JP7252689B1 - 水性組成物及びその硬化物 - Google Patents
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Abstract
Description
非中空構造の金属酸化物粉末材料と、
金属酸化物繊維材料と、
アルカリ金属ケイ酸塩類と、
水と、
を含有する水性組成物であって、
前記アルカリ金属ケイ酸塩類として少なくともケイ酸ナトリウムとケイ酸カリウムとを含有し、
前記中空状粉末材料の平均粒径が5μm~40μmの範囲であり、またその嵩比重が0.14~0.95g/cm3の範囲であり、耐圧強度が10Mpa以上である、
前記水性組成物。
(2) 前記金属酸化物粉末材料の平均粒径が1μm~15μmの範囲であり、その真密度が3.6以下である、(1)記載の水性組成物。
(3) 前記金属酸化物繊維材料が、チタン酸カリウムウイスカ、ウォラストナイト及び針状酸化チタンから成る群より選ばれる少なくとも1種である、(1)~(2)のいずれかに記載の水性組成物。
(4) ポリイミド樹脂をさらに含み、該ポリイミド樹脂の添加割合が、熱硬化後の被膜中の前記アルカリ金属ケイ酸塩類100重量部に対して3~50重量部の範囲である、(1)~(3)のいずれかに記載の水性組成物。
(5) 前記水性組成物中の前記水の含有量を100重量部とした場合、前記中空状粉末材料の含有量が8重量部~75重量部、前記金属酸化物粉末材料の含有量が5重量部~70重量部、前記金属酸化物繊維材料の含有量が3重量部~35重量部、前記アルカリ金属ケイ酸塩類の含有量が80重量部~175重量部である、(1)~(4)のいずれかに記載の水性組成物。
(6) 前記水性組成物は、少なくとも前記アルカリ金属ケイ酸塩類を含有する接着剤溶液からなる第一液と、前記中空状粉末材料、前記金属酸化物粉末材料及び前記金属酸化物繊維材料を含有する水分散液又は該水分散液に前記アルカリ金属ケイ酸塩類の少なくとも一種を含有する水分散液を第二液とした、二液系の水性組成物である、(1)~(5)のいずれかに記載の水性組成物。
(7) 前記水又は前記水に前記ケイ酸ナトリウム及び前記ケイ酸カリウムの少なくとも一種を含む液に対し、前記中空状粉末材料、前記金属酸化物粉末材料及び前記金属酸化物繊維材料を分散させる分散剤を添加した、(1)~(6)のいずれかに記載の水性組成物。
(8) 前記分散剤が水系アニオン性高分子であり、その添加量が前記中空状粉末材料、前記金属酸化物粉末材料及び前記金属酸化物繊維材料の合計重量に対して0.1~3.0重量%である(7)記載の水性組成物。
(9) (1)~(8)のいずれかに記載の水性組成物の硬化物。
(10) 金属基材上に形成された被膜の形態にある(9)記載の硬化物。
(11) 金属基材と、該金属基材上に形成された、(10)記載の硬化物から成る被膜とを具備する構造体。
(12) 前記金属基材がアルミ合金系材料から成り、前記硬化物中の前記アルカリ金属ケイ酸塩類の含有量が、硬化物全体の体積に対して体積基準で40%以下である、(11)記載の構造体。
(13) 前記硬化物から成る被膜が、前記金属基材に直接接する第1の硬化物層と、該第1の硬化物層上に形成された第2の硬化物層から成り、前記第2の硬化物層に含まれる前記アルカリ金属ケイ酸塩由来の固形分体積割合が、前記第1の硬化物層に含まれる前記アルカリ金属ケイ酸塩由来の固形分体積割合に対して1.05~2.0倍の範囲である、(11)又は(12)記載の構造体。
上記のとおり、本発明の水性組成物は、二酸化ケイ素系化合物から成り、特定の性質を有する中空状粉末材料を含有する。ここで、「二酸化ケイ素化合物」は、二酸化ケイ素を50重量%以上含む化合物を意味する。また、「中空」は、多孔質でも単一球状の空隙を持つものであってもよい。二酸化ケイ素化合物から成る中空状粉末材料の好ましい例としては、シラスバルーン、フライアッシュバルーン及びホウケイ酸ガラスバルーンを挙げることができるがこれらに限定されるものではない。ホウケイ酸ガラスバルーンが特に好ましい。
