JPH05214269A - 水性耐チッピング塗料組成物 - Google Patents

水性耐チッピング塗料組成物

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JPH05214269A
JPH05214269A JP4017683A JP1768392A JPH05214269A JP H05214269 A JPH05214269 A JP H05214269A JP 4017683 A JP4017683 A JP 4017683A JP 1768392 A JP1768392 A JP 1768392A JP H05214269 A JPH05214269 A JP H05214269A
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Ichiro Takahara
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Matsumoto Yushi Seiyaku Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 安全で、環境に悪影響を及ぼさない耐チッピ
ング性に優れた水性中塗塗料を提供することを目的とす
る。 【構成】 ポリエチレン−酢酸ビニル系エマルジョン、
ウレタン系エマルジョンおよびスチレン−ブタジエン系
エマルジョンからなる群から選択される水性バインダー
樹脂、無機クッション剤からなる耐チッピング剤および
粘性調節剤を少なくとも含有する水性耐チッピング塗料
組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の中塗塗料とし
て使用する水性耐チッピング塗料組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】寒冷地では降雪時に交通網を確保するた
め路面に塩化ナトリウム、塩化カルシウム等の塩化物と
砕石からなる凍結防止剤を多量に散布することが一般的
に行われ、自動車等では走行中にはねあげられた砕石に
よりその塗膜が衝撃破損を受け、また高い塩濃度雰囲気
と多湿の両者環境が相俟って損傷発錆に至る機会が他の
地域に比して大きい。従ってかかる地域での自動車用塗
料は、耐衝撃性の高い、いわゆる耐チッピング性に優れ
た、また耐食性の大きい塗料乃至は塗料系であることが
要望されている。
【0003】通常、自動車塗膜は前処理(化成処理)皮
膜、下塗塗膜(電着プライマー塗膜)、中塗塗膜および
上塗塗膜からなる積層膜で、上記チッピングの損傷を防
止乃至は軽減せしめる目的で中塗塗膜に耐チッピング性
塗料を塗布することが種々試みられている。
【0004】耐チッピング塗料組成物として必要な性質
として、次のようなものが挙げられる。すなわち、衝撃
に対する復元性および皮膜強度を与えるための抗張力と
伸び、カチオン電着塗装膜に対しての接着性が良好であ
ること、厚く塗布できるための良好なチキソトロピー性
を有すること、顔料との混和性が高く、安定性に優れて
いること。また自動車用の中塗塗料としては、塗膜の美
しさや、厚く塗布する場合の軽量性ということも大きな
課題となる。
【0005】従来、このような中塗塗料の主流は、無溶
剤型の塩化ビニルペーストであった。しかし昨今の環境
問題の深刻化の中、塩化ビニル系から次第に非塩化ビニ
ル系の溶剤型塗料へと主流は移っている。
【0006】
【従来技術の問題点】非塩化ビニル組成物は従来の塩化
ビニルベースの樹脂に比較して弾性、伸び、強度に劣
る。またさらに作業環境、安全性の観点からは有機溶剤
を使用しない水性の塗料組成物が強く望まれている。
【0007】水性の塗料組成物を耐チッピング塗料とし
て使用するためには、ある程度の塗膜の厚みが必要であ
り、このためいわゆるチキソトロピー性が要求される。
良好な水性エマルジョンを得るために高分子分散剤を使
用する場合には流動性がニュートン流れに近くなり、厚
塗りに必要な粘性を得ることが難しい。さらに車両用塗
料としては軽量化を図る必要も生じるが、比重の大きい
耐チッピング剤を含有する塗料を厚塗りした上、軽量化
するのは非常に難しい。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みなされたものであり、安全で、環境に悪影響を及ぼさ
ない耐チッピング性に優れた水性中塗塗料を提供するこ
とを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明はポリエ
チレン−酢酸ビニル系エマルジョン、ウレタン系エマル
ジョンおよびスチレン−ブタジエン系エマルジョンから
なる群から選択される水性バインダー樹脂、耐チッピン
