JPH0566419B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、塗料用クリア樹脂と親和性のよい有
機アンモニウム塩により有機化した鉱物薄片を、
含有してなるクリア塗料組成物に関するものであ
る。

〔従来技術とその問題点〕

従来から自動車等のメタリツク塗装は、金属薄
片、顔料等を混ぜた塗料により形成した塗膜と、
該塗膜上にクリア塗料により形成した透明被膜と
から構成されている。透明被膜は、太陽光中の紫
外線によつて劣化しやすく、その結果被膜中に小
さなき裂を生じる場合がある。

そこで発明者らは、クリア塗料の塗布作業、得
られる被膜の透明性等の、クリア塗料のこれまで
の性能を低下させることなく、被膜強度を向上さ
せるクリア塗料の提供を目的に鋭意研究を進め、
本発明を完成した。

〔発明の構成および作用〕

本発明は、塗料用クリア樹脂と、該樹脂に対し
て１〜30wt％の有機化鉱物薄片とを混合してな
り、該有機化鉱物薄片は、大きさが0.1〜5μm、
厚さが0.01〜0.3μm、アスペペクト比が10〜500で
ある鉱物薄片を炭素数が15〜18の有機基を有する
有機アンモニウム塩で有機化したものであること
を特徴とするクリア塗料組成物である。

本発明にかかるクリア塗料組成物は、鉱物薄片
の表面を有機化して、塗料用クリア樹脂との親和
性をよくしたので、塗装時において有機化鉱物薄
片と樹脂とが分離せず、作業が容易であるという
特長を有する。また、該クリア塗料組成物により
得られる被膜中には、有機化鉱物薄片が均一に分
散しているので、該被膜は透明度、強度、厚さ等
のむらが極く少ないという特徴をも有する。

以下本発明をより詳細に説明する。

本発明における塗料用クリア樹脂は、透明で、
未硬化の熱硬化性アクリル樹脂であり、溶剤を混
ぜて粘度を下げたものでもよい。

本発明における有機化鉱物薄片は、層状鉱物か
ら得られる薄片の表面に、水に可溶で、水中では
陽イオンとなる有機アンモニウム塩を化学的に結
合させたものである。

本発明における鉱物薄片は、陽イオン交換容量
の大きいものがよい。陽イオン交換容量は40ミリ
当量／100ｇ以上のものが望ましい。

陽イオン交換容量は大きな鉱物薄片の具体的な
ものはモンモリロナイト、サボナイト等のスメク
タイト系粘土鉱物、バーミキユライト、ハロイサ
イト等のカオリン族鉱物、天然雲母族鉱物、ま
た、Na−テニオライト（膨張性フツ素雲母）等
の合成鉱物を破砕して薄片としたもの等である。
該鉱物薄片の形状は平板状で、その平均的な大き
さ（さしわたし）は0.1〜5μm、平均的な厚さは
0.01〜0.3μm、アスペクト比は10〜500であること
が必要である。大きさが0.1μm以下では、得られ
る透明被膜の強度が向上しない。また、5μm以上
では、被膜の表面に小さな凹凸が出来て透明度、
光沢を失なう。厚さが0.01μm以下では鉱物薄片
自体の強度が下し、また0.3μm以上では得られる
被膜の透明性が失われる。アスペクト比が10以下
では、やはり透明被膜の強度が低下し、500以上
になると被膜の表面に凹凸ができ、一様な厚さの
被膜となりくく、光沢透明度が低下する。

本発明における有機アンモニウム塩は、炭素数
が15〜18の有機基を有し、ペンタデシル、セチ
ル、ヘプタデシル、ステアリル等の塗料用クリア
樹脂と親和性のよい１〜４級アンモニウム塩であ
り、具体的なものとしては、ステアリルジメチル
ベンジルアンモニウム塩、ステアリルアミン塩酸
塩等がある。上記有機基の炭素数が14以下の場合
には樹脂、溶剤との親和性が悪く、容易に混和し
ない、また、得られる被膜の透明性が低下した
り、十分な補強効果を得ることが困難となる。一
方、炭素数が19以上の場合には、水に不溶でイオ
ン化しないので、鉱物薄片を有機化することがで
きない。

