JP2008136997A - 塗装方法 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
【解決手段】本発明の塗装方法は、有機塗膜を有する基材の上に、(A)反応性官能基を有する合成樹脂エマルション、(B)溶解度パラメータが7.5(cal/cm3)1/2以上9.5(cal/cm3)1/2以下、水への溶解度が3.0g/100g未満、沸点が250℃以上である溶剤、(C)該反応性官能基と反応可能な反応性官能基を有する水溶性化合物、を含有する水性塗料を塗付することを特徴とする。
【選択図】なし
Description
例えば、特許文献1では、エマルションに、ヒドラジン架橋を導入することにより、造膜性の向上と、形成塗膜の初期の乾燥性、耐久性、基材への密着性の向上を図っている。
しかしながら、特許文献1の方法では、エマルション粒子表面の架橋反応、いわゆる粒子間架橋が主に進行すると考えられるため、エマルション粒子同士の融着が十分行われない場合がある。したがって、エマルション粒子間に微細な空隙が生じ、形成塗膜の表面がミクロ的にポーラスな状態となってしまい、塗膜の耐久性、耐候性、密着性に悪影響を及ぼすおそれがあった。
1.有機塗膜を有する基材の上に、
(A)反応性官能基を有する合成樹脂エマルション、
(B)溶解度パラメータが7.5(cal/cm3)1/2以上9.5(cal/cm3)1/2以下、水への溶解度が3.0g/100g未満、沸点が250℃以上である溶剤、
(C)該反応性官能基と反応可能な反応性官能基を有する水溶性化合物、を含有する水性塗料を塗付することを特徴とする塗装方法。
2.(A)が、カルボニル基を有する合成樹脂エマルションであり、
(C)が、ヒドラジド基含有水溶性化合物であることを特徴とする1.に記載の塗装方法。
(A)成分と(C)成分における反応性官能基の組合せとしては、例えば、カルボキシル基とカルボジイミド基、カルボキシル基とエポキシ基、カルボキシル基とアジリジン基、カルボキシル基とオキサゾリン基、ヒドロキシル基とイソシアネート基、カルボニル基とヒドラジド基、エポキシ基とアミノ基、アルコキシシリル基どうし等が挙げられる。
カルボキシル基含有モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、イソクロトン酸、サリチル酸、けい皮酸またはそのモノアルキルエステル等、あるいはこれらのアンモニウム塩、有機アミン塩、アルカリ金属塩等が挙げられる。このうち、特にアクリル酸、メタクリル酸から選ばれる1種以上が好適である。
ヒドロキシル基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸−3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸−4−ヒドロキシブチル、エチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール―ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールアリルエーテル、ポリプロピレングリコールアリルエーテル、ポリエチレングリコール―ポリプロピレングリコールアリルエーテル等が挙げられる。
カルボニル基含有モノマーとしては、例えば、ジアセトン(メタ)アクリレート、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、アクロレイン、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニル(イソ)ブチルケトン、アセトニルアクリレート、アクリルオキシアルキルプロパナール類、メタクリルオキシアルキルプロパナール類、2ーヒドロキシプロピルアクリレートアセチルアセテート、タンジオールアクリレートアセチルアセテート、アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート、アセトアセトキシアリルエステル等が挙げられる。
エポキシ基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸ジグリシジル、ジグリシジルフマレート、(メタ)アクリル酸−3,4−エポキシシクロヘキシル、3,4−エポキシビニルシクロヘキサン、アリルグリシジルエーテル、(メタ)アクリル酸−ε−カプロラクトン変性グリシジル、(メタ)アクリル酸−β−メチルグリシジル等のグリシジル基含有モノマー等が挙げられる。このうち、特に、(メタ)アクリル酸グリシジルが好適である。
他のモノマーとしては、例えば、
(メタ)アクリルアミド、エチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−n−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−シクロプロピル(メタ)アクリルアミド、N−(メタ)アクロイルピロリジン、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−n−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−[3−(ジメチルアミノ)プロピル](メタ)アクリルアミド、ビニルアミド、N,N−メチレンビスアクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有モノマー、
