JP2004051725A - Coating composition, method for forming coating film, and material having coating film - Google Patents

Coating composition, method for forming coating film, and material having coating film Download PDF

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JP2004051725A JP2002209210A JP2002209210A JP2004051725A JP 2004051725 A JP2004051725 A JP 2004051725A JP 2002209210 A JP2002209210 A JP 2002209210A JP 2002209210 A JP2002209210 A JP 2002209210A JP 2004051725 A JP2004051725 A JP 2004051725A
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Mayumi Iwatsuki
岩月 真由美
Ryosuke Sako
迫 良輔
Takeshi Fujiwaki
藤脇 健史
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Nihon Parkerizing Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a self-deposit type coating composition which has a low frictional coefficient, can be maintained in a stable state, can correspond to sliding members having excellent abrasion resistance, and can further correspond to complicated shaped articles in simple processes. <P>SOLUTION: This self-deposit type coating composition is characterized by comprising one or more resins (for example, an anionic polyester resin obtained by the condensation reaction of a polyhydric alcohol with an acid) selected from the group of water-dispersible or soluble organic resins, an acid component (for example, hydrogen fluoride), a metal ion (for example, iron ion), and a lubricant component (for example, polytetrafluoroethylene). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗料組成物、塗膜形成方法、及び塗膜を有する材料に関する。特に、潤滑性を有する自己析出型塗料組成物、潤滑性を有する自己析出型塗料組成物を用いた塗膜形成方法、及び潤滑性を有する自己析出型塗料組成物による塗膜を有する材料に関する。更に詳しくは、金属、例えば冷延鋼板、炭素鋼板、珪素鋼板、亜鉛メッキ鋼板、錫メッキ鋼板、鋳物、アルミニウム、その他フェライト系、Nb/Fe/B系などの焼結材などに適用される潤滑性を有する自己析出型塗料組成物、潤滑性を有する自己析出型塗料組成物を用いた塗膜形成方法、及び潤滑性を有する自己析出型塗料組成物による塗膜を有する材料に関する。対象となる製品の形状は如何なるものでも良いが、例えばシートベルトのバックルベースや摺動部品などの自動車部品、コンプレッサ関連などの家電部品と言ったような複雑な形状のものにも適用できる。そして、成型品の表面に本発明になる自己析出型塗料組成物を接触させて表面に潤滑性に優れた均一な塗膜を形成できる自己析出型塗料組成物、塗膜形成方法、及び塗膜を有する材料に関するものである。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
無潤滑条件下で使用される摺動部材には、摺動面での摩擦係数の低減や、耐摩耗性の向上が特に必要とされる。そして、従来より、一般的な無潤滑下でスベリ接触を行うこととなる摺動部材には、摩擦係数を低減する為に樹脂コーティングを施した摺動部材が用いられている。
【0003】
ところが、従来の摺動部材は、摩擦係数の低減、並びに耐摩耗性向上の点では、未だ、十分とは言えなかった。
【0004】
そこで、摺動面に固体潤滑剤を分散させた共析メッキ、例えばPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)粒子を分散させたNi−P複合メッキ層を形成した摺動部材が利用されている。そして、これらの多くは、メッキ層の硬度を上げる目的で焼成が行われる。しかしながら、焼成は、通常、大気下で行われる為、表層部に硬い酸化層が形成され、表面が変色する問題が有る。更には、摺動による初期摩耗で酸化層が摩耗すると、硬い摩耗粉が発生し、摺動回数の増加と共に発生した摩耗粉(硬質粒子)がアブレシブ摩耗を引き起こす。この為、酸化層より硬度の低い非酸化層の摩耗を促進し、摺動部材の耐久性を劣化させる。そして、相手金属がアルミニウム合金のような軟質合金や軟質金属である場合が多く、このような場合には特に大きな問題となっている。
【0005】
又、溶剤系の潤滑塗装にデフリック塗装と言うバインダ樹脂にPTFEを配合したものが有る。しかし、この技術は、複雑な形状や、小物に対して塗装するのが難しく、作業が面倒である。更には、有機溶剤を使用することから、環境面から好ましくない。
【0006】
従って、本発明が解決しようとする課題は、上記課題を解決することである。中でも、摩擦係数が低く、安定した状態に維持でき、そして耐摩耗性に優れた摺動部材に対応でき、更には簡易なプロセスで複雑な形状物に対応できる水系の自己析出型塗料組成物を提供することである。
【0007】
又、上記自己析出型塗料組成物を用いた塗膜形成方法や、塗膜を有する材料を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決する為の検討が本発明者によって鋭意押し進められて行った結果、水分散性または水溶性の有機樹脂と酸成分と金属イオンと潤滑剤成分とを含有する自己析出型塗料組成物を用いて金属表面を被覆処理した場合、このものは前記の課題が解決できていることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
すなわち、前記の課題は、水分散性および水溶性の有機樹脂の群の中から選ばれる1種又は2種以上の樹脂(a)と、
酸成分(b)と、
金属イオン(c)と、
潤滑剤成分(d)
とを含有することを特徴とする塗料組成物によって解決される。
【0010】
上記(a),(b),(c),(d)の何れか一成分が欠けたのみでも、本願発明の特長を奏することは出来ない。すなわち、後述する実施例と比較例との対比からも判る通り、上記(a)と(b)と(c)と(d)との全てが相乗的に作用し、始めて、本願発明特有の特長が奏される。例えば、成分(b)が欠けたのみでも摺動特性は格段に低下する。又、成分(d)が欠けたのみでも摺動特性は格段に低下する。又、成分(d)が欠けると、傷付きが起き易く、かつ、塗膜の耐水性も低下する。
【0011】
上記成分(a),(b),(c),(d)の他にも更に酸化剤(e)を含有したものは、摺動特性が更に向上する。
【0012】
尚、成分(a),(b),(c),(d)の配合割合(重量比)は、(a):(b):(c):(d)=100:2〜100:4〜1000:10〜2000が好ましい。特に好ましい割合は、100:10〜60:20〜100:20〜1000である。酸化剤(e)を含む場合、酸化剤(e)の配合割合(重量比)は、(a):(e)=100:0.2〜60が好ましい。特に好ましい割合は、100:0.6〜20である。
【0013】
本発明において、(d)は潤滑作用を有するものであれば、如何なるものでも良い。しかしながら、特に好ましいものは、フッ素系樹脂、ポリオレフィン系ワックス、メラミンシアヌレート、及び二硫化モリブデンの群の中から選ばれる1種又は2種以上の潤滑剤である。
【0014】
又、本発明において(a)は水分散性または水溶性の有機樹脂であれば良い。しかしながら、好ましい樹脂としてアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、及びポリアミド樹脂の群の中から選ばれる1種又は2種以上のものが挙げられる。中でもポリエステル樹脂は好ましい。
【0015】
上記ポリエステル樹脂の中でも、多価アルコールと酸との縮合反応により得られたアニオン性のポリエステル樹脂が好ましい。
【0016】
特に、アニオン性のポリエステル樹脂であり、前記ポリエステル樹脂を構成するアルコール成分が下記の一般式[I]で表される脂肪族多価アルコール及びその誘導体、下記の一般式[II]で表される芳香族多価アルコール及びその誘導体の群の中から選ばれる1種又は2種以上のものであるポリエステル樹脂は好ましい。
【0017】
一般式[I]

Figure 2004051725
[但し、Rはアルキレン基である。中でも、炭素数が1〜10の直鎖または分岐鎖のアルキレン基、炭素数が1〜10の不飽和のアルキレン基、ヒドロキシル基及び/又はハロゲン元素を含む前記アルキレン基である。]
一般式[II]
Figure 2004051725
[但し、R,R,R,Rは、互いに、独立して、水素及びアルキル基の群の中から選ばれる何れかである。特に、水素またはメチル基である。m,nは、1以上の整数で、かつ、2≦m+n≦6である。]
又、アニオン性のポリエステル樹脂であり、前記ポリエステル樹脂を構成する酸成分が下記の一般式[III]で表される脂肪族カルボン酸及びその誘導体、下記の一般式[IV]で表される芳香族カルボン酸及びその誘導体、下記の一般式[V]で表される芳香族酸無水物及びその誘導体、下記の一般式[VI]で表されるピロメリット酸の無水物及びその誘導体、及び下記の一般式[VII]で表されるナフタレン誘導体の群の中から選ばれる1種又は2種以上のものであるポリエステル樹脂は好ましい。
【0018】
一般式[III]
Figure 2004051725
[但し、Rはアルキレン基である。中でも、炭素数が1〜30の直鎖または分岐鎖のアルキレン基、炭素数が1〜30の不飽和のアルキレン基、−COOX(Xは水素または炭素数が1〜10の直鎖または分岐鎖のアルキレン基)を含むアルキレン基あるいは不飽和のアルキレン基である。X,Xは、互いに、独立して、水素又はアルキル基である。中でも、水素または炭素数が1〜10のアルキル基である。]
一般式[IV]
Figure 2004051725
[但し、X,Xは、互いに、独立して、水素又はアルキル基である。中でも、水素又は炭素数が1〜3のアルキル基である。Y,Y,Y,Yは、互いに、独立して、水素、−COOX(Xは、水素、アルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基の群の中から選ばれる何れかである。)、−SO(Zは、水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基の群の中から選ばれる何れかである。)の群の中から選ばれる何れかである。中でも、水素、−COOX(Xは炭素数1〜3のアルキル基、H,Li,Na,K,Ca,Ba又はNH)、−SO(ZはH,Li,Na,K,Ca,Ba又はNH)である。]
一般式[V]
Figure 2004051725