本発明の組成物は、非中空構造の金属酸化物粉末材料を含む。非中空構造の金属酸化物粉末材料は、無機充填材として機能するものである。金属酸化物粉末材料は、塗布に適した粘度を有する組成物の貯蔵時の沈降を防止する観点から、真密度が3.6以下であることが好ましく、3.0以下であることがさらに好ましい。真密度の下限値は特にないが、金属酸化物粉末の真密度の下限値は、通常、2.0程度である。
本発明の組成物は、さらに金属酸化物繊維材料を含む。金属酸化物繊維材料としては、チタン酸カリウムウイスカ、ウォラストナイト及び針状酸化チタンから成る群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。金属酸化物繊維の長さは、25μm以下であることが好ましく、アスペクト比が5倍~15倍程度、特に8倍~12倍程度が好ましい。金属酸化物繊維の長さの下限値は特に限定されないが、通常、長さの下限値は、4μm程度である。このような金属酸化物繊維材料は、市販されており、市販品を好ましく用いることができる。市販品の具体例としては、大塚化学社製「ティスモN」及び「ティスモD」や、石原産業社製「FTL300」、関西マテック社製「KGP-H85」などが挙げられる。
ケイ酸ナトリウム水溶液(J珪酸ソーダ1号)30gと、ケイ酸カリウム水溶液(2K珪酸カリ)30gと、純水40gとを混合し、充分撹拌してアルカリ金属ケイ酸塩類水溶液を調製した。このアルカリ金属ケイ酸塩類水溶液を200℃で2時間加熱した際に固形分重量で28gとなる割合の前記ケイ酸塩類水溶液に対し、平均粒径5μmで嵩比重0.21g/cm3かつ水中密度2.54g/ cm3のカオリン(竹原化学工業社製5Mカオリン)12g、平均粒径16μmで嵩比重0.30g/cm3かつ水中密度0.59g/ cm3相当のホウ珪酸ガラス中空粒子(3M社製iM30K 耐圧強度=186MPa)12gと嵩密度0.62g/ cm3かつ水中密度2.41g/ cm3相当のチタン酸カリウム繊維(大塚化学製 ティスモD)5gを、前記アルカリ金属ケイ酸塩類水溶液を撹拌しながら投入し、充分撹拌の上金属酸化物粉末が充分分散したことを確認してから、さらに撹拌の回転数を上げ撹拌を継続して、本発明の水性組成物を得た。また、同様の手法で、水性組成物を作成する過程で、中空粒子のみを前記iM30kから、前記の粒度範囲に収まる平均粒径であり耐圧強度の異なる中空粒子として同3M社製の平均粒径25μmのS32HS(耐圧強度=41MPa)と平均粒径20μmのiM16k(耐圧強度=110MPa) と平均粒径30μmのS28HS(耐圧強度=21MPa)と、前記3M製中空粒子と同一の化合物である平均粒径12μmのホウ珪酸ガラスバルーンとして(ポッターズバロティーニ製 110P8 耐圧強度=69MPa)とに置き換え、それぞれ使用する中空粒子の耐圧強度が異なる混合液を得た。次いで、この混合液をボールミルに移し、120分間混合した。混合時の液温は20℃から30℃になるように制御した。ボールミルの途中簡単に脱泡した。このようにして五種類の混合液を調製し、断熱塗料とした。
実施例1の中空粒子のみ耐圧強度の劣るシラスバルーン(井川産業製 シラファインISM-F015 耐圧強度=8MPa)と、ホウ珪酸ガラスバルーン(ポッターズバロティーニ製 25P45 耐圧強度=5MPa)とし、それ以外の材料添加比率や製法は実施例1と同様とした上で、液剤二種を得て、前記実施例1と同様の手法で成膜し、熱負荷を加え、比較例の被膜二種を得た。