(メトキシ)ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、(メトキシ)ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、(メトキシ)ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、(メトキシ)ポリエチレングリコールアリルエーテル、(メトキシ)ポリプロピレングリコールアリルエーテル、(メトキシ)ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールアリルエーテル等のアルキレンオキサイド鎖含有モノマー、
(メタ)アクリル酸アミノメチル、(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸アミノプロピル、(メタ)アクリル酸アミノブチル、ブチルビニルベンジルアミン、ビニルフェニルアミン、p−アミノスチレン、(メタ)アクリル酸−N−メチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸−N−t−ブチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸−N,N−ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸−N,N−ジメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸−N,N−ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸−N,N−ジメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸−N,N−ジエチルアミノプロピル、N−〔2−(メタ)アクリロイルオキシエチル〕ピペリジン、N−〔2−(メタ)アクリロイルオキシエチル〕ピロリジン、N−〔2−(メタ)アクリロイルオキシエチル〕モルホリン、4−〔N,N−ジメチルアミノ〕スチレン、4−〔N,N−ジエチルアミノ〕スチレン、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン等のアミノ基含有モノマー、
アクリロニトリル、メタアクリロニトリル等のニトリル基含有モノマー、
N−メチロ−ル(メタ)アクリルアミド等のメチロール基含有モノマー、
メタクリロイルイソシアネートなどのイソシアネート基含有モノマー、
プロピレン−1,3−ジヒドラジン及びブチレン−1,4−ジヒドラジンなどのヒドラジノ基含有モノマー、
ビニルオキサゾリン、2−ビニル−2−オキサゾリン、2−プロペニル2−オキサゾリン等のオキサゾリン基含有モノマー、
(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸−n−プロピル、(メタ)アクリル酸−i−ブチル、(メタ)アクリル酸−n−ブチル、(メタ)アクリル酸−t−ブチル、(メタ)アクリル酸−sec−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸−n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ミリスチル、(メタ)アクリル酸パルミチル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸トリフルオロエチル、(メタ)アクリル酸n一アミル、(メタ)アクリル酸イソアミル、(メタ)アクリル酸オキチル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ドデセニル、(メタ)アクリル酸オタタデシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸−4−tert−ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸−2−フェニルエチル、(メタ)アクリル酸−2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸−4−メトキシブチル等の(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、
フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニリデン系モノマー、
スチレン、2−メチルスチレン、クロロスチレン、ビニルトルエン、t−ブチルスチレン、ビニルアニソール、ビニルナフタレン等の芳香族ビニル系モノマー、
スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸などのスルホン酸含有モノマー、
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、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルトリアセトオキシシラン、β−(メタ)アクリロイルオキシエチ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、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシランなどのアルコキシシリル基含有モノマー、
エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサチック酸ビニルエステル、ビニルエーテル、ビニルケトン等のその他のモノマー等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明では、特に、アルコキシシリル基含有モノマーを使用することが好ましく、アルコキシシリル基含有モノマーを含む合成樹脂エマルションを使用することで、より密着性、耐水性等を向上させることができる。
例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウムなどのアルキルベンゼンスルホン酸塩、脂肪酸塩、ロジン酸塩、アルキル硫酸エステル、アルキルスルホコハク酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキル(アリール)硫酸エステル塩等のアニオン性乳化剤、
ラウリルトリアルキルアンモニウム塩、ステアリルトリアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジルアンモニウム塩などの第4級アンモニウム塩、第1級〜第3級アミン塩、ラウリルピリジニウム塩、ベンザルコニウム塩、ベンゼトニウム塩、或は、ラウリルアミンアセテート等のカチオン性界面活性剤、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル等のノニオン性界面活性剤、
カルボキシベタイン型、スルホベタイン型、アミノカルボン酸型、イミダゾリン誘導体型等の両性界面活性剤、
エレミノールJS−2(三洋化成工業製)、エレミノールRS−30(三洋化成工業製)、ラテムルS−180A(花王製)、アクアロンHS−05(第一工業製薬製)、アクアロンRN−10(第一工業製薬製)、アデカリアソープSE−10N(旭電化製)等の反応性乳化剤等が挙げられる。
本発明では、特に、凍結安定性の面からポリオキシエチレン鎖を有するアニオン性乳化剤や、ノニオン性乳化剤の使用が好ましい。また耐水性等の面から反応性乳化剤の使用が好ましい。
なお、平均粒子径は、動的光散乱法により測定した値である。具体的には、動的光散乱測定装置として、マイクロトラック粒度分析計(例えば、UPA150、日機装株式会社製)を用い、検出された散乱強度をヒストグラム解析法のMarquardt法により解析した値であり、測定温度は25℃である。
なお本発明のガラス転移温度は、フォックス(FOX)の式より計算される値である。例えば、モノマー(1)及びモノマー(2)からなる2成分系において、それぞれのホモポリマーのガラス転移点Tg(1)およびTg(2)が分かっている場合には、該モノマー(1)及び(2)の2成分からなる共重合体のガラス転移点Tgは、次式に示すフォックス(FOX)の式(2成分)により計算値として求めることができる。
1/Tg=W(1)/Tg(1)+W(2)/Tg(2)(但し、W(1)+W(2)=1)
W(1):モノマー(1)の重量分率、W(2):モノマー(2)の重量分率、Tg(1):モノマー(1)のホモポリマーのTg値(単位:K)、Tg(2):モノマー(2)のホモポリマーのTg値(単位:K)
本発明におけるポリマーのTg値は上記の式を多成分系に一般化した式により計算したものである。
カルボジイミド基を含む化合物として、特開平10−60272号公報、特開平10−316930号公報、特開平11−60667号公報等に記載のもの等、
エポキシ基を含む化合物として、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリヒドロキシアルカンポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル等、
アジリジン基を含む化合物として、2,2−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス[3−(1−アジリジニル)プロピオネート]、1,6−ヘキサメチレンジエチレンウレア、ジフェニルメタン−ビス−4,4’−N,N’−ジエチレンウレア等、
オキサゾリン基を含む化合物として、2−ビニル−2−オキサゾリン、2−ビニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−ビニル−5−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン等の重合性オキサゾリン化合物を該化合物と共重合可能な単量体と共重合した樹脂等、
