JP7090399B2 - 水性塗料組成物および複層塗膜 - Google Patents
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Description
[1]
塗膜形成樹脂(i)および着色顔料分散体(ii)を含む、水性塗料組成物であって、
上記塗膜形成樹脂(i)は、
平均粒子径が100nm以下であるアクリル樹脂エマルション(A)を、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分として10~60質量%、
水溶性アクリル樹脂(B)を、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分として5~40質量%、および、
メラミン樹脂(C)を、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分として20~40質量%、
含み、
上記着色顔料分散体(ii)は、90%体積粒径(D90)が100nm以下である着色顔料(D)を含む、
水性塗料組成物。
[2]
上記水性塗料組成物に含まれる着色顔料(D)の量は、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分100質量部に対して0.1~25質量部の範囲内である、上記水性塗料組成物。
[3]
上記着色顔料分散体(ii)に含まれる着色顔料(D)の90%体積粒径(D90)が50nm以下である、上記水性塗料組成物。
[4]
上記着色顔料(D)は、有機着色顔料および無機着色顔料からなる群から選択される1種またはそれ以上の着色顔料であり、
上記有機着色顔料は、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、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、金属錯体顔料からなる群から選択される1種またはそれ以上であり、
上記無機着色顔料は、黄鉛、黄色酸化鉄、ベンガラ、カーボンブラック、二酸化チタンからなる群から選択される1種またはそれ以上である、
上記水性塗料組成物。
[5]
上記アクリル樹脂エマルション(A)は、アリルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレートおよびジビニルベンゼンからなる群から選択される1種またはそれ以上の架橋性モノマーを含むモノマー混合物のエマルション重合物である、
上記水性塗料組成物。
[6]
上記着色顔料分散体(ii)は、顔料分散剤を含み、
上記顔料分散剤の量は、着色顔料100質量部に対して固形分質量部として65~150質量部である、上記水性塗料組成物。
[7]
上記顔料分散剤は櫛形構造高分子顔料分散剤である、上記水性塗料組成物。
[8]
上記塗膜形成樹脂(i)は、さらにポリエステル樹脂を含む、上記水性塗料組成物。
[9]
上記水性塗料組成物に含まれる上記塗膜形成樹脂(i)および着色顔料分散体(ii)において、上記塗膜形成樹脂(i)および着色顔料分散体(ii)からなる組成物であって、上記組成物に含まれる着色顔料(D)の量が、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分100質量部に対して4質量%であるヘイズ測定用組成物の、膜厚25μmである硬化塗膜のヘイズ値が8以下である、
上記水性塗料組成物。
[10]
第1ベース塗膜および第2ベース塗膜を有する複層塗膜であって、
上記第1ベース塗膜は、光輝性顔料および着色顔料からなる群から選択される少なくとも1種の顔料を含み、
上記第2ベース塗膜は、上記水性塗料組成物の硬化塗膜である、
複層塗膜。
[11]
上記第1ベース塗膜の膜厚が3~20μmであり、上記第2ベース塗膜の膜厚が3~20μmである、上記複層塗膜。
[12]
上記水性塗料組成物の製造に用いられる着色顔料分散体(ii)の製造方法であって、
着色顔料(D)および顔料分散剤を、水性媒体中で混合分散する工程を包含し、
上記顔料分散剤が櫛形構造高分子顔料分散剤であり、
上記顔料分散剤の量は、着色顔料(D)100質量部に対して固形分質量部として65~150質量部であり、
得られた着色顔料分散体(ii)に含まれる着色顔料(D)の90%体積粒径(D90)が100nm以下である、
製造方法。
[13]
上記水性塗料組成物を製造する方法であって、
塗膜形成樹脂(i)および着色顔料分散体(ii)を混合して、水性塗料組成物を製造する工程を包含し、
上記塗膜形成樹脂(i)は、
平均粒子径が100nm以下であるアクリル樹脂エマルション(A)を、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分として10~60質量%、
水溶性アクリル樹脂(B)を、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分として5~40質量%、および、