ケイ酸ナトリウム水溶液(J珪酸ソーダ1号)30gと、ケイ酸カリウム水溶液(2K珪酸カリ)30gと、純水40gとを混合し、充分撹拌してアルカリ金属ケイ酸塩類水溶液を調製した。このアルカリ金属ケイ酸塩類水溶液を200℃で2時間加熱した際に固形分重量で28gとなる割合の前記ケイ酸塩類水溶液に対し、嵩比重0.21g/ cm3かつ水中密度2.54g/ cm3のカオリン(竹原化学工業社製5Mカオリン)12g、嵩比重0.30g/ cm3かつ水中密度0.59g/ cm3相当のホウ珪酸ガラス中空粒子(3M製iM30K 耐圧強度=186MPa)12gと嵩密度0.62g/ cm3かつ水中密度2.41g/ cm3相当のチタン酸カリウム繊維(大塚化学製 ティスモD)5gを、前記アルカリ金属ケイ酸塩類水溶液を撹拌しながら投入し、充分撹拌の上金属酸化物粉末が充分分散したことを確認してから、さらに撹拌の回転数を上げ撹拌を継続して、本発明の水性組成物を得た。また、同様の手法で水性組成物を作成する過程で、前記の充填材のみを前記クリストバライトから、前記充填材の粒度範囲に収まる平均粒径である充填材としてASP-400Pと5MカオリンとE-75とP-3とPOAGとFF-200に置き換え、それぞれ使用する充填材が異なる混合液を得た。次いで、この混合液をボールミルに移し、120分間混合した。混合時の液温は20℃から30℃になるように制御した。ボールミルの途中簡単に脱泡した。このようにして六種類の混合液を調製し、断熱塗料とした。
前記実施例2の混合液四種について、製作後40℃に保管の状態で24時間静置し、充填材の沈降状態を確認した。結果を下記表3に示す。
ケイ酸ナトリウム水溶液(J珪酸ソーダ1号)30gと、ケイ酸カリウム水溶液(2K珪酸カリ)30gと、純水40gとを混合し、充分撹拌してアルカリ金属ケイ酸塩類水溶液を調製した。このアルカリ金属ケイ酸塩類水溶液を200℃で2時間加熱した際に固形分重量で28gとなる割合の前記ケイ酸塩類水溶液に対し、嵩比重0.21g/cm3かつ水中密度2.54g/cm3のカオリン(竹原化学工業社製5Mカオリン)12g、嵩比重0.30g/cm3かつ水中密度0.59g/cm3相当のホウ珪酸ガラス中空粒子(3M製iM30K 耐圧強度=186MPa)をそれぞれ5g/9g/13g/17g/22gと添加量を変化させ、更にそれぞれに嵩密度0.62g/cm3かつ水中密度2.41g/cm3相当のチタン酸カリウム繊維(大塚化学製 ティスモD)5gを、前記アルカリ金属ケイ酸塩類水溶液を撹拌をしながら投入し、充分撹拌の上金属酸化物粉末が充分分散したことを確認してから、さらに撹拌の回転数を上げ撹拌を継続して、本発明の五種類の水性組成物を得た。次いで、この混合液をボールミルに移し、120分間混合した。混合時の液温は20℃から30℃になるように制御した。ボールミルの途中簡単に脱泡した。このようにして前記中空材料の添加量が異なる五種類の混合液を調製し、断熱塗料とした。
前記実施例4の混合液五種から得られた熱負荷後の被膜について、JIS K5600-1-7:2014 塗料一般試験方法の5 乾燥膜厚の測定5.3質量法から被膜の厚みと重量を算出し密度を求めた。また、同時にそれぞれの被膜の状態についてはJIS K 5600-8に基づいて六段階で評価をした。特に被膜のチョーキング状態についてはJIS K 5600-8-1試験の「白亜化の等級(テープ法)」に基づいて6段階での評価にてチョーキング性を確認した。結果を下記表4に示す。
