JP2011522918A

JP2011522918A - 塗装表面処理組成物、塗装表面処理方法、及び塗装表面補修方法

Info

Publication number: JP2011522918A
Application number: JP2011511679A
Authority: JP
Inventors: ツォンミンワン，; ユンガンツー，
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2008-05-26
Filing date: 2009-04-27
Publication date: 2011-08-04
Also published as: EP2297264A2; CN101591510A; US20110203185A1; WO2009151802A2; EP2297264A4; WO2009151802A3

Abstract

本発明は、分散媒と、該分散媒中に分散する研磨剤とを含む、塗装表面処理組成物を提供し、前記研磨剤は、１２〜５５μｍの平均粒径、及び５．５〜６のモース硬度を有する。また、この塗装表面処理組成物を使用する、塗装表面処理方法及び塗装表面補修方法も提供される。
【選択図】なし

Description

本発明は、塗装表面処理組成物、塗装表面処理方法、及び塗装表面補修方法に関し、具体的には、低光沢度を有する塗装表面を処理するための組成物、特に、低光沢度を有する塗装表面のための研削ペースト、並びに本塗装表面処理組成物を利用する塗装表面処理方法及び塗装表面補方法に関する。

無光沢表面は、コーティング及び塗料産業において、重要な適用演出である。無光沢効果を有する物品は、日常生活の中で、どこにでも見られ、それらは、家内で、仕事に向かう路上で、又は夜のレストランで目にすることができる。屋内家具は、大部分が無光沢表面を利用し、また、飲食店の外装をコーティングする木板も、基本的に無光沢の外観を有する。光沢効果又は無光沢効果の選択を迫られる際、スタイル及び外観の要求のみに制限されない。実践は、清掃能力、つや出し効果、及び手触り又は感触等の側面における要求も、選択に影響することを証明した。職場に行く際、運転して行くか、バスで行くか、又は電車で行くかに関わらず、様々な車両の内側の装飾表面が、基本的に無光沢表面であることに気づくであろう。実際の使用及び安全性の観点を考慮し、学校の黒板は、まぶしさを回避するために、全て無光沢表面を利用する。また、自動車の室内も、その種のデザインを利用し、安全性を考慮して、幾つかの経済的かつ実用的なデバイス及び内装は全て、光沢のないつや消し塗料を利用する。

光反射防止は、大きな意味のある主題である。超高層ビルの表面は、一般に、光沢コーティングでコーティングされておらず、代わりに、予め塗装された板が、鋼又はアルミニウムの基材上にコーティングされ、更に、通行人又は運転手の目を刺激する、危険な光反射が生じるのを回避するために、例外なく、無光沢コーティングが使用される。

更に、経済的有用性は、コーティングの表面状態を選択するための別の重要な要因である。例えば、幾つかの基材がすり減る、微小なくぼみを有する、又は汚染される際、これらの欠陥は、無光沢コーティングを利用することによって被覆することができるが、しかしながら、この種の傷は、光沢塗料でコーティングすることによって糊塗することは困難である。

無光沢仕上げは、低光沢度を有する塗装表面を得るための方法である。しかしながら、塗料の保管寿命及び条件は全て、通常の塗料より厳しい。

米国特許出願公開第２００１／００５６１４６号は、床の表面及び台所表面に無光沢効果をもたらすことができる、混合処理剤を開示する。しかしながら、処理剤によってもたらされる無光沢効果の持続時間は、限られている。

欧州特許第１０１３７３１号は、無光沢効果も得ることができる、高分子フィルム形成剤を含有する混合溶媒を開示する。溶媒の使用は、その適用範囲を制限する。

また、特許出願公開第２００５／０１６６４６４号も、研磨剤を含有する研削ペーストであるが、しかしながら、これは、高光沢度の塗装表面効果しか得ることができない。

紙やすり等の研削製品が使用される場合、無光沢効果を得ることはできるが、塗装表面上に研磨跡が残る。

要するに、上記の参考文献によって開示される技術では、簡単かつ便利に、塗装表面上に長期的な無光沢効果を得ることができない。更に、また、つや消し塗料は、保管時間の制限も有する。

したがって、明らかな研磨跡なく、塗装表面上に無光沢効果を得ることができる塗装表面処理組成物が要求される。

本発明は、適切な粒子サイズ及び硬度を有する研磨剤を選択することによって、低光沢度を有する、新しい研削ペーストを得る。

具体的に、本発明は、分散媒と、分散媒中に分散する研磨剤とを含む、塗装表面処理組成物であって、前記研磨剤が、１２〜５５μｍの平均粒径、及び５．５〜６のモース硬度を有する、塗装表面処理組成物を提供する。

