JP6456615B2 - 塗料組成物および塗膜の形成方法 - Google Patents
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Description
また、その塗料組成物を用いて、所望膜厚の塗膜を容易に形成可能な塗膜の形成方法に関する。
船舶構造物等では、その防食性を確保するために、欠陥がなく、少なくとも数十μmの膜厚の塗膜を形成する必要があるが、前記特許文献1〜2に記載の方法などの従来の赤外線を用いた膜厚測定方法では、このような用途にほとんど適用することができなかった。
(I)乾燥塗膜(A)の赤外線透過率が2%以上となり、かつ、
(II)被塗物(C)の赤外線反射率Rc%と、被塗物(C)および乾燥塗膜(A)を含んでなる積層体の、該乾燥塗膜(A)が積層された側から測定した赤外線反射率Ra%との差の絶対値が2%以上となる、
赤外線反射強度により乾燥膜厚の測定が可能な塗料組成物。
(i)ウェット塗膜(A')を乾燥させた乾燥塗膜(A)の赤外線透過率が2%以上となり、かつ、
(ii)被塗物(C)の赤外線反射率Rc%と、被塗物(C)およびウェット塗膜(A')を乾燥させた乾燥塗膜(A)を含んでなる積層体の、該乾燥塗膜(A)が積層された側から測定した赤外線反射率Ra%との差の絶対値が2%以上となる、
赤外線反射強度によりウェット膜厚の測定が可能な塗料組成物。
[5] 前記赤外線反射顔料が、二酸化チタン、亜酸化銅、酸化亜鉛、弁柄、黄色弁柄、クロムグリーンブラックヘマタイト、マンガンビスマスブラック顔料、クロミウムアイアンオキサイド、ニッケルアンチモンチタニウムイエロールチル、クロムアンチモンチタニウムバフルチルおよびルチルスズ亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも1種の顔料である、[4]に記載の塗料組成物。
(I)乾燥塗膜(A)の赤外線透過率が2%以上となり、かつ、
(II)被塗物(C)の赤外線反射率Rc%と、被塗物(C)および乾燥塗膜(A)を含んでなる積層体の、該乾燥塗膜(A)が積層された側から測定した赤外線反射率Ra%との差の絶対値が2%以上となる、
塗料組成物を被塗物(C)上に塗布し、乾燥させた後、
赤外線反射強度測定装置により赤外線反射強度を測定することで、乾燥塗膜が所望の膜厚に達しているか否かを判断する、乾燥塗膜の形成方法。
被塗物(C)上に、厚み50μm以上の所望ウェット膜厚を有するウェット塗膜(A')を形成する方法であって、
(i)ウェット塗膜(A')を乾燥させた乾燥塗膜(A)の赤外線透過率が2%以上となり、かつ、
(ii)被塗物(C)の赤外線反射率Rc%と、被塗物(C)およびウェット塗膜(A')を乾燥させた乾燥塗膜(A)を含んでなる積層体の、該乾燥塗膜(A)が積層された側から測定した赤外線反射率Ra%との差の絶対値が2%以上となる、
塗料組成物を被塗物(C)上に塗布し、
赤外線反射強度測定装置により赤外線反射強度を測定することで、ウェット塗膜が所望の厚みに達しているか否かを判断する、ウェット塗膜の形成方法。
[11] 前記赤外線反射顔料が、二酸化チタン、亜酸化銅、酸化亜鉛、弁柄、黄色弁柄、クロムグリーンブラックヘマタイト、マンガンビスマスブラック顔料、クロミウムアイアンオキサイド、ニッケルアンチモンチタニウムイエロールチル、クロムアンチモンチタニウムバフルチルおよびルチルスズ亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも1種の顔料である、[10]に記載の形成方法。
特に、本発明によれば、従来の赤外線を用いた方法では測定できなかった50μm以上の厚膜の膜厚測定が可能となるとともに、従来困難であった非接触方式による膜厚測定が可能となる。さらには、ウェット塗膜の状態における赤外線反射強度を測定することで、該塗膜が乾燥した後に得られる膜厚を判断することができる。
また、本発明によれば、非接触方式で膜厚を測定できるため、従来のウェットゲージや電磁膜厚計などの接触式膜厚計を用いた膜厚測定方法に比べ、迅速に膜厚を測定でき、作業効率の大幅な改善を期待することができる。接触式膜厚測定方法では、膜厚計等を塗膜に接触させるための足場を設ける必要があるが、塗装場所によっては、このような足場の設置が難しい箇所もある。本発明は非接触方式で膜厚を測定できるため、このような箇所においても膜厚の測定が可能である。