[但し、Y,Yは、互いに、独立して、水素、−COOX(Xは、水素、アルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基の群の中から選ばれる何れかである。)、−SO(Zは、水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基の群の中から選ばれる何れかである。)の群の中から選ばれる何れかである。中でも、水素、−COOX(Xは炭素数1〜3のアルキル基、H,Li,Na,K,Ca,Ba又はNH)、−SO(ZはH,Li,Na,K,Ca,Ba又はNH)である。]
一般式[VI]
Figure 2004051725
一般式[VII]
Figure 2004051725
[但し、X,Xは、水素、アルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基の群の中から選ばれる何れかである。中でも、水素、炭素数1〜3のアルキル基、Li,Na,K,Ca,Ba又はNHである。Y,Y,Y,Y10は、互いに、独立して、水素、−COOX(Xは、水素、アルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基の群の中から選ばれる何れかである。)、−SO(Zは、水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基の群の中から選ばれる何れかである。)の群の中から選ばれる何れかである。中でも、水素、−COOX(Xは炭素数1〜3のアルキル基、H,Li,Na,K,Ca,Ba又はNH)、−SO(ZはH,Li,Na,K,Ca,Ba又はNH)である。]
本発明で用いられる酸化剤は酸化作用を有するものであれば良い。例えば、過酸化水素、過マンガン酸カリウム、亜硝酸ナトリウム等を使用できる。中でも過酸化水素は好ましい。
【0019】
又、前記の課題は、上記の塗料組成物に材料を接触させ、前記材料の表面に塗膜を析出させた後、乾燥することを特徴とする塗膜形成方法によつて解決される。
【0020】
又、前記の課題は、上記の塗料組成物による塗膜を有することを特徴とする塗膜を有する材料によって解決される。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明になる塗料組成物、特に自己析出型塗料組成物は、水分散性および水溶性の有機樹脂の群の中から選ばれる1種又は2種以上の樹脂(a)と、酸成分(b)と、金属イオン(c)と、潤滑剤成分(d)とを含有する。特に、水分散性および水溶性の有機樹脂の群の中から選ばれる1種又は2種以上の樹脂(a)と、酸成分(b)と、金属イオン(c)と、潤滑剤成分(d)と、酸化剤(e)とを含有する。更に水を含有する。成分(a),(b),(c),(d)の好ましい配合割合(重量比)は、(a):(b):(c):(d)=100:2〜100(特に、10〜60):4〜1000(特に、20〜100):10〜2000(特に、20〜1000)である。酸化剤(e)の好ましい配合割合(重量比)は、(a):(e)=100:0.2〜60(特に、0.6〜20)である。又、(a)の濃度が、樹脂固形分濃度として、5〜550g/L(特に、40〜200g/L)である。(b)の濃度が、0.1〜5g/L(特に、0.5〜3g/L)である。(c)の濃度が、不揮発分として、0.5〜5g/L(特に、0.75〜3g/L)である。(d)の濃度が、不揮発分として、0.5〜100g/L(特に、1〜50g/L)である。
【0022】
本発明の塗料組成物で用いられる酸成分(b)は酸であれば良い。好ましい酸は有機酸よりも無機酸である。中でも、ジルコニウムフッ化水素(酸)、チタンフッ化水素(酸)、ケイフッ化水素(酸)、ホウフッ化水素(酸)、フッ化水素(酸)、リン酸、硝酸などが挙げられる。特に、フッ化水素(酸)が好ましい。
【0023】
本発明の塗料組成物で用いられる金属イオン(c)は金属イオンであれば良い。好ましい金属イオンとしては、例えば鉄イオン、コバルトイオン、ジルコニウムイオンである。このような金属イオンを供給できる物質は液中で安定しているものであれば良い。例えば、硝酸第二鉄、フッ化第二鉄、燐酸第一鉄、硝酸第一コバルト、ジルコニウムフッ化水素酸等が挙げられる。ジルコニウムフッ化水素酸やフッ化第二鉄は特に好ましい。
【0024】
本発明の塗料組成物で用いられる潤滑剤成分(d)は潤滑作用を有するものであれば良い。しかしながら、特に好ましいものは、例えばポリテトラフルオロエチレンやポリトリフルオルクロロエチレン等のフッ素系樹脂、ポリエチレンワックスやポリプロピレンワックス等のポリオレフィン系ワックス、メラミンシアヌレート、及び二硫化モリブデンの群の中から選ばれる1種又は2種以上の潤滑剤である。潤滑剤成分は水系分散性のものである。
【0025】
本発明の塗料組成物で用いられる酸化剤(e)は酸化作用を有するものであれば良い。酸化剤(e)は、本発明の塗料組成物を安定的に使用できるようにさせる。すなわち、本発明の塗料組成物を用いて鉄系素材を処理すると、処理液中に2価の鉄イオンが溶出し、処理液を不安定化する。このような場合、酸化剤が含まれていると、生成した2価の鉄イオンを速やかに3価のものに酸化してしまうので、処理液は安定化する。従って、アルミニウムなどの如く、価数の変化を伴わない金属しか溶出しない場合には、酸化剤は必ずしも必要としない。酸化剤(e)としては、過マンガン酸カリウム、過酸化水素、亜硝酸ナトリウム等を使用できる。中でも過酸化水素は好ましい。
【0026】
本発明において(a)は水分散性または水溶性の有機樹脂であれば良い。しかしながら、好ましい樹脂としてアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、及びポリアミド樹脂の群の中から選ばれる1種又は2種以上のものが挙げられる。特に、界面活性剤などの乳化剤を用いて水系化した強制乳化型有機高分子樹脂、若しくはその構造の一部がカルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基等のアニオン性官能基で変性された水溶性、又は自己乳化性の有機高分子樹脂である。これらの中でもポリエステル樹脂、特にアニオン性のポリエステル樹脂は好ましい。更には、ポリエステル樹脂の中でも、多価アルコールと酸との縮合反応により得られたアニオン性のポリエステル樹脂である。
【0027】
特に、アニオン性のポリエステル樹脂であり、前記ポリエステル樹脂を構成するアルコール成分が上記の一般式[I]で表される脂肪族多価アルコール及びその誘導体、上記の一般式[II]で表される芳香族多価アルコール及びその誘導体の群の中から選ばれる1種又は2種以上のものであるポリエステル樹脂は好ましいものである。尚、一般式[I]におけるRはアルキレン基である。中でも、炭素数が1〜10の直鎖または分岐鎖のアルキレン基、炭素数が1〜10の不飽和のアルキレン基、ヒドロキシル基及び/又はハロゲン元素を含む前記アルキレン基である。一般式[I]のものとしては、例えばエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ジブロムネオペンチルグリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチルペンタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,  3−プロパンジオール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等が挙げられる。一般式[II]におけるR,R,R,Rは、互いに、独立して、水素及びアルキル基の群の中から選ばれる何れかである。特に、水素またはメチル基である。m,nは、1以上の整数で、かつ、2≦m+n≦6である。一般式[II]のものとしては、例えばビスフェノールAエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物、ビスフェノールFエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールFプロピレンオキサイド付加物などが挙げられる。
【0028】
又、アニオン性のポリエステル樹脂であり、上記ポリエステル樹脂を構成する酸成分が上記の一般式[III]で表される脂肪族カルボン酸及びその誘導体、上記の一般式[IV]で表される芳香族カルボン酸及びその誘導体、上記の一般式[V]で表される芳香族酸無水物及びその誘導体、上記の一般式[VI]で表されるピロメリット酸の無水物及びその誘導体、及び上記の一般式[VII]で表されるナフタレン誘導体の群の中から選ばれる1種又は2種以上のものであるポリエステル樹脂は好ましいものである。一般式[III]におけるRはアルキレン基である。中でも、炭素数が1〜30の直鎖または分岐鎖のアルキレン基、炭素数が1〜30の不飽和のアルキレン基、−COOX(Xは水素または炭素数が1〜10の直鎖または分岐鎖のアルキレン基)を含むアルキレン基あるいは不飽和のアルキレン基である。X,Xは、互いに、独立して、水素又はアルキル基である。中でも、水素または炭素数が1〜10のアルキル基である。一般式[III]のものとしては、例えばコハク酸、メチルコハク酸、エチルコハク酸、ブチルコハク酸、コハク酸モノエチルエステル、コハク酸ジエチルエステル、コハク酸モノブチルエステル、コハク酸ジブチルエステル、グルタル酸、メチルグルタル酸、エチルグルタル酸、ブチルグルタル酸、グルタル酸モノメチルエステル、グルタル酸ジメチルエステル、グルタル酸モノエチルエステル、グルタル酸ジエチルエステル、グルタル酸モノブチルエステル、グルタル酸ジブチルエステル、アジピン酸、アジピン酸モノメチルエステル、アジピン酸ジメチルエステル、アジピン酸モノエチルエステル、アジピン酸ジオクチルエステル、セバシン酸、セバシン酸ジエチルエステル、セバシン酸ジブチルエステル、セバシン酸ジオクチルエステル、トリカルバリル酸、ブテンテトラカルボン酸などが挙げられる。一般式[IV]におけるX,Xは、互いに、独立して、水素又はアルキル基である。中でも、水素又は炭素数が1〜3のアルキル基である。Y,Y,Y,Yは、互いに、独立して、水素、−COOX(Xは、水素、アルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基の群の中から選ばれる何れかである。)、−SO(Zは、水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基の群の中から選ばれる何れかである。)の群の中から選ばれる何れかである。中でも、水素、−COOX(Xは炭素数1〜3のアルキル基、H,Li,Na,K,Ca,Ba又はNH)、−SO(ZはH,Li,Na,K,Ca,Ba又はNH)である。]。一般式[IV]のものとしては、例えばテレフタル酸、テレフタル酸モノメチルエステル、テレフタル酸ジメチルエステル、テレフタル酸モノエチルエステル、テレフタル酸ジエチルエステル、イソフタル酸、イソフタル酸モノメチルエステル、イソフタル酸ジメチルエステル、イソフタル酸ジメチル−5−スルホン酸ナトリウム塩、トリメリット酸、トリメリット酸1,4−ジメチルエステル、ピロメリット酸テトラメチルエステル、ピロメリット酸テトラエチルエステル等が挙げられる。一般式[V]におけるY,Yは、互いに、独立して、水素、−COOX(Xは、水素、アルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基の群の中から選ばれる何れかである。)、−SO(Zは、水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基の群の中から選ばれる何れかである。)の群の中から選ばれる何れかである。中でも、水素、−COOX(Xは炭素数1〜3のアルキル基、H,Li,Na,K,Ca,Ba又はNH)、−SO(ZはH,Li,Na,K,Ca,Ba又はNH)である。一般式[V]のものとしては、例えば無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水トリメリット酸エチルエステル等が挙げられる。一般式[VI]のものとしては、ピロメリット酸無水物がある。一般式[VII]におけるX,Xは、水素、アルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基の群の中から選ばれる何れかである。中でも、水素、炭素数1〜3のアルキル基、Li,Na,K,Ca,Ba又はNHである。Y,Y,Y,Y10は、互いに、独立して、水素、−COOX(Xは、水素、アルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基の群の中から選ばれる何れかである。)、−SO(Zは、水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基の群の中から選ばれる何れかである。)の群の中から選ばれる何れかである。中でも、水素、−COOX(Xは炭素数1〜3のアルキル基、H,Li,Na,K,Ca,Ba又はNH)、−SO(ZはH,Li,Na,K,Ca,Ba又はNH)である。一般式[VII]のものとしては、例えば1,2−ナフタレンジカルボン酸、1,2−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル、1,3−ナフタレンジカルボン酸、1,3−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル、1,5−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル、1,6−ナフタレンジカルボン酸、1,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル、1,7−ナフタレンジカルボン酸、1,7−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル、2,3−ナフタレンジカルボン酸、2,3−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル、2,7−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル等が挙げられる。