特定の実施形態によると、本発明の塗装表面処理組成物は、アニオン性疎水性修飾アクリルアルカリ膨張増粘剤等のレオロジー剤を更に含む。

特定の実施形態によると、本発明の塗装表面処理組成物では、前記分散媒は、環境に優しい水油分散乳濁液である。

特定の実施形態によると、本発明の塗装表面処理組成物では、前記研磨剤は、系の総重量の３５〜５０％を構成する。

特定の実施形態によると、本発明の塗装表面処理組成物では、前記研磨剤は、パイロルータイト（pyrolutite）である。

特定の実施形態によると、本発明の塗装表面処理組成物では、前記研磨剤の粒径分布Ｄ_９０は、３０〜１１０μｍである。

本発明は、本発明の塗装表面処理組成物を、基材上に適用する工程を含む、塗装表面処理方法を更に提供する。

本発明の更に別の態様は、本発明の塗装表面処理組成物を、補修される塗装表面上に適用する工程を含む、塗装表面欠陥補修方法を提供する。

従来の塗装表面処理組成物では、無光沢塗装表面上に傷がある場合、最初に傷を除去し、次いで表面全体を再コーティングすることによってのみ、均一な塗装表面を得ることができる。本発明の低光沢度を有する塗装表面研削ペーストが使用される場合、均一な表面効果を得るために、小さな範囲に処理を実施することのみが要求される。

高光沢度を有する表面上での光反射経路の概略図。無光沢表面上での光反射経路の概略図。研磨跡を有する無光沢表面上での光反射経路の概略図。ＨＰ４Ｏ／Ｎ研磨剤の粒径分布図であり、その粒子サイズ分布は、比較的狭く、かつ集中しており、その平均粒子サイズは、５４μｍ。Ｄｙｍｃｏ−３２５研磨剤の粒径分布図であり、その粒子サイズ分布は、比較的狭く、かつ集中しており、その平均粒子サイズは、３８μｍ。ＬＨＭ−３２５研磨剤の粒径分布図であり、その粒子サイズ分布は、比較的狭く、かつ集中しており、その平均粒子サイズは、１５μｍ。ダブルクリーム・トリポリ（Double Cream Tripoli）珪藻岩研磨剤の粒径分布図であり、その粒子サイズ分布は、比較的広く、その平均粒子サイズは、２５μｍ。

本発明は、分散媒と、分散媒中に分散する研磨剤とを含む、塗装表面処理組成物（つまり、塗装表面処理組成物）であって、前記研磨剤が、１２〜５５μｍの平均粒径、及び５．５〜６のモース硬度を有する、塗装表面処理組成物を提供する。研磨剤が、５．５未満の硬度を有する際、前記研磨剤の破壊及び変形によって、小さな粒径を有する研磨剤が生成され、これは、試料＃４である、研磨用の粗い研削ペーストのように、光沢度、更には高光沢度の外観に非常に小さな変化しかもたらさず、６以上のモース硬度を有するアルミナ研磨剤は、その粒子サイズが小さい際、優れた研磨特性を有するが、しかしながら、研磨剤の粒子サイズが、２０〜３０μｍである際、後で記載される、試料＃５である、研磨用の粗い研削ペーストのように、研磨跡が残る。

本発明における硬度は、全国的な相関基準等の従来の方法に従って測定される、モース硬度である。モース硬度は、鉱物の硬度を示すための基準である。引っ掻き法を適用することによって、ピラミッド形状のダイヤモンドリルビットを使用して、試験鉱物の表面を引っ掻くことによって、引っ掻き傷が生成され、通例、モース硬度は、鉱物学及び宝石学において使用される。硬度は、測定される引っ掻き傷の深さを使用して、１０等級、タルク１（最小硬度）、セッコウ２、方解石３、蛍石４、アパタイト５、（長石、正長石、ペリクレース）６、石英７、トパーズ８、コランダム９、ダイヤモンド１０に分類される。

特定の実施形態によると、本発明の塗装表面処理組成物は、レオロジー剤を更に含む。レオロジー剤の例には、アニオン性疎水性修飾アクリルアルカリ膨張増粘剤等が挙げられるが、これに限定されない。

特定の実施形態によると、本発明の塗装表面処理組成物では、前記分散媒は、環境に優しい水油分散乳濁液である。水油分散乳濁液では、油は、研削助長特性を有し、確実に、研磨プロセスのプロセス中に溶媒が存在し、研磨剤の乾式研削が生じないように、及び同時に、確実に、研磨後に溶媒を容易に除去することができるように、揮発性を調整することができる。好ましい乳濁液では、溶媒含有量は低く、したがって環境への害は小さい。