本発明にかかる塗料組成物(以下「上塗り塗料」ともいう。)は、被塗物(C)上に、乾燥膜厚50μm以上の所望乾燥膜厚を有する乾燥塗膜(A)を形成する、または、厚み50μm以上の所望ウェット膜厚を有するウェット塗膜(A')を形成する塗料組成物であり、下記要件(I)および(II)または(i)および(ii)を満たす、赤外線反射強度により乾燥膜厚またはウェット膜厚の測定が可能な塗料組成物である。
(I)乾燥塗膜(A)の赤外線透過率が2%以上となる
(II)被塗物(C)の赤外線反射率(被塗物(C)の乾燥塗膜(A)を形成する側から測定した赤外線反射率、以下同様)Rc%と、被塗物(C)および乾燥塗膜(A)を含んでなる積層体の、該乾燥塗膜(A)が積層された側から測定した赤外線反射率Ra%との差の絶対値が2%以上となる
(i)ウェット塗膜(A')を乾燥させた乾燥塗膜(A)の赤外線透過率が2%以上となる
(ii)被塗物(C)の赤外線反射率Rc%と、被塗物(C)およびウェット塗膜(A')を乾燥させた乾燥塗膜(A)を含んでなる積層体の、該乾燥塗膜(A)が積層された側から測定した赤外線反射率Ra%との差の絶対値が2%以上となる
本発明において、単に「塗膜」という用語は、乾燥塗膜およびウェット塗膜を含む意味で用いる。
また、前記所望ウェット膜厚も、50μm以上であれば、特に制限されず、所望の用途に応じて適宜選択すればよいが、ウェット塗膜を乾燥させた後の膜厚が前記範囲となるような膜厚であることが好ましい。このようなウェット塗膜の膜厚は好ましくは110〜2000μmであり、より好ましくは110〜800μmである。
前記(II)および(ii)におけるRaとRcとの差の絶対値は、2%以上であり、好ましくは3%以上である。
なお、前記赤外線およびRaとRcの測定に用いる赤外線の波長領域は、好ましくは800nm〜1000μmである。
赤外線の波長領域は、約800nm〜1000μmであり、我々が目視により色相を認識する波長、約380〜780nmとは無関係であるため、例えば、色相の変化で膜厚の確認ができない条件である、黒い下塗り塗膜の上に黒い上塗り塗料を塗装する条件下であっても、前記要件(I)および(II)または(i)および(ii)を満たせば、赤外線反射強度により正確に膜厚を測定することができる。
本発明の塗料組成物から得られる塗膜の膜厚は、赤外線反射強度により測定される。
赤外線反射強度により塗膜の膜厚を測定する方法としては、具体的には、用いる塗料組成物から形成される塗膜の膜厚と、その膜厚における赤外線反射強度(被塗物上に形成された塗膜の塗膜側から赤外線を照射し、測定された反射強度)を数点測定し、膜厚と赤外線反射強度との関係(曲線グラフ)を予め求めた上で、該関係に基づいて、実際の塗装の際に測定される赤外線反射強度から、現在の塗膜の厚みを測定する(導き出す)方法が好ましい。
前記塗料組成物としては、前記要件(I)および(II)または(i)および(ii)を満たすような組成物であれば特に制限されない。
この顔料として、前記塗料組成物が、赤外線反射顔料を含む場合、前記要件(I)および(II)または(i)および(ii)を満たす塗料組成物を容易に得ることができ、該顔料を用いることで他の成分の配合の自由度が大きくなるため好ましい。また、前記赤外線反射顔料を含む塗料組成物を用いることで、塗装直後のウェットの状態における塗膜の赤外線反射強度から導かれる乾燥塗膜の膜厚は、実際に得られる乾燥塗膜の膜厚に非常に近い値となるため好ましい。
前記膜厚400μmにおける上塗り塗膜の赤外線反射率は、具体的には下記実施例に記載の方法で求める。
本発明の塗料組成物には、通常、バインダー樹脂が配合される。
このようなバインダー樹脂としては特に制限されないが、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩素化オレフィン樹脂、塩化ゴム、酢酸ビニル樹脂などが挙げられる。これらの中では、特に、エポキシ樹脂が好ましい。