本発明における有機化鉱物薄片は、多数の上記
有機アンモニウム塩がその有機基を外部に向け、
アンモニウム塩を内部に向けた状態で鉱物薄片を
覆い、該アンモニウム基で鉱物薄片の表面と結合
している。すなわち、鉱物薄片は、有機基で被覆
された状態になつており、鉱物の機械的強度を有
する有機物として作用する。

次に、該クリア塗料組成物の作り方を例示す
る。

まず、所定の形状、寸法に破砕した鉱物薄片を
前記有機アンモニウム塩の水溶液に分散、撹拌し
て放置する。溶液中ではイオン交換により鉱物薄
片の表面に有機アンモニウムイオンが結合する。
その結果、鉱物薄片の表面は有機物によつて覆わ
れ、有機化される。鉱物薄片を充分に有機化する
ためには、該鉱物薄片の陽イオン交換容量が40ミ
リ当量／100ｇ以上であるのが望ましい。

この場合、有機アンモニウム塩は鉱物薄片表面
をほぼ完全に覆う。

イオン交換が完了したところで鉱物薄片を水溶
液と分離し、乾燥して本発明における有機化鉱物
薄片を得る。

別に用意した塗料用アクリル樹脂と溶剤との混
合物に、上記有機化鉱物薄片を所定量添化して混
合する。このとき、鉱物薄片は有機化してあるの
で、樹脂との親和性がよく、容易に分散する。以
上のようにして、本発明にかかるクリア塗料組成
物を得ることができる。

〔本発明の効果〕

本発明にかかるクリア塗料組成物は、分散させ
た鉱物薄片の表面を有機化してあるので、塗料用
樹脂、溶剤とのなじみがよく、長期間放置しても
鉱物薄片が分離、凝集することがないという効果
を有する。また、該クリア塗料組成物を、メタリ
ツク塗装膜の表面に塗布して、厚さ25〜30μmの
被膜を形成した場合でも、被膜は、有機化鉱物薄
片が均一に分散して、透明度を保持し、さらに、
樹脂と強固に結合した有機化鉱物薄片によつて割
れが発生しにくく寿命が長いという長所を有す
る。

〔実施例〕

実施例 １ 平均直径が約1μm、平均厚みが0.2μmであるモ
ンモリロナイト（陽イオン交換容量が119ミリ当
量／100ｇ）50ｇを950c.c.の水に分散させ、さらに
カチオン系界面活性剤であるステアリルジメチル
ベンジルアンモニウムクロライドの5wt％水溶液
500ｇを滴下しながら撹拌した。混合溶液は、白
色の沈澱物を生じ、該沈澱物を濾過、水洗、乾燥
して、本発明における有機化鉱物濾薄片を得た。

一方、自動車塗装用の熱硬化型アクリル塗料
（三井東圧(株)製）（透明）を用意し、該塗料の樹脂
固形分に対して上記有機化鉱物薄片を５，10，
20，30wt％添加、撹拌して、４種類のクリア塗
料組成物を得た。いずれの組成物においても塗料
と有機化鉱物薄片は容易に混合できた。

次に、これらのクリア塗料組成物を、みがきガ
ラス板（大きさ170×315mm、厚さ３mm）に、乾燥
塗膜厚さで30μmとなるようにエアスプレー塗布
した。その後、140℃で30分間焼付け乾燥し、試
験塗装板を作成した。いずれの塗装板も、光を透
過し、その透過率は80％以上であつた。

