰し、上記組成物の液面上に生じた上記塩素化
炭化水素系溶剤の蒸気層を通じて引き上げ、均一な塗膜
を形成せしめる方法が一般に知られている。

この塗装方式は塗膜厚を均一にできる、塗りむらがない
、火災の危険がないなど多くの利点を有しているが、一
方使用される塩素化炭化水素系溶剤の沸点近くまで加温
されるために、上記組成物は、長期にわたっての加熱安
定性、即ち粘度の上昇、ゲル化、色相の変化、あるいは
塗膜性能の低下などのないことが要求される。

これらの目的に添った組成物としては、熱可塑性アクリ
ル樹脂、アルキツド樹脂、ェポキシ樹脂等各種合成樹脂
を使用した組成物が知られている。

また熱硬化性アクリル樹脂を使用した組成物としては‘
１ーＱ， ８−エチレン性不飽和カルボン酸アミドのＮ
ーメチロールあるいはアルコキシメチル誘導体を主体と
する組成物（特公昭４７−４５１７６号）、‘２｝同様
の組成物で極限粘度が０．００５〜０．０１７である組
成物（特公昭４９−９０８２号）等が提案されている。
しかし、これら熱硬化性アクリル系樹脂組成物において
、使用されるアクリル樹脂はアミド系であり、含有され
る官能基はＮーメチロール基あるいはＮーアルコキシメ
チル基であり、反応性のすぐれた側鎖に窒素を含有せず
ヒドロキシル基を含有する単量体からなるアクリル樹脂
を用いることは、使用する塩素化炭化水素系溶剤の分解
の促進、または塩素化炭化水素の加熱分解生成物による
変質をもたらすとして樹脂組成物より除外している。そ
のため塗膜の焼付けに当って焼付温度を高くする必要が
あり、競付温度を高くすると、使用する上記アクリルァ
ミド系樹脂はその中に窒素原子を含むために黄変が著し
くなり、実際には１８０ｑｏ〜２００ｑｏで２０〜３０
分の競付条件にせざるを得ず、このため建材用途で要求
される塗膜の鉛筆硬度は４日以上を得ることは困難で、
が〜細と低く、従って塗膜が傷つき易いという欠点を回
避できなかった。また加熱塗装用の安定な組成物として
、フェノール系およびチオェーテル系の安定剤を含む組
成物（特公昭５２一４８８号）が提案され、アクリル酸
ヒドロキシァルキルェステル樹脂も上記安定剤との組み
合せで使用可能とされている。しかし、安定剤の使用は
組成物の原価を上昇させることになり、安価な加熱塗装
用の組成物を供給することはできなかった。更にこれら
の組成物は加熱時間の経過と共に着色し、ガードナー色
数で４〜５、場合によっては６〜７まで着色し、形成さ
れた塗膜についても肉眼の比較においてさえ初期より明
らかに着色していることが判別し得るものであった。本
発明者らは、前記の如き欠点を改良すべ〈研究の結果、
アクリル酸および／またはメタクリル酸のヒドロキシア
ルキルェステル、Ｑ，８−エチレン性不飽和カルボン酸
およびＱ，８ーェチレン性不飽和カルポン酸のアルキル
ェステルを必須成分として共重合して得られる樹脂とァ
ミノプラストとからなる混合物を、塩素化炭化水素系溶
剤５５〜９５重量％とアルコール系溶剤４５〜５重量％
とからなる混合溶剤に溶解せしめた組成物が、アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金の加熱浸債塗装用として使
用したとき、低温架橋性にすぐれると共に、形成される
塗膜硬度が改善され、かつ塗膜硬度、耐候性、耐化学薬
品性等の性能においてもすぐれた塗膜を与え、かつ安定
剤を加えることなく、長期の加熱に対して安定で、著し
い増大古、着色がないことを見いだし本発明を完成した
。

