JPH0463873A

JPH0463873A - 耐顔料沈澱性に優れた塗料

Info

Publication number: JPH0463873A
Application number: JP2175964A
Authority: JP
Inventors: Hatsuo Inagaki; 稲垣　波津生; Keiji Yamauchi; 山内　恵司
Original assignee: Nippon Steel Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 1990-07-03
Filing date: 1990-07-03
Publication date: 1992-02-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は耐顔料沈澱性に優れた塗料に係り、更に詳しく
は希釈剤で希釈し放置しても顔°料が全く沈澱しないか
、又はたとえ沈澱が生じたとしても軽い撹拌で容易に元
に戻る程度に耐顔料沈澱性に優れた塗料に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

顔料は水、油、溶剤などに溶けない着色した微粉体であ
り、塗料には着色および塗膜の厚み、塗膜の強じん性、
耐久性などを与える役目として不透明塗料には欠かせな
い物質である。色をつけ隠ぺい力を与える着色顔料、主
に下塗り塗料に使われ錆の発生を防止する錆止め顔料、
主に下塗り塗料に使われ肉持ちを与える体質顔料等かあ
る。これらの顔料として有機系、無機系の各種のものが
使用されており、その比重は有機系例えばＨＡＮＳＡ　
ＹＥＬＬｏＷで１．４ぐらいであり、無機系例えば鉛丹
で９．０ぐらいであり、いずれにしてもビヒクルとして
用いる樹脂の比重よりも一般に大きいので、液状塗料で
は、製造時には顔料かビヒクル中に均一に分散されてい
ても、保存中に顔料が沈澱して分離してしまうこともし
ばしば生ずる。

特に塗膜成分中に含まれる顔料の塗膜成分に対する体積
の百分率を表わすＰＩＧＭＥＮＴ　　ＶＯＬＵＭＥ　　
Ｃ０ＮＣＥＮＴＲＡＴＩＯＮ（以下ＰＶＣ）が大きい塗
料、例えばブライマーやサーフエーサおよびエマルショ
ン塗料等では塗料設計時にこれらを考慮し、塗料粘度等
を大きくしてこれらを防ぐのか通常である。

顔料の沈降に関しては、５ＴＯＫＥＳの法則から次式で
与えられている。

ニュートン流動で無限の量の液体中に１個の小さな球か
沈降していく速度Ｖここで　Ｖ＝沈降速度（口／５ｅｃ） γ＝球の半径（ａｎ　　　） ρ、＝固体の粒子の密度（ｇ／ａＪり ρ＝液体の密度（ｇ　／　ａｄ　） η＝液体の粘度（ｐｏｉｓｅ）ｇ＝重力の加速度（９８０ａｎ／　ｓｅｅ”）すなわち
沈降速度は粒子半径の２乗に正比例し、粒子と液体の密
度差に比例し液体の粘度に逆比例する。従って１個の球
体の沈降は粒径の増大により著しく加速されるが、液体
の粘度の増加によって妨げられるわけである。すなわち
、塗料処方設計時に使用する顔料の粒子径を小さくした
り、また、塗料粘度を大きくすることで、元の塗料即ち
未希釈での塗料における顔料の沈澱はある程度防げるも
のの上式からも解るように、塗料を使用する時の状態に
まで希釈して放置すると粒子と液体の密度差は大きくな
り、また液体の粘度か小さ（なるので沈降速度は太き（
なる。電着塗料等などのディッピング塗装の塗料タンク
及びスプレー塗装用に希釈された塗料タンク等では常に
撹拌を十分にしておかねば顔料分が沈澱して均一な組成
とならずに塗膜に不具合を生ずる可能性も大きい。

ところが−旦希釈した塗料を連続して使い切るまで使用
できないことも多く、−日の作業終了後にそのままの状
態で放置し、翌朝からその塗料を使用しようとする顔料
が沈澱してしまいその沈澱を元に戻すのに多大の労力を
用することも多い。このような希釈した低粘度の塗料粘
度を測定する方法としてＪＩＳ　　Ｋ５４００　４・５
・４でフォードカップ勲４（以下Ｆ（１４）法が知られ
ており、この方法は一定容積（１００ｍｔ’）のカップ
に試料を満たし、一定の口径（４，０ｍｍ）の穴から流
下させ、その流下時間（秒）を測定することによって塗
料の粘度を測定する方法であり、ＦＣｌ２で２０秒以下
に希釈放置しても沈澱を生じない塗料か理想的であるか
、実際にはそのような塗料を得るのは、従来は極めて困
難であった。

