JP4484493B2 - 顔料分散液、並びに該顔料分散液を用いた調色方法及び艶調整方法 - Google Patents
顔料分散液、並びに該顔料分散液を用いた調色方法及び艶調整方法 Download PDFInfo
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Description
上塗り塗料としては、従来、トルエン、キシレン等の強溶剤を媒体とする強溶剤形塗料が多く使用されてきた。しかし、強溶剤形塗料は、環境への負荷、あるいは作業衛生や安全性等の点においてあまり好ましいものとは言えない。
これに対し、近年、脂肪族炭化水素系溶剤を主媒体とする弱溶剤形塗料が注目されている。この弱溶剤形塗料を使用すれば、上述の強溶剤形塗料の問題を改善することができ、強溶剤形塗料に匹敵する物性を有する塗膜を形成することもできる。そのため、最近では強溶剤形塗料の代わりに弱溶剤形塗料を使用する動きが広まりつつある。
このように、上塗り塗料においては、強溶剤形塗料から弱溶剤形塗料への転換が進んでおり、弱溶剤形塗料の品種が増加している状況である。
しかし、塗料の調色においては、通常、一品種の塗料につき6〜10種類程度の原色着色剤が必要とされ、その品種に適した各原色の着色剤をそれぞれ用意しなければならない。そのため、塗料の多品種化に伴って着色剤の種類が増大してしまい、塗料工場や塗料販売店等の調色現場においては、着色剤の保管や在庫管理等が煩雑となる問題が生じている。
また、塗料に対しては、艶の調整に関する要望も多い。このような要望に対応するためには、艶有り、7分艶、5分艶、3分艶、艶消し等のそれぞれの艶に応じたベース塗料を準備しておかなければならない。すなわち、一品種の塗料であっても複数のベース塗料が必要となっている。塗料の多品種化に関する問題は、このような艶調整の場面においてもクローズアップされつつある。
しかし、特許文献1記載の着色剤が使用できるのは、ベース塗料に対してせいぜい5%までである。それ以上添加すると、耐水性、耐候性等の塗膜物性に悪影響を与えてしまうからである。すなわち、特許文献1の方法では、1種のベース塗料で調色可能な領域が限られてしまうこととなり、淡色に調色する場合には白ベース塗料を使用し、濃色に調色する場合には、別途濃色用ベース塗料を用意しなければならない。
しかし、特許文献2において実質的に開示されている着色剤は、トルエン、キシレン等の強溶剤を媒体とするもののみである。このような着色剤を弱溶剤形塗料に混合することは、作業衛生や安全性の点において好ましいものではない。また、特許文献2の着色剤を弱溶剤形塗料に対して混合すると、相溶性、顔料混和性等において問題が生じる場合がある。
1.第1級水酸基及び第2級水酸基を有し、水酸基価が5〜100KOHmg/g、第1級水酸基と第2級水酸基の重量比率が95:5〜5:95であるアクリルポリオール(A)と、顔料(B)とを含み、全溶剤中の脂肪族炭化水素の比率が50重量%以上であることを特徴とする顔料分散液。
2.第1級水酸基及び第2級水酸基を有し、水酸基価が5〜100KOHmg/g、第1級水酸基と第2級水酸基の重量比率が95:5〜5:95であるアクリルポリオール(A)と、着色顔料(B−1)とを含み、全溶剤中の脂肪族炭化水素の比率が50重量%以上である顔料分散液を、
全溶剤中の脂肪族炭化水素の比率が50重量%以上である塗料に混合することを特徴とする調色方法。
3.第1級水酸基及び第2級水酸基を有し、水酸基価が5〜100KOHmg/g、第1級水酸基と第2級水酸基の重量比率が95:5〜5:95であるアクリルポリオール(A)と、体質顔料(B−2)とを含み、全溶剤中の脂肪族炭化水素の比率が50重量%以上である顔料分散液を、
全溶剤中の脂肪族炭化水素の比率が50重量%以上である塗料に混合することを特徴とする艶調整方法。
本発明顔料分散液を使用することによって、品種ごとに着色剤やベース塗料等を取り揃える必要がなくなり、工場等における保管スペースや在庫管理の問題を軽減することができる。
本発明の顔料分散液では、第1級水酸基及び第2級水酸基を有し、水酸基価が5〜100KOHmg/g、第1級水酸基と第2級水酸基の重量比率が95:5〜5:95であるアクリルポリオール(以下「(A)成分」という)を含む。