本発明で用いるアクリル酸および／またはメタクリル酸
のヒドロキシアルキルェステル、Ｑ’８ーェチレン性不
飽和カルボン酸およびＱ，８ーェチレン性不飽和カルボ
ン酸のアルキルェステルを必須成分として共重合して得
られる樹脂（以下ヒドロキシル基含有アクリル樹脂と称
する）は、ヒドロキシヱチルアクリレート、ヒドロキシ
エチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレー
ト、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブ
チルアクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレートな
どのアクリル酸および／またはメタクリル酸とグラィコ
ールのェステル単量体と共重合可能なＱ，３−エチレン
性不飽和カルボン酸およびそのアルキルェステル「たと
えばアクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレィン酸
、ィタコン酸のような不飽和酸、アクリル酸メチル、メ
タクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エ
チル、アクリル酸プロピル、メタクリル酸プロピル、ア
クリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸ィソ
ブチル、メタクリル酸ィソブチル、アクリル酸エチルヘ
キシル、メタクリル酸エチルヘキシル等のェステル類を
共重合させて得られる。また、更に必要ならスチレン、
ビニルトルェン等のビニル系単量体、アリルアルコール
・多価アルコールのモノアリルェ−テルなどの分子内に
ヒドロキシル基を含む重合性不飽和単量体を加えること
もできる。また、本発明で使用する上記樹脂は酢酸ビニ
ルを他のアクリル系単量体と共重合後、酢酸ビニ単位の
加水分解によってヒドロキシル基をアクリル樹脂に導入
することも可能である。上記ヒドロキシル基含有アクリ
ル樹脂中のヒドロキシル基の量は特に限定されないが、
加熱安定性、アミノプラストとの反応性、形成される塗
膜の性能の点から樹脂の水酸基価は４０〜２００が望ま
しい。

また、加熱安定性の点から樹脂の重量平均分子量は約７
０００から約２０００００の範囲にあることが望ましい
。次に本発明で使用するアミノプラストは、ヒドロキシ
ル基含有アクリル樹脂と共存して塗膜形成時則ち嘘付乾
燥時に反応架橋して強固な塗膜を形成させる作用を有す
るものであればよく、従ってＮ−メチ。

ールアルキルエーテル化メラミンおよび／またはＮーメ
チロールアルキルエーテル化ペンゾグアナミン、例えば
メトキシメチル化メラミン、ェトキシメチル化メラミン
、ブトキシメチル化メラミン、イソブトキシメチル化メ
ラミン、メトキシメチル化ペンゾグアナミン、ェトキシ
メチル化ペンゾグアナミン、ブトキシメチル化ペンゾグ
アナミン、イソブトキシメチル化ペンゾグアナミン等の
単量体あるいは二重体以上の多量体およびこれらの混合
物が使用できるので、通常のアミ／樹脂のみならず、上
記単量体およびオリゴマーも含ましめるものとする。好
適には混合エーテルタイプのメトキシメチル・ブトキシ
メチル化メラミン、メトキシメチル・イソブトキシメチ
ル化メラミン、メトキシメチル・ブトキシメチル化ペン
ゾグアナミン、メトキシメチル・イソブトキシメチル化
ペンゾグアナミン等が使用できる。これらアミノプラス
トのアルキルヱーテル化度はトリアジン環１個当り２〜
６個であることが望ましい。これらは市場で入手でき、
例えば住友化学社製スミマールＭ−１００Ｃ、Ｍ一５０
、Ｍ−４０およびＭ−３０（以上メチル化メラミン系ア
ミノプラスト）、Ｍ−６紐（混合メチル化およびブチル
化メラミン系アミノプラスト）；三和ケミカル社製ニカ
ラツクＭＷ−３０およびＭＸ−４０（メラミン系アミノ
プラスト）；日立化成製メラン２０，２２，２５，２６
’２７，２８および２９（以上ブチル化メラミン系アミ
／プラスト）；大日本インキ社製スーパーベッカミソＪ
一８２０一６止 Ｇ−８２１一６い Ｌ−１０１一６い
Ｌ−１０９−６５（以上ブチル化メラミン系アミノプ
ラスト）、スーパーベッカミンＴＤ−１２６（ブチル化
ペンゾグアナミン系アミノプラスト）；三井東庄社製ュ
ーバン２雌Ｂ（ブチル化メラミン系アミノプラスト）、
ユーバン９０および９１一５５（ベンゾグアナミン系ア
ミノプラスト）、サイメル１１２３，１１２４および１
１２５（ベンゾグアナミン系アミノプラスト）等がある
。前記ヒドロキシル基含有アクリル樹脂とアミノプラス
トとの混合割合はヒドロキシル基含有アクリル樹脂５０
〜９５重量部に対してアミノプラスト５０〜５重量部で
あることが望ましい。本発明で使用する混合溶剤中の塩
素化炭化水素系溶剤としてはトリクロルェチレン、１，
１，１ートリクロルェタン、パークロルェチレン、四塩
化炭素、クロロホルム、エチレンジクロラィド等その沸
点が５０〜１３０ｑｏで引火性のないものが好適である
。