メラミン樹脂(C)を、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分として20~40質量%、
含み、
上記着色顔料分散体(ii)は、上記製造方法によって得られた着色顔料分散体(ii)であり、
上記着色顔料分散体(ii)は、90%体積粒径(D90)が100nm以下である着色顔料(D)を含む、
水性塗料組成物の製造方法。
本発明の水性塗料組成物は、塗膜形成樹脂(i)および着色顔料分散体(ii)を含む。そして上記塗膜形成樹脂(i)は、
平均粒子径が100nm以下であるアクリル樹脂エマルション(A)を、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分として10~60質量%、
水溶性アクリル樹脂(B)を、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分として5~40質量%、および、
メラミン樹脂(C)を、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分として20~40質量%、
含む。そして、上記着色顔料分散体(ii)は、90%体積粒径(D90)が100nm以下である着色顔料(D)を含む。以下、各成分について説明する。
本発明の水性塗料組成物は、塗膜形成樹脂(i)を含む。そして上記塗膜形成樹脂(i)は、アクリル樹脂エマルション(A)を含む。アクリル樹脂エマルション(A)は、α,β-エチレン性不飽和モノマーの混合物(モノマー混合物)を、エマルション重合することによって得られる。上記モノマー混合物は、酸基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマー、水酸基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマーなどを含むことにより、酸価および水酸基価を有することができる。アクリル樹脂エマルション(A)の酸価および水酸基価は、得られるエマルションの水溶性、架橋性能などに影響を及ぼす。
上記塗膜形成樹脂(i)は、水溶性アクリル樹脂(B)を含む。水溶性アクリル樹脂(B)の量は、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分として5~40質量%であるのが好ましく、10~30質量%であるのがより好ましい。水溶性アクリル樹脂(B)の量が5質量%未満である場合は、塗装時において、塗着時に粘度が大きく上昇し、得られる塗膜において色ムラが発生するおそれがある。水溶性アクリル樹脂(B)の量が40質量%を超える場合は、塗膜外観が劣ることとなるおそれがある。
上記塗膜形成樹脂(i)は、メラミン樹脂(C)を含む。メラミン樹脂(C)は、塗膜形成樹脂のうち硬化剤としての働きを有する。メラミン樹脂(C)は、水溶性であってもよく、非水溶性であってもよい。メラミン樹脂(C)として、水トレランスが3.0以上であるものを用いることによって、良好な塗料安定性を得られる利点がある。ここで水トレランスとは、親水性の度合を評価するためのものであり、その値が高いほど親水性が高いことを意味する。水トレランス値の測定方法は、25℃において、100mlビーカー内で、サンプル0.5gをアセトン10mlに混合して分散させ、ビュウレットを用いてイオン交換水を徐々に加え、混合物が白濁を生じるまでに要するイオン交換水の量(ml)を測定し、このイオン交換水の量(ml)を水トレランス値としたものである。
本発明の水性塗料組成物は、必要に応じて、ポリエステル樹脂を含んでもよい。ポリエステル樹脂は、例えば、酸成分およびアルコール成分を縮重合して調製することができる。上記酸成分としては特に限定されず、アジピン酸、セバシン酸、イソフタル酸、無水フタル酸などの多価カルボン酸化合物およびそれらの無水物を挙げることができる。さらに、酸成分として、ジメチロールプロピオン酸などの1分子中にカルボン酸基と水酸基とを有する化合物を用いることができる。上記アルコール成分としては特に限定されず、エチレングリコール、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコールなどの多価アルコール化合物を挙げることができる。ポリエステル樹脂は、樹脂固形分酸価20~80mgKOH/g、および数平均分子量1000~15000を有するものがより好ましい。本発明の水性塗料組成物中にポリエステル樹脂が含まれることによって、得られる塗膜の色ムラを抑制することができる利点がある。水性塗料組成物中にポリエステル樹脂が含まれる場合におけるポリエステル樹脂の量は、樹脂固形分として5~30質量%であるのが好ましく、10~20質量%であるのがより好ましい。
本発明の水性塗料組成物は、上記塗膜形成樹脂(i)そして着色顔料分散体(ii)を含む。上記着色顔料分散体(ii)は、着色顔料(D)を含む。そして、本発明において、着色顔料分散体(ii)に含まれる着色顔料(D)は、90%体積粒径(D90)が100nm以下であることを条件とする。本発明の水性塗料組成物においては、上記特定のアクリル樹脂エマルション(i)を用いると共に、着色顔料分散体(ii)に含まれる着色顔料(D)の90%体積粒径(D90)が100nm以下であることによって、高彩度および高明度であるカラークリヤー塗膜を形成することが可能となる。
