JPH06207134A - 水性被覆組成物 - Google Patents
水性被覆組成物Info
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- JPH06207134A JPH06207134A JP4321488A JP32148892A JPH06207134A JP H06207134 A JPH06207134 A JP H06207134A JP 4321488 A JP4321488 A JP 4321488A JP 32148892 A JP32148892 A JP 32148892A JP H06207134 A JPH06207134 A JP H06207134A
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Abstract
ク、シャーシー、サスペンションなど車輌類の室外金属
加工部材に対しても用いることのでき、例えば600μ以
上などの厚い塗装被膜を形成するときにも、その乾燥工
程で該被膜にフクレやクラックを生ずることがない優れ
た耐チッピング性を有する水性被覆組成物の提供。 【構成】特定Tgの合成ゴム系共重合体を必須成分とす
る水性樹脂分散液と特定量のホワイトカーボンを必須成
分とする無機質充填剤とを含有してなることを特徴とす
る被覆用水性樹脂組成物。
Description
自動車の床裏、タイヤハウス、ガソリンタンク等室外金
属加工部材の飛石などによる擦傷、いわゆる「チッピン
グ」から該金属加工部材を保護するための被覆剤として
好適に利用される水性被覆組成物に関し、
低温における耐チッピング性、特に被覆剤塗膜が湿潤し
ているときの耐チッピング性;金属加工部材、特に、例
えば、カチオン電着塗装鋼板などの被覆剤が比較的密着
しにくい金属加工部材への優れた密着性;フラットで均
質な塗膜形成性;耐水性;耐ガソリン性;耐衝撃性;防
音性などの耐チッピング用被覆剤としての諸性質をバラ
ンスよく兼備し、且つ、例えば、600μ以上などの厚い
塗膜を形成するときにもその乾燥工程でフクレなどの不
都合を引き起こすことがないなど卓越した特性を有する
耐チッピング用水性被覆組成物に関する。
点(以下、Tgと略記することがある)0℃以下のゴム
系共重合体、Tg 50℃以上のエチレン系(共)重合体及び
ウレタン系樹脂からなる水性樹脂分散液と、無機質充填
剤として特定量のホワイトカーボンを含有してなること
を特徴とする水性被覆組成物に関する。
金属加工部材に用いられる水性の耐チッピング用被覆剤
として、ゴム系ラテックスやアクリル系共重合体エマル
ジョンなどの水性樹脂分散液をビヒクルとし、炭酸カル
シウム、タルクなどの無機質充填剤を配合したものが知
られており、アクリル系共重合体水性樹脂分散液を用い
た例としては、例えば、特開昭59-75954号公報、特開昭
62-230868号公報、特開昭63-10678号公報、特開昭63-17
2777号公報などに開示されている。
は、常温および、例えば−30℃以下などの、極低温にお
ける耐チッピング性、さらに水に濡れた直後の耐チッピ
ング性(以下、湿潤耐チッピング性と称することがあ
る)、金属加工部材への優れた密着性、耐衝撃性など、
耐チッピング用被覆剤としての諸特性と、例えば600μ
以上などの厚い塗膜を形成するときの乾燥工程でのフク
レ防止性をともに満足させることは容易ではなく、常温
および極低温における耐チッピング性を向上させるた
め、被覆剤中の無機質充填剤の量を減らすと、乾燥工程
でフクレが発生し易くなり、またフクレ防止のため該充
填剤量を増やすと耐チッピング性を著しく低下させてし
まうという問題点がある。
の防錆性を高めるため、例えばボディー、シャーシなど
を組立てから「ドブ付け」により全体をカチオン電着塗
装するなどの方法がしばしば採用されおり、このような
カチオン電着塗装された金属加工部材を前記提案の耐チ
ッピング用被覆剤で被覆しても、該被覆剤の密着性が不
足しがちとなり、湿潤耐チッピング性も顕著に低下する
傾向が見られる。
用いた耐チッピング用水性被覆剤として、例えば、特開
昭57-180617号公報には、
香族ビニル単量体20〜75重量%、アミド基を有するエチ
レン性不飽和単量体0.1〜5重量%、エチレン性不飽和
カルボン酸0.5〜5重量%およびこれらと共重合可能な
ビニル単量体0〜20重量%からなる単量体混合物を乳化
重合するに際し、共重合性乳化剤を上記単量体混合物10
0重量部に対し0.3〜5.0重量部を用いて重合したことを
特徴とする耐チッピング塗料用共重合体ラテックス。」
と記載されている。
た耐チッピング用水性被覆剤も、常温、低温および湿潤
耐チッピング性の何れについても必ずしも十分とはいい
難いという問題点がある。
は、「(1)基体樹脂と、充填剤と、顔料と、を含む被覆
組成物であって、該基体樹脂はスチレン、ブタジエンお
よびアクリル系モノマーの共重合体で、そのガラス転移
温度は0℃以下であり、該基体樹脂100重量部中のブタ
ジエン量が5〜50重量部であり、該基体樹脂はエマルジ
ョン系で形成されていることを特徴とする耐寒耐チッピ
ング用被覆組成物。」について開示されて、その実施例
によれば、上記の「基体樹脂」はスチレン−ブタジエン
ゴムラテックスの存在下にアクリル系モノマーを乳化共
重合して調製されている。
ば、このような重合方法では、該ラテックスのゴム系ポ