【0029】
上記ポリエステル樹脂は、その酸成分として、一般式[IV],[V],[VII]の群の中から選ばれる1種または2種以上のものが用いられるのが好ましい。このようなポリエステル樹脂を用いることによって、耐食性、密着性および耐熱性が一段と向上する。特に、前記酸成分が全酸成分中の60〜100mol%である場合、その効果が著しい。
【0030】
前記一般式[IV],[V],[VII]において、Y〜Y10の少なくとも一つはカルボキシル基またはスルホン酸基、即ち、−COOX,−SO,−COOX,−SO,−COOX,−SOから選ばれる少なくとも1種を全酸成分中に1〜40mol%(特に、2〜30mol%)含有することが好ましい。
【0031】
本発明の水分散性または水溶性の有機樹脂(a)の分子量は如何なるものでも良いが、本発明の効果を特に奏するのは、数平均分子量で2000〜50000のものである。
【0032】
本発明で使用されるポリエステル樹脂は、その合成方法が特に限定されるものでは無いが、例えば前記の多価アルコールと酸とを用い、更に必要に応じてジブチル錫オキシド、酢酸鉛、酢酸カルシウム、N−ブチルチタネート等の触媒を用いて、10mmHg以下の減圧状態で140〜300℃の条件下で、エステル化またはエステル交換反応を行って重縮合させることにより得られたものが好ましい。
【0033】
本発明の塗料組成物は、上記成分の他にも任意成分として、例えばトリアルキルペンタンジオールイソブチレートやアルキルカルビトール等の造膜助剤、例えばカーボンブラック、フタロシアニンブルーやハンザイエロー等の着色剤を、本発明の目的を損なわない程度で含有することが出来る。
【0034】
本発明の塗膜形成方法は、上記の塗料組成物に材料を接触させ、前記材料の表面に塗膜を析出させた後、乾燥する方法である。接触方法としては各種の手法を採用できる。複雑な表面に均一な塗膜を形成するには浸漬が好ましい。処理温度は、好ましくは5〜50℃、特に10〜40℃である。これは、処理温度が5℃を下回ると、析出効率が悪くなる傾向があり、十分な塗膜量を得難い。逆に、50℃を越えると、反応過多の傾向があり、塗膜の表面外観性が低下する傾向がある。処理時間は、好ましくは10〜500秒、特に20〜300秒である。処理時間が短すぎると、析出反応不足の傾向となる。処理時間が長すぎると、被処理物の溶解が進み、塗膜中の金属イオン濃度が高くなる傾向に有り、外観不良となり易い。又、耐食性も低下する傾向が有る。塗布量(塗膜厚)については特に制限はないが、好ましくは、乾燥後の膜厚で5〜40μm、特に10〜25μmの範囲である。膜厚が薄すぎると本発明の目的が達成でき難い。逆に、厚すぎると塗膜にフクレが生じる傾向が有り、外観性が低下する傾向にある。乾燥は如何なる手法を用いても良い。例えば、電気やガスを熱源とした熱風循環式乾燥炉、遠赤外線を利用した加熱炉、高周波加熱、誘導加熱などが使用できる。乾燥温度は、好ましくは60〜300℃、特に80〜250℃である。乾燥温度が低すぎると、効率が悪いのみならず、造膜不良となる傾向がある。そして、耐食性、摺動性が低下する。逆に、乾燥温度が高くなり過ぎると、塗膜を構成する樹脂が熱分解する恐れが有る。尚、塗膜外観を一層向上させる為には、先ず、60〜100℃の温度で付着水分を十分に乾燥し、その後で前記工程での温度以上の温度で加熱することが効果的である。
【0035】
そして、本発明の塗膜を有する材料は、上記のような膜を有するものである。
【0036】
以下、具体的な実施例および比較例を挙げて説明する。
【0037】
【実施例および比較例】
[被処理材料]
実施例および比較例で用いた被処理材料(厚さ0.8mmで70mm×150mmの板材)H,I,Jは以下の通りである。
H  SPCC  冷延鋼板
I  AD4C  アルミ鋳物
J  SC55  鉄鋳物
[塗料組成物における樹脂(a)]
(A1) エチレングリコール(90mol%)とトリメチロールプロパン(10mol%)とからなるアルコール成分と、イソフタル酸(40mol%)とテレフタル酸(41mol%)とイソフタル酸ジメチル−5−スルホン酸ナトリウム(2mol%)と無水トリメリット酸(17mol%)とからなる酸成分との縮合反応によるアニオン性のポリエステル樹脂(固形分(NVC.)30%)
(A2) エチレングリコール(70mol%)と1,4−ブタンジオール(30mol%)とからなるアルコール成分と、イソフタル酸(45mol%)とテレフタル酸(45mol%)とイソフタル酸ジメチル−5−スルホン酸ナトリウム(3mol%)と無水ピロメリット酸(7mol%)とからなる酸成分との縮合反応によるアニオン性のポリエステル樹脂(NVC.30%)
(A3) ネオペンチルグリコール(30mol%)とエチレングリコール(70mol%)とからなるアルコール成分と、テレフタル酸(81mol%)とイソフタル酸ジメチル−5−スルホン酸ナトリウム(2mol%)とトリメリット酸(17mol%)とからなる酸成分との縮合反応によるアニオン性のポリエステル樹脂(NVC.30%)
(A4) ネオペンチルグリコール(33mol%)とエチレングリコール(44mol%)と1,4−ブタンジオール(23mol%)とからなるアルコール成分と、セバシン酸(6mol%)とテレフタル酸(66mol%)とトリメリット酸(22mol%)と無水ピロメリット酸(6mol%)とからなる酸成分との縮合反応によるポリエステル樹脂(NVC.30%)
(A5) ネオペンチルグリコール(20mol%)とエチレングリコール(70mol%)とビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物(10mol%)とからなるアルコール成分と、イソフタル酸(53mol%)とテレフタル酸(30mol%)とイソフタル酸ジメチル−5−スルホン酸ナトリウム(2mol%)と無水トリメリット酸(5mol%)と2,6−ナフタレンジカルボン酸(10mol%)とからなる酸成分との縮合反応によるアニオン性のポリエステル樹脂(NVC.30%)
(A6) エチレングリコール(70mol%)と1,4−ブタンジオール(30mol%)とからなるアルコール成分と、イソフタル酸(41mol%)とテレフタル酸(40mol%)とイソフタル酸ジメチル−5−スルホン酸ナトリウム(2mol%)とトリメリット酸(17mol%)とからなる酸成分との縮合反応によるアニオン性のポリエステル樹脂(NVC.30%)
(A7) エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社のエピレッツ3522W60(NVC.60%))
(A8) アクリル樹脂(Rohm&Hass社のロープレックスWL−91(NVC.41.5%))
(A9) ウレタン樹脂
(A10) ポリアミド樹脂
(A11) 塩化ビニリデン樹脂(W.R.Grace社のDaran SL143(NVc.55%))
尚、上記組成のポリエステル樹脂は、次の方法で合成した。クライゼン管および空気冷却器を取り付けた1000mLの丸底フラスコに、1molの全酸成分と2molの全アルコール成分と触媒(酢酸カルシウム0.25g、N−ブチルチタネート0.1g)とを入れ、系内を窒素置換し、180℃に加熱して内容物を融解させた。そして、浴温を200℃に上げ、約2時間加熱撹拌し、エステル化もしくはエステル交換反応を行わせた。次に、浴温を260℃に上げ、約15分後に系内を0.5mmHgまで減圧し、約3時間反応(重縮合反応)させた。反応終了後、窒素導入下で放冷し、内容物を取り出した。取り出した樹脂に最終pHが6〜7になる適当量のアンモニア水(水は固形分25%になる量)を加え、オートクレーブ中で100℃、2時間加熱撹拌し、水系エマルジョン樹脂とした。
【0038】
[塗料組成物における酸成分(b)]
(B1) HF
(B2) HZrF
(B3) HPO
[塗料組成物における金属イオン(c)供給物質]
(C1) フッ化第二鉄
(C2) 硝酸第二鉄
(C3) フッ化ジルコニウム
[塗料組成物における潤滑剤成分(d)]
(D1) フッ素系潤滑剤(住友3M社のダイニオンPTFE5035(NVC.60%))
(D2) 二硫化モリブデン
(D3) ポリオレフィン系ワックス(三井化学社のケミパールW900(NVC.40%)
[塗料組成物における酸化剤(e)]
(E1) 過酸化水素
上記各成分を下記の通り配合し、下記の実施例1〜10及び比較例1〜5の塗料を作成した。
【0039】
[実施例1の塗料]
上記(A1)が167g/L、上記(B1)が1g/L、上記(C1)が3g/L、上記(D2)が0.15g/L、上記(E1)が0.1g/Lの水溶液
[実施例2の塗料]
上記(A2)が133g/L、上記(B1)が1g/L、上記(C2)が3g/L、上記(D1)が0.1g/L、上記(E1)が0.1g/Lの水溶液
[実施例3の塗料]
上記(A3)が200g/L、上記(B2)が1g/L、上記(C3)が2.5g/L、上記(D3)が0.1g/L、上記(E1)が0.1g/Lの水溶液
[実施例4の塗料]
上記(A4)が100g/L、上記(A5)が100g/L、上記(B3)が2g/L、上記(C2)が4g/L、上記(D3)が0.2g/Lの水溶液
[実施例5の塗料]
上記(A6)が167g/L、上記(B2)が1.5g/L、上記(C1)が1.5g/L、上記(D2)が0.2g/L、上記(E1)が0.1g/Lの水溶液
[実施例6の塗料]
上記(A7)が150g/L、上記(B1)が1g/L、上記(C1)が3g/L、上記(D1)が0.2g/Lの水溶液
[実施例7の塗料]
上記(A8)が167g/L、上記(B1)が1g/L、上記(C1)が0.1g/L、上記(D2)が0.15g/L、上記(E1)が0.1g/Lの水溶液
[実施例8の塗料]
上記(A11)が110g/L、上記(B1)が1g/L、上記(C1)が0.1g/L、上記(D2)が0.15g/L、上記(E1)が0.1g/Lの水溶液
[比較例1の塗料]
実施例1の塗料において(B1)を0g/Lとした以外は同じ水溶液
[比較例2塗料]
実施例1の塗料において(C1)を0g/Lとした以外は同じ水溶液
[比較例3塗料]
実施例1の塗料において(D2)を0g/Lとした以外は同じ水溶液
[比較例4の塗料]
上記(A3)が200g/L、上記(C1)が0.1g/L、上記(D3)が0.2g/Lの水溶液
[比較例5の塗料]
上記(A3)が200g/L、上記(C3)が2.5g/Lの水溶液
上記の塗料を用いて、次の脱脂、水洗1、水洗2、膜析出、水洗3、加熱乾燥の工程を順に経て膜を形成した。
【0040】
[脱脂]
被処理材料がH,Jの場合には、日本パー力ライジング社のアルカリ脱脂剤ファインクリーナー4360(20g/L建浴)を用いて、60℃の条件下で5分間浸漬する。