ノニオン系顔料分散剤として、例えば、炭素数14以上、好ましくは14~30、より好ましくは16~25のアルキル鎖を有する分散剤が挙げられる。ノニオン系顔料分散剤は、親水性親油性バランス(HLB)が16以上であるのが好ましく、16~20であるのがより好ましく、17~19であるのがさらに好ましい。上記ノニオン系顔料分散剤の例として、例えば、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテルおよびポリオキシエチレン2-オクチルドジデシルエーテル、およびこれらの変性物(硫酸エステル、リン酸エステル、マレイン酸エステル変性物など)などが挙げられる。
(1)顔料親和性基を主鎖および/または複数の側鎖に有し、かつ、溶媒和部分を構成する複数の側鎖を有する櫛形構造高分子顔料分散剤
(2)主鎖中に顔料親和性基からなる複数の顔料親和部分を有する高分子顔料分散剤
(3)主鎖の片末端に顔料親和性基からなる顔料親和部分を有する直鎖状高分子顔料分散剤
TEGO Dispers 650、TEGO Dispers 651、TEGO Dispers 652、TEGO Dispers 655、TEGO Dispers 660C、TEGO Dispers 715W、TEGO Dispers 740W、TEGO Dispers 750W、TEGO Dispers 752W、TEGO Dispers 755W、TEGO Dispers 760W(以上、Evonik社製)。
Solsperse 12000S、Solsperse 20000、Solsperse 27000、Solsperse 40000、Solsperse 41090、Solsperse 43000、Solsperse 44000、Solsperse 45000、Solsperse 46000、Solsperse 47000、Solsperse 53095、Solsperse 64000、Solsperse 65000、Solsperse 66000、Solsperse 67000、Solsperse WV400(以上、Lubrizol社製)。
フローレンG-700AMP、フローレンG-700DMEA、フローレンGW-1500、フローレンGW-1640(以上、共栄社化学社製)。
ディスパロンDA-703-50、ディスパロンDA-7301、ディスパロンDN-900(以上、楠本化成社製)。
ANTI-TERRA-250、DISPERBYK、DISPERBYK-102、DISPERBYK-180、DISPERBYK-184、DISPERBYK-185、DISPERBYK-187、DISPERBYK-190、DISPERBYK-191、DISPERBYK-192、DISPERBYK-193、DISPERBYK-194N、DISPERBYK-198、DISPERBYK-199、DISPERBYK-2010、DISPERBYK-2012、DISPERBYK-2013、DISPERBYK-2015、DISPERBYK-2096(以上、BYK社製)。
本発明の水性塗料組成物は、平均粒子径が100nm以下であるアクリル樹脂エマルション(A)を、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分として10~60質量%、水溶性アクリル樹脂(B)を、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分として5~40質量%、および、メラミン樹脂(C)を、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分として20~40質量%含む塗膜形成樹脂(i)と、上記着色顔料分散体(ii)とを混合することによって、調製することができる。塗膜形成樹脂(i)および着色顔料分散体(ii)の混合は、塗料分野において一般的に用いられる撹拌混合機(例えばディスパー、ディソルバーなど)を用いて行うことができる。撹拌時間は、混合スケールなどに依存して変化するものの、例えば0.1~10時間であるのが好ましく、0.5~5時間であるのがより好ましい。また撹拌温度は室温であってよく、例えば20~30℃の条件下で行うことができる。
ヘイズ値は、硬化塗膜の全光線透過率(Tt)および散乱光線透過率(Td)を、市販のヘイズメーターを用いて測定し、下記式を用いて算出する。
ヘイズ値(Th)=散乱光線透過率(Td)/全光線透過率(Tt)×100
本発明は、複層塗膜および複層塗膜の形成方法も提供する。複層塗膜として、第1ベース塗膜および第2ベース塗膜を有する複層塗膜であって、第1ベース塗膜は、光輝性顔料および着色顔料からなる群から選択される少なくとも1種の顔料を含み、第2ベース塗膜は上記水性塗料組成物の硬化塗膜である、複層塗膜が挙げられる。
