JP4971651B2 - 水性多彩模様塗料及び塗装方法 - Google Patents
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Description
すなわち本発明は、
1.
少なくとも2色の着色塗料粒子(I)が分散媒体中に分散してなる水性多彩模様塗料組成物であって、着色塗料粒子(I)が、水性樹脂(a)及び着色剤(b)を含んでなる水性塗料組成物を多糖類金属塩ゲル(c)中に内包してなるものであり、水性多彩模様塗料組成物中の樹脂固形分100質量部に対して、シリカ微粒子を0.1〜30質量部含有することを特徴とする水性多彩模様塗料組成物、
2.
着色塗料粒子(I)が、水性樹脂(a)、着色剤(b)及び水溶性多糖類を含む水性塗料組成物を、金属イオンを含有する水性媒体と接触させることにより得られるものである1項に記載の水性多彩模様塗料組成物、
3.
シリカ微粒子の比表面積が、30〜400m2/gの範囲内である1項または2項に記載の水性多彩模様塗料組成物、
4.
水性樹脂(d)を含んでなる塗膜形成成分(II)をさらに含有する1項〜3項のいずれか1項に記載の水性多彩模様塗料組成物、
5.
水性樹脂(a)及び着色剤(b)を含んでなる反応性官能基(x)を含有する水性塗料組成物を含有してなる着色塗料粒子(I)並びに反応性官能基(x)と反応し得る反応性官能基(y)を含有する塗膜形成成分(II)を含んでなる4項に記載の水性多彩模様塗料組成物、
6.
着色塗料粒子(I)に含まれる水性樹脂(a)が、塗膜形成成分(II)中に含まれる反応性官能基(y)と反応する反応性官能基(x)を含有する4項または5項に記載の水性多彩模様塗料組成物、
7.
着色塗料粒子(I)に含まれる水性塗料組成物が、架橋剤(e)を含有する5項に記載の水性多彩模様塗料組成物、
8.
塗膜形成成分(II)が、さらに架橋剤(f)を含有する4項〜7項のいずれか1項に記載の水性多彩模様塗料組成物、
9.
着色塗料粒子(I)に含まれる水性樹脂(a)及び塗膜形成成分(II)に含まれる水性樹脂(d)が共に反応性官能基(x)を含有し、塗膜形成成分(II)が、該反応性官能基(x)と反応し得る反応性官能基(y)を含有する架橋剤(f)をさらに含有する8項に記載の水性多彩模様塗料組成物、
10.
着色塗料粒子(I)と塗膜形成成分(II)の配合割合が、着色塗料粒子(I)/塗膜形成成分(II)の固形分質量比で1/99〜80/20の範囲内にある4項〜9項のいずれか1項に記載の水性多彩模様塗料組成物、
11.
バルーン粒子をさらに含有する1項〜10項のいずれか1項に記載の水性多彩模様塗料組成物、
12.
基材表面上に、下塗り塗膜を介して又は介さずに1項〜11項のいずれか1項に記載の水性多彩模様塗料組成物を塗装することを特徴とする塗装方法、
に関する。
本発明において着色塗料粒子(I)は、材料、製造方法など特に制限されるものではなく従来公知のものを使用できるが、例えば、水性樹脂(a)並びに着色剤(b)を含んでなる水性塗料組成物を多糖類金属塩ゲル(c)中に内包してなるものであることが望ましい。
上記水性塗料組成物に含まれる水性樹脂(a)は、着色塗料粒子(I)の耐久性に貢献するものであり、水に溶解又は分散可能な樹脂が使用される。その樹脂種には特に限定はなく、具体的には、例えば、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、シリコン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、アルキッド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等を挙げることができ、これらはそれぞれ単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。また、これらの樹脂は、例えばウレタン変性アクリル樹脂のように変性されていてもよく、或いはグラフト重合されたものであってもよい。