〔発明か解決しようとする課題〕

本発明の目的は、顔料を使用する塗料においてＦＣｌ２
て２０秒以下にまで希釈放置しても顔料の沈澱を実質的
に生じない塗料を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記のような課題を解決するために種々
研究を重ねた結果、本発明をなしたものである。すなわ
ち本発明は、顔料を使用する塗料において、少な（とも
顔料の１部として、一般式％式％ｇ＝４〜８、またＸ＝Ｍｇでありその一部がＡＩ！、Ｆ
ｅ又はその他の金属元素で置換されるもの）で表わされ
る塩基性含水ケイ酸塩鉱物を０．１〜−１０重量％必須
に含有することを特徴とする耐顔料沈澱性に優れた塗料
及び顔料を使用する塗料において少なくとも顔料の一部
として、一般式（ＯＨ２）ａ　（ＯＨ）　ｂ　Ｘｃ　Ａ
Ｉ！ａ　Ｓ　ｉ、　Ｏｒ’　ｇＨｚ　Ｏ（但し、ａ＝１
〜４、ｂ＝０〜４、ｃ＝５〜８、ｄ＝０〜２、ｅ＝８〜
１２、ｆ＝２０〜３０、ｇ＝４〜８、またＸ＝Ｍｇであ
りその一部がＡＩ、Ｆｅ又はその他の金属元素で置換さ
れるもの）で表わされる塩基性含水ケイ酸塩鉱物を０．
１〜１０重量％必須に含有すると共に、更に一般式（Ａ
、Ｂ）１〜１ｃ４０、ｌ（ＯＨ）ｚ・ｍＨ，○（Ｗｗ）
（但し、Ａ＝Ａｌ、Ｆｅ”　ＳＭｎ”　　Ｃｒ’　；　
Ｂ＝Ｍｇ。

Ｆｅ”　ＳＭｎ”　ＳＮｉ、Ｚｎ、Ｌｉ　；Ｃ＝Ｓｉ。

Ａｌ　：Ｗ＝に、Ｎａ、Ｃａ　；　Ｈ２０〜層間水、ｍ
＝正の整数でありＷなるアルカリ金属及びアルカリ土類
金属は塩基置換されしかもその量の平均はｗ＝１／３で
与えられうるもの）で表わされる粘土鉱物質を０．０５
〜５重量％含有することを特徴とする耐顔料沈澱性に優
れた塗料である。

以下本発明の詳細な説明する。

まず本発明の対象とする塗料は顔料と希釈剤を用いる塗
料を水性、非水性の別なく液状塗料すべて対象とするも
のであるが、特にＰＶＣが大きい塗料例えば、ブライマ
ー、ブライマーサーフェーサー、サーフェーサーおよび
エマルション塗料に適用した場合特に有効である。

次に本発明は、特定組成のマグネシウムシリケートを塗
料に必須に含有させることにより塗料中の耐沈澱性を発
揮させるものである。

まず用いるマグネシウムの塩基性含水ケイ酸塩は一般式
（ＯＨｚ）ａ　（ＯＨ）　ｂ　ＸｃＡｉａｓ　ｉ　＠　
Ｏｔ・ｇＨ，Ｏで表わされる鉱物であるか更に具体的に
は、Ｍｇ＊　Ａｌａｓ　ｉ　ｇｏｗｎ　（ＯＨ２）−８
Ｈ２０、（ＯＨｚ）ａ（ＯＨ）２Ｍｇｓｓ　ｉｓＯ＊ａ
−４Ｈ＊Ｏ１（ＯＨｚ）４（ＯＨ）４Ｍｇ　＊　Ｓ　ｉ
　＋＊Ｏ＊ａ　・８　Ｈ２−０等があり、これらはいず
れもセピオライトーバラモンそりロナイト系に属するも
のである。この組成中ＭｇはしばしばＦｅ、Ａｆによっ
て一部置き換った状態となっており、産地名Ａｔｔａｐ
ｕ１ｇＵＳにちなんでアタパルジャイトとも呼ばれてい
るもので結晶単位毎に８分子の水を有しているが、４分
子の水は結晶水としてマグネシウムイオンと結びついて
おり、他の４分子の水はゼオライト水と呼ばれ、結晶中
に緩い結合で保持されている。このユニクな３次元の鎖
状構造のためにモンモリロナイトのような膨潤性がない
ことと、５ｉ−０−３ｉ結合に沿った１１０面に平行し
て費開が起こり、針状の粒子が形成されることに大きな
特異性を有している。針状粒子の大きさは長さ１μｍ＠
０．０１μｍくらいで、普通の状態では千草を束ねたよ
うな形で存在するが、塗料中に分散させると個々の針状
粒子が互いに分離する。この粒子が不規則な格子をつく
り、塗料中の液体を取り込んで粘度を増加させる。モし
て非ニユートン性の揺変性を与え剪断力が増すにつれて
急に流動性が増す性質を与える。希釈剤を用いてＦＣ＃
４で２０秒以下に希釈した時にも顔料の沈澱を防止する
には塗料に対して０．１〜１０重量％含有させることが
必要であり、特に好ましくは０．５〜１．５重量％であ
る。

