JP2005279318A - 塗装仕上げ方法 - Google Patents
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Abstract
られている金属面の美観を長期にわたって維持することができる水性塗料による塗装仕上
げ方法を提供すること。
【解決手段】 金属基材表面又は金属基材上の旧塗装面に、水性下塗り塗料(I)を塗装
した後、その塗面に、水性脂肪酸変性アクリル樹脂を基体樹脂成分として含有する水性塗料(II)を塗装することを含んでなり、該水性塗料(II)が顔料を5〜45%の範囲内の顔料体積濃度で含有し且つ該水性脂肪酸変性アクリル樹脂が、平均粒子径が50〜500nmの範囲内の微粒子状であることを特徴とする塗装仕上げ方法。
【選択図】 なし
Description
のに適する水性塗料を用いた金属基材表面又は金属基材上の旧塗装面の塗装仕上げ方法に
関する。
止め塗料を塗装した後、アルキド樹脂系塗料、アクリルアルキド樹脂系塗料、シリコンア
ルキド樹脂系塗料、フタル酸樹脂系エナメル塗料などの溶剤系上塗り塗料が塗装されてい
る。かかる塗装工程は、通常、錆止め塗料を1〜2回塗装した後、フタル酸樹脂系エナメ
ル塗料などの上塗り塗料を1〜2回塗り重ねることからなるものであるが、経済性などの
点から塗装工程の短縮が望まれている。また、近年、労働環境の向上、環境規制の強化等
環境保全対策が社会的課題となっていることから、非公害型の水性の塗装系に対する要求
がますます強くなってきている。
止め塗料を塗装した後、その上にアクリル樹脂エマルションを基体樹脂成分とする上塗り
塗料を塗装することが知られている。
ル樹脂エマルション粒子の融着により造膜するので、塗装後の仕上がり性(光沢)が低く
、また、形成塗膜の酸素や水蒸気などのガスバリヤー性が不十分である点で、溶剤系の塗
装仕様に比べて信頼性が得られていないのが現状であり、金属面の水性塗料による塗装に
よって、溶剤型塗料による塗装と同等の性能を発揮する水性塗装仕様の開発が求められて
いる。
能を兼ね備えた水性脂肪酸変性アクリル樹脂を含有する塗料組成物が開示されている。該
文献には、該塗料組成物は、形成塗膜が耐食性に優れ、金属面のプライマーとして適して
いると記載がされているが、軟質成分である脂肪酸成分に起因して形成塗膜の耐水性や耐
候性が不十分であるという問題があり、金属基材表面に該塗料組成物を塗装しただけでは
長期的に金属面を充分に保護することができない。
の構築物に用いられている金属面の美観を長期にわたって維持することができる水性塗料
による塗装仕上げ方法を提供することである。
平均粒子径を有する水性脂肪酸変性アクリル樹脂を基体樹脂成分として含有し且つ顔料を
特定の濃度で含有する水性塗料を塗装する塗装仕上げ方法により、上記の目的を達成することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
)を塗装した後、その塗面に、水性脂肪酸変性アクリル樹脂を基体樹脂成分として含有す
る水性塗料(II)を塗装することを含んでなり、該水性塗料(II)が顔料を5〜45%の範囲内の顔料体積濃度で含有し且つ該水性脂肪酸変性アクリル樹脂が、平均粒子径が50〜500nmの範囲内の微粒子状であることを特徴とする塗装仕上げ方法を提供するものである。
、該金属基材上に設けられたアルキド樹脂系、アクリルアルキド樹脂系、シリコンアルキ
ド樹脂系、アクリル樹脂系、アクリルウレタン樹脂系、ポリウレタン樹脂系、フッ素樹脂
系、シリコンアクリル樹脂系、酢酸ビニル樹脂系、エポキシ樹脂系などの塗料による旧塗
装面が挙げられる(以下、これらを総称して「金属基材表面」という)。本発明の方法は
、鉄基材又は鉄基材表面の旧塗装面の仕上げ塗装に特に適している。
の各種の水性樹脂を使用することができ、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキ
シ樹脂、アルキド樹脂、脂肪酸変性アクリル樹脂、脂肪酸変性エポキシ樹脂等を挙げるこ
とができる。本発明の方法においては、金属面への馴染みが良好であり、後述の水性塗料(II)による塗膜との付着性にも優れるなどの観点から、アルキド樹脂、脂肪酸変性アクリル樹脂及び脂肪酸変性エポキシ樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも1種の水性樹脂が望ましい。
塗面の凹凸を調整するなどの目的から、水性塗料(II)より高い顔料体積濃度で顔料を含有することが望ましく、一般に30〜50%、特に34〜46%の範囲内の顔料体積濃度で顔料を含有することが望ましい。
料分の体積割合である。本明細書において、顔料の体積の算出の根拠となる顔料の比重は
、塗料原料便覧 第6版、社団法人日本塗料工業会によるものであり、また、樹脂(固形
分)の比重は1と近似するものとする。