前記バインダー樹脂は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
市販品としては、常温で液状のものとして、「E028」(大竹明新化学(株)製、ビスフェノールAジグリシジルエーテル樹脂、エポキシ当量180〜190、粘度12,000〜15,000mPa・s/25℃)、「jER−807」(三菱化学(株)製、ビスフェノールFジグリシジルエーテル樹脂、エポキシ当量160〜175、粘度3,000〜4,500mPa・s/25℃)、「フレップ60」(東レ・ファインケミカル(株)製、エポキシ当量約280、粘度約17,000mPa・s/25℃)、「E−028−90X」(大竹明新化学(株)製、ビスフェノールAジグリシジルエーテル樹脂のキシレン溶液(828タイプエポキシ樹脂溶液)、エポキシ当量約210)、「エポトートYD−128」(東都化成(株)製、ビスフェノールAジグリシジルエーテル樹脂、エポキシ当量184〜194、粘度12,000〜15,000cps/25℃)等が挙げられる。
また、前記バインダー樹脂は、本発明の塗料組成物が主剤成分と硬化剤成分とからなる2成分型の組成物である場合、前記バインダー樹脂は主剤成分に含まれ、該主剤成分中に、好ましくは5〜80重量%、より好ましくは5〜50重量%の量で含まれていることが望ましい。
本発明の塗料組成物には、硬化剤を配合してもよい。
このような硬化剤としては、特に制限されないが、前記バインダー樹脂を硬化可能な化合物であることが好ましく、従来公知のものを使用できる。また、バインダー樹脂のみで硬化可能な場合は、硬化剤を使用しなくてもよい。
また、前記エポキシ樹脂の硬化剤としては、特に制限されず、アミン硬化剤および酸無水物系硬化剤が挙げられるが、中でも、脂肪族系、脂環族系、芳香族系、複素環系などのアミン硬化剤が好ましい。
市販品としては、例えば、脂肪族ポリアミンである「ACIハードナーK−39」(PTIジャパン(株)製)、ポリアミドアミンである「PA−66」、「PA−23」および「PA−290(A)」(いずれも、大竹明新化学(株)製)、変性ポリアミンである「MAD−204(A)」(大竹明新化学(株)製)、マンニッヒ変性ポリアミドアミンである「アデカハードナーEH−342W3」((株)ADEKA製)、マンニッヒ変性脂肪族ポリアミンである「サンマイドCX−1154」(三和化学(株)製)、フェノルカミンアダクトである「カードライトNC556X80」(カードライト社製)が挙げられる。
本発明の塗料組成物には、顔料(但し、前記赤外線反射顔料を除く)を配合してもよい。
顔料としては、従来公知のものが挙げられ、例えば、「塗料原料便覧 第9版」(一般社団法人 日本塗料工業会発刊)、「有機顔料ハンドブック」(カラーオフィス編、橋本勲著)に記載の顔料を用いることができる。
前記顔料(C)は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明の塗料組成物に前記顔料を配合する場合には、該顔料の配合量は、本発明の塗料組成物の不揮発分100重量部に対し、好ましくは0.03〜80重量部、より好ましくは5〜70重量部である。
本発明の塗料組成物には、得られる塗膜の柔軟性および耐侯性などを向上させる等の点から、可塑剤を配合することも好ましい。
前記可塑剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の塗料組成物には、硬化速度の調整、特に促進に寄与できる硬化促進剤を配合することも好ましい。
前記硬化促進剤としては、例えば、3級アミン類が挙げられる。
前記硬化促進剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これら硬化促進剤は、本発明の塗料組成物中に、好ましくは0.05〜2.0重量%の量で配合される。
本発明の塗料組成物には、塗料組成物の調製容易性、塗装容易性等の点から溶剤を配合することが好ましい。
溶剤としては、特に限定されず、従来より公知の溶媒が使用でき、例えば、キシレン、トルエン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、酢酸ブチル、n−ブタノール、イソプロピルアルコール、PGM(プロピレングリコールモノメチルエーテル)、ブチルセロソルブ等が挙げられる。