０、１重量％未満では沈澱防止効果は得られ難（，１０
重量％超では増粘効果が大き過ぎて塗料の揺変性が大き
く取扱いが困難となる。このような鉱物の具体例として
は、ミラクレー（近江鉱業■製）や、ＡＴＴＡＧＥＬ、
ＡＴＴＡＣＯＴＥｌＡＴＴＡＳＯＲＢ、ＤＣ−１５０（
いずれもＥＮＧＥＬＨＡＲＤ　　Ｃ０ＲＰＯＲＡＴＩＯ
Ｎ製）等を挙げることができる。

次に本発明においては、前記鉱物に更に一般式％式％（Ｗ）で表わされる粘土鉱物質を併用することができるも
のであるが、更に具体的には、Ａｆｓ７ｓＭｇ　ｌ／Ｉ
ｓ　ｊ　ａｏ　ｔｏ　（ＯＨ）　ｘＷ１ｙ＊　”　ｍＨ
＊ｏ、（Ａｌ　ｍｙ＊Ｍｇ　ｓ７ｇ）　Ｓ　ｉ　ａｏ、
ｏ　（ＯＨ）　＊　’　Ｗｌ／＊　・ｍＨ，Ｏ等があり
、この鉱物は粘土を構成する鉱物の一部でそのすべてが
三層構造をとるフィロケイ酸塩鉱物に属するものである
。またこの組成物中Ｗはに１Ｎａ、Ｃａであり、Ａｎの
一部がＦｅで置換され、またＳｉの一部がＡｆで置き換
えられた状態になっており、産地名のＭｏｎｔｍｏｒｉ
　１ｉｏｎにちなんてモンモリロナイトとも呼ばれてい
るもので、液体中で膨潤する性質を有する。またこれら
の鉱物を精製して、適切な条件下のもとてカチオン性有
機化合物とイオン交換反応させた有機複合誘導体を使用
すると一層好ましい。その添加量は塗料に対して０．０
５〜５重量％含有させるものであり、特に好ましくは０
．１〜０．５重量％である。０．０５重量％未満では沈
澱防止効果は得られ難く、５重量％超では増粘効果が大
き過ぎると同時に、希釈して放置した時にビヒクルと顔
料との二層分離の傾向か太き（なる。

このような鉱物として具体的にはＮＥＷ　　ＤＯＲＢＥ
Ｎ　（白石工業■製）　、ＢＥＮＴＯＮＥ２７．３４．
３８、ＬＴ、ＥＷ（ＮＬ　　ＣＨＥＭＩＣＡＬＳ、ｌＮ
Ｃ１製）等を挙げることができる。

次にこれらの顔料を塗料巾に分散させる手段であるが、
サンドグラインダーミル、アトライターロールミルなど
を用いて、その他の着色顔料、体質顔料、錆止め顔料を
分散する時に混合し、分散させればよい。水系において
はビロリン酸ナトリウム、トリポリリン酸カリウム等の
分散剤をまた非水系においてはポリカルボン酸塩等の界
面活性剤を併用すると一層分散し易くなる。

またこれらの鉱物を単独または併用したものは、希釈時
の塗料の沈澱を防止すると共に、未添加のものと比較し
、その他の物性、例えば硬度、耐屈曲性、耐衝撃性、耐
水性、耐食性等の性質を低下させることはない。スプレ
ー作業性、ディッピング塗装性等塗装作業性も良好であ
る。