イソシアネート基を含む化合物として、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等、あるいはこれらの誘導体等、
アミノ基を含有する化合物として、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ヘキサメチレンジアミン、メチルペンタメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、グアニジン、オレイルアミン等の脂肪族アミノ基含有化合物;メンセンジアミン、イソホロンジアミン、ノルボルナンジアミン、ピペリジン、N,N’−ジメチルピペラジン、N−アミノエチルピペラジン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ポリシクロヘキシルポリアミン、DBU等の脂環族アミノ基含有化合物;メタフェニレンジアミン、4、4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン等の芳香族アミノ基含有化合物;m−キシリレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等の脂肪芳香族アミノ基含有化合物等、
ヒドラジド基を含む化合物として、シュウ酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、マレイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジド等、
アルコキシシリル基を含有する化合物として、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn−ブトキシシラン、テトライソブトキシシラン、テトラsec−ブトキシシラン、テトラt−ブトキシシラン、テトラフェノキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン等、あるいはこれらの縮合物等、または、カルボキシル基、水酸基、スルホン基、オキシアルキレン基等を含有する化合物等、
が挙げられる。これらは単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
そのメカニズムは明らかではないが、おそらく次のようなメカニズムではないかと考えられる。
つまり、通常(C)成分は、水溶性の化合物であるため、(A)成分における合成樹脂エマルション粒子中と水等の媒体中とでは、水等の媒体中に多く存在する。したがって、(A)成分と(C)成分の反応は、主に合成樹脂エマルション粒子表面で進行することとなり、粒子間架橋が形成されると考えられる。このような場合、合成樹脂エマルション粒子同士の融着が十分行われず、エマルション粒子間に微細な空隙が生じ、形成塗膜の表面がミクロ的にポーラスな状態となってしまい、塗膜の物性(耐久性、耐候性や、汚れ除去性、密着性、下地への追従性等)に悪影響を与える恐れがある。
このような系に(B)成分を加えると、(B)成分が合成樹脂エマルション粒子中に入り込み、合成樹脂エマルション粒子同士の融着を促進し、緻密な塗膜を形成し、塗膜の物性に優れる塗膜を得ることができるものと考えられる。
さらに、(B)成分と(C)成分はある程度の親和性があり、(B)成分が合成樹脂エマルション粒子中へ移動する際にある特定量の(C)成分も合成樹脂エマルション粒子中へ移動するものと考えられる。このようして移動した(C)成分が(A)成分と、合成樹脂エマルション粒子内部で反応するため粒子内部架橋が起こるものと考えられる。
よって、(B)成分を加えることにより、(A)成分と(C)成分の反応が、合成樹脂エマルション粒子表面(粒子間架橋)、及び、合成樹脂エマルション粒子内部(粒子内部架橋)の両方で進行することにより、緻密な塗膜を形成し、初期の乾燥性、耐久性、密着性に優れ、かつ造膜性にも優れる水性塗料が得られるものと考えられる。
溶解度パラメータが7.5(cal/cm3)1/2より小さい場合、(B)成分は合成樹脂エマルション粒子の中心付近に集まる傾向があるため、上記効果が得られにくい。また、溶解度パラメータが9.5(cal/cm3)1/2より大きい場合、(B)成分は合成樹脂エマルション粒子内部の粒子表面付近に集まる傾向があるため、上記効果が得られにくい。
(B)成分の水への溶解度が、3.0g/100g未満(好ましくは1.0g/100g以下、さらに好ましくは0.5g/100g以下)であることにより、(B)成分は、(A)成分の媒体中と合成樹脂エマルション粒子とでは、合成樹脂エマルション粒子内部にリッチに存在する。
(B)成分の沸点は、250℃以上(好ましくは260℃以上、さらに好ましくは270℃以上)である。250℃以上であることにより、上述した効果を確実に得ることができる。250℃より低い場合、早期に揮発してしまい、緻密な塗膜が形成されにくく、耐久性に劣る場合がある。また、揮発性有機化合物(VOC)等の環境面においても、好ましいものではない。