前記溶剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、前記溶剤は、本発明の塗料組成物をスプレー塗装する場合には、塗装性等の点から、本発明の塗料組成物の不揮発分の濃度が、好ましくは20〜95重量%、より好ましくは65〜90重量%となるような量で含まれることが望ましい。
本発明の塗料組成物には、前記(A)〜(F)および赤外線反射顔料の他に、添加剤(G)を配合してもよい。
添加剤(G)としては、従来公知のものが使用できる。例えば、タレ止め・沈降防止剤、シランカップリング剤、消泡剤などが挙げられるが、これらに限定されない。
前記添加剤(G)は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
前記タレ止め・沈降防止剤としては、特に制限されないが、有機系揺変剤および無機系揺変剤が挙げられる。
前記タレ止め・沈降防止剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
このようなアマイドワックスは、従来公知の方法で合成して得てもよく、市販品でもよい。市販品としては、楠本化成(株)製の「ディスパロンA630−20X」、「ディスパロン6650」、伊藤製油(株)製の「ASA T−250F」等が挙げられる。
前記シランカップリング剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
被塗物(C)としては、凡そ塗装対象となる限り、特に制限なく用いることができるが、好ましくは、前記(II)や(ii)を満たすような被塗物である。ただし、前記被塗物(C)は、塗装したい箇所であればよく、前記(II)や(ii)を満たすように、上塗り塗料の組成を調整するのが通常である。
本発明の塗料組成物は、前記要件(II)または(ii)を満たすため、被塗物表面の性状等により制限されず、塗膜の膜厚を容易に測定できる。
また、被塗物(C)の材質としては、例えば、金属、木材、合成樹脂、天然樹脂、コンクリート等が挙げられる。
前記下塗り塗料としては、具体的には、ショッププライマーや防食塗料等が挙げられる。
本発明に係る塗膜の形成方法は、前記被塗物(C)上に、前記乾燥塗膜(A)を形成する方法であり、
前記要件(I)および(II)を満たす本発明の塗料組成物を被塗物(C)上に塗布し、乾燥させた後、
赤外線反射強度測定装置により赤外線反射強度を測定することで、乾燥塗膜が所望の膜厚に達しているか否かを判断することにより行われる、または、
前記被塗物(C)上に、前記ウェット塗膜(A')を形成する方法であり、
前記要件(i)および(ii)を満たす本発明の塗料組成物を被塗物(C)上に塗布し、
赤外線反射強度測定装置により赤外線反射強度を測定することで、ウェット塗膜が所望の膜厚に達しているか否かを判断することにより行われる。
また、塗布された塗料組成物を乾燥させる方法も特に制限されず、所望の用途や用いる塗料組成物に応じて適宜選択すればよいが、例えば、乾燥温度は、10〜40℃程度であり、乾燥時間は、6時間〜1週間程度である。冬季の乾燥条件としては、乾燥温度が−5〜10℃程度であり、乾燥時間が16時間〜2週間程度であってもよい。
150mm×70mm×2.3mmのサンドブラストした試験板(材質:JIS G3101 SS−400)に、表1の下塗り塗料SP−BK(黒)を乾燥膜厚が約10μmになるように塗装し乾燥させて形成した塗膜上に、上塗り塗料をBYKガードナー製マルチアプリケーターを用いて塗装し、60℃で24時間乾燥させた。この際に、アプリケーターの隙間を適宜調整(例:15Milまたは30Mil)し、乾燥膜厚が400μm未満の上塗り塗膜または400μm以上の上塗り塗膜が形成された試験板をそれぞれ作成した。なお、前記上塗り塗料に用いる顔料以外の成分および含有量は、表2の上塗り塗料TC−1に準じた(ただし、塗料固形分中の顔料の含有量は0.6容量%である)。顔料が「Titone R-5N」の場合は、表2の上塗り塗料TC−1を用いた。