ケイ酸ナトリウム水溶液(J珪酸ソーダ1号)30gと、ケイ酸カリウム水溶液(2K珪酸カリ)30gと、純水40gとを混合し、充分撹拌してアルカリ金属ケイ酸塩類水溶液を調製した。このアルカリ金属ケイ酸塩類水溶液を200℃で2時間加熱した際に固形分重量で28gとなる割合の前記ケイ酸塩類水溶液に対し、嵩比重0.21g/cm3かつ水中密度2.54g/cm3のカオリン(竹原化学工業社製5Mカオリン)12g、嵩比重0.30g/cm3かつ水中密度0.59g/cm3相当のホウ珪酸ガラス中空粒子(3M製iM30K 耐圧強度=186MPa)12gと嵩密度0.62g/cm3かつ水中密度2.41g/cm3相当のチタン酸カリウムウイスカ(大塚化学製 ティスモD)5gを、前記アルカリ金属ケイ酸塩類水溶液を撹拌しながら投入し、充分撹拌の上金属酸化物粉末が充分分散したことを確認してから、さらに撹拌の回転数を上げ撹拌を継続して、本発明の水性組成物を得た。また、同様の手法で、水性組成物を作成する過程で、無機繊維のみを前記チタン酸カリウムウイスカから、針状酸化チタンの石原産業製「FTL-300(繊維長5.15μm)」と、関西マテック社製ウォラストナイト「KGP-H85(繊維長8μm)」に置き換え、それぞれ使用する無機繊維が異なる混合液を得た。次いで、この混合液をボールミルに移し、120分間混合した。混合時の液温は20℃から30℃になるように制御した。ボールミルの途中簡単に脱泡した。このようにして三種類の混合液を調製し、断熱塗料とした。
前記実施例6の無機繊維を添加せず、その他の材料添加比率や製法は実施例5と同様とした上で、断熱塗料一種を得た。
前記実施例6の混合液三種と比較例2の混合液一種から得られた熱負荷後の被膜に対してJIS K5600のデュポン式落球衝撃試験を実施し、500mm高さからの500g鋼球落下後にそれぞれの被膜の耐衝撃性を確認した。また、それぞれの被膜の状態についてはJIS K 5600-8に基づいて六段階で評価をした。結果を表5に記載する。
ケイ酸ナトリウム水溶液(J珪酸ソーダ1号)30gと、ケイ酸カリウム水溶液(2K珪酸カリ)30gと、純水40gとを混合し、充分撹拌してアルカリ金属ケイ酸塩類水溶液を調製した。このアルカリ金属ケイ酸塩類水溶液を200℃で2時間加熱した際に固形分重量で28gとなる割合の前記ケイ酸塩類水溶液に対し、嵩比重0.21/cm3かつ水中密度2.54g/cm3のカオリン(竹原化学工業社製5Mカオリン)12g、嵩比重0.30g/cm3かつ水中密度0.59g/cm3相当のホウ珪酸ガラス中空粒子(3M製iM30K 耐圧強度=186MPa)12gと嵩密度0.62g/cm3かつ水中密度2.41g/cm3相当のチタン酸カリウムウイスカ(大塚化学製 ティスモD)5gと嵩密度0.38g/cm3のポリイミドパウダー(宇部興産製 UIP-S)1.3gを、前記アルカリ金属ケイ酸塩類水溶液を撹拌しながら投入し、充分撹拌の上金属酸化物粉末が充分分散したことを確認してから、さらに撹拌の回転数を上げ撹拌を継続して、本発明の水性組成物を得た。また、同様の手法で、水性組成物を作成する過程で、前記ポリイミドパウダーのみを3g/7g/11g/14gに置き換え、それぞれ使用するポリイミドパウダー量が異なる混合液五種を得た。次いで、この混合液をボールミルに移し、120分間混合した。混合時の液温は20℃から30℃になるように制御した。ボールミルの途中簡単に脱泡した。このようにして五種類の混合液を調製し、断熱塗料とした。
次に熱負荷後の実施例8の被膜に対してJIS K5600のデュポン式落球衝撃試験を実施し、500mm高さからの500g鋼球落下後にそれぞれの被膜の耐衝撃性を確認した。また、同様に得られた熱負荷後の被膜に対して、更に400℃の炉内に10分静置した状態から5秒以内に25℃の精製水に基材ごと被膜を浸漬し、急冷の熱衝撃を加えた。また、それぞれの被膜の状態についてはJIS K 5600-8に基づいて六段階で評価をした。特に被膜のチョーキング状態についてはJIS K 5600-8-1試験の「白亜化の等級(テープ法)」に基づいて6段階での評価にてチョーキング性を確認した。結果を表7に記載する。