【0041】
被処理材料がIの場合には、日本パー力ライジング社の酸性脱脂パルクリーン500(A剤:40g/L,B剤:40g/L,C剤:0.5g/L)を用いて、75℃の条件下で1分間浸漬する。
【0042】
[水洗1]
水道水を30秒間スプレーした。
【0043】
[水洗2]
純水を30秒間スプレーした。
【0044】
[膜析出]
実施例1〜10および比較例1〜5の塗料(自己析出型表面処理液)に浸漬して皮膜を析出させた。
【0045】
条件M:処理液温度が22±2℃で、180秒間浸漬。処理液中で被処理物を上下に静かに揺動(1回/秒)した。
【0046】
条件N:処理液温度が30±2℃で、120秒間浸漬。1Lポリビーカー中の処理液(IL)をマグネチックスターラーで攪拌(チップ30mm、速度200rpm)した。
【0047】
[水洗3]
10Lのステンレス容器に水道水を貯め、2L/分の流量補給でオーバーフローさせた水洗浴中に2分間浸漬し、被処理物を上下に静かに揺動(1回/秒)した。
【0048】
[加熱乾燥]
熱風循環式乾燥炉((株)タバイ製 パーフェクトオーブンPS112)を用いて下記条件で行った。
【0049】
条件X:80℃で5分間加熱乾燥した後、炉内の温度を10分間で180℃まで昇温させ、180℃に昇温してから更に5分間炉内(風速:2m/分)に放置した。
【0050】
条件Y:100℃で5分間加熱乾燥した後、炉内の温度を10分間で200℃まで昇温させ、200℃に昇温してから更に5分間炉内(風速:2m/分)に放置した。
【0051】
条件Z:110℃で20分間加熱乾燥(風速:2m/分)した。
【0052】
処理条件の組み合わせを下記の表−1に示す。
【0053】
Figure 2004051725
上記のようにして得られた膜の特性を調べたので、その結果を表−2に示す。
【0054】
[膜厚]
接触型電磁式膜厚計を用いて測定した。単位はμmで表示した。
【0055】
[耐蝕性]
塩水噴霧試験(JIS−Z2371)を500hr行い、発錆面積を見積もって評価した。
【0056】
◎:錆0%
○:錆5%未満
△:錆5%以上、20%未満
×:錆20%以上
[塗膜硬度]
鉛筆ひっかき試験方法(JIS−K5400)で評価し、鉛筆硬度で表示した。
【0057】
[耐熱性]
220℃で30分間放置し、前後の重量減少率で評価した。
【0058】
○:重量減少1%未満
△:重量減少1%以上、5%未満
×:重量減少5%以上
又、耐熱試験(220℃,30分間放置)後の供試材について、碁盤目テープ剥離試験(lmmマス、100個)を行い、テープ剥離後の皮膜残存数を調べた。
【0059】
◎:100個
○:90〜99個
△:80〜89個
×:79個以下
[潤滑性]
市販の潤滑試験機(新東科学製 トライボギア HEIDON−14DR)を用いて評価を行った。処理した試験片と無処理の硬球(SUJ2 直径5mm)を組み合わせ、非潤滑条件にて焼き付けに至る荷重(表−2に表示した単位はkgf/2cm)を測定した。又、一定荷動5kgf/2cmで焼き付けに至る摺動距離(表−2に表示した単位はm)を調べた。
【0060】
Figure 2004051725
【発明の効果】
鉄、亜鉛めっき、アルミニウム等の金属表面上に、簡易なプロセスで、摩擦係数が低く、耐摩耗性に優れ、安定した状態に維持できる水系の自己析出型塗料組成物が得られる。
この自己析出型塗料組成物は、複雑な形状物にも対応でき、特に摺動部材に対して適用された場合、このものは極めて優れた特長が奏される。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating composition, a coating film forming method, and a material having a coating film. In particular, the present invention relates to a self-deposition paint composition having lubricity, a method for forming a coating film using the self-deposition paint composition having lubricity, and a material having a coating film formed from the self-deposition paint composition having lubricity. More specifically, lubrication applied to metals such as cold-rolled steel sheets, carbon steel sheets, silicon steel sheets, galvanized steel sheets, tin-plated steel sheets, castings, aluminum, and other sintered materials such as ferrite-based and Nb / Fe / B-based materials. The present invention relates to a self-precipitating coating composition having lubricity, a method for forming a coating film using a self-precipitating coating composition having lubricity, and a material having a coating film using the self-precipitating coating composition having lubricity. Although the shape of the target product may be any shape, the present invention can be applied to a complicated shape such as an automobile part such as a buckle base or a sliding part of a seat belt, or a home appliance part such as a compressor. Then, the self-deposition coating composition according to the present invention is brought into contact with the surface of a molded article to form a uniform coating film having excellent lubricity on the surface, a self-deposition coating composition, a coating film forming method, and a coating film And a material having:
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
Sliding members used under non-lubricated conditions particularly require a reduction in the coefficient of friction on the sliding surface and an improvement in wear resistance. Conventionally, as a sliding member that performs sliding contact without lubrication, a sliding member coated with a resin in order to reduce a friction coefficient has been used.
[0003]
However, the conventional sliding members have not been sufficient in terms of reducing the coefficient of friction and improving the wear resistance.
[0004]
Therefore, a sliding member having a eutectoid plating in which a solid lubricant is dispersed on a sliding surface, for example, a Ni-P composite plating layer in which PTFE (polytetrafluoroethylene) particles are dispersed is used. Most of these are fired for the purpose of increasing the hardness of the plating layer. However, since calcination is usually performed in the atmosphere, there is a problem that a hard oxide layer is formed on the surface layer and the surface is discolored. Further, when the oxide layer is worn by initial wear due to sliding, hard wear powder is generated, and the wear powder (hard particles) generated with the increase in the number of sliding causes abrasive wear. Therefore, abrasion of the non-oxidized layer having a lower hardness than the oxidized layer is promoted, and the durability of the sliding member is deteriorated. In many cases, the partner metal is a soft alloy such as an aluminum alloy or a soft metal, and in such a case, there is a particularly serious problem.
[0005]
There is a solvent-based lubricating coating in which PTFE is blended with a binder resin called defric coating. However, this technique is difficult to apply to complicated shapes and small items, and is troublesome. Furthermore, since an organic solvent is used, it is not preferable from an environmental point of view.
[0006]
Therefore, the problem to be solved by the present invention is to solve the above problem. Among them, a water-based self-precipitating coating composition which has a low coefficient of friction, can be maintained in a stable state, can be used for sliding members having excellent wear resistance, and can be used for complicated shapes by a simple process. To provide.