色顔料;炭酸カルシウム、含水珪酸マグネシウム、タルク、マイカ、クレー、バリタ等の
体質顔料;リン酸系顔料等の防錆顔料等が挙げられ、特に耐食性などの観点から、顔料の
一部としてリン酸系顔料を配合することが望ましい。リン酸系顔料としては、例えば、リ
ン酸亜鉛、リン・ケイ酸亜鉛、りん酸アルミニウム亜鉛、りん酸カルシウム亜鉛、リン酸
カルシウム、ピロリン酸アルミニウム、ピロリン酸カルシウム、トリポリリン酸二水素ア
ルミニウム、メタリン酸アルミニウム、メタリン酸カルシウム、リンモリブデン酸亜鉛、
リンモリブデン酸アルミニウムなどを挙げることができ、これらは単独でもしくは2種以
上組み合わせて使用することができる。かかるリン酸系顔料の配合量は、顔料体積濃度で
0.1〜25%、好ましくは1〜20%の範囲内が好適である。
ライヤー、フラッシュラスト抑止剤、アルデヒド捕捉剤、顔料分散剤、表面調整剤、紫外
線吸収剤、消泡剤、増粘剤、硬化触媒、沈降防止剤、造膜助剤、凍結防止剤、防腐剤など
の通常の塗料用添加剤の少なくとも1種を含有することができる。
8〜0.3Kg/m2の範囲内の塗布量で塗装することができ、塗装は、例えば、ローラー、エアスプレー、エアレススプレー、リシンガン、万能ガン、ハケなどの塗装器具を用いて行うことができる。塗装膜厚は、乾燥膜厚で、一般に15〜150μm、好ましくは24〜90μmの範囲内とすることができる。
類などに応じて変えることができ、例えば、約40℃以下の温度で乾燥することもでき、25℃での乾燥時間は、例えば、塗布後1〜720時間、好ましくは2〜336時間程度とすることができる。
合性不飽和モノマー(b)、酸基含有重合性不飽和モノマー(c)、炭素数が4以上のア
ルキル基を有する重合性不飽和モノマー(d)およびその他の重合性不飽和モノマー(e
)から誘導される構成単位を含有する樹脂が好適である。
るものが包含され、例えば、乾性油脂肪酸、半乾性油脂肪酸及び不乾性油脂肪酸を挙げる
ことができる。乾性油脂肪酸及び半乾性油脂肪酸は、厳密に区別できるものではないが、
一般に、乾性油脂肪酸はヨウ素化が130以上の不飽和脂肪酸であり、半乾性油脂肪酸は
ヨウ素化が100以上且つ130未満の不飽和脂肪酸である。また、不乾性油脂肪酸は、
一般に、ヨウ素価が100未満の不飽和脂肪酸である。乾性油脂肪酸及び半乾性油脂肪酸
としては、例えば、魚油脂肪酸、脱水ヒマシ油脂肪酸、サフラワー油脂肪酸、亜麻仁油脂
肪酸、大豆油脂肪酸、ゴマ油脂肪酸、ケシ油脂肪酸、エノ油脂肪酸、麻実油脂肪酸、ブド
ウ核油脂肪酸、トウモロコシ油脂肪酸、トール油脂肪酸、ヒマワリ油脂肪酸、綿実油脂肪
酸、クルミ油脂肪酸、ゴム種油脂肪酸等が挙げられ、不乾性油脂肪酸としては、例えば、
ヤシ油脂肪酸、水添ヤシ油脂肪酸、パーム油脂肪酸等が挙げられ、これらは単独でもしく
は2種以上組み合わせて使用することができる。また、カプロン酸、カプリン酸、ラウリ
ン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等を併用することもできる。
ヤー性にも優れることから、乾性油脂肪酸及び/又は半乾性油脂肪酸を使用するのが好適
である。
1個の重合性不飽和結合を有するものが包含され、例えば、グリシジル(メタ)アクリレ
ート、β−メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメ
チル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルエチル(メタ)アクリレー
ト、3,4−エポキシシクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレート、アリルグリシジル
エーテル等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用すること
ができる。
不飽和結合を有するものが包含され、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロト
ン酸、β−カルボキシエチルアクリレート等のカルボキシル基を有する重合性不飽和モノマー;下記式で表されるスルホン酸基、スルホン酸塩基、リン酸基及びリン酸塩基よりなる群から選ばれる少なくとも1種以上の基を有する重合性不飽和モノマーが挙げられる。
R1は水素又はメチル基を表し、
R2は場合により置換基を有していてもよい炭素数2〜4のアルキレン基、好ましくは
エチレンもしくはプロピレン基を表し、
R2´は場合により置換基を有していてもよい炭素数1〜20、好ましくは炭素数2〜
4の飽和または不飽和のアルキレン基を表し、
R3は場合により置換基を有していてもよい炭素数1〜6、好ましくは炭素数2もしく
は3のアルキレン基を表し、
R4は場合により置換基を有していてもよい飽和もしくは不飽和アルキル基又はオキシ
アルキレン基を含む1価の有機基を表し、
