JP6479688B2 - 塗料および塗料形成材料のハジキ検出方法 - Google Patents
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Description
特に、ソリッド色塗料およびクリヤー塗料の塗膜は、製品の視覚外観の優劣を左右するため、平坦でかつハジキ等の欠陥のないことが必須である。本明細書で言う「ハジキ等」とは、一連の塗装・乾燥工程において生じる塗膜表面の表面欠陥(くぼみ・孔)を指す。これらの表面欠陥は、一般に、塗料組成物よりも低い表面張力を有する原因物質によって引き起こされる。ハジキ等には、原因物質を中心として、被塗物である基材の表面が露出するハジキと、基材表面の露出はしていないものの、塗膜表面に特異的な円形くぼみとして確認できるヘコミとがあり、どちらも肉眼で確認されることが一般的である。塗膜表面のハジキ等は、クリヤー塗料において特に避けなければならないが、中塗り塗膜または着色塗膜においても、できる限りそれらの欠点がないことが好ましい。
[1]
ラメラ長により材料のハジキ性を判断する方法であって、
ハジキを生じない材料を選定する工程1、
上記ハジキを生じない材料のラメラ長を測定して基準ラメラ長を決定する工程2、および
測定用材料のラメラ長を測定して、基準ラメラ長の所定%未満のものをハジキ可能性材料と認定する工程3、
を包含する、材料のハジキ性を判断する方法。
[2]
工程1および工程2で基準ラメラ長を決定し、および、工程3のみを何度も繰り返す、上記方法。
[3]
ラメラ長の測定が円環法で行われる、上記方法。
[4]
工程3の所定%が80%である、上記方法。
[5]
上記ハジキを生じない材料および測定用材料が、塗料を構成する樹脂、有機溶剤、添加剤、樹脂の原料であるモノマー、塗料自体およびそれらの組合せからなる群から選択される同一の材料である、上記方法。
[6]
測定用材料のラメラ長を測定して、予め測定により決定したその材料の基準ラメラ長の所定%未満のものをハジキ可能性材料と認定することを特徴とする、材料のハジキ性を判断する方法。
[7]
ラメラ長の測定が円環法で行われる、上記方法。
[8]
上記所定%が80%である、上記方法。
[9]
上記材料が、塗料を構成する樹脂、有機溶剤、添加剤、樹脂の原料であるモノマー、塗料自体およびそれらの組合せからなる群から選択される、上記方法。
本発明のハジキ性を判断する方法の第1工程は、ハジキ等を生じない材料を選定する工程である。このハジキ等を生じない材料は、測定用材料に対する基準ラメラ長を設けるために必要である。そのため、このハジキ等を生じない材料は、測定用材料と同一の材料であって、かつ、ハジキ等を生じない材料を選定することが必要である。
本発明の工程2は、上記工程1で選定した材料のラメラ長を測定して基準ラメラ長を決定する工程である。ラメラ長は、粘性のある液体などの液体膜がどれだけ伸びるかということを示す指標であり、ラメラ長が長いほど、液膜・塗膜が切れにくいことになる。ラメラ長が、泡沫安定性または塗膜のピックアップ性と関係することは知られているが、不純物によって発生する塗膜のハジキ性の検査・評価に適用された例はない。ラメラ長の測定方法としてはデュ・ヌーイの白金リング法を代表とする円環法が好ましく用いられるが、この手法に限らない。
本発明の工程3は、測定用材料のラメラ長を測定して、測定されたラメラ長が、基準ラメラ長に対して所定%未満のものを、ハジキ等発生の可能性材料と認定する工程である。測定用材料は、実際にハジキ等の有無を測定しようとする材料であって、上述の塗料を構成する原材料である。原材料としては樹脂、有機溶剤、添加剤、樹脂の原料であるモノマーおよびそれらの組合せなどに適用できるが、液状または溶剤などに溶解して液状にすることができるものであれば特に対象とするものは限定されない。