(D)成分の含有量は、(A)成分の固形分100重量部に対し、30重量部以下(好ましくは0.1重量部〜20重量部)であることが好ましい。(D)成分が30重量部より多いと、耐久性、耐水性に劣る傾向がある。
このような(D)成分としては、例えば、トリプロピレングリコールn−ブチルエーテル等が挙げれられる。
(E)成分の含有量は、(A)成分の固形分100重量部に対し、30重量部以下(好ましくは0.1重量部〜20重量部)であることが好ましい。(E)成分が30重量部より多いと、耐久性、耐水性に劣る傾向がある。
このような(E)成分としては、例えば、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート、ジエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル等が挙げれられる。
(F)成分の含有量は、(A)成分の固形分100重量部に対し、30重量部以下(好ましくは0.1重量部〜20重量部)であることが好ましい。(F)成分が30重量部より多いと、耐久性、耐水性に劣る傾向がある。
このような(F)成分としては、例えば、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル等が挙げれられる。
シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニル・トリス(β−メトキシエトキシ)シラン等のビニル系シランカップリング剤、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルジメチルエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシ系シランカップリング剤、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト系シランカップリング剤、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアミノ系シランカップリング剤、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等の(メタ)アクリロキシ系シランカップリング剤、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、クロロプロピル系シランカップリング剤、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート系シランカップリング剤等が挙げられ、特に、アミノ系シランカップリング剤を用いることが好ましい。
また、本発明では、使用する(A)成分及び/または(C)成分と反応可能な官能基を有するシランカップリング剤を用いることが好ましい。このようなシランカップリング剤を用いることにより、緻密な塗膜を形成し、初期の乾燥性、耐久性、密着性にも優れる塗膜を得ることができる。
なお、重量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)法により測定された値である。なお、Mnは数平均分子量のことである。
本発明では、特に、酸価が、150KOHmg/g以下、さらには100KOHmg/g以下である水溶性高分子化合物を用いることが好ましい。
また、水溶性高分子化合物のガラス転移温度としては、30℃以上、さらには50℃以上であることが好ましい。
さらに、水溶性高分子化合物は、使用する(A)成分及び/または(C)成分と反応可能な官能基を有するものが好ましい。反応性官能を有することにより、緻密な塗膜を形成し、初期の乾燥性、耐久性、密着性にも優れる塗膜を得ることができる。
反応性官能基の組み合わせとしては、例えば、カルボキシル基とカルボジイミド基、カルボキシル基とエポキシ基、カルボキシル基とアジリジン基、カルボキシル基とオキサゾリン基、ヒドロキシル基とイソシアネート基、カルボニル基とヒドラジド基、エポキシ基とアミノ基、アルコキシシリル基どうし等が挙げられる。
本発明では、必要に応じ、造膜助剤その他の揮発性有機化合物を混合することもできるが、その含有量は塗料中に5重量%未満(さらには1重量%未満)とすることが好ましい。本発明は、造膜助剤等の揮発性有機化合物がこのような低含有量であっても、優れた造膜性を示すことができる。
例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウムなどのアルキルベンゼンスルホン酸塩、脂肪酸塩、ロジン酸塩、アルキル硫酸エステル、アルキルスルホコハク酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキル(アリール)硫酸エステル塩等のアニオン性乳化剤、
ラウリルトリアルキルアンモニウム塩、ステアリルトリアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジルアンモニウム塩などの第4級アンモニウム塩、第1級〜第3級アミン塩、ラウリルピリジニウム塩、ベンザルコニウム塩、ベンゼトニウム塩、或は、ラウリルアミンアセテート等のカチオン性界面活性剤、