特定の実施形態によると、本発明の塗装表面処理組成物では、前記研磨剤は、パイロルータイトである。パイロルータイトは、明瞭な輪郭及び立体特性を有する微粒子形状を有するため、その研削効率は、非常に高い。天然のパイロルータイトは、比較的多くの空気孔を有し、水上に浮くことができるほど、水と比較して非常に小さな相対密度を有し、多くの場合、白色又は灰色で自然界に現れる、火山が噴火した後のマグマの冷却によって形成される、多孔質のガラス状酸性岩である。パイロルータイトは、不燃性、腐食性、吸水性、気体透過性であり、かつ軽量の純天然研削材料である。パイロルータイトの機械加工プロセス中、これは、いかなる化学処理もない、純粋な物理的処理を要求し、したがって、環境への公害問題はなく、人へのいかなる被害もない。

特定の実施形態によると、本発明の塗装表面処理組成物では、前記研磨剤の粒径分布Ｄ_９０は、３０〜１１０μｍである。この粒径分布は、非常に集中した粒子サイズ分布である。その粒子サイズ分布が比較的狭く、かつ集中しているため、実際の研削後の加工部品の表面の均一性に有利に働く。それによって、大きな粒子の研磨跡を残すことはなく、また、微小粉末粒子の高い光効果をもたらすこともない。

本発明では、具体的に示されていない限り、百分率及び部は、重量に関するものである。

試験方法：
光沢度は、ＡＳＴＭＤ５２３を使用して試験された。

粒径及び粒径分布は、ＪＩＳＲ６０１２コールター粒径カウンタによって試験された。

原材料：
レオロジー剤：アニオン性疎水性修飾アクリルアルカリ膨張増粘剤。

パイロルータイト：ヘス（HESS）・パイロルータイトＨＰ４Ｏ／ＮＫＣ−００９（５４μｍの平均粒子サイズを有する）、ヘス・パイロルータイトディムコ３２５ＫＣ−００６（３８μｍの平均粒子サイズを有する）、及びヘス・パイロルータイトＬＨＭ−３２５ＫＣ−００３（１５μｍの平均粒子サイズを有する）、全て、ディムコ社、上海（Dymco Co. Ltd., Shanghai）によって提供された。

パイロルータイトの物理的特性：
モース硬度：５．５〜６．０、酸塩基特性：７．２、放射エネルギー：０、燃損：５％、Ｆｅ鉄：青色を有さない、水性物質：０．１５％、酸性物質：２．９％、軟化温度：９００度。

パイロルータイトの化学成分：
ＳｉＯ_２：７０．５％、Ａｌ_２Ｏ_３：１３．５％、Ｆｅ：０．１％、Ｆｅ_２Ｏ_３：１．１％、Ｈ_２Ｏ：３．４％、Ｎａ：１．６％、Ｋ：１．８％、Ｃａ：０．８％、ＴｉＯ_２：０．２％、ＳＯ_３：０．１％、ＭｇＯ：５％。

研削分散乳濁液の調製
研削分散乳濁液は、表１に示される製剤に従って調製された。撹拌棒を用いた、中速（４００〜８００回転／分）撹拌の条件下で、原材料は、表１に示される順序及び比率に従って、容器に連続して添加された。全ての原材料が添加された後、混合物は、高回転速度（１２００〜１６００ｒｐｍ）下で、１５〜２０分間撹拌された。その結果、８．６〜９．０の酸塩基度を有する、安定した研削分散乳濁液が得られた。

実施例１〜３
本発明の３種類の塗装表面処理組成物を得るために、それぞれ、表２−１（実施例１）、表２−２（実施例２）、及び表２−３（実施例３）の製剤に従って、これらの表中のそれぞれの成分が調製された。具体的な調製方法は、以下の通りであった：撹拌棒を用いた、低速（４００〜８００ｒｐｍ）撹拌の条件下で、原材料は、表２に示される、それぞれの試料の製剤の順序及び比率に従って、容器に連続して添加された。最初に、半分のレオロジー剤が添加され、１０〜１５分間の高速（３，０００〜５，０００ｒｐｍ）撹拌によって分散された。次いで、１２，０００〜２０，０００センチポアズの粘度を調整するために、中速（１，２００〜１，４００ｒｐｍ）撹拌の条件下で、レオロジー剤が添加された。８．２〜８．４の酸塩基度を有する、安定した研削ペースト系が得られた。

実施例１〜３で得られた塗装表面処理組成物は、それぞれ、自動車塗装表面上にコーティングされ、自動車塗装表面上の光沢度変化が測定された。研削ペーストが、３Ｍ８５０７８白色羊毛球（２グラム）上に均一にコーティングされ、自動車塗装表面が吹き付けられた金属プレートは、７４０３研磨器を使用して、１．４ｋｇｆ（３ポンド）の圧力下で、１５秒間研磨され、次いで塗装表面の表面は、柔らかい布できれいにされた。次いで、バンコメータ（vancometer）を使用して、測定が実施された。

