JP5937056B2 - 水性塗料組成物 - Google Patents
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Description
このため、環境負荷物質を含まず、エタノール混合ガソリンやバイオディーゼル燃料等の厳しい腐食環境下でも優れた耐食性・防錆性を発揮する燃料タンク素材の開発が望まれている。
そして、この密着性樹脂においては、水性エポキシ変性アルキド樹脂の水性メラミン樹脂に対する比率が、固形分重量比で、92重量%を超えて98.5重量%未満の範囲内である。
なお、JIS Z 8901「試験用粉体及び試験用粒子」の本文及び解説の用語の定義によれば、中位径とは、粉体の粒径分布において、ある粒子径より大きい個数(または質量)が、全粉体のそれの50%を占めるときの粒子径(直径)、即ち、オーバサイズ50%の粒径であり、通常、メディアン径または50%粒子径といいD50と表わされる。定義的には、中位径と平均粒子径で粒子群のサイズを表現されるが、ここでは、商品説明の表示、レーザ回折・散乱法によって測定した中位径の値である。
そして、この「レーザ回折・散乱法によって測定した中位径」は、レーザ回折式粒度分布測定装置を用いてレーザ回折・散乱法によって得られた粒度分布において積算重量部が50%となる粒子径(D50)をいう。
但し、本実施の形態で使用した上記数値は、厳格なものでなく、当然、測定等による誤差を含む概略値であり、数割の誤差を否定するものではない。また、この誤差の観点から見ると、正規分布に近いと、カタログ表示等の平均粒子径(含有粒子の平均値)との差も僅少であり、中位径≒平均粒子径であって中位径=平均粒子径と見做すことができ、一般的にカタログ表示等では累積の50%粒子径を平均粒子径として呼ばれる場合もある。
したがって、水性エポキシ変性アルキド樹脂によって、鉛フリーのメッキ処理鋼板からなる基材に対する結合性を向上させて密着性を高めることができ、更に、水性エポキシ変性アルキド樹脂と相溶性が良い水性メラミン樹脂によって硬化させることで、良好な成膜性を得ることができる。この際、密着性樹脂中における水性エポキシ変性アルキド樹脂の水性メラミン樹脂に対する比率を所定範囲内とし、更に、規定範囲内の粒子径のタルクを所定範囲内の割合で配合させることで、成膜した塗膜は基材と良好な密着性を発現すると共に、塗膜内において所定粒子径のタルクが層状に配列して層を形成し、この配列したタルクの層によって塗膜内への水分や塩分等の腐食因子の侵入が防止され、優れた耐水性及び耐食性・防錆性を発揮する。
本発明の実施の形態に係る水性塗料組成物は、密着性樹脂及びタルクを含む顔料を基本組成とし、これら基本組成の他に、希釈剤としての水や、必要に応じて有機溶剤、pH調整剤等の添加剤が配合される。
なお、多塩基酸及び/または多価アルコールの一部をジメチロールプロピオン酸、オキシピバリン酸、パラオキシ安息香酸や、これらの酸の低級アルキルエステルや、ε-カプロラクトン等のラクトン類等のオキシ酸等で置換することも可能である。
この配合において、水性エポキシ変性アルキド樹脂の配合割合が98.5重量%以上であると、言い換えれば水性メラミン樹脂の比率が1.5重量%以下であると塗膜の硬化が十分に達成されず、塗膜硬度が不足する。一方で、水性エポキシ変性アルキド樹脂の配合割合が92重量%以下となると、言い換えれば水性メラミン樹脂の比率が8重量%以上であると、塗膜の耐水密着性が低下する。したがって、上述した規定の範囲内が最適であり、水性塗料組成物を塗布して形成される塗膜において、良好な塗膜硬度が得られ、かつ、確実に耐水密着性の顕著な向上効果が得られる。
本実施の形態のタルクは、中位径(レーザ回折式粒度分布測定装置によって測定)が10μm以上、30μm以下の範囲内のタルクを用いる。タルクの中位径が10μm未満のものでは、タルクの配列により形成される層の緻密性に欠け、水分や塩分等の腐食因子が透過し易くて耐水性及び耐食性・防錆性に劣るため、得られる塗膜において耐水密着性等の塗膜成能の向上効果が得られない。一方で、30μmを超えると、タルクの均一な分散が困難となり、安定した耐水密着性等の塗膜成能を得ることができない。
これに対して、中位径が10μm以上、30μm以下の範囲内のタルクを使用することで、タルクが配列した層によって塗膜内への腐食因子の侵入を効果的に阻止できて優れた耐水性及び耐食性・防錆性を得ることができ、鋼板に対する密着性が水分等の腐食因子の存在で低下するのを防止する耐水密着性及び耐食性・防錆性が十分に発揮される。
そして、本実施の形態においては、タルク含有量が、水性塗料組成物中の合計固形分100重量%に対し、28重量%〜41重量%の範囲内となるようにする。
この範囲外であると、鉛フリーのメッキ処理鋼板等の基材に対する十分な耐水密着性が得られない。このようにタルクは単なる顔料としてではなく、水を遮蔽する効果を発現させる遮水材として水性塗料組成物中に含有させるものであり、遮水機能を有する遮水顔料である。
着色顔料としては、例えば、カーボンブラック、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛有機系のアゾキレート系顔料、不溶性アゾ系顔料、縮合アゾ系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、フタロシアニン系顔料、インジゴ顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、ジオキサン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、金属錯体顔料、黄鉛、黄色酸化鉄、ベンガラ、二酸化チタン等が使用される。