混合溶剤の他の成分であるアルコール系溶剤は特に限定
されないが、炭素数が１〜６のものを便用するのが望ま
しい。

即ちメチルアルコール、エチルアルコール、インプロピ
ルアルコール、ブチルアルコール、イソブチルアルコー
ル、セカンダリ−ブチルアルコール、アミルアルコール
、ヘキシルアルコール、ダイアセトンアルコール等が好
ましい。上記混合溶剤中の塩素化炭化水素系溶剤とアル
コール系溶剤との混合の割合は塩素化炭化水素系溶剤５
５〜９５重量％、アルコール系溶剤４５〜５重量％であ
ることが必要である。

塩素化炭化水素系溶剤の量が混合溶剤中で５５重量％未
満となると加熱浸糟塗装時において、液面上に該塩素化
炭化水素の蒸気層の形成が困難となり、いわゆるベイパ
ーウオッシュの効果が得られず、均一な塗膜の形成が困
難となる。また塩素化炭化水素系溶剤の量が９５重量％
を越えると組成物の長時間経過後の加熱安定性に劣化が
みられ、増粘、ゲル化を引き起す鏡向を有する。更に塩
素化炭化水素系溶剤として安定化された塩素化炭化水素
系溶剤を使用すれば、更に安定性が向上することは当然
である。本発明の組成物における不揮発分は１０〜５広
重量％であることが望ましい。本発明により得られる組
成物は６０〜１２０ｏｏの範囲の長期の加熱によっても
著しい粘度上昇、ゲル化など引き起すことなく、従来の
被覆組成物に比べて耐変色性にすぐれ、かつ１３０ｏｏ
〜２３０ｑｏで１０〜５び分の広範囲の焼付条件、とく
に好ましくは１４０００〜１８０午○で１５〜４０分の
より低温での焼付が可能で、かつ形成される塗膜の硬さ
も４日場合によっては斑のすぐれた塗膜を得ることがで
きる。

本発明の組成物は、顔料等を分散することなくクリヤー
で使用することはもちろん、塩素化炭化水素系溶剤と反
応することのない無機顔料、たとえば酸化チタン、酸化
鉄、酸化鉛、酸化亜鉛等の金属酸化物、あるいはケイ酸
塩、タルク、シリカ、マィカ、カーボン、炭酸カルシウ
ム、硫酸バリウム等の他フタロシアニン系化合物等の有
機顔料、あるいは有機染料等で着色して使用することも
可能である。更に、作業性、塗膜の仕上り、塗膜性能等
を良好にするために通常当業界で使用される界面活性剤
、可塑剤、その他の添加剤を加えることもできる。本発
明の組成物は上述のように使用する塩素化炭化水素系溶
剤の沸点近くの高温で使用することは勿論、場合によっ
てはより低い温度、例えば室温付近でも使用することが
できる。

被塗物としてのアルミニウムまたはアルミニウム合金と
しては、押出し、圧延、引きぬきなどによって窓枠など
の型材、板、棒、線、フィルムなどに加工され、そのま
まの素材、または脱脂、エッチング、ベーマィトやリン
酸塩などによる化成処理、あるいは硫酸、リン酸、有機
酸などの単独または２種以上の電解俗での陽極酸化処理
などの表面処理したものが用いられる。