エチレングリコールまたはその誘導体、アセチレングリコールまたはその誘導体、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル、等のノニオン性界面活性剤、
カルボキシベタイン型、スルホベタイン型、アミノカルボン酸型、イミダゾリン誘導体型等の両性界面活性剤等が挙げられる。
有機塗膜を有する基材としては、有機質樹脂を結合剤とする塗料(以下、「有機系塗料」ともいう)によって形成された塗膜を有する基材のことであり、各種下地基材の上に有機系塗料が積層された基材等が挙げられる。
本発明の塗装方法では、上記水性塗料を用いることにより、有機塗膜を有する基材に対しても、優れた密着性を示すことができる。
有機系塗料における有機質樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれであってもよく、例えば、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂、ふっ素樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂等が挙げられる。
具体的には、例えば、JIS K5654「アクリル樹脂エナメル」、JASS18 M−207「非水分散形アクリル樹脂エナメル」、JIS K5656「建築用ポリウレタン樹脂塗料」、JASS18 M−404「アクリルシリコン樹脂塗料」、JIS K5658「建築用ふっ素樹脂塗料」、JIS K5660「つや有合成樹脂エマルションペイント」、JIS K5663「合成樹脂エマルションペイント」、JIS K5667「多彩模様塗料」、JIS K5668「合成樹脂エマルション模様塗料」、JIS A6909「建築用仕上塗材」の外装薄塗材E、可とう形外装薄塗材E、防水形外装薄塗材E、外装厚塗材E、複層塗材E、防水形複層塗材E、複層塗材RE、防水形複層塗材RE、複層塗材RS、防水形複層塗材RE等が挙げられる。
・合成樹脂エマルションB:モノマー成分(スチレン、n−ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、アクリルアミド、メタクリル酸、ダイアセトンアクリルアミド、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)、ガラス転移温度10℃、固形分50重量%、平均粒子径160nm
・溶剤A:2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレート(水への溶解度:0.001g/100g以下、溶解度パラメータ:8.5、沸点:280℃、分子量:286)
・溶剤B:2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート(水への溶解度:0.5g/100g、溶解度パラメータ:9.6、沸点:253℃、分子量:216)
・溶剤C:トリプロピレングリコールn−ブチルエーテル(水への溶解度:3.1g/100g、溶解度パラメータ:8.1、沸点:274℃、分子量:248)
・溶剤D:エチレングリコールモノブチルエーテル(水への溶解度:∞、溶解度パラメータ:9.2、沸点:171℃、分子量:118)
・溶剤E:ジエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル(水への溶解度:0.3g/100g、溶解度パラメータ:9.8、沸点:277℃、分子量:218)
・溶剤F:ジエチレングリコールモノブチルエーテル(水への溶解度:∞、溶解度パラメータ:10.6、沸点:230℃、分子量:134)
・反応性官能基含有化合物:アジピン酸ジヒドラジド(水への溶解度:8.5g/100g、分子量:174)
・シランカップリング剤:3−アミノプロピルトリエトキシシラン(分子量:221)
・水溶性高分子化合物A:アクリル樹脂化合物(カルボキシル基含有、酸価:70KOHmg/g、ガラス転移温度:60℃、重量平均分子量(Mw):20000、分子量分布(Mw/Mn):1.5)
・水溶性高分子化合物B:アクリル樹脂化合物(カルボキシル基含有、酸価:120KOHmg/g、ガラス転移温度:55℃、重量平均分子量(Mw):20000、分子量分布(Mw/Mn):1.7)
合成樹脂エマルションA50重量部、溶剤A3重量部、反応性官能基含有化合物3重量部、酸化チタン分散液(酸化チタン60重量%)35重量部、水10重量部、消泡剤0.5重量部加え、プロペラ型攪拌羽根で30分間攪拌することにより水性塗料1を製造した。得られた水性塗料1について、次の各種試験を行った。
作製した水性塗料1を20℃、65%RH(以下、「標準状態」という)にて、150×120×3mmの透明なガラス板にWET膜厚が150μmとなるようにアプリケーター引きし、水浸漬したときに、塗膜が流出しなくなるまでの時間を測定した。評価は次の通りである。結果は表1に示す。
◎:20分以内で塗膜が流出しなくなった
○:30分以内で塗膜が流出しなくなった