リマー中の残存二重結合に対してアクリル系モノマーが
グラフト重合して、ゴム弾性を喪失し固くて脆い共重合
体となることが多く、このような共重合体を用いた耐チ
ッピング用被覆組成物は低温耐チッピング性はもとよ
り、常温耐チッピング性の点でも不十分なものであるこ
とが判明した。
温における優れた耐チッピング性、特に卓越した湿潤耐
チッピング性;金属加工部材、特に、例えばカチオン電
着塗装鋼板などの被覆剤が比較的密着しにくい金属加工
部材への優れた密着性;フラットで均質な塗膜形成性;
耐水性;など前記した耐チッピング用被覆剤としての諸
特性をバランス良く兼備し、且つ、厚い塗膜を形成する
ときもその乾燥工程でフクレ等の不都合が生ずることの
ない耐チッピング用水性被覆組成物を開発すべく鋭意研
究を行った。
低Tgのスチレン-ブタジエン共重合体ラテックス 40〜9
0重量%(固形分)、Tg約90℃など特定高Tgのスチレ
ン系共重合体エマルジョン 5〜50重量%(固形分)及
びウレタン系樹脂エマルジョン 5〜50重量%(固形
分)の合計100重量%(固形分)を均一に混合し、これ
をビヒクルとして用い、さらに無機質充填剤としてホワ
イトカーボンを含有させることにより、前記の課題をこ
とごとく解決した極めて優れた耐チッピング用水性被覆
組成物の製造が可能であることを見出し、更に研究を継
続して本発明を完成した。
液と無機質充填剤とを含有してなる水性被覆組成物にお
いて、該水性樹脂分散液の樹脂成分が下記(A)〜(C)から
なり、
ム系共重合体 40〜100重量%及び、(B) ガラス転移点が
50℃以上のエチレン系(共)重合体 0〜50重量%及び、
(C) ウレタン系樹脂 0〜50重量%、〔但し(A)〜(C)の
合計を100重量%とする]、
0重量部に対し、(D) ホワイトカーボン 0.5〜100重量
部、を含有してなることを特徴とする水性被覆組成物の
提供を目的とするものである。
水性被覆組成物は、水性樹脂分散液と無機質充填剤とを
含有してなるものであり、該水性樹脂分散液中の必須の
樹脂成分として合成ゴム系共重合体(A)を使用する。
系共重合体(A)としては、例えば、共役ジオレフィン系
単量体と芳香族ビニル単量体及び/又はシアン化ビニル
単量体とを主成分とする単量体を、昇圧下水性乳化重合
して得られる合成ゴム系共重合体ラテックスを特に好適
に挙げることができる。
は、例えば、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等
を挙げることができる。
は、合成ゴム系共重合体(A)を構成する単量体成分の合
計100重量%に対して、一般に30〜90重量%、好ましく
は40〜80重量%であるのがよい。 該使用量が該上限値
以下であれば、得られる合成ゴム系ラテックスを用いた
水性被覆組成物の被膜強度が低下することがないので好
ましく、一方、該下限値以上であれば該組成物を耐チッ
ピング用水性被覆組成物として用いたとき、得られる塗
膜の板金部等の基材に対する密着性が低下することがな
いので好ましい。
チレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、エチル
ビニルベンゼン等;シアン化ビニル単量体としては、例
えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等;を例
示できる。
アン化ビニル単量体の使用量は、合成ゴム系共重合体を
構成する単量体成分の合計100重量%に対して、一般に1
0〜70重量%、好ましくは20〜60重量%であるのがよ
い。該使用量が該下限値以上であれば、得られる合成ゴ
ム系ラテックスを用いた水性被覆組成物の被膜強度が低
下することがないので好ましく、一方、該上限値以下で
あれば該組成物の成膜性が優れており、また、該組成物
を耐チッピング用水性被覆組成物として用いたとき、得
られる塗膜の板金加工部材等の基材に対する密着性が低
下することがないので好ましい。
ム系共重合体ラテックスは、これら共役ジオレフィン系
単量体、芳香族ビニル単量体及びシアン化ビニル単量体
の他、必要に応じてこれら単量体と共重合可能なその他
の共単量体を用いることができる。
ル酸もしくはメタクリル酸エステル単量体(a)を例示す
ることができ、例えば、メチルアクリレート、エチルア
クリレート、n-ブチルアクリレート、i-ブチルアクリレ
ート、n-オクチルアクリレート、i-オクチルアクリレー
ト、2-エチルヘキシルアクリレート、i-ノニルアクリレ
ートなどのアクリル酸エステル単量体;例えば、メチル
メタクリレート、エチルメタクリレート、n-ブチルメタ
クリレート、i-ブチルメタクリレートなどのメタクリル
酸エステル単量体;などを挙げることができる。
共重合体を構成する単量体成分の合計100重量%に対し
て、一般に、0〜20重量%程度である。
ボキシル基を含有するエチレン系単量体(以下、カルボ
キシル基含有単量体ということがある)(b)を例示する
ことができ、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロ
トン酸、シトラコン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマ
ル酸等の炭素数3〜5のα,β-不飽和モノ-もしくはジ-
カルボン酸(以下、エチレン系カルボン酸と略称するこ
とがある);
のα,β-不飽和ジカルボン酸の無水物;例えば、モノ-n