上記着色塗料粒子(I)の内部に含まれる着色剤(b)としては顔料及び染料を使用することができ、特に着色顔料及び光輝性顔料が好適である。着色顔料としては、例えば、ニ酸化チタン等の白色顔料;カーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、ボーンブラック、黒鉛、鉄黒、アニリンブラックなどの黒色顔料;黄色酸化鉄、チタンイエロー、モノアゾイエロー、縮合アゾイエロー、アゾメチンイエロー、ビスマスバナデート、ベンズイミダゾロン、イソインドリノン、イソインドリン、キノフタロン、ベンジジンイエロー、パーマネントイエロー等の黄色顔料;パーマネントオレンジ等の橙色顔料;赤色酸化鉄、ナフトールAS系アゾレッド、アンサンスロン、アンスラキノニルレッド、ペリレンマルーン、キナクリドン系赤顔料、ジケトピロロピロール、ウォッチングレッド、パーマネントレッド等の赤色顔料;コバルト紫、キナクリドンバイオレット、ジオキサジンバイオレット等の紫色顔料;コバルトブルー、フタロシアニンブルー、スレンブルーなどの青色顔料;フタロシアニングリーンなどの緑色顔料などを挙げることができ、光輝性顔料としては、アルミニウム粉、ブロンズ粉、銅粉、錫粉、リン化鉄、亜鉛粉等のメタリック顔料;金属酸化物コーティング雲母粉、マイカ状酸化鉄等の真珠光沢調顔料などを挙げることができ、これらはそれぞれ単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。上記白色顔料としての二酸化チタンには、平均粒子径が10〜80nmのマイクロチタンや光触媒活性を有するアナターゼ型二酸化チタン等の機能性二酸化チタンも包含される。
本発明において多糖類金属塩ゲル(c)は、上記水性塗料組成物を粒子内部に含有させるためのゲル化膜を構成し、着色塗料粒子(I)の殻壁となり得る成分である。
以上に述べた水性塗料組成物を、金属化合物由来の金属イオンを含有する水性媒体と接触させることにより着色塗料粒子(I)を形成せしめることができる。この接触は、例えば、注射器の先端から水性塗料組成物を水性媒体中に滴下する方法;水性塗料組成物を遠心力を利用して飛散させ、水性媒体中に滴下する方法;スプレーノズルの先端から水性塗料組成物を霧化させ、水性媒体中に滴下する方法;水性塗料組成物を水性媒体中に加え、分散機で攪拌混合する方法などの方法により行うことができる。
本発明の水性多彩模様塗料において上記着色塗料粒子(I)は分散媒体中に分散されてなる。本発明において分散媒体とは、水、又は水を主体としてこれに水溶性有機溶媒などの有機溶媒を混合してなる水−有機溶媒混合溶液などを挙げることができる。
本発明の水性多彩模様塗料に必須成分として含有されるシリカ微粒子は、結晶性であってもアモルファスであってもよく、その種類、製造方法に制限はなく従来公知のものを使用することができる。
本発明において水性多彩模様塗料は、多彩模様塗膜の耐水性、耐候性などの点から着色塗料粒子(I)及び分散媒体に加えて必要に応じて塗膜形成成分(II)を含むことができる。塗膜形成成分(II)は、それ自体成膜性を有するものであり、非架橋型及び架橋型のいずれであってもよい。
本発明の水性多彩模様塗料は、以上に述べた着色塗料粒子(I)、分散媒体及びシリカ微粒子を、必要に応じて塗膜形成成分(II)及び塗料用添加剤と共に、それ自体既知の方法で混合し、適宜粘度調整及び/又はpH調整することにより調製することができる。また、塗膜形成成分(II)において架橋剤(f)としてポリイソシアネート架橋剤を使用する場合には、該ポリイソシアネート架橋剤は水性多彩模様塗料を塗装する直前に混合することが好ましい。
本発明の水性多彩模様塗料は、基材表面に塗装することにより、多彩な意匠性を有し、耐水性等の性能に優れた保護塗膜を形成せしめることができる。
製造例1
容量2リットルの4つ口フラスコに、脱イオン水285部及び「ニューコール707SF」(注1)1部を加え、窒素置換後、85℃に保った。その中に、下記組成の成分をエマルション化してなるプレエマルションの3%分と、過硫酸アンモニウム3部を脱イオン水120部に溶解させた開始剤水溶液123部のうちの41部とをそれぞれ添加し、添加20分後から、残りのプレエマルションと残りの過硫酸アンモニウム水溶液とを4時間かけてフラスコに滴下した。
脱イオン水 368部
スチレン 150部
メチルメタクリレート 413部
n−ブチルアクリレート 240部