Xはスルホン酸基、スルホン酸塩基、リン酸基及びリン酸塩基よりなる群から選ばれる
基を表し、
nは整数、好ましくは1〜20の整数であり、
n1は整数、好ましくは1〜20の整数である。
n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル
(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレ
ート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、トリデ
シル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリ
レート及び「イソステアリルアクリレート」(商品名、大阪有機化学社製)などのC18−アルキル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレ−ト、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレ−ト、t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレ−ト、シクロドデシル(メタ)アクリレ−ト等のアルキル又はシクロアルキル(メタ)アクリレートを挙げることができる。これらは単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。これらの重合性不飽和モノマー(d)の中、特に、少なくともその一部として、炭素数が6以上の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基を有する重合性不飽和モノマー及び/又はシクロアルキル基を有する重合性不飽和モノマーを含んでなるものが好適である。
又は(d)と共重合可能なモノマー成分であり、例えば、メチル(メタ)アクリレート、
エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、i−プロピル(メタ
)アクリレート等の(メタ)アクリレート;イソボルニル(メタ)アクリレート等のイソ
ボルニル基を有する重合性不飽和モノマー;アダマンチル(メタ)アクリレート等のアダ
マンチル基を有する重合性不飽和モノマー;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトル
エンなどのビニル芳香族化合物;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン
、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン
などのアルコキシシリル基を有する重合性不飽和モノマー;パーフルオロブチルエチル(
メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート等のパーフルオ
ロアルキル(メタ)アクリレート;フルオロオレフィン等のアルキルフッ素基を有する重
合性不飽和モノマー;マレイミド基等の光重合性官能基を有する重合性不飽和モノマー;
1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジル(メタ)アクリレート、2,2,6,6−
テトラメチルピペリジニル(メタ)アクリレート等;N−ビニルピロリドン、エチレン、
ブタジエン、クロロプレン、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル等のビニル化合物;(メタ
)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリ
ルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、さらにグリシジル(メタ)アク
リレートとアミン類との付加物等の含窒素重合性不飽和モノマー;2−ヒドロキシエチル
(メタ)アクリレ−ト、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ−ト、3−ヒドロキシ
プロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどの(メタ)
アクリル酸の炭素数2〜8個のヒドロキシアルキルエステル、アリルアルコ−ル、上記(
メタ)アクリル酸の炭素数2〜8個のヒドロキシアルキルエステルのε−カプロラクトン
変性体などの水酸基を有する(メタ)アクリレート;分子末端が水酸基であるポリオキシ
エチレン鎖を有する(メタ)アクリレート等の水酸基を有する重合性不飽和モノマー:分
子末端がアルコキシ基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート;2−