(1)第1ベース塗料組成物を塗装して、未硬化の第1ベース塗膜を形成し、次いで第2ベース塗料組成物を塗装して、未硬化の第2ベース塗膜を形成し、次いでクリヤー塗料組成物を塗装して、未硬化のクリヤー塗膜を形成し、得られた3層を一度に加熱硬化させる方法。
(2)第1ベース塗料組成物を塗装して、未硬化の第1ベース塗膜を形成し、次いで第2ベース塗料組成物を塗装して、未硬化の第2ベース塗膜を形成し、次いで、得られた2層を一度に加熱硬化させる方法。加熱硬化した後、必要に応じて、クリヤー塗膜を設けてもよい。
(3)第1ベース塗料組成物を塗装して、未硬化の第1ベース塗膜を形成し、次いでクリヤー塗料組成物を塗装して、未硬化のクリヤー塗膜を形成し、得られた2層を一度に加熱硬化させた後、
第2ベース塗料組成物を塗装して、未硬化の第2ベース塗膜を形成し、次いでクリヤー塗料組成物を塗装して、未硬化のクリヤー塗膜を形成し、得られた2層を一度に加熱硬化させる方法。
反応容器に脱イオン水126.5部を加え、窒素気流中で混合撹拌しながら80℃に昇温した。次いで、アクリル酸メチル27.61部、アクリル酸エチル53.04部、スチレン4.00部、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル9.28部、メタクリル酸3.07部およびメタクリル酸アリル3.00部のモノマー混合物100部、アクアロンHS-10(ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル硫酸エステル、第一工業製薬社製)0.7部、アデカリアソープNE-20(α-[1-[(アリルオキシ)メチル]-2-(ノニルフェノキシ)エチル]-ω-ヒドロキシオキシエチレン、旭電化社製)0.5部、および脱イオン水80部からなるモノマー乳化物と、過硫酸アンモニウム0.3部、および脱イオン水10部からなる開始剤溶液とを2時間にわたり並行して反応容器に滴下した。滴下終了後、2時間同温度で熟成を行った。次いで、40℃まで冷却し、400メッシュフィルターで濾過した後、脱イオン水70部およびジメチルアミノエタノール0.32部を加えpH6.5に調整し、平均粒子径88nm、不揮発分25%、固形分酸価20mgKOH/g、水酸基価40mgKOH/gの単層のアクリル樹脂エマルション1を得た。
製造例1において、アクアロンHS-10 0.7部を0.35部に変更したこと以外は、製造例1と同様にして、平均粒子径312nm、不揮発分30%、固形分酸価20mgKOH/g、水酸基価40mgKOH/gの単層のアクリル樹脂エマルション2を得た。
製造例1において、アクアロンHS-10 0.7部を0.5部に変更したこと以外は製造例1と同様にして、平均粒子径138nm、不揮発分30%、固形分酸価20mgKOH/g、水酸基価40mgKOH/gの単層のアクリル樹脂エマルション2を得た。
具体的には、専用セルにイオン交換水を入れ、アクリル樹脂エマルションを添加してかき混ぜ、樹脂固形分濃度0.1質量%に調整して、動的光散乱式粒径測定装置LB-500(堀場製作所社製)によって、20℃で測定した。
反応容器にトリプロピレングリコールメチルエーテル23.89部およびプロピレングリコールメチルエーテル16.11部を加え、窒素気流中で混合撹拌しながら105℃に昇温した。次いで、メタクリル酸メチル13.1部、アクリル酸エチル68.4部、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル11.6部およびメタクリル酸6.9部を含むモノマー混合物を作成し、そのモノマー混合物100部、トリプロピレングリコールメチルエーテル10.0部およびターシャルブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート1部からなる開始剤溶液を3時間にわたり並行して反応容器に滴下した。滴下終了後、0.5時間同温度で熟成を行った。
攪拌機、コンデンサー、温度計を具備した反応容器にジメチルテレフタル酸372部、ジメチルイソフタル酸380部、2-メチル-1,3-プロパンジオール576部、1,5-ペンタンジオール222部、テトラブチルチタネート0.41部を仕込み、160℃から230℃まで昇温しつつ4時間かけてエステル交換反応を行った。次いで系内を徐々に減圧していき、20分かけて5mmHgまで減圧し、さらに0.3mmHg以下の真空下まで減圧して、260℃にて40分間重縮合反応を行った。窒素雰囲気下、220℃まで冷却し、無水トリメリット酸を23部投入し、220℃で30分間反応を行ってポリエステル樹脂を得た。得られたポリエステル樹脂は、NMRの組成分析の結果、カルボン酸成分がモル比でテレフタル酸/イソフタル酸/トリメリット酸:48/49/3であり、ポリオール成分がモル比で2-メチル-1,3-プロパンジオール/1,5-ペンタンジオール:65/35であった。つまりポリカルボン酸成分、ポリオール成分のそれぞれの合計量を100モル%としたとき、芳香族ジカルボン酸が97モル%、イソフタル酸が49モル%、所定のジオールの合計量が65モル%、エチレングリコールは0モル%であった。