[0007]
Another object of the present invention is to provide a method for forming a coating film using the above self-precipitating coating composition and a material having a coating film.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies by the present inventor to solve the above problems, a self-precipitating coating composition containing a water-dispersible or water-soluble organic resin, an acid component, a metal ion and a lubricant component When the metal surface was coated with an object, it was found that the object could be solved, and the present invention was completed.
[0009]
That is, the object is to provide one or more resins (a) selected from the group of water-dispersible and water-soluble organic resins,
An acid component (b);
A metal ion (c);
Lubricant component (d)
And a coating composition characterized by containing:
[0010]
Even if only one of the above components (a), (b), (c), and (d) is missing, the features of the present invention cannot be achieved. That is, as can be seen from the comparison between the examples and the comparative examples described later, all of the above (a), (b), (c), and (d) act synergistically, and for the first time, the unique features of the present invention. Is played. For example, even if the component (b) is simply missing, the sliding characteristics are significantly reduced. In addition, even if the component (d) is missing, the sliding characteristics are remarkably reduced. In addition, if the component (d) is lacking, scratches are likely to occur, and the water resistance of the coating film also decreases.
[0011]
Those containing an oxidizing agent (e) in addition to the components (a), (b), (c), and (d) further improve the sliding characteristics.
[0012]
The mixing ratio (weight ratio) of the components (a), (b), (c), and (d) is (a) :( b) :( c) :( d) = 100: 2 to 100: 4. ~ 1000: 10 ~ 2000 is preferred. A particularly desirable ratio is from 100: 10 to 60:20 to 100: 20 to 1000. When the oxidizing agent (e) is contained, the mixing ratio (weight ratio) of the oxidizing agent (e) is preferably (a) :( e) = 100: 0.2 to 60. A particularly desirable ratio is 100: 0.6 to 20.
[0013]
In the present invention, (d) may be any as long as it has a lubricating action. However, particularly preferred are one or more lubricants selected from the group consisting of fluororesins, polyolefin waxes, melamine cyanurate, and molybdenum disulfide.
[0014]
In the present invention, (a) may be any water-dispersible or water-soluble organic resin. However, preferred resins include one or more selected from the group consisting of acrylic resins, epoxy resins, urethane resins, polyester resins, and polyamide resins. Among them, a polyester resin is preferable.
[0015]
Among the above polyester resins, an anionic polyester resin obtained by a condensation reaction between a polyhydric alcohol and an acid is preferable.
[0016]
In particular, it is an anionic polyester resin, and the alcohol component constituting the polyester resin is an aliphatic polyhydric alcohol represented by the following general formula [I] and its derivative, and represented by the following general formula [II]. Polyester resins that are one or more selected from the group of aromatic polyhydric alcohols and derivatives thereof are preferred.
[0017]
General formula [I]
Figure 2004051725
[However, R1Is an alkylene group. Among them, a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an unsaturated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, the above-mentioned alkylene group containing a hydroxyl group and / or a halogen element. ]
General formula [II]
Figure 2004051725
[However, R2, R3, R4, R5Are each independently selected from the group consisting of hydrogen and an alkyl group. In particular, hydrogen or a methyl group. m and n are integers of 1 or more, and 2 ≦ m + n ≦ 6. ]
Further, the polyester resin is an anionic polyester resin, wherein the acid component constituting the polyester resin is an aliphatic carboxylic acid or a derivative thereof represented by the following general formula [III], or an aromatic compound represented by the following general formula [IV]. Aromatic carboxylic acids and derivatives thereof, aromatic acid anhydrides and derivatives thereof represented by the following general formula [V], anhydrides of pyromellitic acid represented by the following general formula [VI] and derivatives thereof, and Polyester resins which are one or more selected from the group of naphthalene derivatives represented by the general formula [VII] are preferred.
[0018]
General formula [III]
Figure 2004051725
[However, R6Is an alkylene group. Among them, a linear or branched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, an unsaturated alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, -COOX3(X3Is an alkylene group containing hydrogen or a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms) or an unsaturated alkylene group. X1, X2Are, independently of one another, a hydrogen or an alkyl group. Among them, it is hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. ]
General formula [IV]
Figure 2004051725
[However, X4, X5Are, independently of one another, a hydrogen or an alkyl group. Among them, it is hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. Y1, Y2, Y3, Y4Are, independently of one another, hydrogen, -COOX6(X6Is any selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, and an ammonium group. ), -SO3Z1(Z1Is any one selected from the group consisting of hydrogen, an alkali metal, an alkaline earth metal, and an ammonium group. ) Is any one selected from the group. Among them, hydrogen, -COOX6(X6Is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, H, Li, Na, K, Ca, Ba or NH4), -SO3Z1(Z1Is H, Li, Na, K, Ca, Ba or NH4). ]
General formula [V]
Figure 2004051725
[However, Y5, Y6Are, independently of one another, hydrogen, -COOX7(X7Is any selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, and an ammonium group. ), -SO3Z2(Z2Is any one selected from the group consisting of hydrogen, an alkali metal, an alkaline earth metal, and an ammonium group. ) Is any one selected from the group. Among them, hydrogen, -COOX7(X7Is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, H, Li, Na, K, Ca, Ba or NH4), -SO3Z2(Z2Is H, Li, Na, K, Ca, Ba or NH4). ]
General formula [VI]
Figure 2004051725
General formula [VII]
Figure 2004051725
[However, X8, X9Is any selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, and an ammonium group. Among them, hydrogen, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, Li, Na, K, Ca, Ba or NH4It is. Y7, Y8, Y9, Y10Are, independently of one another, hydrogen, -COOX8(X8Is any selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, and an ammonium group. ), -SO3Z3(Z3Is any one selected from the group consisting of hydrogen, an alkali metal, an alkaline earth metal, and an ammonium group. ) Is any one selected from the group. Among them, hydrogen, -COOX8(X8Is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, H, Li, Na, K, Ca, Ba or NH4), -SO3Z3(Z3Is H, Li, Na, K, Ca, Ba or NH4). ]
The oxidizing agent used in the present invention only needs to have an oxidizing action. For example, hydrogen peroxide, potassium permanganate, sodium nitrite and the like can be used. Among them, hydrogen peroxide is preferable.
[0019]
Further, the above-mentioned problem is solved by a method for forming a coating film, which comprises bringing a material into contact with the above-mentioned coating composition, depositing a coating film on the surface of the material, and then drying.
[0020]
Further, the above-mentioned object is achieved by a material having a coating film characterized by having a coating film of the above-mentioned coating composition.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The coating composition according to the present invention, particularly the self-deposition coating composition, comprises one or more resins (a) selected from the group of water-dispersible and water-soluble organic resins, and an acid component (b). ), A metal ion (c), and a lubricant component (d). In particular, one or more resins (a) selected from the group of water-dispersible and water-soluble organic resins, an acid component (b), a metal ion (c), and a lubricant component (d ) And an oxidizing agent (e). Further contains water. The preferred mixing ratio (weight ratio) of the components (a), (b), (c), and (d) is (a) :( b) :( c) :( d) = 100: 2-100 (particularly, 10 to 60): 4 to 1000 (particularly 20 to 100): 10 to 2000 (particularly 20 to 1000). A preferred compounding ratio (weight ratio) of the oxidizing agent (e) is (a) :( e) = 100: 0.2 to 60 (particularly, 0.6 to 20). The concentration of (a) is 5 to 550 g / L (particularly, 40 to 200 g / L) as a resin solid content concentration. The concentration of (b) is 0.1 to 5 g / L (particularly, 0.5 to 3 g / L). The concentration of (c) is 0.5 to 5 g / L (particularly, 0.75 to 3 g / L) as a nonvolatile component. The concentration of (d) is 0.5 to 100 g / L (particularly, 1 to 50 g / L) as a nonvolatile component.
[0022]
The acid component (b) used in the coating composition of the present invention may be an acid. Preferred acids are inorganic acids over organic acids. Among them, zirconium hydrogen fluoride (acid), titanium hydrogen fluoride (acid), hydrogen silicofluoride (acid), hydrogen borofluoride (acid), hydrogen fluoride (acid), phosphoric acid, nitric acid and the like can be mentioned. Particularly, hydrogen fluoride (acid) is preferable.
[0023]
The metal ion (c) used in the coating composition of the present invention may be a metal ion. Preferred metal ions are, for example, iron ions, cobalt ions, and zirconium ions. Any substance that can supply such metal ions may be used as long as it is stable in the liquid. Examples include ferric nitrate, ferric fluoride, ferrous phosphate, cobaltous nitrate, zirconium hydrofluoric acid, and the like. Zirconium hydrofluoric acid and ferric fluoride are particularly preferred.
[0024]
The lubricant component (d) used in the coating composition of the present invention may have any lubricating action. However, particularly preferred ones are selected from the group of fluorine resins such as polytetrafluoroethylene and polytrifluorochloroethylene, polyolefin waxes such as polyethylene wax and polypropylene wax, melamine cyanurate, and molybdenum disulfide. One or more lubricants. The lubricant component is water-dispersible.
[0025]
The oxidizing agent (e) used in the coating composition of the present invention only needs to have an oxidizing action. The oxidizing agent (e) enables the coating composition of the present invention to be used stably. That is, when an iron-based material is treated with the coating composition of the present invention, divalent iron ions are eluted in the treatment liquid, and the treatment liquid is destabilized. In such a case, if an oxidizing agent is contained, the generated divalent iron ions are quickly oxidized to trivalent ones, so that the treatment liquid is stabilized. Therefore, when only a metal such as aluminum which does not change its valence elutes, an oxidizing agent is not necessarily required. As the oxidizing agent (e), potassium permanganate, hydrogen peroxide, sodium nitrite and the like can be used. Among them, hydrogen peroxide is preferable.