ヒドロキシ−4−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェ
ノン、2−ヒドロキシ−4−(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベ
ンゾフェノン、2,2´−ジヒドロキシ−4−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロ
キシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,2´−ジヒドロキシ−4−(3−アクリルオキシ
−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、
2,2´,4−トリヒドロキシベンゾフェノンなどのヒドロキシベンゾフェノン類とグリ
シジル(メタ)アクリレートとの付加反応生成物;2−(2´−ヒドロキシ−5´−メタ
クリロイルオキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール等の紫外線吸収性官能基
を有する重合性不飽和モノマー;4−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2,2,6,6
−ペンタメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラ
メチルピペリジン、4−シアノ−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テ
トラメチルピペリジン、1−(メタ)アクリロイル−4−(メタ)アクリロイルアミノ−
2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−(メタ)アクリロイル−4−シアノ−4
−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−クロト
ノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−クロトノイルアミノ−2
,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−クロトノイル−4−クロトノイルオキシ−
2,2,6,6−テトラメチルピペリジン等の紫外線安定性重合性不飽和モノマー;アク
ロレイン、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミド、アセトアセト
キシエチルメタクリレート、ホルミルスチロール、炭素数4〜7のビニルアルキルケトン
(例えば、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトンなど)等のカ
ルボニル基を有する重合性不飽和モノマー;アリル(メタ)アクリレ−ト、エチレングリ
コ−ルジ(メタ)アクリレ−ト、トリエチレングリコ−ルジ(メタ)アクリレ−ト、テト
ラエチレングリコ−ルジ(メタ)アクリレ−ト、1,3−ブチレングリコ−ルジ(メタ)
アクリレ−ト、トリメチロ−ルプロパントリ(メタ)アクリレ−ト、1,4−ブタンジオ
−ルジ(メタ)アクリレ−ト、ネオペンチルグリコ−ルジ(メタ)アクリレ−ト、1,6
−ヘキサンジオ−ルジ(メタ)アクリレ−ト、ペンタエリスリト−ルジ(メタ)アクリレ
−ト、ペンタエリスリト−ルテトラ(メタ)アクリレ−ト、グリセロ−ルジ(メタ)アク
リレ−ト、1,1,1−トリスヒドロキシメチルエタンジ(メタ)アクリレ−ト、1,1
,1−トリスヒドロキシメチルエタントリ(メタ)アクリレ−ト、1,1,1−トリスヒ
ドロキシメチルプロパントリ(メタ)アクリレ−ト、トリアリルイソシアヌレ−ト、ジア
リルテレフタレ−ト、ジビニルベンゼン等の1分子中に少なくとも2個の重合性不飽和基
を有する多ビニル化合物等が挙げられ、これらは形成される樹脂に望まれる性能などに応
じて適宜選択し単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
性不飽和モノマー(b)、酸基含有重合性不飽和モノマー(c)、炭素数が4以上のアル
キル基を有する重合性不飽和モノマー(d)およびその他の重合性不飽和モノマー(e)
を共重合させることにより得ることができる。その際の各成分の使用割合は、成分(a)
、(b)、(c)、(d)および(e)の合計量を基準にして、下記のとおりとすること
ができる。
成分(a):0.5〜40重量%、好ましくは3〜37重量%、特に好ましくは7〜33
重量%、
成分(b):0.3〜20重量%、好ましくは1.5〜18.5重量%、特に好ましくは
3.5〜16.5重量%、
成分(c):0.1〜5重量%、好ましくは0.3〜4.5重量%、特に好ましくは
0.5〜4.0重量%、
成分(d):20〜95重量%、好ましくは25〜85重量%、特に好ましくは30〜
75重量%。