グ剤、粘性調節剤、顔料および防錆剤を少なくとも含有
する水性耐チッピング塗料組成物に関する。さらに本発
明は、上記水性塗料中に有機カプセルを含有する水性耐
チッピング塗料組成物に関する。
【0010】本発明の水性耐チッピング塗料組成物は良
好な抗張力と伸びおよび適度なチキソトロピー性を有
し、顔料との混和性も良く、自動車等の中塗塗料として
塗布すると耐チッピング塗膜として必要な弾性と皮膜強
度を与える。
【0011】本発明の水性耐チッピング塗料組成物は、
ベースレジンとしてポリエチレン−酢酸ビニル系エマル
ジョン、ウレタン系エマルジョンおよびスチレン−ブタ
ジエン系エマルジョンからなる群から選択される1種ま
たは2種以上の混合物を含有する。以上のうちで最も好
ましい樹脂はポリエチレン−酢酸ビニル系エマルジョン
である。
【0012】本発明の水性耐チッピング塗料組成物に使
用される上記樹脂には耐水性が要求されるため、エチレ
ン比が高いもの、また弾性、抗張力が必要であるため適
度な架橋をしているものが望ましい。
【0013】このような化合物は、ポリエチレン−酢酸
ビニル系エマルジョンとしては例えば、モビニール(ヘ
キスト合成社製)、ポリゾール(昭和高分子社製)、ス
ミカフレックス(住友化学社製)等が挙げられる。ウレ
タン系エマルジョンは軟質なものが好ましく、例えばハ
イドラン、ボンディック(大日本インキ社製)、サンプ
レン(三洋化成社製)等が好適に用いられる。スチレン
−ブタジエン系エマルジョンとしては適度な弾性を有す
るものであり、例えばトマックスーパー(日本合成社
製)、ラックスター(大日本インキ)等が好適に用いら
れる。
【0014】上記水分散性エマルジョンは通常の方法で
乳化重合されたもので、水の蒸発に伴うエネルギーの減
少のために固形分比率が高く、顔料混和性に富んだ、成
膜性良好なエマルジョンであることが望ましい。本発明
の水性耐チッピング性塗料組成物中、水性バインダー樹
脂は固形分として好ましくは20〜50重量%、特に好
ましくは25〜40重量%含有する。水性バインダー樹
脂の含量が20重量%未満の場合は、無機充填剤の接着
不良をお越し、抗張力が低下する。また50重量%を越
えると、有効な無機充填剤との比率が損なわれ、良好な
クッション性が得られず、耐チッピング性が低下する上
に重量低減の役割を果たさない。
【0015】均一なエマルジョンを得るために、本発明
の塗料組成物は水溶性高分子からなる分散剤を含有す
る。この水溶性高分子はメチルセルロース、ヒドロキシ
プロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カ
ルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等が
好適に使用される。水溶性高分子分散剤は本発明の塗料
組成物中、0.01〜10重量%含有する。水溶性高分
子分散剤の含量が0.01重量%未満であるときには、
分散不良をおこし、微視的均一性が損なわれる。また、
10重量%以上であれば水溶性高分子が水分に対して高
感度であるため、透湿性、透水性が増加し、塗膜の耐水
性が低下する。
【0016】本発明の中塗塗料が良好な耐チッピング性
を示すためにはかなり厚く塗布する必要がある。このた
めにはチキソトロピー性が必要であるが、分散剤として
上記のような高分子分散剤を使用する場合には、流動性
がニュートン流れに近くなり、塗料組成物を塗布する場
合にタレ、ナガレによって厚く塗布できなくなる傾向に
ある。そこで本発明の塗料組成物には静置時に水分を保
水し、軽い衝撃を与えると水分を放出する、チキソトロ
ピー性を有する粘性調節剤を含有する。この粘性調節剤
としては無機粉末、特に層状構造を有する粘土類、好ま
しくは粒子径が1〜100μm、特に好ましくは300
メッシュパス程度(〜70μm以下)のものを用いる。
粒子径が1μmより小さいと、表面積が大きすぎて部分
的に凝集し、取り扱いにくい。また100μmより大き
いと、沈降し、粘度調整の役目を果たさない。
【0017】粘性調節剤としては、ベントナイト、ラポ
ナイト、アタパルガスクレー等が挙げられるが、特に好
ましくはベントナイトおよびラポナイトである。粘性調
節剤は、好ましくは本発明の塗料組成物中に0.1〜1
0重量%含有する。粘性調節剤の含量が0.1重量%未
満の場合には、十分なチキソ性(粘性)が得られない。
また10重量%を越えると流動性が悪化し、取り扱いに
くい。
【0018】塗料組成物に耐チッピング性を付与するた
め、本発明の塗料組成物には耐チッピング剤を含有す
る。本発明においては耐チッピング剤として無機クッシ
ョン剤が好適に使用される。
【0019】ここで無機クッション剤とは、塗膜中に充
填されて、砕石による衝撃を吸収する微粒子をいう。本