温度計、撹拌機、冷却管、窒素導入管および滴下漏斗を装備した3L反応槽に、キシレン200部、ソルベッソ100 100部およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100部を仕込み、125℃に昇温した。この反応槽に、滴下漏斗を用い、スチレン200部、アクリル酸シクロヘキシル580部、無水マレイン酸220部およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート400部から成るモノマー溶液、並びに、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエイト100部およびキシレン100部から成る開始剤溶液を、3時間かけて滴下した。滴下終了後、30分間125℃に保持した後、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエイト10部およびキシレン50部から成る開始剤溶液を30分間で滴下した。この滴下終了後、さらに1時間の間125℃に保持して反応を継続させ、数平均分子量3800のアクリルポリ酸無水物を含む樹脂ワニス(不揮発分50%)を得た。
温度計、撹拌機、冷却管、窒素導入管および滴下漏斗を装備した3L反応槽に、キシレン300部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート50部を仕込み、125℃に昇温した。この反応槽に、滴下漏斗を用い、メタクリル酸グリシジル320部、スチレン167部、アクリル酸−2−エチルヘキシル100部、プラクセルFM−1(ダイセル社製) 413部から成るモノマー溶液、並びにt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエイト120部およびキシレン150部から成る開始剤溶液を、3時間かけて滴下した。滴下終了後、30分間125℃に保持した後、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエイト10部およびキシレン200部から成る開始剤溶液を30分間で滴下した。この滴下終了後、さらに1時間の間、125℃に保持して反応を継続させ、数平均分子量3500、エポキシ当量450、水酸基価95mgKOH/gのポリエポキシドワニスB(不揮発分60%)を得た。
上記で得られたアクリルポリカルボン酸ワニスAおよびポリエポキシドワニスBに、ハジキの原因となる汚染物質のモデルとして、シリコーンオイル(KF−96−100cs;信越化学工業社製)をそれぞれ1ppm、2ppmおよび3ppm添加してディスパーで混合し、汚染させたワニスを調製した。また同様に潤滑油(KURE 5−56 クレハ化学社製)をそれぞれ2ppm、4ppmおよび8ppm添加して汚染させたワニスを調製した。
表1および表2に、調製したワニスの内容を示す。
調製例1で調製したワニスを表3に示す組み合わせで用いて、クリヤー塗料1〜13を調製した。調製は以下のように行った。
表1および表2に示す各ワニスのラメラ長を評価した。結果を表4に示す
測定は以下のように行った。
表および表記載の各ワニスを、容量50ml製サンプル管(アズワン社製)に10g採取し、希釈溶剤としてキシレンおよびUCAR Ester EEP(Dow Chemical社製)の1:1混合溶液で2倍に希釈した。サンプル管に蓋をし、上下逆さまにしながらタッチミキサーで十分に撹拌溶解し測定サンプルとした。
測定サンプルの温度を25±1℃に調整した。
ラメラ長の測定はエー・アンド・ディー社製の表面張力計「DCA−100」を用い、起動して20分間装置の安定化をさせてから測定を行った。デュ・ヌーイ白金リング法の測定モードで 寸法:φ14.57mmの白金リングを用いて、ラメラ長を測定した。
ハジキ等を生じさせない基準のワニスであらかじめ求めておいた基準ラメラ長とサンプルの5回測定平均ラメラ長を比較した。サンプルの平均ラメラ長が基準ラメラ長の80%以上であれば合格(ハジキ等発生の原因とならない)とし、80%未満であれば不合格(ハジキ等発生の原因となる)と判断した。表4に測定結果を示す。
調製例2で調製した酸エポキシ硬化型クリヤー塗料溶液を、エチレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート/ソルベッソ150(エッソ製、芳香族系溶剤)=1/1混合溶剤によりNo.4フォードカップ(以下、FCと略す。)を用いて、20℃で22秒に希釈し使用粘度(塗装粘度)とした。