性不飽和モノマー(b)とを付加反応させ、次いで得られる脂肪酸変性重合性不飽和モノ
マーを、酸基含有重合性不飽和モノマー(c)、炭素数4以上のアルキル基を有する重合
性不飽和モノマー(d)及びその他の重合性不飽和モノマー(e)と共重合させることに
より製造することができる。
重合性不飽和モノマー(b)は、該脂肪酸(a)中のカルボキシル基対エポキシ基含有重
合性不飽和モノマー(b)中のエポキシ基との当量比が、一般に0.75:1〜1.25
:1、好ましくは0.8:1〜1.2:1の範囲内となるような割合で反応させるのが好
適である。
の方法に従い、後述の重合禁止剤の存在下で、ゲル化などの反応上の問題を起こすことな
く、脂肪酸成分中のカルボキシル基とエポキシ基含有重合性不飽和モノマー中のエポキシ
基とが円滑に反応できるような条件下で行うことができ、通常、約100〜約180℃で
約0.5〜約10時間加熱する条件で実施するのが適当である。
テトラエチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム等の4級アンモニウム塩等の
エステル化反応触媒を用いることができ、さらに、反応に対して不活性な有機溶剤が存在
していてもよい。
ル、ピロカテコール、p−tert−ブチルカテコールなどのヒドロキシ化合物;ニトロ
ベンゼン、ニトロ安息香酸、o−,m−又はp−ジニトロベンゼン、2,4−ジニトロト
ルエン、2,4−ジニトロフェノール、トリニトロベンゼン、ピクリン酸などのニトロ化
合物;p−ベンゾキノン、ジクロロベンゾキノン、クロルアニル、アンスラキノン、フェ
ナンスロキノンなどのキノン化合物;ニトロソベンゼン、ニトロソ−β−ナフトールなど
のニトロソ化合物等の公知のラジカル重合禁止剤が挙げられ、これらは単独でもしくは2
種以上組み合わせて使用することができる。
モノマーを、酸基含有重合性不飽和モノマー(c)、炭素数が4以上のアルキル基を有す
る重合性不飽和モノマー(d)及びその他の重合性不飽和モノマー(e)と、有機溶剤中
で重合開始剤の存在下に、通常の方法に従い溶液重合することにより製造することができ
る。
性重合性不飽和モノマーは0.8〜60重量%、好ましくは4.5〜55.5重量%、特
に好ましくは10.5〜49.5重量%;モノマー(c)は0.1〜5重量%、好ましく
は0.3〜4.5重量%、特に好ましくは0.5〜4.0重量%;モノマー(d)は20
〜95重量%、好ましくは25〜85重量%、特に好ましくは30〜75重量%の範囲内
とすることができる。
耐水性及び水性脂肪酸変性アクリル樹脂の製造安定性などの観点から、前述のとおり、少
なくともその一部として、炭素数が6以上の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基を有する
重合性不飽和モノマーを含んでなることが望ましい。かかる炭素数が6以上の直鎖状もし
くは分岐状の炭化水素基を有する重合性不飽和モノマーとしては、例えば、n−ヘキシル
(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)ア
クリレート、ノニル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ラウリル
(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート及び「イソステアリルアクリレート」(商品名、大阪有機化学社製)などのC18−アルキル(メタ)アクリレート等を挙げることができ、これらは単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。炭素数が6以上のアルキル基を有する重合性不飽和モノマーは、成分(a)、(b)、(c)、(d)及び(e)の合計量を基準にして、1〜30重量%、好ましくは3〜27重量%、さらに好ましくは5〜24重量%の範囲内で使用することが望ましい。
おり、少なくともその一部として、シクロアルキル基を有する重合性不飽和モノマーを含
有することが望ましい。該モノマーの使用により、形成塗膜の耐候性、耐水性を向上させ
ることができる。シクロアルキル基を有する重合性不飽和モノマーとしては、例えば、シ
クロヘキシル(メタ)アクリレ−ト、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレ−ト、t−
ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレ−ト、シクロドデシル(メタ)アクリレ−ト等を
挙げることができ、これらは単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる
。シクロアルキル基を有する重合性不飽和モノマーは、成分(a)、(b)、(c)、(
d)及び(e)の合計量を基準にして、10重量%以上、好ましくは20〜60重量%、