-ブチルマレート、モノ-n-ブチルフマレート、モノエチ
ルイタコネート等の炭素数4〜5のα,β-不飽和ジカル
ボン酸の炭素数1〜12のモノアルキルエステル単量体;
ル酸アンモニウム等のエチレン系カルボン酸または炭素
数4〜5のα,β-不飽和ジカルボン酸モノアルキルエス
テル単量体のアンモニウム塩もしくはアルカリ金属塩を
挙げることができる。
発生の少なさ等の観点よりエチレン系カルボン酸の使用
が好ましく、アクリル酸、メタクリル酸及び/又はイタ
コン酸の使用が特に好ましい。
用量は、合成ゴム系共重合体(A)を構成する単量体成分
の合計100重量%に対して、0〜5重量%程度であるのが
よい。
個のラジカル重合性不飽和基の他に少なくとも1個の官
能基を有する単量体であって、前記単量体(b)以外の単
量体(以下、官能基含有単量体ということがある)(c)
を挙げることができる。
アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリ
ルアミド、N-メチロールアクリルアミド、N-メチロール
メタクリルアミド等のエチレン系カルボン酸のアミド類
またはその誘導体;
ジルメタクリレート等のエチレン系カルボン酸とエポキ
シ基を有する飽和アルコールとのエステル類;例えば、
2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピ
ルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、
2-ヒドロキシプロピルメタクリレート等のエチレン系カ
ルボン酸と多価飽和アルコールとのエステル類;
ート、ジエチルアミノエチルメタクリレート等のエチレ
ン系カルボン酸とアミノ基を有する飽和アルコールとの
エステル類;
レート、トリアリルシアヌレート、エチレングリコール
ジメタクリレート、1,4-ブタンジオールジアクリレー
ト、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、ジエチレン
グリコールジメタクリレート、アリルメタクリレート等
の2個以上のラジカル重合性不飽和基を有する単量体;
等の単量体群を挙げることができる。
合成ゴム系共重合体を構成する単量体成分の合計100重
量%に対して、0〜5重量%程度である。
これらの単量体を界面活性剤及び/又は保護コロイドの
存在下に水性媒体中で乳化重合することにより得られ
る。
活性剤類として、例えば、ポリオキシエチレンラウリル
エーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル等の
ポリオキシアルキレンアルキルエーテル類;例えばポリ
オキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキ
シエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシア
ルキレンアルキルフェノールエーテル類;
ビタンモノステアレート、ソルビタントリオレエート等
のソルビタン脂肪酸エステル類;例えば、ポリオキシエ
チレンソルビタンモノラウレート等のポリオキシアルキ
レンソルビタン脂肪酸エステル類;例えば、ポリオキシ
エチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノステ
アレート等のポリオキシアルキレン脂肪酸エステル類;
テアリン酸モノグリセライド等のグリセリン脂肪酸エス
テル類;ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレン・
ブロックコポリマー;等を挙げることができる。
ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウ
リン酸ナトリウム等の脂肪酸塩類;例えば、ドデシルベ
ンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルアリールスル
ホン酸塩類;例えば、ラウリル硫酸ナトリウム等のアル
キル硫酸エステル塩類;
リウム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ポリオ
キシエチレンラウリルスルホコハク酸ナトリウム等のア
ルキルスルホコハク酸エステル塩及びその誘導体類;
テル硫酸ナトリウム等のポリオキシアルキレンアルキル
エーテル硫酸エステル塩類;例えば、ポリオキシエチレ
ンノニルフェノールエーテル硫酸ナトリウム等のポリオ
キシアルキレンアルキルアリールエーテル硫酸エステル
塩類;等を例示できる。
ば、ラウリルアミンアセテート等のアルキルアミン塩;
例えば、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、
アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライド等の
第4級アンモニウム塩;例えば、ポリオキシエチルアル
キルアミン;等を、
ラウリルベタインなどのアルキルベタイン等を挙げるこ
とができる。
の水素の一部をフッ素で置換したもの;これら界面活性
剤の分子構造中にラジカル共重合性不飽和結合を有す
る、いわゆる反応性界面活性剤;等も使用することがで
きる。
凝集物発生の少なさなどの観点より、非イオン界面活性
剤類としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル
類、ポリオキシアルキレンアルキルフェノールエーテル
類;
アリールスルホン酸塩類;アルキル硫酸塩類;アルキル
スルホコハク酸エステル塩及びその誘導体類;ポリオキ
シアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩類;ポリ
オキシアルキレンアルキルフェノールエーテル硫酸エス
テル塩類;等の使用が好ましい。これらの界面活性剤は
それぞれ単独で、または適宜組合せて使用することがで
きる。
記合成ゴム系共重合体を構成する単量体成分の合計100
重量部に対して、通常約0.5〜10重量部用いられ、水性
乳化重合の重合安定性、合成ゴム系共重合体ラテックス
の貯蔵安定性及び得られる水性被覆組成物を耐チッピン
グ用水性被覆組成物として用いたとき、得られる塗膜の
金属加工部材等の基材への密着性の優秀さの観点から、
約1〜6重量部、特には約1〜4重量部用いるのが好ま
しい。
重合体ラテックスの製造において利用することのできる
保護コロイドの例としては、例えば、部分ケン化ポリビ
ニルアルコール、完全ケン化ポリビニルアルコール、変
性ポリビニルアルコール等のポリビニルアルコール類;
例えば、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロ
ピルセルロース、カルボキシメチルセルロース塩等のセ
ルロース誘導体;及びグアーガムなどの天然多糖類;な
どが挙げられる。
えば、前記合成ゴム系共重合体を構成する単量体成分の
合計100重量部に対して、0〜3重量部程度の量を例示で
きる。
例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫
酸カリウムなどの過硫酸塩類;t-ブチルハイドロパーオ
キシド、クメンハイドロパーオキシド、p-メンタンハイ
ドロパーオキシドなどの有機過酸化物類;過酸化水素;
などを、一種もしくは複数種併用して使用することがで
きる。
る前記合成ゴム系共重合体(A)を構成する単量体の合計1
00重量部に対して、例えば、約0.05〜1重量部、より好
ましくは約0.1〜0.7重量部、特に好ましくは約0.1〜0.5
重量部の如き使用量を例示することができる。
剤を併用することができる。該還元剤としては、例え
ば、アスコルビン酸、酒石酸、クエン酸、ブドウ糖等の
還元性有機化合物;例えば、チオ硫酸ナトリウム、亜硫
酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナト
リウム等の還元性無機化合物を例示できる。
ば、使用する前記合成ゴム系共重合体を構成する単量体
の合計100重量部に対して、約0.05〜1重量部の如き使
用量を例示することができる。
り連鎖移動剤を用いることもできる。このような連鎖移
動剤としては、例えば、シアノ酢酸;シアノ酢酸の炭素
数1〜8のアルキルエステル類;ブロモ酢酸;ブロモ酢
酸の炭素数1〜8のアルキルエステル類;例えば、アン
トラセン、フェナントレン、フルオレン、9-フェニルフ
ルオレンなどの多環式芳香族化合物類;例えば、p-ニト
ロアニリン、ニトロベンゼン、ジニトロベンゼン、p-ニ
トロ安息香酸、p-ニトロフェノール、p-ニトロトルエン
等の芳香族ニトロ化合物類;例えば、ベンゾキノン、2,
3,5,6-テトラメチル-p-ベンゾキノン等のベンゾキノン
誘導体類;トリブチルボラン等のボラン誘導体;
2-テトラブロモエタン、トリブロモエチレン、トリクロ
ロエチレン、ブロモトリクロロメタン、トリブロモメタ
ン、3-クロロ-1-プロペン等のハロゲン化炭化水素類;
例えば、クロラール、フラルデヒド等のアルデヒド類;
例えば、n-ドデシルメルカプタン等の炭素数1〜18のア
ルキルメルカプタン類;例えば、チオフェノール、トル
エンメルカプタン等の芳香族メルカプタン類;メルカプ
ト酢酸;メルカプト酢酸の炭素数1〜10のアルキルエス
テル類;例えば、2-メルカプトエタノール等の炭素数1
〜12のヒドロキルアルキルメルカプタン類;例えば、ビ
ネン、ターピノレン等のテルペン類;などを挙げること
ができる。
は、前記合成ゴム系共重合体を構成する単量体の合計10
0重量部に対して、約0.005〜3.0重量部であるのが好ま
しい。重合温度としては、一般に約30〜100℃、好まし
くは約40〜90℃の範囲が良い。
ことのできる合成ゴム系共重合体ラテックスは、特に限
定されるものではないが、一般に、固形分は約10〜70重
量%、pH2〜10、粘度10000cps以下(B型回転粘度
計、25℃、20rpm)であり、製造の容易さと生産性の良
さより、固形分約30〜65重量%(特には約40〜60重量
%)、pH2〜10、粘度約50〜5000cpsであるのが好まし
い。
のアミン類や水酸化アルカリの水溶液等を用いることが
できる。
Tgは、0℃以下、好ましくは−10℃以下であることが
必要である。該共重合体のTgが該上限値を超えて高す
ぎては、得られる水性被覆組成物を耐チッピング用水性
被覆組成物として用いたとき、その耐チッピング性が低
下することがあるので好ましくない。
記により測定決定された値である。
ルミニウム箔製の、内径約5mm、深さ約5mmの円筒型の
セルに、(共)重合体エマルジョン(またはラテックス)
の試料約10mgを秤取し、100℃で2時間乾燥したものを
測定試料とする。示差走査熱量計〔Differential Scann