得られた各希釈塗料について、以下の撹拌処理を行った。500mLガラスビーカーに上記希釈した塗料約400mLと回転子を入れ、加熱型スターラー上に設置した。加熱型スターラーを約30℃に加熱し、撹拌が止まらない程度(約200rpm)に回転子を回転させながら、24時間撹拌した。24時間後、塗料の上澄み部分のみ100mLを採取した。この撹拌処理は各希釈塗料について2個ずつ行ない、以下の塗装試験に供した。
また、基準ラメラ長の80%を以上の材料(即ち、ワニスA−0、ワニスA−M1およびワニスB−0)を用いて調製した塗料(即ち、クリヤー塗料1およびクリヤー塗料5)は、表5に示される通りハジキが無く、ヘコミが2個以下で合格であった。これらのクリヤー塗料についても、塗膜欠陥が生じないことについて、塗料を調製する前から事前に検知できていたことが分かる。
測定サンプルの調製
塗料で使用する添加剤または溶剤に、ハジキの原因となる汚染物質のモデルとして、シリコーンオイル(KF−96−100cs;信越化学工業社製)をそれぞれ0.5ppm添加してディスパーで混合し、汚染させた添加剤を調製した。表6に示した添加剤AはフローレンAC−300(共栄社化学社製、消泡剤)、添加剤BはTINUVIN928(BASF社製、UVA)、溶剤AはUCAR Ester EEP(Dow Chemical社製)である。添加剤Bは粉末であるため、容量50ml製サンプル管(アズワン社製)に添加剤B 0.5gを採取し、キシレン 9gに溶解したものを用いた。
添加剤Aの場合
サンプルを容量50ml製サンプル管(アズワン社製)に10g採取し、UCAR Ester EEPで2倍に希釈した。サンプル管に蓋をし、上下逆さまにしながらタッチミキサーで十分に撹拌溶解し測定サンプルとした。
添加剤Bのキシレン溶液にポリプロピレングリコールを10g添加した。サンプル管に蓋をし、上下逆さまにしながらタッチミキサーで十分に撹拌溶解し測定サンプルとした。
サンプルを容量50ml製サンプル管(アズワン社製)に10g採取し、ポリプロピレングリコールを10g添加した。サンプル管に蓋をし、上下逆さまにしながらタッチミキサーで十分に撹拌溶解し測定サンプルとした。
ラメラ長の測定方法は、実施例1と同様に行った。
ハジキ等を生じさせない基準のサンプルであらかじめ求めておいた基準ラメラ長とサンプルの20回測定平均ラメラ長を比較した。後者のラメラ長が前者のラメラ長の80%以上であれば合格(ハジキ等発生の原因とならない)とし、80%未満であれば不合格(ハジキ等発生の原因となる)と判断した。表7から表9に測定結果を示す。
Claims (7)
- ラメラ長により材料のハジキ性を判断する方法であって、
ハジキを生じない材料を選定する工程1、
上記ハジキを生じない材料のラメラ長を測定して基準ラメラ長を決定する工程2、および
測定用材料のラメラ長を測定して、基準ラメラ長の80%未満のものをハジキ可能性材料と認定する工程3、
を包含する、材料のハジキ性を判断する方法。 - 工程1および工程2で基準ラメラ長を決定し、および、工程3のみを何度も繰り返す、請求項1記載の方法。
- ラメラ長の測定が円環法で行われる、請求項1記載の方法。
- 前記ハジキを生じない材料および測定用材料が、塗料を構成する樹脂、有機溶剤、添加剤、樹脂の原料であるモノマー、塗料自体およびそれらの組合せからなる群から選択される同一の材料である、請求項1記載の方法。
- 測定用材料のラメラ長を測定して、予め測定により決定したその材料の基準ラメラ長の80%未満のものをハジキ可能性材料と認定することを特徴とする、材料のハジキ性を判断する方法。
- ラメラ長の測定が円環法で行われる、請求項5記載の方法。
- 前記材料が、塗料を構成する樹脂、有機溶剤、添加剤、樹脂の原料であるモノマー、塗料自体およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項5記載の方法。
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