さらに好ましくは25〜45重量%の範囲内で使用するのが好適である。
ル基含有重合性不飽和モノマーを共重合成分として含んでなることが望ましい。カルボニ
ル基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば、アクロレイン、ダイアセトンアクリル
アミド、ダイアセトンメタクリルアミド、アセトアセトキシエチルメタクリレート、ホル
ミルスチロール、4〜7個の炭素原子を有するビニルアルキルケトン(例えば、ビニルメ
チルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトンなど)等が挙げられ、これらは単
独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
を含んでなるものを使用することにより、後述のヒドラジン誘導体と併用することによっ
て、脂肪酸(a)成分による酸化硬化に加えて、該カルボニル基とヒドラジン誘導体との
補助架橋を進行させることができ、塗膜のガスバリヤー性をより一層向上させることがで
き、耐候性、耐水性等の塗膜物性に優れた塗料を得ることができる。また、このとき、脂
肪酸(a)として、酸化硬化性の低い半乾性油脂肪酸/及び又は不乾性油脂肪酸を使用す
ることもできる。
)及び(e)の合計量を基準にして、0.5〜35重量%、好ましくは1〜30重量%、
さらに好ましくは2〜20重量%の範囲内で使用するのが適している。
香族化合物を含んでなることが望ましい。それによりモノマー同士の共重合性を向上させ
ることができ、また、生成する脂肪酸変性アクリル樹脂に耐水性を付与することができる
。かかるビニル芳香族化合物は、成分(a)、(b)、(c)、(d)及び(e)の合計
量を基準にして、1〜50重量%、好ましくは5〜45重量%、さらに好ましくは12〜
35重量%の範囲内で使用するのが好適である。
混合物を水性媒体中に平均粒子径が500nm以下、例えば、平均粒子径が50〜500
nm、特に75〜400nm、さらに特に100〜250nmの範囲内となるように分散
した後、重合させることにより製造することができる。
ノマーを共重合させた後、得られる共重合体を中和剤で中和して水溶性化又は水分散化す
る方法、これをさらに水性媒体中で高エネルギーせん断能力を有する分散機により分散す
る方法、水及び乳化剤の存在下にて上記の全重合性不飽和モノマーをシード乳化重合する
方法等によっても製造することができる。さらに、得られる共重合体の重量平均分子量を
調整する目的から、連鎖移動剤の存在下で重合を行ってもよい。
の重量平均分子量を有することが望ましい。該樹脂の重量平均分子量が1万未満では、最
終的に得られる塗膜の耐候性、耐水性が低下する場合があり、反対に50万を超えると、
該樹脂の粒子の造膜性が低下し、水性塗料による塗膜のバリヤー性が低下する場合がある。ここで、重量平均分子量は、溶媒としてテトラヒドロフランを使用し、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィにより測定した分子量をポリスチレンの分子量を基準にして換算した値である。該ゲルパーミュエーションクロマトグラフィに用いるカラムとしては、「TSKgel G−4000H×L」、「TSKgel G−3000H×L」、「TSKgel G−2500H×L」、「TSKgel G−2000H×L」(いずれも東ソー(株)社製)を挙げることができる。
に特に7〜33%の範囲内の油長を有することが望ましい。本明細書において、油長は、
樹脂固形分重量に対する脂肪酸の重量の割合であり、該樹脂の油長が0.5%未満では、
酸化硬化性が不十分であり、他方、40%を超えると、乾燥経時で形成塗膜が硬く脆くな
り、また、形成塗膜の耐候性、耐アルカリ性等の性能に劣ることがある。
中の有害物質、例えばホルムアルデヒドを吸着除去することが可能となり有用であり、ま
た、水性脂肪酸変性アクリル樹脂がカルボニル基を有する場合には、補助架橋のための架
橋剤として作用することができる。
、0.01〜10重量%、特に0.1〜5重量%の範囲内が望ましい。
る塗膜を通過して水性塗料(II)の塗膜に達しても、水性塗料(II)による塗膜表面にブリードして点錆などを発生させるのを防止することが可能である。上記塩基性化合物の添加量は、水性塗料(II)の重量を基準にして、0.02〜2重量%、好ましくは0.05〜1重量%の範囲内が適当である。
ど塗装器具を用いて行うことができるが、高仕上がり性を得るためには、ローラー、エア
スプレー、エアレススプレー、ハケによる塗装が好ましい。
重量部」及び「重量%」である。
脂肪酸変性重合性不飽和モノマーの製造
製造例1
反応容器に下記成分を入れ、攪拌しながら反応温度140℃で反応させ、脂肪酸変性モ
ノマー(a−1)を得た。エポキシ基とカルボキシル基の反応は残存カルボキシル基の量