陽極酸化後さらにニッケル、スズなどの金属塩浴で直流
または交流で電解着色したり、従来公知の無機系、有機
系の染料の入った格で染色したり更にまた６０〜１００
℃の金属塩、アミンなどの塩基性物質などを含む、また
は含まない熱水洗い処理したものも使用することができ
る。更に加熱塗装格への水分の持ち込みを避けるために
、前記処理後８０〜１５０ｏｏの温度で水切乾燥を行な
い、塗装俗の格温近くまで冷却してから塗装俗に浸債す
るのが望ましい。本発明の組成物を用いてアルミニウム
またはアルミニウム合金の加熱浸債塗装をするに当って
は、本発明の組成物からなる塗装格を、使用する塩素化
炭化水素系の溶剤の沸点近くに加熱して、上記の如く表
面処理を行なった、あるいは未処理のアルミニウムまた
はアルミニウム合金を浸潰し、塗装浴の液面上に生じた
塩素化炭化水素の蒸気層を通じて引き上げ、１３０ｑｏ
〜２３０ｏｏ×１０〜５０分で焼付けることにより行な
う。以下製造例および実施例を拳げて本発明を具体的に
説明する。

製造例 １ 凝群器、還流冷却器、温度計および滴下ロートを備えた
四つ口フラスコにィソプロピルアルコール１９碇邦、キ
シレン４１礎謎を仕込み、還流温度に加熱する。

次いでアクリル酸４碇都、ブチルアクリレート３２傍邦
、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５の部、メチ
ルメタクリレート４９碇部、およびアゾビスィソブチロ
ニトリル１５部よりなる混合物を４時間かけて、還流下
でフラスコ中に滴下する。滴下終了後更に２時間還流を
続けて、反応を終了する。この樹脂液を加熱下に減圧を
行なって重合溶剤を除去した後、ｎ−ブチルアルコール
を加えて、不揮発分７０％の樹脂液を得た。得られたア
クリル樹脂の水酸基価は６４．７、分子量は重量平均で
約１５０００であった。製造例 ２ ｎーブチルアルコール６０碇郊、メタアクリル酸６６部
、メチルメタクリレート５９碇部、スチレン１０４部、
インブチルアクリレート２０の郭、エチルアクリレート
１５７部、２ーヒドロキシェチルメタクリレート２８礎
邦、アゾビスィソブチロニトリル１５部の組成で製造例
１と同様にして、共重合反応を行ない、不揮発分７０％
のアクリル樹脂液を得た。

得られたアクリル樹脂の水酸基価は８６．５であり、分
子量は重量平均で約１９５００であった。製造例 ３ イソブチルアルコール２５娘部、キシレン４５碇郡を重
合溶剤とし、アクリル酸３３部、ブチルアクリレート必
携部、２ーヒドロキシェチルメタクリレート１４礎部、
メチルメタクリレート６３７部、スチレン１７碇都、ア
ゾビスィソプチロニトリル２０部を製造例１と同様に重
合させ、次いで溶剤をｎ−ブチルアルコールに置換し、
不揮発分７０％とした。

樹脂の水酸基価は４３．１、重量平均分子量は約２００
００であった。製造例 ４ ブチルアルコール２０礎部、キシレン４０碇郭を重合溶
剤とし、ブチルアクリレート１１０部、２ーヒドロキシ
エチルメタクリレート２７の部、メチルメタクリレート
２６碇部、スチレン２０碇都、エチルアクリレート１０
礎都、エチルへキシルメタクリレート１０部、アクリル
酸５碇郡、アゾビスィソブチロニトリル３碇郡を製造例
１と同様に重合させ、次いで溶剤をィソブチルァルコー
ルに置換し、不揮発分７０％のアクリル樹脂液を得た。

樹脂の水酸基価は１１６．５分子量は重量平均で約９５
００であった。比較例 １製造例１において溶剤をｎ−
ブチルアルコールに置換する代りにトリクロルェチレン
に置換し、不揮発分７０％のアクリル樹脂のトリクロル
ェチレン溶液を得た。

