JP2002294169A - 塗料の管理方法 - Google Patents

塗料の管理方法

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JP2002294169A
JP2002294169A JP2001102576A JP2001102576A JP2002294169A JP 2002294169 A JP2002294169 A JP 2002294169A JP 2001102576 A JP2001102576 A JP 2001102576A JP 2001102576 A JP2001102576 A JP 2001102576A JP 2002294169 A JP2002294169 A JP 2002294169A
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volatile
coating
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Akito Ogino
明人 荻野
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Nippon Paper Industries Co Ltd
Jujo Paper Co Ltd
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Nippon Paper Industries Co Ltd
Jujo Paper Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】長時間空気中で循環させる塗工法式において、
塗料の特性(塗料物性)を保つことができる塗料を管理
する方法を提供する。 【解決手段】調製直後の塗料の屈折率、各揮発性溶剤の
屈折率、経時後の塗料の屈折率から計算によって求めた
経時後の塗料中の揮発性溶剤組成と、調製直後の塗料中
の揮発性溶剤組成より、経時で揮発した揮発性溶剤組成
を計算して求め、揮発した揮発性溶剤組成と同じ組成の
希釈剤で経時後の塗料の固形分濃度を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、揮発溶剤を含有す
るため、濃度及び溶剤組成等が変化しやすい塗料を、塗
工機に安定して供給できる塗料の管理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】揮発性溶剤を含有する塗料を基材に塗工
する場合、多くの塗工方式では塗工過程で塗料内揮発成
分の揮発が発生する。特に、コートフィルム、コート紙
などを製造する場合に広く用いられている、樹脂、顔料
を溶剤に分散した塗料を作りこれをフィルム、紙等に付
着させ過剰分を取り除く方法では、取り除いた塗料は元
の塗料に戻し循環することが一般的であるが、塗料が循
環することで揮発成分は徐々に揮発するため不揮発分
(固形分等)濃度や粘度等塗料の特性(塗料物性)が変
化するという問題が発生する。
【0003】塗料の経時変化を防ぐ方法として、希釈剤
を補充し固形分濃度を保つことが一般的である。しかし
ながら、2種以上の揮発溶剤を混合する塗料の場合、共
沸混合物でない限り、沸点、蒸気圧の低い成分ほど早く
揮発する。このため、固形分濃度の調製に、塗料調整当
初の比率で混合した揮発溶剤を希釈剤として用いた場合
には、塗料中の溶剤組成比が変化し、塗料の循環時間が
長くなるほど塗料中の揮発溶剤比率は大きく変化する。
【0004】このような塗料中の揮発性溶剤の組成比変
化により塗料物性が変化し、製品の品質に影響を与える
という問題がしばしばみられた。
【0005】経時による塗料物性の変動により目標とす
る塗工製品の品質が得られなくなった場合は、全く新し
い塗料に交換するなどして対応しなければならない。こ
の場合、廃棄塗料の処理による環境負荷の増大や資源の
無駄遣いという問題が発生し、その結果コストアップに
つながる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は長時間空気中で循環させても、塗料の特性(塗料物
性)を保つことができる塗料の管理方法を提供すること
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】塗工外観や塗膜物性に影
響あたえるため、塗料の状態は塗工中一定であることが
望ましい。揮発成分として、単一の揮発性溶剤を用いて
いる場合は、経時後の塗料を揮発性溶剤で希釈し、調整
時の固形分濃度に戻すことで調製直後とほぼ同じ塗料状
態に戻すことができる。しかし、揮発性溶剤を2種類以