ケイ酸ナトリウム水溶液(J珪酸ソーダ1号)30gと、ケイ酸カリウム水溶液(2K珪酸カリ)30gと、純水40gとを混合し、充分撹拌してアルカリ金属ケイ酸塩類水溶液を調製した。このアルカリ金属ケイ酸塩類水溶液を200℃で2時間加熱した際に固形分重量で28gとなる割合の前記ケイ酸塩類水溶液に対し、嵩比重0.21g/cm3かつ水中密度2.54g/cm3のカオリン(竹原化学工業社製5Mカオリン)12g、嵩比重0.30g/cm3かつ水中密度0.59g/cm3相当のホウ珪酸ガラス中空粒子(3M製iM30K 耐圧強度=186MPa)12gと嵩密度0.62g/cm3かつ水中密度2.41g/cm3相当のチタン酸カリウムウイスカ(大塚化学製 ティスモD)5gと嵩密度0.38g/cm3かつ水中密度1.18g/cm3のポリイミドパウダー(宇部興産製 UIP-S)1.3gを、前記アルカリ金属ケイ酸塩類水溶液を撹拌をしながら投入し、充分撹拌の上金属酸化物粉末が充分分散したことを確認してから、さらに撹拌の回転数を上げ撹拌を継続して、本発明の水性組成物を得た。
次に熱負荷後の実施例10の被膜に対してJIS K5600のデュポン式落球衝撃試験を実施し、500mm高さからの500g鋼球落下後にそれぞれの被膜の耐衝撃性を確認した。また、同様に得られた熱負荷後の被膜に対して、更に500℃の炉内に10分静置した状態から5秒以内に25℃の精製水に基材ごと被膜を浸漬し、急冷の熱衝撃を加えた。また、それぞれの被膜の状態についてはJIS K 5600-8に基づいて六段階で評価をした。結果を表8に記載する。
ケイ酸ナトリウム水溶液(J珪酸ソーダ1号)20gと、ケイ酸カリウム水溶液(2K珪酸カリ)20gと、純水60gとを混合し、充分撹拌してアルカリ金属ケイ酸塩類水溶液を調製した。このアルカリ金属ケイ酸塩類水溶液を200℃で2時間加熱した際に固形分重量で28gとなる割合の前記ケイ酸塩類水溶液に対し、嵩比重0.21g/cm3かつ水中密度2.16g/cm3のクリストバライト(SIBELCO社製 M6000)12g、嵩比重0.30g/cm3かつ水中密度0.59g/cm3相当のホウ珪酸ガラス中空粒子(3M製iM30K 耐圧強度=186MPa)12gと嵩密度0.62g/cm3かつ水中密度2.41g/cm3相当のチタン酸カリウムウイスカ(大塚化学製 ティスモD)5gと嵩密度0.38g/cm3かつ水中密度1.18g/cm3のポリイミドパウダー(宇部興産製 UIP-S)1.3gを、前記アルカリ金属ケイ酸塩類水溶液を撹拌しながら投入し、充分撹拌の上金属酸化物粉末が充分分散したことを確認してから、さらに撹拌の回転数を上げ撹拌を継続して、本発明の水性組成物を得た。
次に熱負荷後の実施例12の被膜に対してJIS K5600のデュポン式落球衝撃試験を実施し、500mm高さからの500g鋼球落下後にそれぞれの被膜の耐衝撃性を確認した。また、同様に得られた熱負荷後の被膜に対して、更に500℃の炉内に10分間静置した状態から5秒以内に25℃の精製水に基材ごと被膜を浸漬し、急冷の熱衝撃を加えた。また、それぞれの被膜の状態についてはJIS K 5600-8に基づいて六段階で評価をした。結果を表9に記載する。
純水100重量部に対しケイ酸ナトリウム水溶液(J珪酸ソーダ1号)75重量部と、ケイ酸カリウム水溶液(2K珪酸カリ)75重量部とを混合し、充分撹拌してアルカリ金属ケイ酸塩類水溶液を調製した。また、前記純水100重量部に対し、嵩比重0.21g/cm3かつ水中密度2.54g/cm3のカオリン(竹原化学工業社製5Mカオリン)30重量部、嵩比重0.30g/cm3かつ水中密度0.59g/cm3相当のホウ珪酸ガラス中空粒子(3M製iM30K 耐圧強度=186MPa)30重量部と嵩密度0.62g/cm3かつ水中密度2.41g/cm3相当のチタン酸カリウムウイスカ(大塚化学製 ティスモD)12.5重量部を、前記アルカリ金属ケイ酸塩類水溶液を撹拌しながら投入し、充分撹拌の上金属酸化物粉末が充分分散したことを確認してから、さらに撹拌の回転数を上げ撹拌を継続して、本発明の水性組成物を得た。