ing Calorimeter:セイコー電子工業(株)製 SSC-5000
型〕を用い、−150℃から昇温速度10℃/minで測定決定
する。
ム系共重合体(A)ラテックスの分散粒子の、DLS法による
平均粒子径(以下、単に粒子径と略称することがある)
は、一般に 0.05〜0.5μ、特には 0.1〜0.3μであるの
が好ましい。該粒子径が、該上限値以下であれば、該ラ
テックスを長期保存時にも沈降、分離などが生じにくい
ので好ましく、一方、該下限値以上であれば、該ラテッ
クスが容易に製造できるので好ましい。
「新実験化学講座 基礎技術3 光(II)」,第725〜741
頁(昭和59年度版)(日本化学会編)に記載された原理に
よるものであり、合成ゴム系共重合体(A)ラテックスの
分散粒子の平均粒子径は下記により測定決定された値で
ある。
たはラテックス)などの水性分散液を蒸留水で5万〜15
万倍に希釈し、十分に攪拌混合した後、21mmφガラスセ
ル中にパスツールピペットを用いて約10ml採取し、これ
を動的光散乱光度計DLS-700〔大塚電子(株)製〕の所定
の位置にセットし、以下の測定条件下で測定する。
均粒子径を求める。
の市販品としては、スチレン-ブタジエン系ゴムラテッ
クス(以下、SBRと略称することがある)として、例
えば、SN-562、SN-318、SN-534〔以上、住友ダウ(株)
製〕、ニポール LX-407C〔日本ゼオン(株)製〕;アクリ
ロニトリル-ブタジエン系合成ゴムラテックス(以下、
NBRと略称することがある)として、SN-911〔住友ダ
ウ(株)製〕、ニポール 1571、ニッポール 1551、ニッポ
ール 1562〔以上、日本ゼオン(株)製〕等を例示するこ
とができる。
液と無機質充填剤とを含有してなるものであり、該水性
樹脂分散液中の必須の樹脂成分である合成ゴム系共重合
体(A)の使用量は、樹脂成分(A)〜(C)の合計100重量%に
対して 40〜100重量%、好ましくは 50〜90重量%であ
る。
下限値未満と少なすぎては、樹脂が硬くなり過ぎてゴム
弾性が失われがちとなり、得られる水性被覆組成物の成
膜性および耐チッピング性が低下する傾向があるので好
ましくない。一方、90重量%以下であれば、該組成物を
耐チッピング用水性被覆組成物として用いたとき、得ら
れる塗膜の金属加工部材等の基材に対する密着性が不足
することがなく、また、耐チッピング性も一層優れたも
のとなるので好ましい。
液と無機質充填剤とを含有してなるものであり、該水性
樹脂分散液中の樹脂成分として前記の合成ゴム系共重合
体(A)とともに、ガラス転移点が 50℃以上のエチレン系
(共)重合体(B)を用いるのが好ましい。
ン系(共)重合体(B)としては、例えば、下記単量体(イ)〜
(ホ)を乳化重合してなる(共)重合体エマルジョンが特に
好適に例示できる。
量体の単独重合体が疎水性であり、且つ、そのTgが 50
℃以上である単量体、(ロ) カルボキシル基含有単量体、
(ハ) 水酸基含有単量体、(ニ) 上記(ロ)及び(ハ)以外の官能
基含有単量体、並びに、(ホ) 単量体(イ)〜(ニ)と共重合可
能であって、該単量体(イ)〜(ニ)以外の共単量体。
ルメタクリレート、エチルメタクリレート等の(メタ)ア
クリル酸エステル類;例えば、スチレン、α−メチルス
チレン、ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン等の芳
香族ビニル単量体;例えば、アクリロニトリル、メタク
リロニトリル等のシアン化ビニル単量体;等を例示する
ことができ、これらのうち、入手の容易さ、乳化重合の
容易さなどの理由から、メチルメタクリレート、スチレ
ン及びアクリロニトリルよりなる群から選ばれた少なく
とも1種の単量体を用いるのが好ましい。
〜(ホ)の合計100重量%に対して、40〜100重量%、特に
は 45〜99.5重量%であるのが好ましい。該使用量が該
下限値以上であれば、得られる水性被覆組成物を耐チッ
ピング用水性被覆組成物として用いたとき、その乾燥工
程においてフクレのない塗膜が得られ、得られた塗膜も
優れた耐チッピング性、耐水性、基材密着性等を有して
いるので好ましい。また、該使用量が 99.5重量%以下
であれば、乳化重合の際の凝集物の発生が少なく、得ら
れる共重合体エマルジョンの機械安定性が優れ、また、
耐チッピング用水性被覆組成物としたとき金属加工部材
などの基材に対する密着性も優秀なので好ましい。
基を含有するエチレン系単量体であり、このような単量
体(ロ)としては、前記ゴム系共重合体(A)を構成する単量
体として例示したカルボキシル基含有単量体を使用する
ことができ、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロ
トン酸、シトラコン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマ
ル酸等のエチレン系カルボン酸;
のα,β-不飽和ジカルボン酸の無水物;例えば、α,β-
不飽和ジカルボン酸の炭素数1〜12のモノアルキルエス
テル単量体;エチレン系カルボン酸または炭素数4〜5
のα,β-不飽和ジカルボン酸モノアルキルエステル単量
体のアンモニウム塩もしくはアルカリ金属塩を挙げるこ
とができる。
発生の少なさ等の観点よりエチレン系カルボン酸の使用
が好ましく、アクリル酸、メタクリル酸及び/又はイタ
コン酸の使用が特に好ましい。