発明で使用される無機クッション剤は、不定型でエマル
ジョンに均一に分散し、被膜中で適度な硬度を有する粉
体である。この無機クッション剤の粒子径は好ましく1
〜100μm、特に好ましくは5〜50μmである。粒
子径が1μm以下であるときには良好な耐チッピング性
が出ず、また粒子径が100μmを越えると、塗膜にざ
らつきを与え、皮膜の均一性を損なうため好ましくな
い。
【0020】本発明に使用される無機クッション剤とし
ては例えばタルク、クレー、炭酸カルシウム、シリカ、
カオリン、ロウ石、酸化チタン、活性白土、酸性白土等
が挙げられるが、特にタルク、クレー、炭酸カルシウム
が好ましい。
【0021】本発明の塗料組成物は、上記耐チッピング
剤の少なくとも1種を20〜80重量%、特に好ましく
は65〜50重量%含有する。耐チッピング剤の含量が
20重量%未満の場合には、クッション性がなくなり、
良好な耐チッピング性が得られない。また80重量%を
越えると塗膜の伸びがなくなり、塗膜が損傷しやすくな
ると同時に耐チッピング性もなくなってしまう。
【0022】本発明の水性耐チッピング塗料組成物に
は、重量を軽減し、より一層の弾性を付与するために、
中空有機カプセルを含有してもよい。この中空有機カプ
セルとしては、すでにカプセル化したものを塗料組成物
中へ混入しても、未発泡のカプセルを塗料組成物中へ混
入し、中塗塗料として塗布したのちに発泡させるもので
あっても、中塗塗料を塗布し、上塗り塗装を終わってか
ら焼き付けを行い発泡させるものであってもよい。
【0023】中空有機カプセルを含有させることによっ
て、中塗層へ弾性を与え、この弾性によってより一層の
耐チッピング性を有するようになる。また中塗り層を厚
くしつつ重量を減らすことができ、車両重量の軽量化に
も役立つ。
【0024】カプセルの材質、カプセル化の方法は限定
的ではなく、常套の手段、材質のものが使用できる。例
えば、マツモトマイクロスフェアーF等が好適に用いら
れる。
【0025】発泡済みのカプセルを混入する場合も、未
発泡のカプセルを混入し、後に発泡させる場合であって
も、最終的な塗膜中のカプセルの粒径は10〜300μ
m特に50〜200μmとなるものが好ましい。カプセ
ルの粒径が10μm未満の場合には、充分な弾性が得ら
れずマイクロカプセルを混入させる効果が少ない。30
0μmを越える場合には、皮膜が不均一であり、塗料組
成物自体も均一とならず、均質な塗膜を生成することが
できない。
【0026】本発明の水性耐チッピング塗料組成物中、
この有機中空カプセルは、最終的な空隙部が好ましくは
固形分比で0.01〜20%、特に好ましくは、0.1
〜10%となる範囲で含有する。空隙部が0.01%未
満である場合には重量軽減の効果が少なく、20%より
多い場合は皮膜強度が低下するため好ましくない。
【0027】本発明の塗料組成物は、必要に応じて防錆
剤や顔料を適宜含有してもよい。防錆顔料としては、ク
ロム酸金属塩、リン酸金属塩、モリブデン酸金属塩、タ
ングステン酸金属塩およびタンニン酸金属塩からなる群
から選ばれる少なくとも1種を使用すればよい。上記金
属塩の金属としては、周期律表のI、II、III、またはI
V族の金属が好適に用いられる。
【0028】顔料は、例えばカーボンブラック等の通常
使用されるものであればどのようなものでも使用でき
る。また本発明の塗料組成物には、例えば水溶性ポリア
ミン類を接着性を増加させるために含有させるように、
必要に応じて他の既知の成分を含有させてもよい。
【0029】本発明の塗料組成物は、前処理(化成処
理)皮膜−下塗り(電着塗装)塗膜−中塗塗膜−上塗塗
膜という積層膜の中塗塗膜として塗装する。本発明の塗
料組成物で中塗り塗装する場合、基材鋼板上へ下塗り塗
装としてカチオン電着塗装を行い、そのうえに本発明の
水性耐チッピング塗料組成物をエアーガンでスプレー塗
装し、その後100〜170℃で10〜60分間乾燥す
る。乾燥後の膜厚が500〜150μmとなるようにす
るのが好ましい。
【0030】本発明の水性耐チッピング塗料組成物を、
以下実施例を用いててさらに詳細に説明する。
【実施例】水性塗料組成物の作成 以下の処方で水性塗料を作成し、粘度、抗張力および伸
びを測定した。
【0031】実施例1
【0032】実施例2
【0033】実施例3 比較例1
【0034】塗料組成物の物性評価 実施例1、2および比較例1の塗料組成物の粘度、抗張
力および伸びを以下の方法で測定した。 粘度:ブルックフィールド粘度計を用いて、20℃、6
rpmで測定した。 抗張力、伸び:テンシロンUTM型(オリエツテック社
製)で測定した。 結果を表1にす。
【0035】
【表1】
【0036】上記実施例1〜3および比較例1の塗料組
成物を自動車用鋼板へ中塗り塗料として塗装し、塗膜性
能、タレ性および耐チッピング性を試験した。