本発明の顔料分散液では、このような(A)成分が含まれることにより、多品種の弱溶剤形塗料に対する優れた相溶性、顔料混和性等を発揮することができる。また、(A)成分は、調色後または艶調整後の弱溶剤形塗料の塗膜物性に悪影響を与えるものではない。そのため、本発明顔料分散液を調色に使用すれば、調色の自由度が高く、対象となる弱溶剤形塗料を幅広い色相に着色することができ、本発明顔料分散液を艶調整に使用した場合は、7分艶〜艶消しの所望の艶を得ることができる。さらに、(A)成分は、顔料分散液における顔料分散性、貯蔵安定性、流動性等を確保するためにも有効な成分である。
(1)重合時のモノマー成分として水酸基含有モノマーを使用する
(2)重合後の付加反応により、水酸基を生成させる
等の方法によって樹脂中に導入することができる。
第二級水酸基含有モノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート;(メタ)アクリル酸等の不飽和カルボン酸とα−オレフィンエポキシド等のモノエポキシ化合物との付加物;グリシジル(メタ)アクリレートと酢酸、プロピオン酸、脂肪酸類等の一塩基酸との付加物等が挙げられる。
(A)成分にカルボキシル基を導入するには、不飽和カルボン酸等のカルボキシル基含有モノマーを共重合すればよい。(A)成分における酸価は、通常0.1〜20KOHmg/g、好ましくは0.5〜10KOHmg/gである。
また、(A)成分にアミノ基を導入するには、アミノ基含有モノマーを共重合すればよい。(A)成分におけるアミン価は、通常0.05〜10KOHmg/g、好ましくは0.1〜3KOHmg/gである。なお、本発明における酸価、アミン価は、いずれも樹脂固形分に対する値を示すものである。
(A)成分のガラス転移点(以下「Tg」ともいう)は、通常−50〜80℃程度、好ましくは−20〜60℃程度である。
具体的に(B−1)着色顔料としては、例えば酸化チタン、酸化亜鉛、カーボンブラック、酸化第二鉄(ベンガラ)、黄色酸化鉄、群青、コバルトグリーン等の無機着色顔料、アゾ系、ナフトール系、ピラゾロン系、アントラキノン系、ペリレン系、キナクリドン系、ジスアゾ系、イソインドリノン系、ベンゾイミダゾール系、フタロシアニン系、キノフタロン系等の有機着色顔料、パール顔料、アルミニウム顔料、蛍光顔料等が挙げられる。また、(B−2)体質顔料としては、例えば重質炭酸カルシウム、軽微性炭酸カルシウム、クレー、カオリン、陶土、チャイナクレー、タルク、沈降性硫酸バリウム、炭酸バリウム、ホワイトカーボン、珪藻土等が挙げられる。この他、(B)成分としては、防錆顔料、ガラスビーズ、中空ビーズ等も挙げられる。
本発明では、これらの1種または2種以上を使用することができる。
本発明では、特に、トルエン、キシレンを含まず、引火点21℃以上の第2石油類に該当するものが、安全衛生上好ましい。脂肪族炭化水素が50重量%より少ない場合は、作業環境や安全性の点で好ましくない。
弱溶剤形塗料に含まれる樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、アルキッド樹脂、ウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂、あるいはこれらの複合物等が挙げられる。
・樹脂B:可溶形アクリルポリオール(水酸基価35KOHmg/g、酸価2KOHmg/g、アミン価1KOHmg/g、第1級水酸基と第2級水酸基の重量比率86:14、重量平均分子量15000、ガラス転移温度35℃、固形分55重量%、溶剤:ミネラルスピリット)
・樹脂C:可溶形アクリルポリオール(水酸基価70KOHmg/g、酸価2KOHmg/g、アミン価1KOHmg/g、第1級水酸基と第2級水酸基の重量比率42:68、重量平均分子量15000、ガラス転移温度35℃、固形分55重量%、溶剤:ミネラルスピリット)
・樹脂D:可溶形アクリルポリオール(水酸基価70KOHmg/g、酸価2KOHmg/g、アミン価1KOHmg/g、第1級水酸基と第2級水酸基の重量比率100:0、重量平均分子量15000、ガラス転移温度35℃、固形分55重量%、溶剤:ミネラルスピリット)
・樹脂E:可溶形アクリルポリオール(水酸基価70KOHmg/g、酸価2KOHmg/g、第1級水酸基と第2級水酸基の重量比率100:0、重量平均分子量15000、ガラス転移温度35℃、固形分55重量%、溶剤:ミネラルスピリット)
・樹脂F:可溶形アクリル樹脂(酸価2KOHmg/g、重量平均分子量15000、ガラス転移温度35℃、固形分55重量%、溶剤:ミネラルスピリット)
(実施例1)