2−エチルヘキシルアクリレート 150部
ダイアセトンアクリルアミド 20部
1,6−ヘキサンジオールジアクリレート 5部
2−ヒドロキシエチルアクリレート 20部
アクリル酸 2部
「ニューコール707SF」(注1) 66部。
滴下終了後、これをさらに2時間85℃に保持した後、40〜60℃に降温した。次いで、アンモニア水でpHを調整し、固形分が55%のエマルション(a1)を得た。エマルション(a1)の平均粒子径は170nm、pHは8.3であった。
上記製造例1におけるプレエマルションの代わりに下記組成の成分をエマルション化してなるプレエマルションを用いる以外は製造例1と同様にして、エマルション(a2)を製造した。エマルション(a2)の固形分は55%であり、平均粒子径は175nm、pHは8.2であった。
脱イオン水 368部
スチレン 150部
メチルメタクリレート 430部
n−ブチルアクリレート 240部
2−エチルヘキシルアクリレート 150部
2−ヒドロキシエチルアクリレート 20部
アクリル酸 10部
「ニューコール707SF」(注1) 66部。
製造例3
1リットルのステレンス容器に下記の成分を仕込み、攪拌機にて30分間攪拌混合することにより、固形分50%の水性クリヤー塗料(C1)を得た。
55%エマルション(a1) 750部
「TEXANOL」(注2) 50部
水 279部
「タルク SS」(注3) 250部
「SNデフォーマー380」(注4) 10部
「アデカノールUH−438」(注5) 6部。
(注3)「タルク SS」:商品名、日本タルク社製、タルク。
(注4)「SNデフォーマー380」:商品名、サンノプコ社製、消泡剤。
(注5)「アデカノールUH438」:商品名、アデカ社製、増粘剤。
上記製造例3において、成分組成を下記のものに変更する以外は製造例3と同様にして、固形分46%の水性クリヤー塗料(C2)を製造した。
55%エマルション(a1) 750部
「TEXANOL」(注2) 50部
水 203部
「タルク SS」(注3) 100部
「SNデフォーマー380」(注4) 10部
「アデカノールUH−438」(注5) 6部。
「マツモトマイクロスフェアーF−50」(注6) 28部。
(注6)「マツモトマイクロスフェアーF−50」:商品名、松本油脂社製、アクリロニトリル樹脂系バルーン粒子、有効成分15%、平均粒子径15μm。
上記製造例4において、成分組成を下記のものに変更する以外は製造例4と同様にして、固形分46%の水性クリヤー塗料(C3)を製造した。
55%エマルション(a2) 750部
「TEXANOL」(注2) 61部
水 192部
「タルク SS」(注3) 100部
「SNデフォーマー380」(注4) 10部
「アデカノールUH−438」(注5) 6部
「マツモトマイクロスフェアーF−50」(注6) 28部。
製造例6
1リットルのステンレス容器に下記の成分を仕込み、ディスパーで30分間均一になるまで攪拌することにより、白顔料ペーストを得た。
水 45部
「スラオフ72N」(注7) 3部
「DISPER BYK−190」(注8) 6部
「TITANIX JR−605」(注9) 100部。
(注7)「スラオフ72N」:商品名、日本エンバイロケミカルズ社製、防腐剤。
(注8)「DISPER BYK−190」:商品名、BYKケミー社製、分散剤。
(注9)「TITANIX JR−605」:商品名、テイカ社製、チタン白。
製造例7
容器に下記の成分を順次配合し、均一となるように攪拌混合して、着色塗料粒子用の水性塗料組成物(A−1)を得た。
白顔料ペースト 154部
55%エマルション(a1) 250部
「TEXANOL」(注2) 20部
「SNデフォーマー380」(注4) 2部
「アデカノールUH−438」(注5) 2部
2%アルギン酸ナトリウム水溶液 280部。
上記製造例7において、配合組成を下記表1に示す配合組成に変える以外は製造例7と同様にして、水性塗料組成物(A−2)〜(A−11)を製造した。
(注11) 緑顔料ペースト:「ユニラント88緑」(商品名、横浜化成社製)を顔料含有量が約20%になるように調整したカラーペースト。