得られた2つの試験板における上塗り塗膜の膜厚それぞれを電磁膜厚計(Kett社 LZ−990)で測定した。
また、得られた2つの試験板それぞれにおける、得られた積層体の上塗り塗膜側から、紫外可視近赤外分光光度計((株)島津製作所製、Solid Spec−3700型、以下同様)を用いて赤外線反射率を測定した。具体的には、300〜2600nmの波長範囲を1nmの分解能で測定し、波長900〜1700nmにおける反射率の平均値を赤外線反射率とした。2つの試験板を用いて得られた赤外線反射率と膜厚との関係(一次関数)から、膜厚400μmにおける上塗り塗膜の赤外線反射率を求めた。
<上塗り塗膜の赤外線透過率の測定方法>
下記表2〜4に記載の上塗り塗料から得られる上塗り塗膜の赤外線透過率は、紫外可視近赤外分光光度計で測定した。
具体的には、300〜2600nmの波長範囲を1nmの分解能で測定し、赤外線の波長範囲である900〜1700nmにおける、上塗り塗膜の赤外線透過率を測定した。
なお、下記赤外線反射率も同様の装置および条件下で測定した。
BYKガードナー製マルチアプリケーターを用い、表2〜4の上塗り塗料を、リケイ紙上に塗布した。この際に、アプリケーターの隙間を15Milまたは隙間30Milにし、2種類の厚みのウェット塗膜を形成した。得られたウェット塗膜を60℃で24時間乾燥させた後、リケイ紙から剥離することで塗膜(上塗り塗膜)を作成した。
なお、Lambert−Beerの法則からLog透過率と膜厚が直線関係になることを用いて、得られた2種類の塗膜の膜厚とLog透過率との一次式から、膜厚400μmにおける塗膜の赤外線透過率を前記赤外線透過率とした。
鋼板(幅70mm×長さ150mm×厚み1.6mm、サンドブラスト処理(処理グレードSA2.5(ISO8501−1:2007))、以下同様)上に、表1の下塗り塗料を、約10μmの乾燥膜厚となるようにスプレー塗装し、室温で1週間乾燥させた。乾燥した塗膜(下塗り塗膜)付鋼板の塗膜側から測定した赤外線反射率Rc(%)を紫外可視近赤外分光光度計で測定した。結果を表1および表2〜4に示す。また、下塗り塗膜の乾燥膜厚は、電磁膜厚計(Kett社製、LZ−990)で測定した。
Rc(%)の測定を終えた下塗り塗膜付鋼板の下塗り塗膜上に、BYKガードナー製マルチアプリケーターを用い、表2〜4の上塗り塗料を塗布した。この際に、アプリケーターの隙間を10Mil、15Mil、30Milまたは50Milにし、4種類の厚みのウェット塗膜を形成した。得られたウェット塗膜それぞれを60℃で24時間乾燥させ、膜厚が50〜1000μmの範囲にある、下塗り塗膜と上塗り塗膜とを含む積層体を4種類得た。この積層体の膜厚を電磁膜厚計(LZ−990)で測定し、その値から下塗り塗膜の膜厚を引いて、上塗り塗膜の膜厚を算出した。この4種類の積層体について、上塗り塗膜が積層された側から、紫外可視近赤外分光光度計で赤外線反射率を測定した。
以下の基準で、膜厚と赤外線反射率の差(RaとRcの差の絶対値)との相関性を評価した。結果を表2〜4に示す。
○:膜厚50〜1000μmの範囲において、膜厚と赤外線の反射率の差とが正の相関関係を示す
×:膜厚と赤外線反射率の差に相関関係が見られない
赤外線を照射可能な光源としてパナソニック(株)製のレフライト(写真撮影用、500W型散光タイプ)、赤外線を対象物に照射したときに反射される赤外線領域の反射光強度を検出するセンサーとしてFLIR社製の赤外線カメラSC2500−NIR、および、該センサーが検知した赤外線反射強度を解析する装置として赤外線カメラに付属の画像解析ソフトウェアAltair(FLIR Systems, Inc.製)を用いて、赤外線反射強度測定装置1(以下「装置1」ともいう。)を作成した。
電磁膜厚計で測定した上塗り塗膜の膜厚をグラフの横軸に、前記装置1が検出した赤外線反射強度であるエネルギーレベル(デジタルレベル)をグラフの縦軸にプロットし、膜厚50〜1000μmの塗膜の膜厚の測定が可能か否かを下記評価基準に沿って評価した。