【0037】塗装 厚さ0.8mmの自動車用冷延鋼板にカチオン電着プラ
イマーを塗装した後、試験塗料組成物を乾燥膜厚500
μmとなるようにエアスプレー塗装した。80℃×30
分、続いて120℃×30分の乾燥後、熱硬化型アクリ
ル樹脂クリヤー塗料を、硬化後の膜厚が30〜35μm
となるようにエアスプレー塗装した。塗装後、室温×1
0分、150℃×30分加熱硬化させて試験片とした。
【0038】塗膜性能試験(デュポン衝撃試験) JIS K 5400,6,13.3に従い、半径6.3
5mmの撃ち台と受け台を取り付け、試験片を置き、5
00gのおもりの落下高さにより塗面に損傷が生じた高
さを測定した。
【0039】評価 以下のごとくランク付した; ○:40cm以上、△:20〜40cm、×:20cm
未満 結果を表2に示す。
【0040】タレ性 試験用鋼板の下部をテープでマスキングし、実施例1〜
3および比較例1の中塗り塗料を塗工後一定時間垂直に
放置した。その後焼き付けを行い、マスキング部への塗
膜のタレの有無を調べた。
【0041】評価 以下のごとくランク付した; ○:タレの無いもの、 ×:タレのあるもの 結果を表2に示す。
【0042】耐チッピング性試験 スガ試験機社製グラベロメーターを用い、7号砕石(JIS
A5001-1977)250gを5kg/cm2圧、試験片10
0×150×0.8mmで90°の角度、−15℃の条
件で各試験片の耐チッピング性を調べたところ、1mm
以上の剥離傷は認められなかった。この試験片にソルト
スプレーを施して120時間後の錆発生率を調べ、耐チ
ッピング性の指標とした。
【0043】評価 以下のごとくランク付した; ○:錆発生5%未満、△:錆発生5〜10%、×:錆発
生10%以上 結果を表2に示す。
【0044】
【表2】
【0045】
【発明の効果】本発明によって安全で、環境に悪影響を
及ぼさない耐チッピング性に優れた水性中塗塗料を得る
ことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09D 131/04 PEX 6904−4J PEZ 6904−4J 175/04 PHW 8620−4J

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリエチレン−酢酸ビニル系エマルジョ
    ン、ウレタン系エマルジョンおよびスチレン−ブタジエ
    ン系エマルジョンからなる群から選択される水性バイン
    ダー樹脂、無機クッション剤からなる耐チッピング剤お
    よび粘性調節剤を少なくとも含有する水性耐チッピング
    塗料組成物。
  2. 【請求項2】 粘性調節剤が静置時には水分を保水し、
    軽い衝撃を与えると水分を放出する水分散性無機充填剤
    である請求項1に記載した水性耐チッピング塗料組成
    物。
  3. 【請求項3】 中空有機カプセルをさらに含有する請求
    項1に記載した水性耐チッピング塗料組成物。
  4. 【請求項4】 中空有機カプセルが、塗料組成物を塗布
    した後に発泡焼き付けによってカプセルとなる未発泡の
    有機ビーズである請求項3に記載した水性耐チッピング
    塗料組成物。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0651033A3 (en) * 1993-10-28 1996-09-04 Rohm & Haas Expandable coating composition.
WO1997048772A1 (fr) * 1996-06-19 1997-12-24 Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd. Peinture resistant a l'ecaillage
JP2005220255A (ja) * 2004-02-06 2005-08-18 Asahi Denka Kogyo Kk 水分散型ポリウレタン組成物
US7270869B2 (en) 2003-07-25 2007-09-18 Fujifilm Corporation Image-recording material, process for producing the same and process for forming image

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JP2005220255A (ja) * 2004-02-06 2005-08-18 Asahi Denka Kogyo Kk 水分散型ポリウレタン組成物

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