木材塗装表面は、実施例１〜３でそれぞれ得られた塗装表面処理組成物で処理され、木材塗装表面上の光沢度変化が測定された。超微細スチールウール（３ＭＵｌｔｒａＦｉｎｅ）が、１３．６ｋｇｆ（３０ポンド）振動研磨器上に取り付けられた。清浄水が吹き付けられた後、塗装表面は、均一な表面を得るために、３回研磨された。次いで、研削ペーストが、３Ｍ白色スチールウール（タイプＴ）上に均一にコーティングされ、塗装表面は、１３．６ｋｇｆ（３０ポンド）振動研磨器を使用して、３〜４回研磨された。塗装表面の表面は、柔らかい布できれいにされた。次いで、光沢度計（vancometer）を使用して、測定が実施された。

試料＃１は、研磨後、非常に小さな引っ掻き傷を有した。研磨後、試料＃２に引っ掻き傷は観測できなかった。研磨後、試料＃３に引っ掻き傷は観測できなかった。一般的に言えば、試験後、試料＃１、＃２、及び＃３が、光沢度を約３０°減少させることができることを証明することができた。同時に、この系は、室温及び密閉条件下で安定であった。そのプロセスを使用することは、現在一般的に使用される塗装表面補修系を使用することと同じであり、便利に、木製家具塗装表面及び自動車塗装表面上に使用することができる。

実施例４〜６
実施例３と同一の方法に従って、以下の表５−１（実施例４）、表５−２（実施例５）、及び表５−３（実施例６）の製剤に従って、本発明の塗装表面処理組成物が調製された。

実施例４〜６で得られた塗装表面処理組成物は、それぞれ、自動車塗装表面上にコーティングされ、自動車塗装表面上の光沢度変化が測定された。研削ペーストが、３Ｍ８５０７８白色羊毛球（２グラム）上に均一にコーティングされ、自動車塗装表面が吹き付けられた金属プレートは、７４０３研磨器を使用して、１．４ｋｇｆ（３ポンド）の圧力下で、１５秒間研磨され、次いで塗装表面の表面は、柔らかい布できれいにされた。次いで、光沢度計（vancometer）を使用して、測定が実施された。

試料＃３の研磨剤（約３８μｍの平均粒径を有する）では、その含有量が３５％〜５０％である際、木工品表面上での塗料の光沢度は、約４０であることができる。

比較実施例１：
比較実施例１の塗装表面処理組成物は、表７−１に示される製剤に従って調製された。製剤では、ダブルクリーム・トリポリ珪藻岩の関連物理特性は、以下の通りであった：モース硬度：＜５．５、酸塩基特性：６．２〜７．０、融解温度１７０７℃、平均粒径：２４μｍ（これらの全ては、供給元から供給された）。その光沢度の試験結果を、表８及び表９に列挙した。

比較実施例２：
比較実施例２の塗装表面処理組成物は、表７−２に示される製剤に従って調製された。製剤では、アルミナは、コアンチュー・ファミング社（Quanzhou Huaming Trading Co., Ltd.）によって供給され、７．５〜８．０のモース硬度、及び２０〜３０μｍの平均粒径（両方ともコアンチュー・ファミング社によって供給された）を有した。その光沢度の試験結果を、表８及び表９に列挙した。

表８から、試料＃４及び試料＃５は、両方とも金属塗料の表面光沢度を変化させ得ることが分かる。しかしながら、試料＃５では、幾つかの擦り跡が現れ得る。試料＃４のデータを表９に示し、これは、試料＃４が、塗装表面の光沢度を約６０〜７０に到達させることができ、光沢度を増加するための特定の効果を有したことを示した。

Claims

分散媒と、該分散媒中に分散する研磨剤とを備える、塗装表面処理組成物であって、前記研磨剤が、１２〜５５μｍの平均粒径、及び５．５〜６のモース硬度を有する、塗装表面処理組成物。
レオロジー剤を更に備える、請求項１に記載の塗装表面処理組成物。
前記レオロジー剤が、アニオン性疎水性修飾アクリル系膨張増粘剤である、請求項１に記載の塗装表面処理組成物。
前記分散媒が、水油分散乳濁液である、請求項１に記載の塗装表面処理組成物。
前記研磨剤の量が、前記組成物の総重量の３５〜５０％である、請求項１に記載の塗装表面処理組成物。
前記研磨剤が、パイロルータイトである、請求項１に記載の塗装表面処理組成物。
前記研磨剤の粒径分布Ｄ_９０が、３０〜１１０μｍである、請求項１に記載の塗装表面処理組成物。
請求項１〜７のいずれか一項に記載の塗装表面処理組成物を、基材上に適用する工程を含む、塗装表面処理方法。
請求項１〜７のいずれか一項に記載の塗装表面処理組成物を、補修される塗装表面上に適用する工程を含む、塗装表面欠陥補修方法。