用量は、前記単量体(イ)〜(ホ)の合計100重量%に対し
て、0〜10重量%、特には 0.5〜5重量%程度であるの
が好ましい。該単量体(ロ)の使用量が上記上限値以下で
あれば、乳化重合の際の凝集物の発生や乳化状態の破壊
或は得られる共重合体エマルジョンの貯蔵安定性の低下
などの不都合を招くことがないため好ましい。一方、該
使用量を 0.5重量%以上とすると、乳化重合の際の凝集
物の発生を抑えたり、得られる共重合体エマルジョンの
機械安定性を良くし、また、耐チッピング用水性被覆組
成物としたとき金属加工部材などの基材に対する密着性
も優れているので好ましい。
を含有するエチレン系単量体であり、このような単量体
(ハ)としては、前記ゴム系共重合体を構成する単量体と
して例示したエチレン系カルボン酸と多価飽和アルコー
ルとのエステル類を使用することができ、例えば、2-ヒ
ドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルア
クリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒ
ドロキシプロピルメタクリレート等を挙げることができ
る。
前記単量体(イ)〜(ホ)の合計100重量%に対して、0〜20重
量%、特には5〜15重量%程度であるのが好ましい。該
単量体(ハ)の使用量が上記上限値以下であれば、乳化重
合の際の凝集物の発生や乳化状態の破壊或は得られる共
重合体エマルジョンの貯蔵安定性の低下などの不都合を
招くことがないため好ましい。一方、該使用量を5重量
%以上とすると、耐チッピング用水性被覆組成物とした
とき金属加工部材、特にカチオン電着塗装鋼板などによ
る金属加工部材に対する密着性も優れているので好まし
い。
ラジカル重合性不飽和基の他に少なくとも1個の官能基
を有する単量体であって、且つ、前記単量体(ロ)および
(ハ)以外の単量体であり、前記ゴム系共重合体を構成す
る単量体として例示した官能基含有単量体を使用でき
る。
とく、例えば、エチレン系カルボン酸のアミド類または
その誘導体、エチレン系カルボン酸とエポキシ基を有す
る飽和アルコールとのエステル類、エチレン系カルボン
酸とアミノ基を有する飽和アルコールとのエステル類、
2個以上のラジカル重合性不飽和基を有する単量体;な
どの単量体群を挙げることができる。
前記前記単量体(イ)〜(ホ)の合計100重量%に対して、0〜
10重量%程度であるのがよい。該使用量が 10重量%以
下であれば、乳化重合の際の凝集物の発生や乳化状態の
破壊、或いは、得られる共重合体エマルジョンの貯蔵安
定性の低下等の問題が生ずることないので好ましい。
〜(ニ)と共重合可能であって、該単量体(イ)〜(ニ)以外の
共単量体である。
メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-ブチルア
クリレート、i-ブチルアクリレート、n-オクチルアクリ
レート、i-オクチルアクリレート、2-エチルヘキシルア
クリレート、i-ノニルアクリレート等のアクリル酸エス
テル単量体;例えば、n-ブチルメタクリレート、n-ヘキ
シルメタクリレート、n-オクチルメタクリレート、n-ド
デシルメタクリレート等のメタクリル酸エステル単量
体;
オン酸ビニル、バーサチック酸ビニル等の炭素数1〜12
の飽和脂肪酸ビニル単量体;例えば、エチレン、プロピ
レン、n-ブチレン、i-ブチレン等のモノオレフィン単量
体;例えば、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等
の共役ジオレフィン系単量体;例えば、ジブチルマレー
ト、ジオクチルマレート、ジブチルフマレート、ジオク
チルフマレート、ジブチルイタコネート、ジオクチルイ
タコネート等の炭素数4〜5の不飽和α,β−ジカルボ
ン酸の炭素数1〜12ジアルキルエステル単量体;などを
挙げることができる。
容易さ、反応性のよさ等の観点から、アクリル酸エステ
ル単量体および/またはメタクリル酸エステル単量体の
使用が好ましい。
(イ)〜(ホ)の合計100重量%に対して、0〜30重量%程度
であるのがよい。該使用量が該上限値以下であれば、得
られる水性被覆組成物を耐チッピング用水性被覆組成物
として用いたとき、その乾燥工程においてフクレのない
塗膜が得られ、得られた塗膜も優れた耐チッピング性、
耐水性、基材密着性等を有しているので好ましい。
(共)重合体(B)のエマルジョンは、前記ゴム系共重合体
の場合と同様に、前記単量体(イ)〜(ホ)を界面活性剤及び
/又は保護コロイドの存在下に水性媒体中で乳化重合す
ることにより得ることができる。
しては、前記ゴム系共重合体ラテックスの乳化重合の場
合に用いることのできる、非イオン系界面活性剤、陰イ
オン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両性界面活
性剤;ポリビニルアルコール類、セルローズ誘導体、天
然多糖類;を例示でき、それらの使用量も該ラテックス
の製造における使用量とほぼ同様である。
pH調節剤なども、前記ゴム系共重合体ラテックスにおけ
るものと同様のものを、ほぼ同程度の量使用することが
できる。重合温度としては、一般に約30〜100℃、好ま
しくは約40〜90℃の範囲がよい。
(共)重合体(B)のTgは、50℃以上、好ましくは 60℃以
上、特に好ましくは 70℃以上である。該Tgが該下限値