×:30分を超えてようやく塗膜が流出しなくなった
スレート板(150mm×150mm)に、SKクリヤーシーラー(合成樹脂エマルション系シーラー、エスケー化研株式会社製)をローラーで150g/m2塗付し、温度23℃、相対湿度50%(以下、「標準状態」ともいう。)で24時間養生し、さらにその上に、アクリル樹脂(Tg:−30℃)、酸化チタン、炭酸カルシウム、寒水石を主成分とする外装厚塗材E(樹脂含有量23重量%)をスプレーで2kg/m2塗付し、標準状態で24時間養生させた後、水性塗料1を刷毛にて500g/m2塗付し、温度2℃で24時間乾燥させた。24時間後の塗膜の割れの有無を目視にて評価した。評価は次の通りである。結果は表1に示す。
◎:塗膜の割れ数0
〇:塗膜の割れ数1〜5
△:塗膜の割れ数6〜10
×:塗膜の割れ数11以上
スレート板(150mm×150mm)に、SKクリヤーシーラー(合成樹脂エマルション系シーラー、エスケー化研株式会社製)をローラーで150g/m2塗付し、標準状態で24時間養生させた後、水性塗料1をスプレーにて300g/m2塗付し、標準状態で14日間乾燥させた。耐久性試験では、14日間乾燥後、23℃の水に240時間浸漬し、浸漬前後の光沢度を、光沢度計(日本電色工業株式会社製)にて測定し、光沢保持率を算出することによって評価した。評価は次の通りである。結果は表1に示す。
◎:光沢保持率80%以上
○:光沢保持率70以上以上80%未満
△:光沢保持率60以上以上70%未満
×:光沢保持率60%未満
スレート板(150mm×150mm)の上に、SKクリヤーシーラー(合成樹脂エマルション系シーラー、エスケー化研株式会社製)を塗付量150g/m2で刷毛塗りし、温度23℃、相対湿度50%雰囲気下で2時間乾燥養生した後、上塗塗料(モノマー組成:メチルメタクリレート、スチレン、2−エチルヘキシルアクリレート、アクリル酸、アクリルアミドの合成樹脂エマルション(固形分:50%、Tg:20℃)を主成分とするつや有り合成樹脂エマルションペイント)を塗付量300g/m2で吹付けし、標準状態で7日間乾燥養生させ、その後、1年間屋外暴露したものを下地基材とした。
次に、該下地基材の上塗塗膜の上に、水性塗料1をスプレーにて300g/m2塗付した。この際、上塗塗膜に対する水性塗料1のはじきの程度について、目視にて評価をした。評価は以下の通りである。結果は表1に示す。
◎:まったくはじかなかった
○:ほとんどはじかなかった
△:一部はじきがみられた
×:はじきがみられた
密着性試験1で得られた下地基材の上塗塗膜の上に、水性塗料1をスプレーにて300g/m2塗付し、標準状態で14日間乾燥させ、試験体を得た。
作製した試験体を50±2℃の水中に24時間浸漬させた後、標準状態にて約24時間置いた試験体をJIS K 5600−5−6に準じ、碁盤目テープ法にて密着性を評価した。評価は以下の通りである。結果は表1に示す。
5:剥れた欠損部の面積が1%未満
4:剥れた欠損部の面積が1%以上5%未満
3:剥れた欠損部の面積が5%以上15%未満
2:剥れた欠損部の面積が15%以上35%未満
1:剥れた欠損部の面積が35%以上
密着性試験1で得られた下地基材の上塗塗膜の上に、水性塗料1をスプレーにて300g/m2塗付し、標準状態で14日間乾燥させ、試験体を得た。
密着性試験3では、作製した試験体を「20±2℃の水中に18時間浸漬させた後、−20±2℃の環境下で3時間放置し、その後、80±2℃の環境下で3時間放置」を1サイクルとし10サイクル行い、10サイクル後の試験体をJIS K 5600−5−6に準じ、碁盤目テープ法にて密着性を評価した。評価は以下の通りである。結果は表1に示す。
5:剥れた欠損部の面積が1%未満
4:剥れた欠損部の面積が1%以上5%未満
3:剥れた欠損部の面積が5%以上15%未満
2:剥れた欠損部の面積が15%以上35%未満
1:剥れた欠損部の面積が35%以上
合成樹脂エマルションA50重量部、溶剤A3重量部、溶剤C1重量部、反応性官能基含有化合物3重量部、酸化チタン分散液(酸化チタン60重量%)35重量部、水10重量部、消泡剤0.5重量部加え、プロペラ型攪拌羽根で30分間攪拌することにより水性塗料2を製造した。得られた水性塗料2について、実施例1と同様の試験を行った。結果は表1に示す。
合成樹脂エマルションA50重量部、溶剤A3重量部、溶剤B1重量部、反応性官能基含有化合物3重量部、酸化チタン分散液(酸化チタン60重量%)35重量部、水10重量部、消泡剤0.5重量部加え、プロペラ型攪拌羽根で30分間攪拌することにより水性塗料3を製造した。得られた水性塗料3について、実施例1と同様の試験を行った。結果は表1に示す。
合成樹脂エマルションA50重量部、溶剤A3重量部、溶剤B0.5重量部、溶剤C0.5重量部、反応性官能基含有化合物3重量部、酸化チタン分散液(酸化チタン60重量%)35重量部、水10重量部、消泡剤0.5重量部加え、プロペラ型攪拌羽根で30分間攪拌することにより水性塗料4を製造した。得られた水性塗料4について、実施例1と同様の試験を行った。結果は表1に示す。