比較例 ２ （Ｎ−メチロールァミド含有アクリル樹脂の製造）製造
例１で使用した四つ口フラスコにｎ−ブチルアルコール
６００部を仕込み還流温度に加熱する。

次いでｎーメチロールアクリルアマイド２１０部、メタ
クリル酸２８部、メチルメタクリレート５６＄郭、スチ
レン１４礎郭、イソブチルメタクリレート３９２邦、ア
ゾビスィソブチロニトリル１７部からなる混合物を還流
下に４時間かけて滴下する。滴下終了後更に２時間還流
温度を保持して共重合を終了する。得られた樹脂液の不
揮発分は６９％であつた。実施例 １ 製造例１〜４、比較例１，２の樹脂液をそれぞれ次の配
合で被覆組成物を得た。

これにより不揮発分２１．５％の加熱浸債塗装用被覆組
成物が得られた。

比較例１を除く各組成物の溶剤中にトリクロルェチレン
の占める割合は９０％であった。これらをそれぞれ１０
０比．ｃ．の丸型ガラス容器の上部に冷却器をつけた試
験用フラスコに入れ、８０℃で１８０餌時間の熱安定性
試験を行なった。

熱安定性試験の結果を表一１に示す。更にそれぞれの組
成物を液面上部に冷却装置をつけた加熱浸債塗装装置に
入れ、７０〜７ｙｏに加溢して、６＄アルミニウムを陽
極酸化して得た末封孔処理板を浸潰して、液面上に生じ
た塩素化炭化水素の蒸気層を通じて引き上げ、直ちに熱
風乾燥炉で製造例１〜４および比較例１については１７
０００で３び分、比較例２については１７０ｏｏで３０
分および１９０００で２０分の膝付けを行なった。それ
ぞれの塗膜性能を表−１に示す。更に、８０ｑｏで１８
０畑時間の熱安定性試験後の比較例１を除いた各組成物
について上記と同様の塗膜性能試験を行なった。

比較例１については１８０畑時間の熱安定性試験により
粘度が１２．４秒から３３．７秒と増加したため、熱安
定性試験後の塗膜性能試験は行なわなかった。結果を表
一１に示す。略 霊 。

○鰹蝉。

湊蟻ｌ Ｑ。

雲ふ↑〇やの斗入 Ｎ小寸ｇ下 畠軍電羊巽 日も健ｂで皿 失失失失失業 以上のように本発明により得られる組成物は従来使用さ
れている比較例２の組成物に比較して、２０ｏｏ低い鱗
付温度であっても鉛筆硬度、耐亜硫酸ガス性、耐候性お
よび熱安定性試験後の塗膜の着色ですぐれており、他の
点で同等である。

また溶剤にアルコール系溶剤を使用しない比較例１では
、８０℃で１８０餌時間の熱安定性試験で粘度が初期の
１２．４秒から３３．万秒と増粘した。実施例 ２〜４
および比較例 ３製造例１で得られたアクリル樹脂のｎ
ーブチルアルコール溶液をそれぞれ次の配合で塗料化し
た。

上記各組成物を実施例１と同様に熱安定性試験および長
さ３０肌６＄アルミニウムの型材の塗装試験を行なった
。

塗装試験の結果を表−２に示す。

トリクロルェチレンの混合溶剤中の割合が５の重量％の
比較例３では、３０肌の被塗物において塗膜厚が上部と
下部で約５仏の差が生じ、ペーパーウオッシュの効果が
得られなかった。

− ２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アクリル酸および／またはメタクリル酸のヒドロキ
   シアルキルエステル、α，β−エチレン性不飽和カルボ
   ン酸およびα，β−エチレン性不飽和カルボン酸のアル
   キルエステルを必須成分として共重合して得られる樹脂
   とアミノプラストからなる混合物を、塩素化炭化水素系
   溶剤５５〜９５重量％とアルコール系溶剤４５〜５重量
   ％とからなる混合溶剤に溶解せしめたことを特徴とする
   アルミニウムまたはアルミニウム合金の加熱浸漬塗装被
   覆組成物。