[0026]
In the present invention, (a) may be any water-dispersible or water-soluble organic resin. However, preferred resins include one or more selected from the group consisting of acrylic resins, epoxy resins, urethane resins, polyester resins, and polyamide resins. In particular, a forced emulsification type organic polymer resin which is water-based using an emulsifier such as a surfactant, or a part of the structure is an anionic functional group such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, and a phosphonic acid group. It is a modified water-soluble or self-emulsifying organic polymer resin. Of these, polyester resins, particularly anionic polyester resins, are preferred. Further, among the polyester resins, an anionic polyester resin obtained by a condensation reaction between a polyhydric alcohol and an acid.
[0027]
In particular, it is an anionic polyester resin, and the alcohol component constituting the polyester resin is an aliphatic polyhydric alcohol represented by the general formula [I] and a derivative thereof, and represented by the general formula [II]. Polyester resins that are one or more selected from the group of aromatic polyhydric alcohols and derivatives thereof are preferred. Incidentally, R in the general formula [I]1Is an alkylene group. Among them, a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an unsaturated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, the above-mentioned alkylene group containing a hydroxyl group and / or a halogen element. Examples of the compound represented by the general formula [I] include ethylene glycol, neopentyl glycol, dibromoneopentyl glycol, 1,2-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, and 1,5-pentane. Diol, 1,6-hexanediol, 3-methylpentanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2,2-diethyl -1, 3-propanediol, glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane and the like. R in the general formula [II]2, R3, R4, R5Are each independently selected from the group consisting of hydrogen and an alkyl group. In particular, hydrogen or a methyl group. m and n are integers of 1 or more, and 2 ≦ m + n ≦ 6. Examples of the compound of the general formula [II] include bisphenol A ethylene oxide adduct, bisphenol A propylene oxide adduct, bisphenol F ethylene oxide adduct, and bisphenol F propylene oxide adduct.
[0028]
Further, the polyester resin is an anionic polyester resin, and the acid component constituting the polyester resin is an aliphatic carboxylic acid represented by the above general formula [III] and a derivative thereof; Aromatic carboxylic acids and derivatives thereof, aromatic acid anhydrides and derivatives thereof represented by the above general formula [V], anhydrides of pyromellitic acid represented by the above general formula [VI] and derivatives thereof, and Polyester resins which are one or more selected from the group of naphthalene derivatives represented by the general formula [VII] are preferred. R in the general formula [III]6Is an alkylene group. Among them, a linear or branched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, an unsaturated alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, -COOX3(X3Is an alkylene group containing hydrogen or a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms) or an unsaturated alkylene group. X1, X2Are, independently of one another, a hydrogen or an alkyl group. Among them, it is hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Examples of the compound represented by the general formula [III] include succinic acid, methyl succinic acid, ethyl succinic acid, butyl succinic acid, monoethyl succinate, diethyl succinate, monobutyl succinate, dibutyl succinate, glutaric acid, and methyl glutarate. Acid, ethyl glutaric acid, butyl glutaric acid, glutaric acid monomethyl ester, glutaric acid dimethyl ester, glutaric acid monoethyl ester, glutaric acid diethyl ester, glutaric acid monobutyl ester, glutaric acid dibutyl ester, adipic acid, adipic acid monomethyl ester, Adipic acid dimethyl ester, adipic acid monoethyl ester, adipic acid dioctyl ester, sebacic acid, sebacic acid diethyl ester, sebacic acid dibutyl ester, sebacic acid dioctyles Le, tricarballylic acid, butene-tetracarboxylic acid. X in the general formula [IV]4, X5Are, independently of one another, a hydrogen or an alkyl group. Among them, it is hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. Y1, Y2, Y3, Y4Are, independently of one another, hydrogen, -COOX6(X6Is any selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, and an ammonium group. ), -SO3Z1(Z1Is any one selected from the group consisting of hydrogen, an alkali metal, an alkaline earth metal, and an ammonium group. ) Is any one selected from the group. Among them, hydrogen, -COOX6(X6Is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, H, Li, Na, K, Ca, Ba or NH4), -SO3Z1(Z1Is H, Li, Na, K, Ca, Ba or NH4). ]. Examples of the compound of the general formula [IV] include terephthalic acid, monomethyl terephthalate, dimethyl terephthalate, monoethyl terephthalate, diethyl terephthalate, isophthalic acid, monomethyl isophthalate, dimethyl isophthalate, and isophthalic acid Examples include dimethyl-5-sulfonic acid sodium salt, trimellitic acid, trimellitic acid 1,4-dimethyl ester, pyromellitic acid tetramethyl ester, and pyromellitic acid tetraethyl ester. Y in general formula [V]5, Y6Are, independently of one another, hydrogen, -COOX7(X7Is any selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, and an ammonium group. ), -SO3Z2(Z2Is any one selected from the group consisting of hydrogen, an alkali metal, an alkaline earth metal, and an ammonium group. ) Is any one selected from the group. Among them, hydrogen, -COOX7(X7Is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, H, Li, Na, K, Ca, Ba or NH4), -SO3Z2(Z2Is H, Li, Na, K, Ca, Ba or NH4). Examples of the compound of the general formula [V] include phthalic anhydride, trimellitic anhydride, and ethyl trimellitic anhydride. Examples of the compound of the general formula [VI] include pyromellitic anhydride. X in the general formula [VII]8, X9Is any selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, and an ammonium group. Among them, hydrogen, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, Li, Na, K, Ca, Ba or NH4It is. Y7, Y8, Y9, Y10Are, independently of one another, hydrogen, -COOX8(X8Is any selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, and an ammonium group. ), -SO3Z3(Z3Is any one selected from the group consisting of hydrogen, an alkali metal, an alkaline earth metal, and an ammonium group. ) Is any one selected from the group. Among them, hydrogen, -COOX8(X8Is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, H, Li, Na, K, Ca, Ba or NH4), -SO3Z3(Z3Is H, Li, Na, K, Ca, Ba or NH4). Examples of the compound of the general formula [VII] include 1,2-naphthalenedicarboxylic acid, 1,2-naphthalenedicarboxylic acid dimethyl ester, 1,3-naphthalenedicarboxylic acid, 1,3-naphthalenedicarboxylic acid dimethyl ester, 1,4 -Naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid dimethyl ester, 1,5-naphthalenedicarboxylic acid, 1,5-naphthalenedicarboxylic acid dimethyl ester, 1,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,6-naphthalenedicarboxylic acid dimethyl ester 1,7-naphthalenedicarboxylic acid, 1,7-naphthalenedicarboxylic acid dimethyl ester, 2,3-naphthalenedicarboxylic acid, 2,3-naphthalenedicarboxylic acid dimethyl ester, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalene Dicarboxylate Ester, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid dimethyl ester.
[0029]
As the above-mentioned polyester resin, it is preferable to use, as an acid component thereof, one or more kinds selected from the group represented by the general formulas [IV], [V], and [VII]. By using such a polyester resin, corrosion resistance, adhesion and heat resistance are further improved. In particular, when the acid component accounts for 60 to 100 mol% of the total acid component, the effect is remarkable.
[0030]
In the general formulas [IV], [V] and [VII], Y1~ Y10At least one is a carboxyl group or a sulfonic group, that is, -COOX6, -SO3Z1, -COOX7, -SO3Z2, -COOX8, -SO3Z3It is preferable that at least one selected from the group consisting of 1 to 40 mol% (particularly 2 to 30 mol%) is contained in all the acid components.
[0031]
The molecular weight of the water-dispersible or water-soluble organic resin (a) of the present invention may be any, but the effect of the present invention is particularly exhibited when the number average molecular weight is 2,000 to 50,000.
[0032]
Polyester resin used in the present invention, the synthesis method is not particularly limited, for example, using the above polyhydric alcohol and acid, further dibutyltin oxide, lead acetate, calcium acetate, if necessary, It is preferably obtained by performing an esterification or transesterification reaction and performing a polycondensation under a reduced pressure of 10 mmHg or less at 140 to 300 ° C. using a catalyst such as N-butyl titanate.
[0033]
The coating composition of the present invention may contain, as optional components other than the above components, for example, a film-forming aid such as trialkylpentanediol isobutyrate or an alkyl carbitol, for example, a colorant such as carbon black, phthalocyanine blue or Hansa Yellow. Can be contained to such an extent that the object of the present invention is not impaired.
[0034]
The coating film forming method of the present invention is a method in which a material is brought into contact with the above-mentioned coating composition, a coating film is deposited on the surface of the material, and then dried. Various methods can be adopted as the contact method. Immersion is preferred to form a uniform coating on a complex surface. The treatment temperature is preferably 5 to 50C, particularly 10 to 40C. If the treatment temperature is lower than 5 ° C., the deposition efficiency tends to be poor, and it is difficult to obtain a sufficient amount of coating film. Conversely, if the temperature exceeds 50 ° C., the reaction tends to be excessive, and the surface appearance of the coating film tends to decrease. The processing time is preferably from 10 to 500 seconds, especially from 20 to 300 seconds. If the treatment time is too short, the precipitation reaction tends to be insufficient. If the treatment time is too long, the dissolution of the object to be treated proceeds, and the metal ion concentration in the coating film tends to increase, which tends to cause poor appearance. Also, the corrosion resistance tends to decrease. The coating amount (coating film thickness) is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 to 40 μm, particularly 10 to 25 μm in terms of film thickness after drying. If the thickness is too small, it is difficult to achieve the object of the present invention. Conversely, if the thickness is too large, blisters tend to occur in the coating film, and the appearance tends to decrease. For drying, any method may be used. For example, a hot-air circulating drying furnace using electricity or gas as a heat source, a heating furnace using far-infrared rays, high-frequency heating, induction heating, or the like can be used. The drying temperature is preferably from 60 to 300C, especially from 80 to 250C. If the drying temperature is too low, not only efficiency is poor but also film formation tends to be poor. And corrosion resistance and slidability deteriorate. Conversely, if the drying temperature is too high, the resin constituting the coating film may be thermally decomposed. In order to further improve the appearance of the coating film, it is effective to first dry the adhered water sufficiently at a temperature of 60 to 100 ° C., and then to heat the film at a temperature higher than the temperature in the above-mentioned step.