合成樹脂エマルションA50重量部、溶剤A3重量部、溶剤E1重量部、反応性官能基含有化合物3重量部、酸化チタン分散液(酸化チタン60重量%)35重量部、水10重量部、消泡剤0.5重量部加え、プロペラ型攪拌羽根で30分間攪拌することにより水性塗料5を製造した。得られた水性塗料5について、実施例1と同様の試験を行った。結果は表1に示す。
合成樹脂エマルションA50重量部、溶剤A3重量部、溶剤F1重量部、、反応性官能基含有化合物3重量部、酸化チタン分散液(酸化チタン60重量%)35重量部、水10重量部、消泡剤0.5重量部加え、プロペラ型攪拌羽根で30分間攪拌することにより水性塗料6を製造した。得られた水性塗料6について、実施例1と同様の試験を行った。結果は表1に示す。
合成樹脂エマルションB50重量部、溶剤A3重量部、反応性官能基含有化合物3重量部、酸化チタン分散液(酸化チタン60重量%)35重量部、水10重量部、消泡剤0.5重量部加え、プロペラ型攪拌羽根で30分間攪拌することにより水性塗料7を製造した。得られた水性塗料7について、実施例1と同様の試験を行った。結果は表1に示す。
合成樹脂エマルションA50重量部、溶剤A3重量部、反応性官能基含有化合物3重量部、シランカップリング剤0.2重量部、酸化チタン分散液(酸化チタン60重量%)35重量部、水10重量部、消泡剤0.5重量部加え、プロペラ型攪拌羽根で30分間攪拌することにより水性塗料8を製造した。得られた水性塗料8について、実施例1と同様の試験を行った。結果は表1に示す。
合成樹脂エマルションA50重量部、溶剤A3重量部、反応性官能基含有化合物3重量部、水溶性高分子化合物A4重量部、酸化チタン分散液(酸化チタン60重量%)35重量部、水10重量部、消泡剤0.5重量部加え、プロペラ型攪拌羽根で30分間攪拌することにより水性塗料9を製造した。得られた水性塗料9について、実施例1と同様の試験を行った。結果は表1に示す。
合成樹脂エマルションA50重量部、溶剤A3重量部、溶剤B0.5重量部、溶剤C0.5重量部、反応性官能基含有化合物3重量部、シランカップリング剤0.2重量部、酸化チタン分散液(酸化チタン60重量%)35重量部、水10重量部、消泡剤0.5重量部加え、プロペラ型攪拌羽根で30分間攪拌することにより水性塗料10を製造した。得られた水性塗料10について、実施例1と同様の試験を行った。結果は表1に示す。
合成樹脂エマルションB50重量部、溶剤A3重量部、反応性官能基含有化合物3重量部、水溶性高分子化合物A4重量部、酸化チタン分散液(酸化チタン60重量%)35重量部、水10重量部、消泡剤0.5重量部加え、プロペラ型攪拌羽根で30分間攪拌することにより水性塗料11を製造した。得られた水性塗料11について、実施例1と同様の試験を行った。結果は表1に示す。
合成樹脂エマルションA50重量部、溶剤A3重量部、反応性官能基含有化合物3重量部、シランカップリング剤0.1重量部、水溶性高分子化合物A2重量部、酸化チタン分散液(酸化チタン60重量%)35重量部、水10重量部、消泡剤0.5重量部加え、プロペラ型攪拌羽根で30分間攪拌することにより水性塗料12を製造した。得られた水性塗料12について、実施例1と同様の試験を行った。結果は表1に示す。
合成樹脂エマルションA50重量部、溶剤A3重量部、溶剤C1重量部、反応性官能基含有化合物3重量部、水溶性高分子化合物A4重量部、酸化チタン分散液(酸化チタン60重量%)35重量部、水10重量部、消泡剤0.5重量部加え、プロペラ型攪拌羽根で30分間攪拌することにより水性塗料13を製造した。得られた水性塗料13について、実施例1と同様の試験を行った。結果は表1に示す。
合成樹脂エマルションA50重量部、溶剤A3重量部、溶剤C1重量部、反応性官能基含有化合物3重量部、水溶性高分子化合物B4重量部、酸化チタン分散液(酸化チタン60重量%)35重量部、水10重量部、消泡剤0.5重量部加え、プロペラ型攪拌羽根で30分間攪拌することにより水性塗料14を製造した。得られた水性塗料14について、実施例1と同様の試験を行った。結果は表1に示す。
溶剤Aを溶剤Bに替えた以外は、実施例1と同様の方法で、水性塗料組成物を得、実施例1と同様の試験を行った。結果は表1に示す。
溶剤Aを溶剤Cに替えた以外は、実施例1と同様の方法で、水性塗料組成物を得、実施例1と同様の試験を行った。結果は表1に示す。
溶剤Aを溶剤Dに替えた以外は、実施例1と同様の方法で、水性塗料組成物を得、実施例1と同様の試験を行った。結果は表1に示す。
Claims (2)
- 有機塗膜を有する基材の上に、
(A)反応性官能基を有する合成樹脂エマルション、
(B)溶解度パラメータが7.5(cal/cm3)1/2以上9.5(cal/cm3)1/2以下、水への溶解度が3.0g/100g未満、沸点が250℃以上である溶剤、
(C)該反応性官能基と反応可能な反応性官能基を有する水溶性化合物、を含有する水性塗料を塗付することを特徴とする塗装方法。 - (A)が、カルボニル基を有する合成樹脂エマルションであり、
(C)が、ヒドラジド基含有水溶性化合物であることを特徴とする請求項1に記載の塗装方法。
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