純水40gと嵩比重0.21g/cm3かつ水中密度2.54g/cm3のカオリン(竹原化学工業社製5Mカオリン)12g、嵩比重0.30g/cm3かつ水中密度0.59g/cm3相当のホウ珪酸ガラス中空粒子(3M製iM30K 耐圧強度=186MPa)12gと嵩密度0.62g/cm3かつ水中密度2.41g/cm3相当のチタン酸カリウムウイスカ(大塚化学製 ティスモD)5gと嵩密度0.38g/cm3のポリイミドパウダー(宇部興産製 UIP-S)1.3gを、前記純水を撹拌しながら投入し、充分撹拌の上金属酸化物粉末が充分分散したことを確認してから、さらに撹拌の回転数を上げ撹拌を継続して、前記ケイ酸塩を含まない状態の水性組成物を得た。また、同様の手法で、水性組成物を作成する過程で、前記ポリイミドパウダーのみを3g/7g/11g/14gに置き換え、それぞれ使用するポリイミドパウダー量が異なる混合液五種を得た。次いで、この混合液をボールミルに移し、120分間混合した。混合時の液温は20℃から30℃になるように制御した。ボールミルの途中簡単に脱泡した。このようにして五種類の混合液を調製し、接着剤成分となる前記ケイ酸塩を投入する前の主剤5種とした。
次に熱負荷後の実施例15の被膜に対してJIS K5600のデュポン式落球衝撃試験を実施し、500mm高さからの500g鋼球落下後にそれぞれの被膜の耐衝撃性を確認した。また、同様に得られた熱負荷後の被膜に対して、更に400℃の炉内に10分間静置した状態から5秒以内に25℃の精製水に基材ごと被膜を浸漬し、急冷の熱衝撃を加えた。また、それぞれの被膜の状態についてはJIS K 5600-8に基づいて六段階で評価をした。特に被膜のチョーキング状態についてはJIS K 5600-8-1試験の「白亜化の等級(テープ法)」に基づいて6段階での評価にてチョーキング性を確認した。結果を表11に記載する。
純水40gにサンノプコ社製高分子側分散剤SNディスパーサント5027を0.15g添加し、次いで嵩比重0.21g/cm3かつ水中密度2.54g/cm3のカオリン(竹原化学工業社製5Mカオリン)12g、嵩比重0.30g/cm3かつ水中密度0.59g/cm3相当のホウ珪酸ガラス中空粒子(3M製iM30K 耐圧強度=186MPa)12gと嵩密度0.62g/cm3かつ水中密度2.41g/cm3相当のチタン酸カリウムウイスカ(大塚化学製 ティスモD)5gと嵩密度0.38g/cm3のポリイミドパウダー(宇部興産製 UIP-S)7gを、前記純水を撹拌しながら投入し、充分撹拌の上金属酸化物粉末が充分分散したことを確認してから、さらに撹拌の回転数を上げ撹拌を継続して、前記ケイ酸塩を含まない状態の水性組成物を得た。尚、前記ディスパーサント5027の添加量は、前記無機粉末/無機粒子/無機繊維の合計重量に対して約0.5%となる様に調整した。また、同様の手法で、水性組成物を作成する過程で、前記分散剤のみを同サンノプコ社製ノプラックス6000HとSNディスパーサント2010に置き換え、それぞれ使用する分散剤種が異なる混合液三種を得た。次いで、この混合液をボールミルに移し、120分間混合した。混合時の液温は20℃から30℃になるように制御した。ボールミルの途中簡単に脱泡した。このようにして三種類の混合液を調製し、接着剤成分となる前記ケイ酸塩を投入する前の主剤三種とした。
前記実施例17の液剤三種について、前記分散剤による塗工液の均質化効果の確認目的で次の通りの評価を実施した。まず予めブラスト処理の上、基材の外縁部四辺にマスキングを施した前記のアルミ基材(200mm×100mm×4mm厚)を準備の上、実施例17の液剤三種をスプレーにて成膜し、成膜直後にマスキングテープを除去した。その際、テープを除去したブラスト済基材に対して毛細管現象が働きマスキング際の塗工液端部より接着剤溶液成分が滲みとして流亡するかを確認した。結果を表12に示す。