(1)数平均分子量:ポリスチレン標準サンプル基準を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)で測定したところ、12000であった。
(2)酸価:試料0.2gを精秤し20mlのクロロホルムに溶解した後、0.01Nの水酸化カリウム(エタノール溶液)で滴定したところ、16.1mgKOH/gであった。
攪拌機、温度調整器、冷却管を備えた1リットルの反応容器にエトキシプロパノール40部を仕込み、これにスチレン4部、n-ブチルアクリレート35.96部、エチルヘキシルメタアクリレート18.45部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート13.92部、メタクリル酸7.67部、エトキシプロパノール20部に、ホスマーPP(ユニケミカル社製アシッドホスホオキシヘキサ(オキシプロピレン)モノメタクリレート)20部を溶解した溶液40部、およびアゾビスイソブチロニトリル1.7部からなるモノマー溶液121.7部を120℃で3時間滴下した後、1時間さらに攪拌を継続した。得られた樹脂は、酸価105mgKOH/g、うちリン酸基による酸価55mgKOH/g、水酸基価60mgKOH/g、数平均分子量6000のリン酸基含有アクリル樹脂ワニスであり、不揮発分が63%であった。
塗膜形成樹脂(i)の製造
製造例1で得られたアクリル樹脂エマルション1を160部、10質量%ジメチルアミノエタノール10部、製造例2の水溶性アクリル樹脂33部(樹脂固形分30%)、製造例3のポリエステル樹脂33部(樹脂固形分30%)、メラミン樹脂としてサイメル204(三井サイテック社製混合アルキル化型メラミン樹脂、固形分80%、水トレランス3.6ml)を38部、「プライムポールPX-1000(三洋化成工業社製2官能ポリエーテルポリオール)10部を混合して均一分散することにより、塗膜形成樹脂(i)を得た。
着色顔料(D)であるシアニンブルー(山陽色素社製:シアニンブルーG-314)15部、顔料分散剤であるDisperbyk 190 30部、イオン交換水54.5部、消泡剤であるBYK-011 0.5部をディスパーなどの撹拌機で混合したのち、体積充填率70%で0.05mmのジルコニアビーズを媒体として充填した分散機にて分散して、着色顔料分散体(ii)を得た。得られた着色顔料分散体(ii)中に含まれる着色顔料(D)の90%体積粒径(D90)は、98nmであった。
ホウ酸塩PH標準液(PH=9.18/25℃)にて無限希釈し、動的光散乱にて、UPA-150(マイクロトラック社製粒度分布測定装置)を用いて、体積粒径(D90)を測定した。
得られた塗膜形成樹脂(i)100部および着色顔料分散体(ii)10.16部を混合することにより、着色顔料(D)の量が塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分100質量部に対して4質量%である水性塗料組成物(ヘイズ測定用組成物)を製造した。
着色顔料分散体(ii)の製造において、顔料分散剤およびイオン交換水の量を、Disperbyk 190 37.5部、イオン交換水 58.11部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、水性塗料組成物(ヘイズ測定用組成物)を調製した。
着色顔料分散体(ii)の製造において、顔料分散剤およびイオン交換水の量を、Disperbyk 190 45部、イオン交換水 61.72部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、水性塗料組成物(ヘイズ測定用組成物)を調製した。
着色顔料分散体(ii)の製造において、顔料分散剤およびイオン交換水の量を、Disperbyk 190 56.25部、イオン交換水 67.51部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、水性塗料組成物(ヘイズ測定用組成物)を調製した。
着色顔料分散体(ii)の製造において、着色顔料(D)を、シアニンブルー15部から、ペリレンレッド(PALIOGEN RED L-3875:BASF社製)15部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、水性塗料組成物(ヘイズ測定用組成物)を調製した。
着色顔料分散体(ii)の製造において、顔料分散剤およびイオン交換水の量を、Disperbyk 190 37.5部、イオン交換水 58.11部に変更したこと以外は、実施例5と同様にして、水性塗料組成物(ヘイズ測定用組成物)を調製した。
着色顔料分散体(ii)の製造において、顔料分散剤およびイオン交換水の量を、Disperbyk 190 45部、イオン交換水 61.72部に変更したこと以外は、実施例5と同様にして、水性塗料組成物(ヘイズ測定用組成物)を調製した。