体質顔料としては、例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、マイカ、クレー、シリカ、珪藻土、ニ酸化ケイ素等が使用される。
例えば、有機溶剤は、塗装性を改善するのに使用され、密着性樹脂及び顔料を水中に溶解ないし分散できる親水性有機溶剤であればよく、エチレングリコールモノエチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のエーテル系溶剤、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール系溶剤、アセトン等のケトン類系溶剤等を単独であるいは2種以上を混合して使用することができる。また、pH調整剤としては、トリエチルアミンやジメチルエタノールアミン等のアミン類を使用できる。
[実施例]
本実施の形態に係る水性塗料組成物の配合組成として、表1に示すように、実施例1乃至実施例9までの9種類の配合の水性塗料組成物からなる塗料を製造した。各実施例の配合を表1の上段に重量部で示す。なお、塗膜成分となる密着性樹脂及び遮水顔料といえる遮水材のタルクやその他顔料の含有量は固形分重量部で表したものである。
水性塗料組成物の塗料作製条件としては、各実施例についての所定量の密着性樹脂、顔料、水及び添加剤を全てサンドグラインダー(ビーズミル)に添加して1200rpmで1時間攪拌し、各種材料を均一に混合分散することで塗料を作製した。
まず、塗膜の耐水密着性については、評価パネルを40℃の純水に10日間浸漬した後に取り出し、取り出してから10分以内にJIS−K5600−5−6に準じて1mm碁盤目テープ剥離試験を行った。この1mm碁盤目テープ剥離試験は、評価パネルの塗装面にカッターナイフで縦横に1mm間隔で11本ずつの平行な切れ目を入れて、合計100個の1mm×1mmの桝目を形成し、これら100個の桝目形成部分に上から粘着性セロハンテープを強く圧着させ貼り付けて、一気に引き剥がし、引き剥がした後の升目の状態を評価するものである。ここでは、剥離した桝目の個数を数え、剥離した桝目の個数がゼロであるものを○と判定し、1個でも剥離していた場合には×と判定した。
表1及び表2に示されるように、実施例1乃至実施例9の全てにおいて、耐水密着性については、10日間温水中に浸漬した後の塗膜接着力が100個の升目の1個も剥がれないという優れた耐水密着性を示し、防錆性についても、480時間の塩水噴霧で片錆巾が2.5mm未満という良好な結果が得られた。
この比較例5及び比較例6でも、防錆性については、480時間の塩水噴霧で片錆巾が2.5mm未満という良好な結果が得られたが、耐水密着性については、10日間温水中に浸漬した後の1mm碁盤目テープ剥離試験にて、100個の升目中1個以上の剥がれが認められ、実施例と比較して耐水密着性に劣るという結果であった。これらの結果から、タルクであっても中位径が小さいと耐水密着性の効果が低下することが示され、形状には耐水密着性の効果を発現する最適形状の大きさが存在することが判明した。
このように、本実施の形態に係る実施例1乃至実施例9の水性塗料組成物によれば、水性エポキシ変性アルキド樹脂の密着性樹脂中における配合比率が92重量%を超えて98.5重量%未満の範囲内にあり、中位径10μm以上、15μm以下のタルクを、水性塗料組成物中の合計固形分100重量%に対し固形分含有量で28重量%〜41重量%の範囲内で含有している。このような水性塗料組成物とすることで、水性塗料であっても耐水密着性、防錆性優れた塗膜が得られる。
これは、密着性樹脂によって鉛フリーのメッキ処理鋼板に対し初期の密着性が確保され、その後の浸水状態において、所定粒径のタルクが配合されていることにより、タルクの鱗片形状によって塗膜内において膜表面と略平行な方向に鱗片形状のタルクが配列して塗膜内に層状を形成し、このタルクが配列した層により塗膜内への水分の侵入が抑制されることで密着性の低下が防止され、優れた耐水密着性が得られたものと推測される。
なお、実施例9ではわずかにワキの発生が認められた。これは顔料濃度(PWC)が48.6重量%と水性塗料組成物中の顔料の含有率が少ないことに起因している。このことからワキ発生防止の観点から、顔料濃度(PWC)は50重量%以上が好ましい。
このようにして、メッキ処理鋼板、特に、アルミニウム−錫合金化メッキ処理鋼板や鉛−亜鉛合金化メッキ処理鋼板等の環境に優しい鉛フリーのメッキ処理鋼板に対する耐水密着性を向上させて優れた耐食性・防錆性を発揮する塗膜を形成できる水性塗料組成物となる。
Claims (1)
- 水性エポキシ変性アルキド樹脂及び水性メラミン樹脂の密着性樹脂と、タルクとを含有する水性塗料組成物であって、
前記密着樹脂中における前記水性エポキシ変性アルキド樹脂の前記水性メラミン樹脂に対する比率が、固形分重量比で92重量%を超えて98.5重量%未満の範囲内であり、
前記タルクが、中位径10μm以上、30μm以下の範囲内にあり、かつ、水性塗料組成物中に固形分で28重量%以上、41重量%以下の範囲内で含有することを特徴とする水性塗料組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013267304A JP5937056B2 (ja) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | 水性塗料組成物 |
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