[0035]
The material having the coating film of the present invention has the above-mentioned film.
[0036]
Hereinafter, the present invention will be described with reference to specific examples and comparative examples.
[0037]
[Examples and Comparative Examples]
[Material to be treated]
The materials to be processed (plate materials of thickness 0.8 mm and 70 mm × 150 mm) H, I, and J used in Examples and Comparative Examples are as follows.
H SPCC cold rolled steel sheet
I AD4C aluminum casting
J {SC55} Iron casting
[Resin (a) in coating composition]
(A1) {Alcohol component composed of ethylene glycol (90 mol%) and trimethylolpropane (10 mol%), isophthalic acid (40 mol%), terephthalic acid (41 mol%), and sodium isophthalate dimethyl-5-sulfonate (2 mol%) ) And an anionic polyester resin obtained by a condensation reaction with an acid component composed of trimellitic anhydride (17 mol%) (solid content (NVC.) 30%)
(A2) {Alcohol component composed of ethylene glycol (70 mol%) and 1,4-butanediol (30 mol%), isophthalic acid (45 mol%), terephthalic acid (45 mol%), and sodium dimethyl-5-sulfonate isophthalate (3 mol%) and an anionic polyester resin (NVC. 30%) by a condensation reaction with an acid component composed of pyromellitic anhydride (7 mol%)
(A3) @Alcohol component composed of neopentyl glycol (30 mol%) and ethylene glycol (70 mol%), terephthalic acid (81 mol%), sodium dimethyl-5-isophthalate-5-sulfonate (2 mol%) and trimellitic acid (17 mol) %) And an anionic polyester resin (NVC. 30%) by a condensation reaction with an acid component consisting of
(A4) {Alcohol component composed of neopentyl glycol (33 mol%), ethylene glycol (44 mol%), 1,4-butanediol (23 mol%), sebacic acid (6 mol%), terephthalic acid (66 mol%) and tri Polyester resin (NVC. 30%) by condensation reaction of acid component consisting of melitic acid (22 mol%) and pyromellitic anhydride (6 mol%)
(A5) {Alcohol component composed of neopentyl glycol (20 mol%), ethylene glycol (70 mol%) and bisphenol A propylene oxide adduct (10 mol%), isophthalic acid (53 mol%), terephthalic acid (30 mol%), and isophthalic acid Polyester resin (NVC) by a condensation reaction of an acid component consisting of sodium dimethyl-5-sulfonate (2 mol%), trimellitic anhydride (5 mol%) and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid (10 mol%) .30%)
(A6) {Alcohol component composed of ethylene glycol (70 mol%) and 1,4-butanediol (30 mol%), isophthalic acid (41 mol%), terephthalic acid (40 mol%), and sodium dimethyl-5-sulfonate isophthalate Anionic polyester resin (NVC. 30%) by condensation reaction of an acid component consisting of (2 mol%) and trimellitic acid (17 mol%)
(A7) Epoxy resin (Epilets 3522W60 (NVC. 60%) from Yuka Shell Epoxy)
(A8) Acrylic resin (Rohm & Hass Rhoplex WL-91 (NVC.41.5%))
(A9) Urethane resin
(A10) Polyamide resin
(A11) Vinylidene chloride resin (Daran SL143 (NVc. 55%) from WR Grace)
The polyester resin having the above composition was synthesized by the following method. In a 1000 mL round-bottom flask equipped with a Claisen tube and an air cooler, 1 mol of all acid components, 2 mol of all alcohol components, and a catalyst (0.25 g of calcium acetate, 0.1 g of N-butyl titanate) were placed. Was replaced with nitrogen and heated to 180 ° C. to melt the contents. Then, the bath temperature was raised to 200 ° C., and the mixture was heated and stirred for about 2 hours to carry out esterification or transesterification. Next, the bath temperature was raised to 260 ° C., and after about 15 minutes, the pressure in the system was reduced to 0.5 mmHg, and the reaction (polycondensation reaction) was performed for about 3 hours. After completion of the reaction, the mixture was allowed to cool under nitrogen introduction, and the contents were taken out. A suitable amount of aqueous ammonia (the amount of water becomes 25% of solid content) to give a final pH of 6 to 7 was added to the resin taken out, and the mixture was heated and stirred in an autoclave at 100 ° C for 2 hours to obtain an aqueous emulsion resin.
[0038]
[Acid component (b) in coating composition]
(B1) @HF
(B2) @H2ZrF6
(B3) @H3PO4
[Metal ion (c) supply substance in coating composition]
(C1) Ferric fluoride
(C2) Ferric nitrate
(C3) zirconium fluoride
[Lubricant component (d) in coating composition]
(D1) Fluorine-based lubricant (Dynion PTFE 5035 (NVC. 60%) from Sumitomo 3M)
(D2) Molybdenum disulfide
(D3) Polyolefin wax (Chemipearl W900 from Mitsui Chemicals, Inc. (NVC. 40%)
[Oxidizing agent (e) in coating composition]
(E1) Hydrogen peroxide
The above components were blended as described below to prepare coatings of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 5 described below.
[0039]
[Paint of Example 1]
(A1) is an aqueous solution of 167 g / L, (B1) is 1 g / L, (C1) is 3 g / L, (D2) is 0.15 g / L, and (E1) is 0.1 g / L.
[Paint of Example 2]
(A2) 133 g / L, (B1) 1 g / L, (C2) 3 g / L, (D1) 0.1 g / L, (E1) 0.1 g / L
[Paint of Example 3]
(A3) is 200 g / L, (B2) is 1 g / L, (C3) is 2.5 g / L, (D3) is 0.1 g / L, and (E1) is 0.1 g / L. Aqueous solution
[Paint of Example 4]
(A4) 100 g / L, (A5) 100 g / L, (B3) 2 g / L, (C2) 4 g / L, (D3) 0.2 g / L
[Paint of Example 5]
(A6) is 167 g / L, (B2) is 1.5 g / L, (C1) is 1.5 g / L, (D2) is 0.2 g / L, and (E1) is 0.1 g. / L aqueous solution
[Paint of Example 6]
(A7) 150 g / L, (B1) 1 g / L, (C1) 3 g / L, (D1) 0.2 g / L aqueous solution
[Paint of Example 7]
(A8) is 167 g / L, (B1) is 1 g / L, (C1) is 0.1 g / L, (D2) is 0.15 g / L, and (E1) is 0.1 g / L. Aqueous solution
[Coating of Example 8]
(A11) is 110 g / L, (B1) is 1 g / L, (C1) is 0.1 g / L, (D2) is 0.15 g / L, and (E1) is 0.1 g / L. Aqueous solution
[Paint of Comparative Example 1]
Same aqueous solution except that (B1) was changed to 0 g / L in the paint of Example 1.
[Comparative Example 2 paint]
Same aqueous solution except that (C1) was 0 g / L in the paint of Example 1.
[Comparative Example 3 paint]
Same aqueous solution except that (D2) was set to 0 g / L in the paint of Example 1.
[Paint of Comparative Example 4]
(A3) 200 g / L, (C1) 0.1 g / L, (D3) 0.2 g / L aqueous solution
[Paint of Comparative Example 5]
(A3) 200 g / L, (C3) 2.5 g / L aqueous solution
Using the above paint, a film was formed through the following steps of degreasing, water washing 1, water washing 2, film deposition, water washing 3, and heat drying.
[0040]
[Degrease]
When the material to be treated is H or J, the material is immersed for 5 minutes at 60 ° C. using an alkaline degreaser Fine Cleaner 4360 (20 g / L bath) manufactured by Nippon Puriki Rising Co., Ltd.
[0041]
When the material to be treated is I, 75 g of acid defatted Pulclean 500 (A agent: 40 g / L, B agent: 40 g / L, C agent: 0.5 g / L) manufactured by Nippon Puriki Rising Co., Ltd. Immerse for 1 minute under the condition of ° C.
[0042]
[Washing 1]
Tap water was sprayed for 30 seconds.
[0043]
[Washing 2]
Pure water was sprayed for 30 seconds.
[0044]
[Film deposition]
The films were immersed in the coating materials of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 5 (autodeposition type surface treatment liquids) to deposit films.
[0045]
Condition M: immersion for 180 seconds at a treatment liquid temperature of 22 ± 2 ° C. The object to be processed was gently rocked up and down (once / second) in the processing solution.
[0046]
Condition N: immersion for 120 seconds at a treatment liquid temperature of 30 ± 2 ° C. The treatment liquid (IL) in the 1 L polybeaker was stirred with a magnetic stirrer (tip 30 mm, speed 200 rpm).
[0047]
[Wash 3]
Tap water was stored in a 10 L stainless steel container, immersed for 2 minutes in a flushing bath overflowed at a flow rate of 2 L / min, and the object was gently rocked up and down (once / second).
[0048]
[Heat drying]
The drying was performed under the following conditions using a hot air circulation type drying furnace (Perfect Oven PS112 manufactured by Tabai Co., Ltd.).
[0049]
Condition X: After heating and drying at 80 ° C. for 5 minutes, the temperature in the furnace is raised to 180 ° C. in 10 minutes, and then raised to 180 ° C., and then left in the furnace (wind speed: 2 m / min) for another 5 minutes. did.
[0050]
Condition Y: After heating and drying at 100 ° C. for 5 minutes, the temperature in the furnace is raised to 200 ° C. in 10 minutes, and then raised to 200 ° C., and left in the furnace (wind speed: 2 m / min) for another 5 minutes. did.
[0051]
Condition Z: Heat drying at 110 ° C. for 20 minutes (wind speed: 2 m / min).
[0052]
Table 1 below shows combinations of the processing conditions.