赤外線を照射可能な光源として京セミ(株)製のLED・KEDE1452H(2.8mW、発光波長1200〜1600nm)、赤外線を対象物に照射したときに反射される赤外線領域の反射光強度を検出するセンサーとして京セミ(株)製の長波長InGaAsフォトダイオード・KPDE086S(検出波長900〜1700nm)、および、該センサーが検知した赤外線反射強度を解析する装置としてOWON製のオシロスコープ・PDS5022Tを用いて、赤外線反射強度測定装置2(以下「装置2」ともいう。)を作成した。
電磁膜厚計で測定した上塗り塗膜の膜厚をグラフの横軸に、前記装置2が検出した赤外線反射強度であるフォトダイオード電圧をグラフの縦軸にプロットし、膜厚50〜1000μmの塗膜の膜厚の測定が可能か否かを下記評価基準に沿って評価した。
以下の基準で、膜厚と装置1または2で得られる赤外線反射強度との相関性を評価した。結果を表2〜4に示す。
○:膜厚50〜1000μmの範囲において、膜厚と装置1または2で得られる赤外線反射強度とが正の相関関係を示す
×:膜厚と装置1または2で得られる赤外線反射強度との相関性(グラフ)に基づいて膜厚が測定できない
上塗り塗料としてF−5を用い、下塗り塗料としてSP−BKを用いた。これらの塗料を用い、前記<被塗物の赤外線反射率の測定方法>、<被塗物および塗膜を含んでなる積層体の、塗膜が積層された側から測定した赤外線反射率の測定方法>に記載の方法で得られた上塗り塗膜の膜厚と赤外線反射率の差(RaとRcの差の絶対値)との関係をプロットしたグラフを図1に示す。
また、得られた上塗り塗膜の膜厚と装置1で測定した赤外線反射強度であるデジタルレベルとをプロットしたグラフを図2に示し、得られた上塗り塗膜の膜厚と装置2で測定した赤外線反射強度であるフォトダイオード電圧(単位:ボルト)とをプロットしたグラフを図3に示す。
下塗り塗料SP−BKから形成された下塗り塗膜上に塗装した上塗り塗料F−5から形成された上塗り塗膜は、赤外線を用いた非接触式膜厚計測装置である前記装置1や2により、少なくとも膜厚約50〜800μmの範囲において、乾燥膜厚を測定することが可能である。
なお、この際の、前記と同様の方法で測定した膜厚400μmの乾燥塗膜の赤外線透過率は39.0%であり、Ra−Rcは22.3%であった。
つまり、明条件下および暗条件下のいずれの条件下においても、本発明によれば膜厚を測定することができ、所望の乾燥膜厚の塗膜を形成することが可能である。
ウェットゲージで測定したウェット上塗り塗膜の膜厚と、装置1で測定した赤外線反射強度であるデジタルレベルとをプロットしたグラフを図4に示す。
下塗り塗料SP−BKから形成された下塗り塗膜上に塗装した上塗り塗料F−5から形成されたウェット上塗り塗膜は、赤外線を用いた非接触式膜厚計測装置である前記装置1や2により、少なくとも膜厚約50〜1000μmの範囲において、ウェット膜厚を測定することが可能である。
つまり、赤外線反射強度に基づく乾燥膜厚と実際に測定した乾燥膜厚とは、ほぼ同程度の厚みであった。また、上塗り塗料F−5は、固形分量が約70vol%であるため、該塗料から得られるウェット膜厚460μmの塗膜は、乾燥膜厚が約320μmになると考えられる。従って、赤外線反射強度に基づくウェット膜厚から塗料の固形分量に基づいて算出される乾燥膜厚と、実際に測定した乾燥膜厚とは、ほぼ同程度の厚みであるため、塗装中のウェット塗膜の赤外線反射強度を測定しながら塗装することで、所定の膜厚の乾燥塗膜を得ることができる。
なお、上塗り塗料F−5は、前記のように、少なくともウェット膜厚50〜1000μmにおいて前記要件(i)および(ii)を満たす。
上塗り塗料F−5は、該塗料に含まれる溶剤が赤外線反射強度に与える影響がほとんどない塗料であるともいえることが分かった。
これらの下塗り塗料を用いた場合も、前記SP−BKを用いた場合と同様の結果となり、上塗り塗料F−5から形成された上塗り塗膜は、赤外線を用いた非接触式膜厚計測装置である前記装置1や2により、少なくとも膜厚約50〜1000μmの範囲において、ウェット膜厚を測定することが可能であり、少なくとも膜厚約50〜800μmの範囲において、乾燥膜厚を測定することが可能であった。
下塗り塗料としてSP−BKを用い、上塗り塗料としてIR−Uを用いた以外は実施例1と同様にして試験を行った。