(注12) アルミニウムペースト:攪拌混合容器に、アルミニウム顔料ペースト「MG−51」(旭化成社製、アルミニウム含有量66%、炭化水素系及び石油系有機溶剤34%)45.5部、エチレングリコールモノブチルエーテル35部及びリン酸基含有樹脂溶液(注*)3部を添加し、攪拌混合してアルミニウム顔料ペーストを得た。
(注13) 「サイメル327」:商品名、三井サイアナミド社製、メラミン樹脂。
製造例18
4リットルステンレス容器に、0.15%水酸化カルシウム(注14)水溶液を1,300部仕込み、75mmの径を有する攪拌羽根を用いて回転速度2,500rpmで攪拌しながら、上記で得られた水性塗料組成物(A−1)650部を徐々に容器内に滴下し、着色塗料粒子を生成させた。次いで容器内液を同回転速度でさらに15分攪拌した後、200メッシュの金網を用いて濾別し、着色塗料粒子(I−1)を得た。得られた着色塗料粒子(I−1)は、固形分が20%であり、大きさが75μm以上で且つ500μm未満の着色塗料粒子の割合は全粒子中95%であった。
(注14) 水酸化カルシウム:25℃の水100gに対して0.15g溶解。
4リットルステンレス容器に、水酸化カルシウム24部と脱イオン水1,200部を仕込み、75mmの径を有する攪拌羽根を用いて回転速度1500rpmで攪拌しながら、上記水性塗料組成物(A−2)600部を徐々に容器内に滴下し、着色塗料粒子を生成させた。次いで容器内液を同回転速度でさらに15分攪拌した後、200メッシュの金網にて濾別し、着色塗料粒子(I−2)を得た。得られた着色塗料粒子(I−2)は、固形分が20%であり、大きさが150μm以上で且つ2000μm未満の着色塗料粒子の割合は全着色塗料粒子中95%であった。
製造例18において、水性塗料組成物(A−1)の代わりに下記表2に示す水性塗料組成物を使用する以外は上記製造例18と同様にして、着色塗料粒子(I−3)〜(I−11)を得た。
4リットルステンレス容器に、5%塩化カルシウム水溶液を600部仕込み、75mmの径を有する攪拌羽根を用いて回転速度3000rpmで回転しながら、水性塗料組成物(A−3)660部を徐々に容器内に滴下し、着色塗料粒子を生成させた。次いで容器内液を同回転速度でさらに15分攪拌した後、200メッシュの金網にて濾別し、着色塗料粒子(I−12)を得た。着色塗料粒子(I−12)は、固形分が20%であり、大きさが250以上で且つ2000μm未満の着色塗料粒子の割合が80%であった。
上記製造例29において、水性塗料組成物(A−3)の代わりに水性塗料組成物(A−9)を使用する以外は上記製造例29と同様にして着色塗料粒子(I−13)を得た。着色塗料粒子(I−13)は、固形分が16.5%であり、大きさが250以上で且つ2000μm未満の着色塗料粒子の割合が80%であった。
実施例1〜16及び比較例1〜2
500ミリリットルのステレンス容器に、下記表3に示す成分を順次攪拌しながら仕込み、その後、均一になるまで攪拌することにより、多彩模様塗料(P1)〜(P18)を得た。得られた塗料の性状及び塗膜性能試験結果も併せて表3に示す。
(注16) 「HDK−H20」:商品名、旭化成ワッカー社製、シリカ微粒子、比表面積170m2/g、炭素含有量1.1質量%、平均粒子径1.0μm。
(注17) 「AEROSIL RY200」:商品名、日本アエロジル社製、シリカ微粒子、比表面積100m2/g、炭素含有量4.8質量%、平均粒子径1.5μm。
試験塗板の作製
スレート板(150×70×3mm)上に、「EPシーラー透明」(関西ペイント社製、水系アクリルエマルション系シーラー)を塗布量が100g/m2になるようにローラー塗装し乾燥させた後、「ビニデラックス300」(関西ペイント社製、JIS K 5663 1種適合アクリルエマルション系塗料)を塗布量が100g/m2になるようにローラー塗装し、気温20℃、相対湿度60%の条件下で1日間乾燥させたものを被塗板とし、この上に各多彩模様塗料を塗布量が300g/m2になるようにスプレーで塗装した。その後、メラミンを含まない実施例1〜6、8、9、11〜13、16及び比較例1〜2の試験塗板については、気温23℃、相対湿度60%の条件下で7日間乾燥して、各試験塗板を得た。他方メラミンを含む実施例7、10、14及び15の試験塗板については、電気乾燥機にて80℃で10分乾燥させた後140℃で30分焼き付けを行い、各試験塗板を得た。