[0053]
Figure 2004051725
The characteristics of the film obtained as described above were examined, and the results are shown in Table-2.
[0054]
[Thickness]
It measured using the contact-type electromagnetic film thickness meter. The unit is expressed in μm.
[0055]
[Corrosion resistance]
The salt spray test (JIS-Z2371) was performed for 500 hours, and the rusting area was estimated and evaluated.
[0056]
:: 0% rust
:: less than 5% rust
△: 5% or more of rust, less than 20%
×: Rust 20% or more
[Coating film hardness]
It was evaluated by the pencil scratch test method (JIS-K5400) and indicated by pencil hardness.
[0057]
[Heat-resistant]
It was left at 220 ° C. for 30 minutes and evaluated by the weight loss rate before and after.
[0058]
:: less than 1% weight loss
Δ: Weight loss 1% or more and less than 5%
×: 5% or more weight loss
In addition, the test material after the heat resistance test (leaving at 220 ° C. for 30 minutes) was subjected to a cross-cut tape peel test (100 mm), and the number of remaining films after peeling the tape was examined.
[0059]
◎: 100 pieces
○: 90 to 99
Δ: 80 to 89
×: 79 or less
[Lubricity]
The evaluation was performed using a commercially available lubrication tester (Tribogear @ HEIDON-14DR manufactured by Shinto Kagaku). Combination of a treated test piece and an untreated hard sphere (SUJ2 5 mm in diameter), the load to bake under non-lubricated conditions (unit shown in Table-2 is kgf / 2cm2) Was measured. In addition, constant load 5kgf / 2cm2Then, the sliding distance (unit shown in Table 2 is m) until burning was examined.
[0060]
Figure 2004051725
【The invention's effect】
An aqueous self-precipitating coating composition having a low friction coefficient, excellent abrasion resistance, and capable of maintaining a stable state can be obtained on a metal surface such as iron, zinc plating, and aluminum by a simple process.
This self-precipitating coating composition can cope with complicated shapes, and especially when applied to sliding members, it exhibits extremely excellent features.

Claims (11)

水分散性および水溶性の有機樹脂の群の中から選ばれる1種又は2種以上の樹脂(a)と、
酸成分(b)と、
金属イオン(c)と、
潤滑剤成分(d)
とを含有することを特徴とする塗料組成物。
One or more resins (a) selected from the group of water-dispersible and water-soluble organic resins;
An acid component (b);
A metal ion (c);
Lubricant component (d)
And a coating composition comprising:
更に酸化剤(e)を含有してなることを特徴とする請求項1の塗料組成物。The coating composition according to claim 1, further comprising an oxidizing agent (e). 樹脂(a):酸成分(b):金属イオン(c):潤滑剤成分(d)=100:2〜100:4〜1000:10〜2000(重量比)であることを特徴とする請求項1の塗料組成物。The resin (a): acid component (b): metal ion (c): lubricant component (d) = 100: 2 to 100: 4 to 1000: 10 to 2000 (weight ratio). 1 paint composition. 樹脂(a):酸化剤(e)=100:0.2〜60(重量比)であることを特徴とする請求項2の塗料組成物。3. The coating composition according to claim 2, wherein the ratio of resin (a): oxidizing agent (e) = 100: 0.2 to 60 (weight ratio). 潤滑剤成分(d)が、フッ素系樹脂、ポリオレフィン系ワックス、メラミンシアヌレート、及び二硫化モリブデンの群の中から選ばれる1種又は2種以上のものであることを特徴とする請求項1〜請求項4いずれかの塗料組成物。The lubricant component (d) is one or more selected from the group consisting of a fluororesin, a polyolefin wax, melamine cyanurate, and molybdenum disulfide. The coating composition according to claim 4. 樹脂(a)が、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、及びポリアミド樹脂の群の中から選ばれる1種又は2種以上のものであることを特徴とする請求項1〜請求項5いずれかの塗料組成物。The resin (a) is one or two or more resins selected from the group consisting of an acrylic resin, an epoxy resin, a urethane resin, a polyester resin, and a polyamide resin. Any coating composition. 樹脂(a)が、多価アルコール成分と酸成分との縮合反応により得られたアニオン性のポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項1〜請求項6いずれかの塗料組成物。The coating composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the resin (a) is an anionic polyester resin obtained by a condensation reaction between a polyhydric alcohol component and an acid component. 樹脂(a)はアニオン性のポリエステル樹脂であり、前記ポリエステル樹脂を構成するアルコール成分が下記の一般式[I]で表される脂肪族多価アルコール及びその誘導体、下記の一般式[II]で表される芳香族多価アルコール及びその誘導体の群の中から選ばれる1種又は2種以上のものであることを特徴とする請求項1〜請求項7いずれかの塗料組成物。
一般式[I]
Figure 2004051725
[但し、Rはアルキレン基である。]
一般式[II]
Figure 2004051725
[但し、R,R,R,Rは、互いに、独立して、水素及びアルキル基の群の中から選ばれる何れかであり、m,nは、1以上の整数で、かつ、2≦m+n≦6である。]
The resin (a) is an anionic polyester resin, and the alcohol component constituting the polyester resin is an aliphatic polyhydric alcohol represented by the following general formula [I] and a derivative thereof; The coating composition according to any one of claims 1 to 7, wherein the coating composition is one or more selected from the group consisting of an aromatic polyhydric alcohol and a derivative thereof.
General formula [I]
Figure 2004051725
[However, R 1 is an alkylene group. ]
General formula [II]
Figure 2004051725
[However, R 2 , R 3 , R 4 , and R 5 are each independently any one selected from the group consisting of hydrogen and an alkyl group, m and n are integers of 1 or more, and 2 ≦ m + n ≦ 6. ]
樹脂(a)はアニオン性のポリエステル樹脂であり、前記ポリエステル樹脂を構成する酸成分が下記の一般式[III]で表される脂肪族カルボン酸及びその誘導体、下記の一般式[IV]で表される芳香族カルボン酸及びその誘導体、下記の一般式[V]で表される芳香族酸無水物及びその誘導体、下記の一般式[VI]で表されるピロメリット酸の無水物及びその誘導体、及び下記の一般式[VII]で表されるナフタレン誘導体の群の中から選ばれる1種又は2種以上のものであることを特徴とする請求項1〜請求項8いずれかの塗料組成物。
一般式[III]
Figure 2004051725
[但し、Rはアルキレン基であり、X,Xは、互いに、独立して、水素又はアルキル基である。]
一般式[IV]
Figure 2004051725
[但し、X,Xは、互いに、独立して、水素又はアルキル基であり、Y,Y,Y,Yは、互いに、独立して、水素、−COOX(Xは、水素、アルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基の群の中から選ばれる何れかである。)、−SO(Zは、水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基の群の中から選ばれる何れかである。)の群の中から選ばれる何れかである。]
一般式[V]
Figure 2004051725
[但し、Y,Yは、互いに、独立して、水素、−COOX(Xは、水素、アルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基の群の中から選ばれる何れかである。)、−SO(Zは、水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基の群の中から選ばれる何れかである。)の群の中から選ばれる何れかである。]
一般式[VI]
Figure 2004051725
一般式[VII]
Figure 2004051725
[但し、X,Xは、水素、アルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基の群の中から選ばれる何れかである。Y,Y,Y,Y10は、互いに、独立して、水素、−COOX(Xは、水素、アルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基の群の中から選ばれる何れかである。)、−SO(Zは、水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基の群の中から選ばれる何れかである。)の群の中から選ばれる何れかである。]
The resin (a) is an anionic polyester resin, and the acid component constituting the polyester resin is an aliphatic carboxylic acid represented by the following general formula [III] and a derivative thereof, and a resin represented by the following general formula [IV]. Aromatic carboxylic acids and derivatives thereof, aromatic anhydrides and derivatives thereof represented by the following general formula [V], and pyromellitic anhydrides and derivatives thereof represented by the following general formula [VI] And one or more selected from the group of naphthalene derivatives represented by the following general formula [VII]: 9. .
General formula [III]
Figure 2004051725
[However, R 6 is an alkylene group, and X 1 and X 2 are each independently a hydrogen or an alkyl group. ]
General formula [IV]
Figure 2004051725
[However, X 4 and X 5 are each independently hydrogen or an alkyl group, and Y 1 , Y 2 , Y 3 and Y 4 are each independently hydrogen or —COOX 6 (X 6 Is any one selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, and an ammonium group.), -SO 3 Z 1 (Z 1 is hydrogen, an alkali metal, an alkaline earth metal) , Or any one selected from the group of ammonium groups.). ]
General formula [V]
Figure 2004051725
[However, Y 5 and Y 6 are each independently hydrogen, —COOX 7 (X 7 is any one selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, and an ammonium group. Or —SO 3 Z 2 (Z 2 is any one selected from the group consisting of hydrogen, an alkali metal, an alkaline earth metal, and an ammonium group). is there. ]
General formula [VI]
Figure 2004051725
General formula [VII]
Figure 2004051725
[However, X 8 and X 9 are any one selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, and an ammonium group. Y 7 , Y 8 , Y 9 , and Y 10 are each independently hydrogen, —COOX 8 (X 8 is selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, and an ammonium group. are either), -. SO 3 Z 3 (Z 3 is hydrogen, chosen from the group of alkali metals, alkaline earth metals, is either selected from the group of ammonium groups). Either. ]
請求項1〜請求項9いずれかの塗料組成物に材料を接触させ、前記材料の表面に塗膜を析出させた後、乾燥することを特徴とする塗膜形成方法。A method for forming a coating film, comprising bringing a material into contact with the coating composition according to any one of claims 1 to 9, depositing a coating film on the surface of the material, and then drying. 請求項1〜請求項9いずれかの塗料組成物による塗膜を有することを特徴とする塗膜を有する材料。A material having a coating film, characterized by having a coating film of the coating composition according to any one of claims 1 to 9.
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