得られた上塗り塗膜の膜厚と赤外線反射率の差との関係をプロットしたグラフ図5と、得られた上塗り塗膜の膜厚と装置2で測定した赤外線反射強度であるフォトダイオード電圧とをプロットしたグラフ図6とは、実施例1と同様に、ほぼ同様の形状であり、正の相関関係を示した。
また、実施例1において、装置1の代わりに装置2を用いた以外は、実施例1と同様にして測定した、ウェット上塗り塗膜の膜厚と、装置2で測定した赤外線反射強度であるフォトダイオード電圧とをプロットしたグラフを図7に示す。
なお、この際の、前記と同様の方法で測定した膜厚50μmの乾燥塗膜の赤外線透過率は71.6%であり、Ra−Rcは4.4%であり、膜厚800μmの乾燥塗膜の赤外線透過率は10.5%であり、Ra−Rcは29.3%であった。
つまり、赤外線反射強度に基づくウェット膜厚と実際に測定したウェット膜厚とは、ほぼ同程度の厚みであった。
また、上塗り塗料IR−Uは、固形分量が約73vol%であるため、該塗料から得られるウェット膜厚440μmの塗膜は、乾燥膜厚が約320μmになると考えられる。従って、赤外線反射強度に基づくウェット膜厚から塗料の固形分量に基づいて算出される乾燥膜厚と、実際に測定した乾燥膜厚とは、ほぼ同程度の厚みであるため、塗装中のウェット塗膜の赤外線反射強度を測定しながら塗装することで、所定の膜厚の乾燥塗膜を得ることができる。
なお、上塗り塗料IR−Uは、前記のように、少なくともウェット膜厚50〜1000μmにおいて前記要件(i)および(ii)を満たす。また、上塗り塗料IR−Uは、該塗料に含まれる溶剤が赤外線反射強度に与える影響がほとんどない塗料であるともいえることが分かった。
下塗り塗料および上塗り塗料として表2〜3の塗料を用いた以外は、実施例1および2と同様にして試験を行った。
得られた上塗り塗膜の膜厚と赤外線反射率の差との関係をプロットしたグラフと、得られた上塗り塗膜の膜厚と装置1で測定した赤外線反射強度であるデジタルレベルとをプロットしたグラフと、得られた上塗り塗膜の膜厚と装置2で測定した赤外線反射強度であるフォトダイオード電圧とをプロットしたグラフとは、実施例1や2と同様に、ほぼ同様の形状であり、正の相関関係を示した。下塗り塗料としてSP−BKを用いた場合の、実施例3で得られたこれらのグラフを、それぞれ、図8〜10として示す。
また、実施例1や2の結果と同様に、各実施例で用いた上塗り塗料から形成された上塗り塗膜は、赤外線を用いた非接触式膜厚計測装置である前記装置1や2により、少なくとも膜厚約50〜1000μmの範囲において、ウェット膜厚を測定することが可能であり、少なくとも膜厚約50〜800μmの範囲において、乾燥膜厚を測定することが可能であった。
下塗り塗料として表1のSP−BKを用い、上塗り塗料として表4のF−6を用いた以外は、実施例1と同様にして試験を行った。
この塗料F−6は、所望乾燥膜厚400μmにおいて、前記要件(II)を満たさなかった。
図11と図12とはほぼ同様の形状の曲線を示したが、膜厚の変化に対し、赤外線反射強度がほとんど変化しないため、下塗り塗料SP−BKから形成された下塗り塗膜上に塗装した上塗り塗料F−6から形成された上塗り塗膜の乾燥膜厚は、赤外線を用いた非接触式膜厚計測装置である前記装置1や2により測定することが困難であった。
下塗り塗料および上塗り塗料として表4の塗料を用いた以外は、比較例1と同様にして試験を行った。
比較例2〜4で用いた上塗り塗料は、所望乾燥膜厚400μmにおいて、少なくとも前記要件(II)を満たさなかった。
比較例2〜4それぞれにおいて、これらの各図同士はほぼ同様の形状の曲線を示したが、これらの比較例の上塗り塗料を用いた場合には、赤外線を用いた非接触式膜厚計測装置である前記装置1や2により、乾燥膜厚を測定することが困難であった。
Claims (12)
- 被塗物(C)上に、乾燥膜厚50μm以上の所望乾燥膜厚を有する乾燥塗膜(A)を形成する塗料組成物であって、
(I)乾燥塗膜(A)の赤外線透過率が2%以上となり、かつ、
(II)被塗物(C)の赤外線反射率Rc%と、被塗物(C)および乾燥塗膜(A)を含んでなる積層体の、該乾燥塗膜(A)が積層された側から測定した赤外線反射率Ra%との差である、Ra−Rcが2%以上となる、