上含む塗料では一般に、各揮発性溶剤の蒸気圧により揮
発速度が異なる。このため、最初の塗料調整時と同じ比
率で揮発性溶剤を混合した希釈剤で、塗料の固形分濃度
を調製すると塗料の溶剤組成が変化する。しかし、経時
後の塗料において、固形分濃度を元に戻す時点での溶剤
比率がわかれば、希釈剤の溶剤比率を調整し、塗料調製
直後の状態にもどすことができる。
【0008】本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、混
合溶剤の屈折率に加成性の成り立つこと、混合溶剤の各
成分が極微量でなければ揮発比率は一定であることに着
目し、経時前後の塗料の屈折率等から、希釈剤の溶剤組
成を近似的に算出できることを見いだした。
【0009】従って、本発明の上記目的は、2種類以上
の揮発性溶剤を含む塗料の管理方法であって、調製直後
の塗料の屈折率、各揮発性溶剤の屈折率、経時後の塗料
の屈折率から計算によって求めた経時後の塗料中の揮発
性溶剤組成と、調製直後の塗料中の揮発性溶剤組成よ
り、経時で揮発した揮発性溶剤組成を計算して求め、揮
発した揮発性溶剤組成と同じ組成の希釈剤で経時後の塗
料の固形分濃度を調整する塗料の管理方法によって達成
された。
【0010】
【発明実施の形態】以下、本発明について説明する。 (揮発性溶剤)本発明でいう揮発性溶剤とは揮発性を有
し、屈折率が測定できる液体であればいずれを用いても
良く、例えば、水およびヘキサン、ヘプタン、オクタ
ン、ノナンなどの常温で液体の脂肪族炭化水素、メタノ
ール、エタノール、プロパノール、ヘキサノール、ヘプ
タノール、オクタノール等の脂肪族アルコール、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン、ジベンゼン等の芳香族炭化水
素、各種ケトン、アルデヒド、エーテル、カルボン酸
等、またはこれらの誘導体があげられる。
【0011】(塗料)本発明においては塗料中に前記揮
発性溶剤のうち相溶性があるものを2種類以上含有す
る。揮発性以外の成分として結着剤、顔料等を含有して
も良い。顔料自体に造膜性がある場合(例えばコロイダ
ルシリカ等)は、結着剤は含有されない場合がある。塗
料中、各種成分は均一に混合されることが好ましい。
【0012】(屈折率)本発明において、塗料、および
揮発性溶剤等の屈折率は公知の方法(例えばJIS K
0062の規定に準じる方法等)で測定可能である。
屈折率を測定する装置としてはアッベ屈折計、プルリッ
ヒ屈折計、ディジタル屈折計等があげられる。測定対象
物が固体の場合は、例えば測定対象物を公知の方法で薄
膜化してアッベ屈折計で測定可能である。
【0013】(計算方法)本発明においては、屈折率の
加成性が重量比率にとり、近似的に成り立つことに着目
し塗料の各成分の屈折率と各成分の重量比率を測定する
ことで混合している揮発性溶剤の存在比率を求める。 1)揮発溶剤が2種類の場合 まず、塗料の屈折率から以下のようにして溶剤組成を算
出する。2種の揮発成分を含むi種類の成分からなる塗
料のそれぞれの重量比率をx,x,x,....
、屈折率をn,n,n,....nとする
と、x+x+x+...+x=1、x
+x+...+x=n
coat(ncoatは塗料の屈折率)が成り立つ。
【0014】成分1,2を揮発成分、3〜iを不揮発性
分とすると、3〜iの比率x〜x は経時で変化しな
いため屈折率も変化しない(以降不揮発分をまとめてN
と呼ぶ)。揮発成分1,2は蒸気圧、沸点により揮発比
率が異なり、その比率は経時で変化する。任意の経過時
間後の含有率をx’、x’、x’とすると
【0015】
【数3】
【0016】となる。各成分の屈折率n、n、n
と塗料の固形分濃度であるx、x’は測定で求める
ことができるため、上記2式よりx’およびx’を
求めることができる。
【0017】次に、各揮発性溶剤の揮発率を求める。上
記のようにして求められた経時後塗料中の各成分の含有
率と、調製直後の塗料中の各成分の含有率との間には次
のような関係式が成立する。
【0018】
【数4】
【0019】上記式3〜5よりv,vがそれぞれ求
められる。求められたvとvとの比率(v
)で揮発分量の希釈を行えば初期の溶剤組成を維持
することができる。
【0020】2)揮発性溶剤が3種類以上の場合 揮発性溶剤m(mは3以上)種類の場合、最も蒸気圧が
高い溶剤と、その他の溶剤のうち一つを選ぶ全ての組み
合わせについて、1)と同様にして揮発比率を計算す
る。このとき、選ばなかった揮発性成分の2成分につい
ては不揮発性成分と見なして計算する。例えば、A、
B、Cの3種類の揮発性溶剤が混合されている場合、A
が最も高い蒸気圧の溶剤であるとすると、A/B、A/
Cについて計算をおこなう。その結果得られた値が、A