樹脂A50重量部、カーボンブラック(pH3)25重量部、ミネラルスピリット25重量部、及びガラスビーズ150重量部の混合物をペイントシェーカーで2時間分散後、ガラスビーズを除去することにより顔料分散液1−1を得た。この顔料分散液1−1における全溶剤中の脂肪族炭化水素の比率は70重量%である。
得られた顔料分散液について以下の試験を行った。
(1)1液弱溶剤形アクリル樹脂塗料(白色)90重量部に対し、顔料分散液10重量部を均一に混合することにより塗料を作製した。この塗料を、すきま125μmのフィルムアプリケータで白紙上に塗付して乾燥させた。
(2)次に、顔料分散液を容器に密封し、50℃の恒温器で7日間貯蔵した後、室温まで放冷して容器内部の状態を確認した。評価は、○:異常なし、×:異常有り(沈降物発生、分離等)とした。
(3)貯蔵後の顔料分散液を攪拌機で5分間攪拌した後、上記(1)と同様の方法で塗料を作製し、すきま125μmのフィルムアプリケータで白紙上に塗付して乾燥させた。
(4)上記(1)で得られた塗紙の色相(L* 1、a* 1、b* 1)と、上記(3)で得られた塗紙の色相(L* 2、a* 2、b* 2)をそれぞれ測定し、貯蔵前後の色差(△E)を次式に従って算出した。評価は、◎:色差0.3未満、○:色差0.3以上0.6未満、△:色差0.6以上1.0未満、×:色差1.0以上、とした。
△E={(L* 2−L* 1)2+(a* 2−a* 1)2+(b* 2−b* 1)2}0.5
(1)1液弱溶剤形アクリル樹脂塗料(白色)90重量部に対し、顔料分散液10重量部を均一に混合することにより塗料を作製した。この塗料を、すきま125μmのフィルムアプリケータで白紙上に塗付した後、ラビングテストを行った。乾燥後の塗膜について、ラビング部とその周辺部との色差を確認し、以下の4段階で評価を行った。
◎(異常なし)>○>△>×(明らかな色差が認められる)
(2)次いで、1液弱溶剤形アクリル樹脂塗料に代えて、1液弱溶剤形ポリウレタン樹脂塗料(白色)、2液弱溶剤形ポリウレタン樹脂塗料(白色)をそれぞれ使用して、同様に顔料混和性試験を行った。
(1)1液弱溶剤形アクリル樹脂塗料(白色)90重量部に対し、顔料分散液10重量部を均一に混合することにより塗料を作製した。予めシーラーが塗装されたスレート板に対し、作製した塗料を塗付量0.3kg/m2でスプレー塗装した後、常温で14日間乾燥させたものを試験体とした。
(2)得られた試験体の20度光沢度を測定した後、水に168時間浸漬した。
(3)浸漬後の試験体の20度光沢度を測定し、光沢保持率を算出した。評価は、◎:光沢保持率95%以上、○:光沢保持率90%以上95%未満、△:光沢保持率80%以上90%未満、×:光沢保持率80%未満、とした。
樹脂A50重量部、キナクリドンレッド25重量部、ミネラルスピリット25重量部、及びガラスビーズ150重量部の混合物をペイントシェーカーで2時間分散後、ガラスビーズを除去することにより顔料分散液1−2を得た。この顔料分散液1−2における全溶剤中の脂肪族炭化水素の比率は70重量%である。
得られた顔料分散液1−2について、実施例1と同様の試験を行った。
樹脂A50重量部、フタロシアニンブルー25重量部、ミネラルスピリット25重量部、及びガラスビーズ150重量部の混合物をペイントシェーカーで2時間分散後、ガラスビーズを除去することにより顔料分散液1−3を得た。この顔料分散液1−3における全溶剤中の脂肪族炭化水素の比率は70重量%である。
得られた顔料分散液1−3について、実施例1と同様の試験を行った。
樹脂B50重量部、カーボンブラック(pH3)25重量部、ミネラルスピリット25重量部、及びガラスビーズ150重量部の混合物をペイントシェーカーで2時間分散後、ガラスビーズを除去することにより顔料分散液1−4を得た。この顔料分散液1−4における全溶剤中の脂肪族炭化水素の比率は70重量%である。
得られた顔料分散液1−4について、実施例1と同様の試験を行った。
樹脂C50重量部、カーボンブラック(pH3)25重量部、ミネラルスピリット25重量部、及びガラスビーズ150重量部の混合物をペイントシェーカーで2時間分散後、ガラスビーズを除去することにより顔料分散液1−5を得た。この顔料分散液1−5における全溶剤中の脂肪族炭化水素の比率は70重量%である。
得られた顔料分散液1−5について、実施例1と同様の試験を行った。
樹脂D50重量部、カーボンブラック(pH3)25重量部、ミネラルスピリット25重量部、及びガラスビーズ150重量部の混合物をペイントシェーカーで2時間分散後、ガラスビーズを除去することにより顔料分散液1−6を得た。この顔料分散液1−6における全溶剤中の脂肪族炭化水素の比率は70重量%である。