着色顔料分散体(ii)の製造において、顔料分散剤およびイオン交換水の量を、Disperbyk 190 56.25部、イオン交換水 67.51部に変更したこと以外は、実施例5と同様にして、水性塗料組成物(ヘイズ測定用組成物)を調製した。
着色顔料分散体(ii)の製造において、着色顔料(D)を、シアニンブルー15部から、ジケトピロロピロールレッド(IRGAZIN RUBINE L 4052:BASF社製)15部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、水性塗料組成物(ヘイズ測定用組成物)を調製した。
着色顔料分散体(ii)の製造において、顔料分散剤およびイオン交換水の量を、Disperbyk 190 37.5部、イオン交換水 58.11部に変更したこと以外は、実施例9と同様にして、水性塗料組成物(ヘイズ測定用組成物)を調製した。
着色顔料分散体(ii)の製造において、顔料分散剤およびイオン交換水の量を、Disperbyk 190 56.25部、イオン交換水 67.51部に変更したこと以外は、実施例9と同様にして、水性塗料組成物(ヘイズ測定用組成物)を調製した。
着色顔料分散体(ii)の製造において、着色顔料(D)を、シアニンブルー15部から、酸化鉄レッド(IPN-050H:戸田工業社製)15部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、水性塗料組成物(ヘイズ測定用組成物)を調製した。
着色顔料分散体(ii)の製造において、顔料分散剤およびイオン交換水の量を、Disperbyk 190 22.5部、イオン交換水 50.89部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、水性塗料組成物(ヘイズ測定用組成物)を調製した。
着色顔料分散体(ii)の製造において、顔料分散剤およびイオン交換水の量を、Disperbyk 190 18.75部、イオン交換水 49.08部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、水性塗料組成物(ヘイズ測定用組成物)を調製した。
着色顔料分散体(ii)の製造において、着色顔料(D)を、シアニンブルー15部から、ペリレンレッド(PALIOGEN RED L-3875:BASF社製)15部に変更したこと以外は、比較例1と同様にして、水性塗料組成物(ヘイズ測定用組成物)を調製した。
着色顔料分散体(ii)の製造において、シアニンブルー15部から、ペリレンレッド(PALIOGEN RED L-3875:BASF社製)15部に変更したこと以外は、比較例2と同様にして、水性塗料組成物(ヘイズ測定用組成物)を調製した。
塗膜形成樹脂(i)の製造において、アクリル樹脂エマルション1 160部の代わりに、アクリル樹脂エマルション2 160部を用いて、塗膜形成樹脂を調製したこと以外は、実施例2と同様にして、水性塗料組成物(ヘイズ測定用組成物)を調製した。
塗膜形成樹脂(i)の製造において、アクリル樹脂エマルション1 160部の代わりに、アクリル樹脂エマルション2 160部を用いて、塗膜形成樹脂を調製したこと以外は、実施例6と同様にして、水性塗料組成物(ヘイズ測定用組成物)を調製した。
塗膜形成樹脂(i)の製造において、アクリル樹脂エマルション1 160部の代わりに、アクリル樹脂エマルション3 160部を用いて、塗膜形成樹脂を調製したこと以外は、実施例2と同様にして、水性塗料組成物(ヘイズ測定用組成物)を調製した。
塗膜形成樹脂(i)の製造において、アクリル樹脂エマルション1 160部の代わりに、アクリル樹脂エマルション3 160部を用いて、塗膜形成樹脂を調製したこと以外は、実施例6と同様にして、水性塗料組成物(ヘイズ測定用組成物)を調製した。
ヘイズ測定用組成物を、ガラス板またはPETフィルム上に、6milアプリケーターを用いて塗装し、次いで硬化させて、膜厚25μmである硬化塗膜を形成した。
得られた硬化塗膜の全光線透過率(Tt)および散乱光線透過率(Td)を、NDH-2000(日本電色工業社製ヘーズメーター)を用いて測定した。下記式を用いてヘイズ値を算出した。
ヘイズ値(Th)=散乱光線透過率(Td)/全光線透過率(Tt)×100
上記より得られた、ヘイズ測定用組成物の硬化塗膜を、下記基準により目視評価した。
○:濁りなし
△:わずかに濁りあり
×:濁りあり
複層塗膜の形成
リン酸亜鉛処理した厚み0.8mm、縦30cm、横40cmのダル鋼板に、カチオン電着塗料「パワートップU-50」(日本ペイント社製)を、乾燥膜厚が20μmとなるように電着塗装し、160℃で30分間焼き付けた塗板に、25秒(No.4フォードカップを使用し、20℃で測定)に、予め希釈されたグレー中塗り塗料「オルガOP-30」(日本ペイント社製ポリエステル・メラミン系塗料)を、乾燥膜厚35μmとなるようにエアスプレーで2ステージ塗装し、140℃で30分間、焼き付けた。