比較例として、鉱物薄片を添加していない塗料
による試験塗装板も作成した。

これらの試験塗装板を、耐候性試験に供し、紫
外線に400時間暴露する毎にガラス板から塗膜の
一部をはく離し、引張試験により塗膜の引張強度
を求めた。その結果を第１図、第２図に示す。第
１図は、耐候性試験を行なう前の塗膜の引張強度
と、有機化鉱物薄片含有量との関係を示したもの
で、有機化鉱物薄片の含有量増加により引張強度
は増加するが、さらに含有量を増やすと引張強度
は低下することがわかる。第２図は、耐候性試験
結果を示したもので、有機化鉱物薄片をクリア樹
脂に対して10wt％添加した場合（曲線番号１）
と無添加の場合（曲線番号２）について示したも
のである。暴露時間の増加とともに、塗膜の引張
強度はいずれも低下するが、有機化鉱物薄片を添
加したものは、無添加のものより低下の程度がす
こぶる低い。

実施例 ２ 実施例１と同様のモンモリロナイト分散水１Kg
に、ステアリルアミン塩酸塩の5wt％水を400ｇ
滴下し、実施例と同様に、沈澱物を過、乾燥し
て有機化鉱物薄片を得た。該有機化鉱物薄片を実
施例１と同様の塗料に、樹脂分に対して10wt％
添加混合し、クリア塗料組成物を得た。その後実
施例１と同様の塗装、耐候性試験を行ない、塗膜
の引張強度を求めた。その結果、実施例１と同様
引張強度の低下は極く少なかつた。また、光の透
過率は80％以上であつた。

実施例 ３ 平均直径が約3μm、平均厚さが0.3μmの合成フ
ツ素雲母（トピー工業製ダイモナイト（商品名）、
陽イオン交換容量が109ミリ当量／100ｇ）50ｇを
950c.c.の水に分散させた。

一方、ジステアリルジメチルアンモニウムクロ
ライドの5wt％水溶液を60ｇ用意し、上記分散液
に滴下した。混合液の沈澱物を過、乾燥して、
有機化鉱物薄片を得た。

該有機化鉱物薄片を実施例１と同様の塗料に、
樹脂分に対して10wt％添加して混合し、クリア
塗料組成物を得た。その後、実施例１と同様の塗
装、耐候性試験を行ない、塗膜の引張強度を求め
た。

その結果、実施例１と同様、引張強度の低下は
極く少なかつた。また光の透過率は80％以上であ
つた。

比較例 実施例１のステアリルジメチルベンジルアンモ
ニウムクロライドの代りにラウリルトリメチルア
ンモニウムクロライドを使用して、実施例１と同
様の方法で塗料組成物を得、同様の方法で塗膜を
形成し、光の透過率を測定した。

その結果、光の透過率は80％以下であり、クリ
ア被膜用として、該組成物を使用することはでき
なかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、実施例１の結果を示し、第
１図は有機化鉱物薄片含有量と塗膜の引張強度と
の関係（紫外線暴露前）を示す線図、第２図は、
塗膜の紫外線暴露時間と塗膜の引張強度との関係
を示す線図である。 曲線番号１は有機化鉱物薄片を塗料用樹脂分に
対して10wt％含有する場合、曲線番号２は鉱物
薄片を含有しない場合を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 塗料用クリア樹脂と、該樹脂に対して１〜
   30wt％の有機化鉱物薄片とを混合してなり、該
   有機化鉱物薄片は、大きさが0.1〜5μm、厚さが
   0.01〜0.3μm、アスペクト比が10〜500である鉱物
   薄片を炭素数が15〜18の有機基を有する有機アン
   モニウム塩で有機化したものであることを特徴と
   するクリア塗料組成物。 ２ 上記有機アンモニウム塩は、ステアリルジメ
   チルベンジルアンモニウムクロライド、ジステア
   リルジメチルアンモニウムクロライド、アステア
   リルアミン塩酸塩のいずれかであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のクリア塗料組成
   物。 ３ 上記鉱物薄片は、スメクタイト系粘土鉱物、
   カオリン族鉱物の薄片であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のクリア塗料組成物。 ４ 上記塗料用クリア樹脂は熱硬化型アクリル樹
   脂であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のクリア塗料組成物。