〔実施例〕

次に実施例、比較例をあげてさらに詳細に本発明を説明
する。

実施例１〜８及び比較例１〜４塗料の調整実施例１〜４及び比較例１〜２の塗料については以下の
ように調整した。

アルキド樹脂（ベツコゾールＥＬ−４５０１アマニ油４
５％変性、不揮発分５０％、大日本インキ化学工業■製
）３０重量％に、キシレン２６重量％を配合して、公知
の撹拌機で撹拌しながら、酸化亜鉛（３号、堺化学工業
＠）６重量％、ジンククロメート（Ｃ型、菊池色素工業
■製）６重量％、ベンガラ（戸田工業■裂開品名・トダ
カラー１２０Ｒ）２５重量％、タルク（竹原化学工業■
装面品名：ＰＳタルク）を第１表に基づいて加え、更に
沈澱防止剤Ａ、Ｂ、Ｃを第１表に基づいて配合し充分に
撹拌した後、バッチ式卓上サンドミル（＠Ｊカンベハピ
オ製）を用いて分散処理した。更にこれに前記のアルキ
ド樹脂１８重量％と皮張り防止剤（大日本インキ化学工
業■製商品名・５ＫＩＮＮＥＲＴＭ）０．１重量％と乾
燥剤（１）、（２）を第１表に基づいて加え、充分撹拌
した。

実施例５〜８及び比較例３〜４の塗料については以下の
ように調整した。エポキシエステル樹脂デイスパージョ
ン（ウォーターゾールＣＤ−５４０、不揮発分７４０％
　大日本インキ化学工業■製）４０重量％にブチルセロ
ソルブ３．３重量％を配合して、公知の撹拌機で撹拌し
ながら、ベンガラ（戸田工業■裂開品名：トダカラー１
２ＯＲ）９重量％、ストロンチウムクロメート（菊池色
素工業■製組成：５ｒＣｒＯ４）３重量％、炭酸カルシ
ウム（日東粉化工業■裂開品名：ＮＳ−２００）を第２
表に基づいて加え、更に沈澱防止剤Ｄ、Ｅ、Ｆを第２表
に基づいて配合し、充分に撹拌した後、バッチ式卓上サ
ンドミル（■カンペハビオ製）を用いて分散処理した。

更にこれに前記のエポキシエステル樹脂ディスバージョ
ン１２重量％と乾燥剤（大Ｂ本インキ化学工業■製商品
名：５％Ｃｏ−ＮＡＰＨＴＨＡＮＡＴＥ−Ｗ）０．４重
量％と水１３．３重量％を配合し、充分撹拌した。

試験片の調整上記各実施例及び比較例で作成した塗料をＪＩＳ　　Ｋ
５４１０−１９９０　３・１で規定されている鋼板に膜
厚２５μｍ±３μｍとなるようにスプレー塗装し、試験
片とした。

塗膜試験方法（ａ）付着性−・・・−・ＪＩＳ　　Ｋ５４００　８．
５法に基づいて試験を行い、評価点もこれに基づいた。

（ｂ）エリクセン値・・・・・・ＪＩＳ　　Ｋ５４００
８．２法に基づいて試験を行い、定距離法にて判定した
。

（ｃ）耐衝撃性−−−−・・ＪＩＳ　　Ｋ５４００　８
゜３法に基づいて試験を行い、デュポン式で５００ｇの
おもりを５０口の高さから落とし、塗膜の割れ・はかれ
を認めないものを○、認めるものを×と判定した。

（ｄ）硬度・・・・・・ＪＩＳ　　Ｋ５４００　８．４
゜２法に基づいて試験を行い、判定した。

（ｅ）耐塩水性・・−・−ＪＩＳ　　Ｋ５４００　８゜
２３法に基づいて試験を行い、９６時間後、１２０時間
後、試験片を取り出し、膨れ・さび・割れ・はがれを認
めないものをＱ、認めるものをＸと判定した。

（ｆ）容器の中での状態・・・・・・ＪＩＳ　　５４０
０５．３法常温貯蔵安定性３か月間及び５，４法加温貯
蔵安定法３か月間の試験を行い、容器中での状態が貯蔵
前と比較して著しい差異を認めないものを○、認めるも
のを×と判定した。

（ｇ）希釈塗料の保存安定性・・・・・・実施例１〜４
と比較例１〜２の塗料はキシレンを、実施例５〜８と比
較例３〜４の塗料は水を希釈剤として用い、ＪＩＳ　　
Ｋ５４００　４．５．４法に基づいて塗料をＦｅＩ２で
１２秒に希釈し、希釈した塗料をそのまま放置して、１
６時間後、４０時間後に試料を棒でかき混ぜて一様にな
るかどうかを調べ、簡単な撹拌で一様となるものをＯｌ
ならないものを×と判定した。