得られた複層塗膜に対して、垂直位置から45度における角度から光源を照射し、その位置から110°の角度で受光したL*値を、X-Rite社製多角度分光光度計「MA-68 II」を用いて測定した。こうして得られた測定値の平均値を算出することにより、受光角110度における明度(L*)を求めた。下記表中において「110L」として示す。なおこの受光角110度の位置がシェード位置に相当する。
複層塗膜の形成
リン酸亜鉛処理した厚み0.8mm、縦30cm、横40cmのダル鋼板に、カチオン電着塗料「パワートップU-50」(日本ペイント社製)を、乾燥膜厚が20μmとなるように電着塗装し、160℃で30分間焼き付けた塗板に、25秒(No.4フォードカップを使用し、20℃で測定)に、予め希釈されたグレー中塗り塗料「オルガOP-30」(日本ペイント社製ポリエステル・メラミン系塗料)を、乾燥膜厚35μmとなるようにエアスプレーで2ステージ塗装し、140℃で30分間、焼き付けた。
得られた複層塗膜に対して、垂直位置から45度における角度から光源を照射し、光源照射位置から25度の角度で受光したL*値(L25)を、上記と同様に測定した。同様にして、光源照射位置から75度の角度で受光したL*値(L75)を測定した。
得られた測定値を用いて、L25/L75を算出し、フリップフロップ性評価を行った。この数値(L25/L75)が高いほど、フリップフロップ性が強いことを示す。
比較例1~4は、いずれも、着色顔料分散体(ii)に含まれる着色顔料(D)の90%体積粒径(D90)が100nmを超える例である。これらの場合はいずれも、組成物のヘイズ値が高く、組成物の濁度が高いことが確認された。また、得られた塗膜の透明性も低いことが確認された。さらに、シェード明度が高く、そしてFF性が低いことが確認された。
比較例5~8は、いずれも、塗膜形成樹脂(i)に含まれるアクリル樹脂エマルションの平均粒子径(D50)が100nmを超える例である。これらの場合はいずれも、組成物のヘイズ値が高く、組成物の濁度が高いことが確認された。また、得られた塗膜の透明性も低いことが確認された。さらに、シェード明度が高く、そしてFF性が低いことが確認された。
図1に示される通り、実施例6で調製した着色顔料分散体(ii)においては、着色顔料凝集はほとんど生じていない。これに対して、図2に示される通り、比較例4で調製した着色顔料分散体(ii)においては、着色顔料の凝集物が存在することが分かる。この顔料凝集により、着色顔料分散体(ii)に含まれる着色顔料(D)の90%体積粒径(D90)が100nmを超えてしまい、これにより水性塗料組成物のヘイズ値が上記の通り上昇していうこととなり、塗膜の透明性も低くなったと考えられる。
Claims (12)
- 塗膜形成樹脂(i)および着色顔料分散体(ii)を含む、水性塗料組成物であって、
前記塗膜形成樹脂(i)は、
平均粒子径が100nm以下であるアクリル樹脂エマルション(A)を、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分として10~60質量%、
水溶性アクリル樹脂(B)を、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分として5~40質量%、および、
メラミン樹脂(C)を、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分として20~40質量%、
含み、
前記着色顔料分散体(ii)は、90%体積粒径(D90)が100nm以下である着色顔料(D)および顔料分散剤を含み、
前記着色顔料分散体(ii)において、前記顔料分散剤の量は、着色顔料(D)100質量部に対して固形分質量部として65質量部以上150質量部以下であり、
前記顔料分散剤は、1個以上のポリ(カルボニル-C 3 ~C 6 -アルキレンオキシ)鎖を有し、これらの各鎖が3~80個のカルボニル-C 3 ~C 6 -アルキレンオキシ基を有しかつアミドまたは塩架橋基によってポリ(エチレンイミン)に結合されている構造のポリ(エチレンイミン)またはその酸塩からなるものである、水性塗料組成物。 - 前記水性塗料組成物に含まれる着色顔料(D)の量は、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分100質量部に対して0.1~25質量部の範囲内である、
請求項1に記載の水性塗料組成物。 - 前記着色顔料分散体(ii)に含まれる着色顔料(D)の90%体積粒径(D90)が50nm以下である、
請求項1または2に記載の水性塗料組成物。 - 前記着色顔料(D)は、有機着色顔料および無機着色顔料からなる群から選択される1種またはそれ以上の着色顔料であり、
前記有機着色顔料は、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、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、金属錯体顔料からなる群から選択される1種またはそれ以上であり、