/B=x/y、A/C=x/zのとき、A/B/C=x
/y/zの比率で揮発すると近似できる。
【0021】なお、例えばA、B、C、Dの4種類の場
合はA/B、A/C、A/Dについて計算をおこない、
得られた結果がA/B=x/y、A/C=x/z、A/
D=x/wの場合、A/B/C/D=x/y/z/wの
比率で揮発すると近似できる。本発明においては上記の
方法で求めた揮発した揮発性溶剤の比率と同じ比率の揮
発性溶剤の混合液を調製し、これを塗料の希釈液として
用いる。
【0022】(塗工方法)本発明は公知のいずれの塗工
法式についても応用可能である。特に基材に塗布前の塗
料が空気に接するような塗工法式、例えば後計量式の塗
工法であって、計量された余分な塗料が当初の塗料溜
(タンク等)に戻され、再利用される塗工法式において
特に効果が大きい。
【0023】
【実施例】(実施例1)純水(屈折率1.3330)5
0gとイソプロピルアルコール(屈折率1.3772)
50gの混合液にシリカゲル(屈折率1.41)100
gを分散した塗料を調整した。このときの屈折率をアッ
ベ屈折率径で測定したところ1.3826であった。こ
の塗料を1時間ファウンテンバー方式での塗工に用いた
ところ、屈折率は1.3830,固形分濃度は51.0
2%に変化した。固形分濃度の値から揮発した溶剤は元
の溶剤に対して4重量部が揮発したことになり、屈折率
からは水とイソプロピルアルコールが1:1.65の比
率で揮発していることが計算できる。
【0024】この結果から、水/イソプロピルアルコー
ル=1/1.65の比率の希釈液で濃度50%に戻した
ところ屈折率は1.3827となった。この方法で塗工
と1時間毎の希釈を5回繰り返したが、塗工品の塗工外
観に変化は見られなかった。なお、固形分濃度は、13
0℃の送風ドライヤーの中に塗料を3時間放置し、放置
前後の重量差より求めた。
【0025】(実施例2)トルエン(屈折率1.491
1)50%、イソプロピルアルコール(屈折率1.37
72)50%の混合液にウレタン系樹脂(屈折率1.5
0)100重量部を混合した。このときの塗料の屈折率
は1.4658であった。この塗料を循環しながらロー
ルコーターにて100μmのポリエステルフィルム基材
に塗工した。1時間塗工後の塗料固形分濃度は52.6
3%、屈折率は1.4706あった。固形分濃度から塗
料溶剤の揮発量は塗料の5重量部であることがわかり、
屈折率からトルエン/イソプロピルアルコール=1/4
の比率で揮発していることが計算できる。トルエン/イ
ソプロピルアルコール=1/4の希釈液を塗料に加えて
濃度を戻したところ、屈折率は1.4658であった。
この塗料を用い同じ条件で塗工を続けたところ、初期と
同等の塗膜外観が得られた。この操作を5回以上繰り返
しても溶剤比率に変化はなく長時間の安定塗工が可能で
あった。
【0026】(比較例1)実施例1と全く同じ塗料を用
いて塗工を行い、希釈液に元の溶剤組成と同じ水/イソ
プロピルアルコール=1/1の液を用いた。1時間経過
毎に濃度を測定し、元の濃度になるように希釈液を加え
て塗工を続けた。3時間後、塗工ムラが発生し初めの外
観を維持することができなくなった。
【0027】(比較例2)実施例2と同じ条件で塗工を
行い、希釈液に初期の溶剤比率トルエン/イソプロピル
アルコール=50/50を用いた。実施例2と同様固形
分濃度を測定し、希釈液で濃度を戻しながら塗工を行っ
た。1時間ごとに2回希釈を行ったところ、塗工面には
じきを発生し、外観を維持できなくなった。
【0028】
【発明の効果】本発明においては、塗工液の固形分濃度
を測定することで揮発量が計算でき、上記比率で揮発分
量の希釈を行えば初期の溶剤組成を維持することができ
る。簡便な方法で塗料の溶剤組成を知ることが可能であ
り、また、本発明の方法で塗料の溶剤組成を一定に保つ
ことで、塗料の入れ替えなしに長時間の塗工を行うこと
ができた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2種類以上の揮発性溶剤を含む塗料の管理
    方法であって、調製直後の塗料の屈折率、各揮発性溶剤
    の屈折率、経時後の塗料の屈折率から下記計算式1〜2
    によって求めた経時後の塗料中の揮発性溶剤組成と、調
    製直後の塗料中の揮発性溶剤組成より、経時で揮発した
    揮発性溶剤組成を下記計算式3〜5より求め、この計算
    により求められた揮発した揮発性溶剤組成と同じ組成の
    希釈剤で経時後の塗料の固形分濃度を調整する塗料の管
    理方法。 【数1】 【数2】
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