未満と低すぎては、該(共)重合体(B)の添加効果が現わ
れず、得られる得られる水性被覆組成物を耐チッピング
用水性被覆組成物として用いたとき、その乾燥工程にお
いてフクレが生じやすいので好ましくない。
ン系(共)重合体(B)エマルジョンの分散粒子の粒子径
は、一般に 0.05〜0.5μ、特には 0.1〜0.3μであるの
が好ましい。該粒子径が、該上限値以下であれば、得ら
れる水性被覆組成物を長期間保存するときにも、沈降、
分離等が生じにくいので好ましい。一方、該下限値以上
であれば、該エマルジョンの乳化重合に際して、凝集物
の発生やエマルジョン破壊などが生じないので好まし
い。
び粒子径は、前記ゴム系共重合体の場合と同様の方法で
測定した値である。
液と無機質充填剤とを含有してなるものであり、該水性
樹脂分散液中の樹脂成分として、樹脂成分(A)〜(C)の合
計100重量%に対し、エチレン系(共)重合体(B)を0〜50
重量%、好ましくは5〜40重量%含有する。
が、上記上限値以下であれば、樹脂が硬くなり過ぎずゴ
ム弾性を保持するので、得られる水性被覆組成物の成膜
性及び耐チッピング性が低下することがないので好まし
い。一方、5重量%以上であれば、該(共)重合体(B)の
添加効果が発現し、金属加工部材などに対する密着性に
優れ、また、耐チッピング性も十分な値を保持するので
好ましい。
液と無機質充填剤とを含有してなるものであり、該水性
樹脂分散液中の樹脂成分として前記の合成ゴム系共重合
体(A)とともに、または、該合成ゴム系共重合体(A)及び
ガラス転移点が 50℃以上のエチレン系(共)重合体(B)と
ともに、ウレタン系樹脂(C)を用いるのが好ましい。
ン系樹脂(C)としては、従来より公知のウレタン系樹脂
エマルジョンを好適に用いることができる。
ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応
して得られる、末端にイソシアネート基を有するウレタ
ンプレポリマーを、さらに鎖延長剤によって高分子化し
たものである。
は、例えば、1,3-または1,4-フェニレンジイソシアネー
ト、2,4-または 2,6-トリレンジイソシアネート、1,5-
ナフチレンジイソシアネート、4,4'-ジフェニルメタン
ジイソシアネート、3,3'-ジメチルジフェニルメタン-4,
4'-ジイソシアネート、1,3-キシリレンジイソシアネー
ト等の芳香族ポリイソシアネート化合物;
ート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4-ト
リメチル-1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、1,8-
オクタメチレンジイソシアネート、1,10-デカメチレン
ジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート化合
物;例えば、1,3,または1,4-シクロヘキシレンジイソシ
アネート、1-メチルシクロヘキサン-1,3-または1,4-ジ
イソシアネート、4,4'-ジシクロヘキシルメタンジイソ
シアネート、イソホロンジイソシアネート、1,3-イソシ
アノメチルシクロヘキサン等の脂環族ポリイソシアネー
ト化合物;などを例示できる。
ステルポリオール、ポリエーテルポリオール及びポリエ
ステルエーテルポリオールなどがある。ポリエステルポ
リオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロ
ピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサン
ジオール、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペ
ンタエリトリトール、ソルビタン、ソルビトール等の多
価アルコールと、
酸、マレイン酸、フマル酸、メサコン酸、シトラコン
酸、イタコン酸、グルタル酸、フタル酸、イソフタル
酸、テレフタル酸、ピロメリット酸、トリメリット酸、
ドデカンジカルボン酸等の多価カルボン酸との縮合物及
びラクトン重合物などを例示することができる。
は、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレン
グリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリエチ
レンプロピレングリコールなどのポリアルキレングリコ
ールを挙げることができ、
は、上記ポリエステルポリオールにエチレンオキシド等
のアルキレンオキシドを付加させたもの、ポリエーテル
ポリオールと上記ポリカルボン酸とを縮合させた末端に
水酸基を有するものなどを挙げることができる。
する官能基を少なくとも2個有する化合物であり、代表
的な例としては、例えば、水、多価アルコール類、第1
級もしくは第2級の多価アミン類、ヒドラジン及びその
誘導体などが使用できる。
エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチ
レングリコール、テトラエチレングリコール、1,2-また
は1,3-プロピレングリコール、1,2-、1,3-または1,4-ブ
チレングリコール、2,2-ジメチル-1,3-プロピレングリ
コール、1,6-ヘキサンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3