Claims (13)
- 内部に多孔質状または単一球状構造の中空構造を有する、二酸化ケイ素系化合物から成る中空状粉末材料と、
非中空構造の金属酸化物粉末材料と、
金属酸化物繊維材料と、
アルカリ金属ケイ酸塩類と、
水と、
を含有する水性組成物であって、
前記アルカリ金属ケイ酸塩類として少なくともケイ酸ナトリウムとケイ酸カリウムとを含有し、
前記中空状粉末材料の平均粒径が5μm~40μmの範囲であり、またその嵩比重が0.14~0.95g/cm3の範囲であり、耐圧強度が10Mpa以上である、
前記水性組成物。 - 前記金属酸化物粉末材料の平均粒径が1μm~15μmの範囲であり、その真密度が3.6以下である、請求項1記載の水性組成物。
- 前記金属酸化物繊維材料が、チタン酸カリウムウイスカ、ウォラストナイト及び針状酸化チタンから成る群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1~2のいずれか1項に記載の水性組成物。
- ポリイミド樹脂をさらに含み、該ポリイミド樹脂の添加割合が、熱硬化後の被膜中の前記アルカリ金属ケイ酸塩類100重量部に対して3~50重量部の範囲である、請求項1~3のいずれか1項に記載の水性組成物。
- 前記水性組成物中の前記水の含有量を100重量部とした場合、前記中空状粉末材料の含有量が8重量部~75重量部、前記金属酸化物粉末材料の含有量が5重量部~70重量部、前記金属酸化物繊維材料の含有量が3重量部~35重量部、前記アルカリ金属ケイ酸塩類の含有量が80重量部~175重量部である、請求項1~4のいずれか1項に記載の水性組成物。
- 前記水性組成物は、少なくとも前記アルカリ金属ケイ酸塩類を含有する接着剤溶液からなる第一液と、前記中空状粉末材料、前記金属酸化物粉末材料及び前記金属酸化物繊維材料を含有する水分散液又は該水分散液に前記アルカリ金属ケイ酸塩類の少なくとも一種を含有する水分散液を第二液とした、二液系の水性組成物である、請求項1~5のいずれか1項に記載の水性組成物。
- 前記水又は前記水に前記ケイ酸ナトリウム及び前記ケイ酸カリウムの少なくとも一種を含む液に対し、前記中空状粉末材料、前記金属酸化物粉末材料及び前記金属酸化物繊維材料を分散させる分散剤を添加した、請求項1~6のいずれか1項に記載の水性組成物。
- 前記分散剤が水系アニオン性高分子であり、その添加量が前記中空状粉末材料、前記金属酸化物粉末材料及び前記金属酸化物繊維材料の合計重量に対して0.1~3.0重量%である請求項7記載の水性組成物。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載の水性組成物の硬化物。
- 金属基材上に形成された被膜の形態にある請求項9記載の硬化物。
- 金属基材と、該金属基材上に形成された、請求項9記載の硬化物から成る被膜とを具備する構造体。
- 前記金属基材がアルミ合金系材料から成り、前記硬化物中の前記アルカリ金属ケイ酸塩類の含有量が、硬化物全体の体積に対して体積基準で40%以下である、請求項11記載の構造体。
- 前記硬化物から成る被膜が、前記金属基材に直接接する第1の硬化物層と、該第1の硬化物層上に形成された第2の硬化物層から成り、前記第2の硬化物層に含まれる前記アルカリ金属ケイ酸塩由来の固形分体積割合が、前記第1の硬化物層に含まれる前記アルカリ金属ケイ酸塩由来の固形分体積割合に対して1.05~2.0倍の範囲である、請求項11又は12記載の構造体。
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