各試験塗板の塗膜を目視で観察し、次の基準で評価した。
◎:多彩な意匠感、質感が十分あり、非常に良好、
〇:多彩な意匠感、質感があり、良好、
△:模様ムラが認められ、やや不良、
×:ワレやチヂミなど塗膜欠陥あり。
各試験塗板を23℃の脱イオン水に7日間浸漬し、引き上げた後、目視で観察し、次の基準で評価した。
◎:良好、
〇:わずかに艶引けが認められるが、実用レベル、
△:艶引け、白化、フクレが認められる、
×:著しくフクレが認められる、又は塗膜が軟化する。
JIS K 5600の7−7(塗料一般試験方法−第7部:塗膜の長期耐久性−第7節:促進耐候性(キセノンランプ法))の促進耐候性試験に準じ、試験塗板を1000時間照射した後、目視で観察し、次の基準で評価した。
◎:良好、
〇:わずかに艶引けが認められるが、実用レベル、
△:艶引け、ワレ、フクレ、ハガレが認められる、
×:著しい艶引け、ワレ、フクレ、ハガレが認められる。
各多彩模様塗料を容量が1リットルの内面コート缶に1kg入れ、40℃の恒温室で60日間貯蔵した。その後、室温に戻し、容器の中の塗料の状態を目視にて観察し、次の基準で評価した。
〇:分離が認められず、着色塗料粒子の合一や破壊も認められない、
△:ソフトケーキングや分離が認められるが、攪拌により均一となる、
×:ハードケーキングや分離が認められ、元に戻らない。
Claims (12)
- 少なくとも2色の着色塗料粒子(I)が分散媒体中に分散してなる水性多彩模様塗料組成物であって、着色塗料粒子(I)が、水性樹脂(a)及び着色剤(b)を含んでなる水性塗料組成物を多糖類金属塩ゲル(c)中に内包してなるものであり、水性多彩模様塗料組成物中の樹脂固形分100質量部に対して、シリカ微粒子を0.1〜30質量部含有することを特徴とする水性多彩模様塗料組成物。
- 着色塗料粒子(I)が、水性樹脂(a)、着色剤(b)及び水溶性多糖類を含む水性塗料組成物を、金属イオンを含有する水性媒体と接触させることにより得られるものである請求項1に記載の水性多彩模様塗料組成物。
- シリカ微粒子の比表面積が、30〜400m2/gの範囲内である請求項1または2に記載の水性多彩模様塗料組成物。
- 水性樹脂(d)を含んでなる塗膜形成成分(II)をさらに含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の水性多彩模様塗料組成物。
- 水性樹脂(a)及び着色剤(b)を含んでなる反応性官能基(x)を含有する水性塗料組成物を含有してなる着色塗料粒子(I)並びに反応性官能基(x)と反応し得る反応性官能基(y)を含有する塗膜形成成分(II)を含んでなる請求項4に記載の水性多彩模様塗料組成物。
- 着色塗料粒子(I)に含まれる水性樹脂(a)が、塗膜形成成分(II)中に含まれる反応性官能基(y)と反応する反応性官能基(x)を含有する請求項4または5に記載の水性多彩模様塗料組成物。
- 着色塗料粒子(I)に含まれる水性塗料組成物が、架橋剤(e)を含有する請求項5に記載の水性多彩模様塗料組成物。
- 塗膜形成成分(II)が、さらに架橋剤(f)を含有する請求項4〜7のいずれか1項に記載の水性多彩模様塗料組成物。
- 着色塗料粒子(I)に含まれる水性樹脂(a)及び塗膜形成成分(II)に含まれる水性樹脂(d)が共に反応性官能基(x)を含有し、塗膜形成成分(II)が、該反応性官能基(x)と反応し得る反応性官能基(y)を含有する架橋剤(f)をさらに含有する請求項8に記載の水性多彩模様塗料組成物。
- 着色塗料粒子(I)と塗膜形成成分(II)の配合割合が、着色塗料粒子(I)/塗膜形成成分(II)の固形分質量比で1/99〜80/20の範囲内にある請求項4〜9のいずれか1項に記載の水性多彩模様塗料組成物。
- バルーン粒子をさらに含有する請求項1〜10のいずれか1項に記載の水性多彩模様塗料組成物。
- 基材表面上に、下塗り塗膜を介して又は介さずに請求項1〜11のいずれか1項に記載の水性多彩模様塗料組成物を塗装することを特徴とする塗装方法。
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