これらの結果を第３表に示す。

（以下余白）第　　　１　　　表　　　　　　　　　単位１１％第表単位：重−％６９６Ｃｏ−ＮＡＰＨＴＨＡＮＡＴＥ　（＊ＢＫインキ
イビシａコ喝神ミの２４９６Ｐｂ　　ＮＡＰＨＴＨＡ？
ＩＪＡＴＥ　（＜ｆＥしにインゼビｉ］コ麺−ミのＡＴ
ｒＡＧＥＬ　　５０　　　　　　　（Ｅ：ＮＧＥＬ）Ｉ
ＡＲＤ　Ｃ０ＲＰＯＲＡＴＩＯＮ！ＩＢＥＮＴＯＮＥ　
　３８　　　　　　（ＮＬ　ＣＨＥＭＩＣＡＩＪＪｍＭ
ＩＲＡＣＬＡＹ　　　　　　　　駈釘鉱寓隋睦５９６Ｃ
ＯＮＡＰＨＴＨＡＩＮＡＴＥ　　Ｗ　（ｊｃｆＥＥ＊イ
：４イピＥ〕胃樗１９ＡＴｒＡＧＥＬ　４０　　　　　
　（ＥＮＧＥＬＨＡＲＤ　Ｃ０ＲＰＯＲＡＴＩＯＮ！沖
ＢＥＮＴＯＮＥ　ＬＴ　　　　　　αＬ　ＣＨＥＭＩＣ
ＡＬｆ士ＷＭＩＲＡＣＬＡＹ　　　　　　　　Ｇ５灯鉱
寓國鴎〔発明の効果〕本発明によれば、顔料を使用する塗料（こおし）で塗膜
性能を損なうことなく耐顔料沈澱性（こ優れた塗料を提
供することかでき、その実用上の効果（ま極めて顕著で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、顔料を使用する塗料において、少なくとも顔料
の１部として、一般式（ＯＨ＿２）＿ａ（ＯＨ）＿ｂＸ
＿ｃＡｌ＿ｄＳｉ＿ｅＯ＿ｆ・ｇＨ＿２Ｏ（但し、ａ＝
１〜４、ｂ＝０〜４、ｃ＝５〜８、ｄ＝０〜２、ｅ＝８
〜１２、ｆ＝２０〜３０、ｇ＝４〜８、またＸ＝Ｍｇで
ありその一部がＡｌ、Ｆｅ又はその他の金属元素で置換
されうるもの）で表わされる塩基性含水ケイ酸塩鉱物を
０．１〜１０重量％必須に含有することを特徴とする耐
顔料沈澱性に優れた塗料。
（２）、顔料を使用する塗料において少なくとも顔料の
１部として、一般式（ＯＨ＿２）＿ａ（ＯＨ）＿ｂＸ＿
ｃＡｌ＿ｄＳｉ＿ｅＯ＿ｆ・ｇＨ＿２Ｏ（但し、ａ＝１
〜４、ｂ＝０〜４、ｃ＝５〜８、ｄ＝０〜２、ｅ＝８〜
１２、ｆ＝２０〜３０、ｇ＝４〜８、またＸ＝Ｍｇであ
りその一部がＡｌ、Ｆｅ又はその他の金属元素で置換さ
れうるもの）で表わされる塩基性含水ケイ酸塩鉱物を０
．１〜１０重量％必須に含有すると共に、更に一般式（
Ａ、Ｂ）＿２＿〜＿３Ｃ＿４Ｏ＿１＿６（ＯＨ）＿２・
ｍＨ＿２Ｏ（Ｗｗ）（但し、Ａ＝Ａｌ）Ｆｅ＾■、Ｍｎ
＾■、Ｃｒ＾■；Ｂ＝Ｍｇ、Ｆｅ＾■、Ｍｎ＾■、Ｎｉ
、Ｚｎ、Ｌｉ；Ｃ＝Ｓｉ、Ａｌ；Ｗ＝Ｋ、Ｎａ、Ｃａ；
Ｈ＿２Ｏ＝層間水、ｍ＝正の整数でありＷなるアルカリ
金属及びアルカリ土類金属は塩基置換されしかもその量
の平均はｗ＝１／３で与えられうるもの）で表わされる
粘土鉱物質を０．０５〜５重量％含有することを特徴と
する耐顔料沈澱性に優れた塗料。