得られた顔料分散液1−6について、実施例1と同様の試験を行った。
樹脂E50重量部、カーボンブラック(pH3)25重量部、ミネラルスピリット25重量部、及びガラスビーズ150重量部の混合物をペイントシェーカーで2時間分散後、ガラスビーズを除去することにより顔料分散液1−7を得た。この顔料分散液1−7における全溶剤中の脂肪族炭化水素の比率は70重量%である。
得られた顔料分散液1−7について、実施例1と同様の試験を行った。
試験結果を表1に示す。実施例1〜5では、いずれの試験においても良好な結果を得ることができた。なお、表においては、1液弱溶剤形アクリル樹脂塗料を塗料A、1液弱溶剤形ポリウレタン樹脂塗料を塗料B、2液弱溶剤形ポリウレタン樹脂塗料を塗料Cとして示している。
(実施例6)
樹脂A20重量部、タルク50重量部、ミネラルスピリット30重量部の混合物を1時間ディゾルバー分散することにより顔料分散液2−1を得た。この顔料分散液2−1における全溶剤中の脂肪族炭化水素の比率は70重量%である。
得られた顔料分散液2−1について以下の試験を行った。
(1)1液弱溶剤形アクリル樹脂塗料(白色)70重量部に対し、顔料分散液30重量部を均一に混合することにより塗料を作製した。
(2)上記(1)で得られた塗料を容器に密封し、50℃の恒温器で7日間貯蔵した後、室温まで放冷して容器内部の状態を確認した。評価は、○:異常なし、×:異常有り(沈降物発生、分離等)とした。
(3)次いで、1液弱溶剤形アクリル樹脂塗料に代えて、1液弱溶剤形ポリウレタン樹脂塗料(白色)、2液弱溶剤形ポリウレタン樹脂塗料(白色)をそれぞれ使用して、同様に貯蔵安定性試験を行った。
(1)1液弱溶剤形アクリル樹脂塗料(淡褐色)70重量部に対し、顔料分散液30重量部を均一に混合することにより塗料を作製した。予めシーラーが塗装されたスレート板に対し、作製した塗料を塗付量0.3kg/m2でスプレー塗装した後、常温で14日間乾燥させたものを試験体とした。
(2)試験体の色相(L* 1、a* 1、b* 1)を測定した後、23℃の水に168時間浸漬した。
(3)浸漬後の試験体の色相(L* 2、a* 2、b* 2)を測定し、浸漬前後の色差(△E)を次式に従って算出した。評価は、◎:色差0.3未満、○:色差0.3以上0.6未満、△:色差0.6以上1.0未満、×:色差1.0以上、とした。
△E={(L* 2−L* 1)2+(a* 2−a* 1)2+(b* 2−b* 1)2}0.5
樹脂E20重量部、タルク50重量部、ミネラルスピリット30重量部の混合物を1時間ディゾルバー分散することにより顔料分散液2−2を得た。この顔料分散液2−2における全溶剤中の脂肪族炭化水素の比率は70重量%である。
得られた顔料分散液2−2について、実施例6と同様の試験を行った。
樹脂F20重量部、タルク50重量部、ミネラルスピリット30重量部の混合物を1時間ディゾルバー分散することにより顔料分散液2−3を得た。この顔料分散液2−3における全溶剤中の脂肪族炭化水素の比率は70重量%である。
得られた顔料分散液2−3について、実施例6と同様の試験を行った。
試験結果を表2に示す。実施例6では、いずれの試験においても良好な結果を得ることができた。
Claims (3)
- 第1級水酸基及び第2級水酸基を有し、水酸基価が5〜100KOHmg/g、第1級水酸基と第2級水酸基の重量比率が95:5〜5:95であるアクリルポリオール(A)と、顔料(B)とを含み、全溶剤中の脂肪族炭化水素の比率が50重量%以上であることを特徴とする顔料分散液。
- 第1級水酸基及び第2級水酸基を有し、水酸基価が5〜100KOHmg/g、第1級水酸基と第2級水酸基の重量比率が95:5〜5:95であるアクリルポリオール(A)と、着色顔料(B−1)とを含み、全溶剤中の脂肪族炭化水素の比率が50重量%以上である顔料分散液を、
全溶剤中の脂肪族炭化水素の比率が50重量%以上である塗料に混合することを特徴とする調色方法。 - 第1級水酸基及び第2級水酸基を有し、水酸基価が5〜100KOHmg/g、第1級水酸基と第2級水酸基の重量比率が95:5〜5:95であるアクリルポリオール(A)と、体質顔料(B−2)とを含み、全溶剤中の脂肪族炭化水素の比率が50重量%以上である顔料分散液を、
全溶剤中の脂肪族炭化水素の比率が50重量%以上である塗料に混合することを特徴とする艶調整方法。
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