前記無機着色顔料は、黄鉛、黄色酸化鉄、ベンガラ、カーボンブラック、二酸化チタンからなる群から選択される1種またはそれ以上である、
請求項1~3のいずれかに記載の水性塗料組成物。 - 前記アクリル樹脂エマルション(A)は、アリルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレートおよびジビニルベンゼンからなる群から選択される1種またはそれ以上の架橋性モノマーを含むモノマー混合物のエマルション重合物である、
請求項1~4のいずれかに記載の水性塗料組成物。 - 前記顔料分散剤は、櫛形構造高分子顔料分散剤である、請求項1~5のいずれかに記載の水性塗料組成物。
- 前記塗膜形成樹脂(i)は、さらにポリエステル樹脂を含む、請求項1~6のいずれかに記載の水性塗料組成物。
- 前記水性塗料組成物に含まれる前記塗膜形成樹脂(i)および着色顔料分散体(ii)において、前記塗膜形成樹脂(i)および着色顔料分散体(ii)からなる組成物であって、前記組成物に含まれる着色顔料(D)の量が、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分100質量部に対して4質量%であるヘイズ測定用組成物の、膜厚25μmである硬化塗膜のヘイズ値が8以下である、
請求項1~7のいずれかに記載の水性塗料組成物。 - 第1ベース塗膜および第2ベース塗膜を有する複層塗膜であって、
前記第1ベース塗膜は、光輝性顔料および着色顔料からなる群から選択される少なくとも1種の顔料を含み、
前記第2ベース塗膜は、請求項1~8のいずれかに記載の水性塗料組成物の硬化塗膜である、
複層塗膜。 - 前記第1ベース塗膜の膜厚が3~20μmであり、前記第2ベース塗膜の膜厚が3~20μmである、請求項9に記載の複層塗膜。
- 塗膜形成樹脂(i)および着色顔料分散体(ii)を含む水性塗料組成物の製造に用いられる着色顔料分散体(ii)の製造方法であって、
前記塗膜形成樹脂(i)は、
平均粒子径が100nm以下であるアクリル樹脂エマルション(A)を、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分として10~60質量%、
水溶性アクリル樹脂(B)を、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分として5~40質量%、および、
メラミン樹脂(C)を、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分として20~40質量%、含み、
着色顔料(D)および顔料分散剤を、水性媒体中で混合分散する工程を包含し、
前記着色顔料分散体(ii)において、前記顔料分散剤の量は、着色顔料(D)100質量部に対して固形分質量部として65質量部以上150質量部以下であり、
得られた着色顔料分散体(ii)に含まれる着色顔料(D)の90%体積粒径(D90)が100nm以下であり、
前記顔料分散剤は、1個以上のポリ(カルボニル-C 3 ~C 6 -アルキレンオキシ)鎖を有し、これらの各鎖が3~80個のカルボニル-C 3 ~C 6 -アルキレンオキシ基を有しかつアミドまたは塩架橋基によってポリ(エチレンイミン)に結合されている構造のポリ(エチレンイミン)またはその酸塩からなるものである、
製造方法。 - 塗膜形成樹脂(i)および着色顔料分散体(ii)を含む水性塗料組成物を製造する方法であって、
着色顔料および顔料分散剤を水性媒体中で混合分散して、前記着色顔料分散体(ii)を得る工程と、
前記塗膜形成樹脂(i)および前記着色顔料分散体(ii)を混合して、水性塗料組成物を製造する工程と、
を包含し、
前記塗膜形成樹脂(i)は、
平均粒子径が100nm以下であるアクリル樹脂エマルション(A)を、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分として10~60質量%、
水溶性アクリル樹脂(B)を、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分として5~40質量%、および、
メラミン樹脂(C)を、塗膜形成樹脂(i)の樹脂固形分として20~40質量%、含み、
前記着色顔料分散体(ii)は、90%体積粒径(D90)が100nm以下である着色顔料(D)を含み、
前記着色顔料分散体(ii)において、前記顔料分散剤の量は、前記着色顔料(D)100質量部に対して固形分質量部として65質量部以上150質量部以下であり、
前記顔料分散剤は、1個以上のポリ(カルボニル-C 3 ~C 6 -アルキレンオキシ)鎖を有し、これらの各鎖が3~80個のカルボニル-C 3 ~C 6 -アルキレンオキシ基を有しかつアミドまたは塩架橋基によってポリ(エチレンイミン)に結合されている構造のポリ(エチレンイミン)またはその酸塩からなるものである、
水性塗料組成物の製造方法。
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