を測定することによりモニターした。反応が完了するまで約5時間を要した。
グリシジルメタクリレート 142部。
製造例2
反応させる成分を下記のとおり変更する以外は製造例1と同様にして脂肪酸変性重合性
不飽和モノマー(a−2)を得た。
グリシジルメタクリレート 142部。
製造例3
反応させる成分を下記のとおり変更する以外は製造例1と同様にして脂肪酸変性モノマ
ー(a−3)を得た。
グリシジルメタクリレート 142部。
製造例4
ガラスビーカーに下記成分を入れ、ディスパーにて2000rpmで15分間攪拌し、
予備乳化液を製造した後、この予備乳化液を、高圧エネルギーを加えて流体同士を衝突さ
せる高圧乳化装置にて、100MPaで高圧処理することにより平均粒子径が190nm
のモノマー乳化物を得た。
モノマー乳化物組成
脂肪酸変性モノマー(a−1) 30部
n−ブチルメタクリレート 25部
i−ブチルメタクリレート 27部
2−エチルヘキシルメタクリレート 17部
メタクリル酸 1部
n−オクチル−3メルカプトプロピオネート 0.5部
「Newcol707SF」(注1) 10部
脱イオン水 85部
次いで上記モノマー乳化物をフラスコへ移し、脱イオン水にて固形分濃度が45%とな
るように希釈した。その後85℃まで昇温させ、「VA−086」(注2)2gを脱イオ
ン水10gに溶解させた開始剤水溶液をフラスコへ投入し、該温度を保持しながら3時間
攪拌した。その後、「VA−086」(注2)0.5gを脱イオン水10gに溶解させた
開始剤水溶液を添加し、該温度を保持しながら1時間攪拌した後40℃まで冷却し、ジメ
チルアミノエタノールでpHを8.0に調整し、固形分濃度40%、平均粒子径が185
nmの水性脂肪酸変性アクリル樹脂(I―1)を得た。
アルキルベンゼンスルホン酸アンモニウム、有効成分30%、
(注2)「VA−086」:商品名、和光純薬社製、2,2′−アゾビス[2−メチル
−N−(2−ヒドロキシエチル)−プロピオンアミド]。
製造例5〜8
モノマー組成を表1に記載のとおりに変更する以外は、製造例4と同様にして水性脂肪
酸変性アクリル樹脂(I−2)〜(I−5)を得た。
製造例9
攪拌機、温度計、還流管及び不活性ガス導入管を備えた4つ口フラスコに「スワゾール
310」(注3)500部を仕込み、窒素ガスを通気しながら、120℃まで攪拌を行い
ながら昇温した。次いで、温度を120℃に保ちながら
脂肪酸変性モノマー(a―1) 260部
スチレン 150部
n−ブチルメタクリレート 86部
i−ブチルメタクリレート 86部
2−エチルヘキシルアクリレート 90部
「TBAS−Q」(注4) 28部
アゾビスイソブチロニトリル 2.1部
の混合物を3時間かけて滴下した。その後120℃で2時間熟成し、不揮発分58%の褐
色透明な脂肪酸変性アクリル樹脂溶液を得た。
(注4)「TBAS−Q 」:商品名、MRCユニテック社製、下記式で表される
化合物を主成分とする
CH2=CH−CO−NH−C(CH3)2―CH2−SO3H。
樹脂875部に中和剤としてトリエチルアミン10.9gを添加し、その後脱イオン水7
00部を徐々に加えながら高速攪拌して、予備乳化し、該予備乳化液を、高圧エネルギー
を加えて流体同士を衝突させる高圧乳化装置にて、130MPaの高圧で乳化処理を行っ
た。2パスすることにより、平均粒子径が200nm、固形分が44%の水性脂肪酸変性
アクリル樹脂(I−6)を得た。
製造例10
モノマー組成を表1に記載のとおりに変更する以外は、製造例4と同様にして水性アク
リル樹脂(I−7)を得た。
製造例11
製造例4において、得られた予備乳化液を、高せん断能力を有する分散機で、1000
0rpmで5分間攪拌して、平均粒子径が520nmのモノマー乳化物を得るようにする
以外は、製造例3と同様の配合組成、手順にて、平均粒子径が630nmの水性脂肪酸変
性アクリル樹脂(I−8)を得た。
製造例12〜21
容器に表2の組成(A)に示す各成分を順次仕込み、ディスパーで30分間均一になる
まで攪拌を続け各顔料ペーストを得た。その後、表2の組成(B)に示す各成分を該各顔
料ペーストに順次添加し、各水性塗料を得た。各塗料の形成塗膜の透湿度並びに該塗料の性状値を表2に示す。
(注6)「ノプコサントK」:商品名、サンノプコ社製、顔料分散剤、
(注7)「アデカノールUH−438」:商品名、アデカ社製、増粘剤、
(注8)「チタン白JR−605」:商品名、テイカ社製、チタン白、比重4.1、
(注9)「LFボウセイP−W−2」:商品名、キクチカラー社製、リン酸亜鉛系防錆顔
料、比重3.5、
(注10)「サンライトSL800」:商品名、竹原化学社製、タンカル、比重2.7、
(注11)「SNデフォーマー380」:商品名、サンノプコ社製、消泡剤、
(注12)「DICNATE 3111」:商品名、大日本インキ化学工業社製、金属ド
ライヤー。
透湿度:JIS Z 0208に記載の方法に準じて測定した。