赤外線反射強度により乾燥膜厚の測定が可能な塗料組成物。 - 被塗物(C)上に、厚み50μm以上の所望ウェット膜厚を有するウェット塗膜(A')を形成する塗料組成物であって、
(i)ウェット塗膜(A')を乾燥させた乾燥塗膜(A)の赤外線透過率が2%以上となり、かつ、
(ii)被塗物(C)の赤外線反射率Rc%と、被塗物(C)およびウェット塗膜(A')を乾燥させた乾燥塗膜(A)を含んでなる積層体の、該乾燥塗膜(A)が積層された側から測定した赤外線反射率Ra%との差である、Ra−Rcが2%以上となる、
赤外線反射強度によりウェット膜厚の測定が可能な塗料組成物。 - 前記乾燥塗膜(A)の赤外線透過率が10%以上であり、かつ、前記Ra−Rcが3%以上である、請求項1または2に記載の塗料組成物。
- 前記塗料組成物が、前記乾燥塗膜(A)100容量%に対し、赤外線反射顔料を0.03〜3容量%となる量で含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の塗料組成物。
- 前記赤外線反射顔料が、二酸化チタン、亜酸化銅、酸化亜鉛、弁柄、黄色弁柄、クロムグリーンブラックヘマタイト、マンガンビスマスブラック顔料、クロミウムアイアンオキサイド、ニッケルアンチモンチタニウムイエロールチル、クロムアンチモンチタニウムバフルチルおよびルチルスズ亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも1種の顔料である、請求項4に記載の塗料組成物。
- 被塗物(C)上に、乾燥膜厚50μm以上の所望乾燥膜厚を有する乾燥塗膜(A)を形成する方法であって、
(I)乾燥塗膜(A)の赤外線透過率が2%以上となり、かつ、
(II)被塗物(C)の赤外線反射率Rc%と、被塗物(C)および乾燥塗膜(A)を含んでなる積層体の、該乾燥塗膜(A)が積層された側から測定した赤外線反射率Ra%との差である、Ra−Rcが2%以上となる、
塗料組成物を被塗物(C)上に塗布し、乾燥させた後、
赤外線反射強度測定装置により赤外線反射強度を測定することで、乾燥塗膜が所望の膜厚に達しているか否かを判断する、乾燥塗膜の形成方法。 - 被塗物(C)上に、厚み50μm以上の所望ウェット膜厚を有するウェット塗膜(A')を形成する方法であって、
(i)ウェット塗膜(A')を乾燥させた乾燥塗膜(A)の赤外線透過率が2%以上となり、かつ、
(ii)被塗物(C)の赤外線反射率Rc%と、被塗物(C)およびウェット塗膜(A')を乾燥させた乾燥塗膜(A)を含んでなる積層体の、該乾燥塗膜(A)が積層された側から測定した赤外線反射率Ra%との差である、Ra−Rcが2%以上となる、
塗料組成物を被塗物(C)上に塗布し、
赤外線反射強度測定装置により赤外線反射強度を測定することで、ウェット塗膜が所望の厚みに達しているか否かを判断する、ウェット塗膜の形成方法。 - 前記ウェット塗膜(A')を乾燥させた乾燥塗膜(A)の厚みが、所望の膜厚に達しているか否かを前記のウェット塗膜(A')の膜厚から判断する、請求項7に記載の形成方法。
- 前記乾燥塗膜(A)の赤外線透過率が10%以上であり、かつ、前記Ra−Rcが3%以上である、請求項6〜8のいずれか1項に記載の形成方法。
- 前記塗料組成物が、前記乾燥塗膜(A)100容量%に対し、赤外線反射顔料を0.03〜3容量%となる量で含む、請求項6〜9のいずれか1項に記載の形成方法。
- 前記赤外線反射顔料が、二酸化チタン、亜酸化銅、酸化亜鉛、弁柄、黄色弁柄、クロムグリーンブラックヘマタイト、マンガンビスマスブラック顔料、クロミウムアイアンオキサイド、ニッケルアンチモンチタニウムイエロールチル、クロムアンチモンチタニウムバフルチルおよびルチルスズ亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも1種の顔料である、請求項10に記載の形成方法。
- 前記赤外線反射強度測定装置が、赤外線を照射可能な光源と、赤外線を被塗物に照射したときに反射される赤外線強度を検出するセンサーと、該センサーが検知した赤外線反射強度を解析する装置とを含む、請求項6〜11のいずれか1項に記載の形成方法。
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