製造例22〜24
容器に表3の組成(C)に示す各配合物を順次仕込み、ディスパーで30分間均一にな
るまで攪拌を続け顔料ペーストを得た。その後、表3の組成(D)に示す各配合物を該顔
料ペーストに順次仕込み、各水性下塗り塗料A〜Cを製造した。
(注14)「K−WHITE140W」:商品名、テイカ社製、トリポリリン酸二水素ア
ルミニウム、比重3.0、
(注15)「UradilAZ 516」:商品名、DSMレジン社製、固形分50%水
系アルキド樹脂、固形分50%、
(注16)「38%Resydol AY 586w/38WA」:商品名、Solut
ia社製、アクリル変性長油水系アルキド樹脂、固形分38%。
実施例1〜9及び比較例1〜4
素材としてJIS K 5410に規定する鋼板(150×70×0.8mm)をキシ
レンにて脱脂したものを使用した。該素材に下記表4に示す各水性下塗り塗料を、塗付量
100g/m2で塗装し、気温20℃・相対湿度60%の条件下で1日乾燥させ、乾燥膜
厚が30μmの下塗り塗膜を設けた後、その上に表4に示す各水性塗料を上水で約70KUに希釈し、刷毛にて塗付量100g/m2となるように塗装し、4時間後に該各水性塗料をさらに塗付量100g/m2となるように塗装した後、気温20℃・相対湿度60%の条件下で7日乾燥させて、乾燥膜厚が60μmの水性塗料による上塗り塗膜を形成させ、各試験塗板を作成した。得られた各試験塗板を下記試験に供した。
結果を表4に示す。
◎:肉持ち感に特に優れる、
○:肉持ち感に優れる、
×:肉持ち感に乏しい。
(*2)光沢(60度グロス):上記試験塗板をJIS K 5600 4−7 鏡面光
沢度の試験方法に準じて測定した。
(*3)防食性:水性塗料を塗布後、気温20℃・相対湿度60%の条件下で7日乾燥させた後、これらをJIS K 5621に規定されている耐複合サイクル防食性試験に36サイクル供して、その塗膜面を下記基準で評価した。
○:塗膜にさびが認められない、
○△:塗膜の極一部にさびが認められる、
△:塗膜に一部さびが認められる、
×:塗膜の全面にさびが認められる。
(*4)促進耐候性:各試験塗板を、JIS K 5400の9.8.1(サンシャイン
カーボンアーク灯式)の促進耐候性試験に準じて、1000時間照射した後、各塗板面を
JIS K 5400の9.6白亜化度によって評価した。点数が低いほど白亜化が進ん
でいることを示す。
Claims (10)
- 金属基材表面又は金属基材上の旧塗装面に、水性下塗り塗料(I)を塗装した後、その
塗面に、水性脂肪酸変性アクリル樹脂を基体樹脂成分として含有する水性塗料(II)を塗装することを含んでなり、該水性塗料(II)が顔料を5〜45%の範囲内の顔料体積濃度で含有し且つ該水性脂肪酸変性アクリル樹脂が、平均粒子径が50〜500nmの範囲内の微粒子状であることを特徴とする塗装仕上げ方法。 - 水性下塗り塗料(I)がリン酸系顔料を含有する請求項1に記載の方法。
- 水性脂肪酸変性アクリル樹脂が、脂肪酸(a)、エポキシ基含有重合性不飽和モノマー
(b)、酸基含有重合性不飽和モノマー(c)、炭素数が4以上のアルキル基を有する重
合性不飽和モノマー(d)及びその他の重合性不飽和モノマー(e)から誘導される構成
単位を含有する樹脂である請求項1または2に記載の方法。 - 炭素数が4以上のアルキル基を有する重合性不飽和モノマー(d)が、炭素数が6以上
の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基を有する重合性不飽和モノマーを含んでなる請求項
3に記載の方法。 - 炭素数が4以上のアルキル基を有する重合性不飽和モノマー(d)がシクロアルキル基
を有する重合性不飽和モノマーを含んでなる請求項3または4に記載の方法。 - その他の重合性不飽和モノマー(e)がカルボニル基含有重合性不飽和モノマー及び/
又はビニル芳香族化合物を含んでなる請求項3〜5のいずれか1項に記載の方法。 - 水性塗料(II)がヒドラジン誘導体をさらに含有する請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 水性塗料(II)が亜硝酸塩、フィチン酸塩、タンニン酸塩、リン酸塩及びポリアミン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物をさらに含有する請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
- 水性塗料(II)が、透湿度が400g/m2・24hr以下の塗膜を形成するものである請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法により塗装仕上げされた塗装物品。
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