-ペンタンジオール等の脂肪族ジオール;
ンジオール、1,3-シクロペンタンジオール、メチレンビ
ス(4-ヘキサノール)等の脂環族ジオール;例えば、1,4-
フェニレンビス(2-ヒドロキシエチルエーテル)、1,2-プ
ロピレングリコールビス(2-ヒドロキシフェニルエーテ
ル)等の芳香族ジオール;などを挙げることができる。
ジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミ
ン、ジアミノジフェニルメタン、ジエチレントリアミン
などを例示でき、
メチルヒドラジン、1,6-ヘキサメチレンビスヒドラジン
などの置換ヒドラジン;例えば、ジカルボン酸、ジスル
ホン酸、ラクトンまたは多価アルコールとヒドラジンと
の反応生成物;などを挙げることができる。
にウレタンプレポリマーやウレタン系樹脂のエマルジョ
ン化に際して、これらにイオン性を付与するために用い
られるものがあり、これらのものとしては、例えば、2,
2-ジメチロール酢酸、2,2-ジメチロールプロピオン酸、
2,2-ジメチロール酪酸、2,2-ジメチロール吉草酸等のジ
ヒドロキシカルボン酸;例えば、2,5-ジアミノ安息香
酸、α,ε-カプロン酸(リジン)、2-アミノ-5-グアニジ
ノ吉草酸(アルギニン)等のジアミノカルボン酸;例え
ば、メチルジエタノールアミンなどのアルキルジアルカ
ノールアミン;等を挙げることができる。
レタンプレポリマーの製造は、一般に、前記ポリイソシ
アネート化合物とポリオール化合物とを、イソシアネー
ト基が水酸基より多くなるようにして、窒素雰囲気下、
有機溶媒中で攪拌しながら約25〜110℃の温度で、必要
に応じて触媒の存在下に反応させるのがよい。
ン、メチルエチルケトン等のケトン類;例えば、ジオキ
サン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;例えば、酢
酸エチル等のエステル類;例えば、ヘプタン、オクタン
等の脂肪族炭化水素類;例えば、シクロヘキサン、メチ
ルシクロヘキサン等の脂環族炭化水素類;等を挙げるこ
とができる。
チルアミン等の第3級アミン;例えば、塩化第1錫等の
無機塩類;例えば、ジ-n-ブチル錫ジラウレート等の有
機金属化合物;などが挙げられる。
ては、従来より種々の方法が提案されており、カチオン
性エマルジョンの製造法としては、例えば、
タンプレポリマーを、鎖延長剤として3級アミノ基を有
するジオールを用いてポリマー化したのち4級化剤もし
くは酸によりカチオン化するか、または、鎖延長剤とし
て4級アミノ基を有するジオールを反応させてカチオン
化する方法、
タンプレポリマーを、鎖延長剤としてポリアルキレンポ
リアミンを用いてポリマー化した後、エピハロヒドリン
と酸を反応させてカチオン化する方法、
性エマルジョンの製造法としては、例えば、
タンプレポリマーを、鎖延長剤としてジヒドロキシカル
ボン酸またはジアミノカルボン酸を用いてポリマー化し
た後、アルカリ性化合物により中和してアニオン化する
方法、
アネートから得た末端にイソシアネート基を有するウレ
タンプレポリマーを、スルホン化し第3級アミンで中和
してアニオン化する方法、
エマルジョンの製造法としては、
タンプレポリマーを、乳化剤を用いて必要に応じてジア
ミン等を含む水溶液中に分散し、水またはジアミンで鎖
延長する方法、
タンプレポリマーに、長鎖アルコールのアルキレンオキ
シド縮合物(ノニオン界面活性剤の一種)と水酸基等の
親水基を有するアミンとを反応させる方法、
タンプレポリマーに前記鎖延長剤を反応させてウレタン
系樹脂とし、乳化剤を用いて機械的に水中に分散させる
方法、等を挙げることができる。
ジョンとしては、これらの他に、ウレタンプレポリマー
中に、例えば、2-ヒドロキシエチルアクリレートなどの
水酸基含有ビニル系単量体を導入し、該ウレタンプレポ
リマーと前記(メタ)アクリル系単量体とを乳化共重合し
たもの;
タンプレポリマーのイソシアネート基の1部を各種のブ
ロック剤でブロックするか、該ウレタンプレポリマーま
たはウレタン系樹脂にイソシアネート基の1部をブロッ
ク化したウレタンプレポリマーを反応させるかして、分
子中にブロック化イソシアネートを含有する該ウレタン
プレポリマーまたはウレタン系樹脂とし、これを前記同
様の方法で乳化したもの;なども例示できる。
系樹脂エマルジョンとしては、前記樹脂成分(A)及び
(B)、すなわち、Tgが0℃以下である合成ゴム系共重合
体(A)及びTgが 50℃以上のエチレン系(共)重合体(B)と
の混和安定性のよさ、これら(A)〜(C)からなる樹脂成分
と無機質充填剤との配合の容易性及び得られる水性被覆
組成物の貯蔵安定性等の観点から、ノニオン系またはア
ニオン系エマルジョンを用いるのが好ましい。
ルジョンの粒子径は、一般に 0.05〜0.5μ、好ましくは
0.1〜0.3μ程度のものがよい。粒子径の測定法は、前
記の合成ゴム系共重合体(A)ラテックス及びエチレン系
(共)重合体(B)エマルジョンにおけると同様の方法を採
用することができる。
脂の硬さは、得られる被覆組成物の乾燥時におけるフク
レ発生防止性及び特に湿潤耐チッピング性のよさ等の観
点から、該ウレタン系樹脂フィルムの100%伸長時の抗
張力及び100%伸長以前の降伏値の何れか大きい方の数
値が20kg/cm2以上であるのがよい。
び降伏値の測定は、次の測定方法によるものとする。
平に固定した離型紙上に、ドクターブレードにて乾燥厚
さ 50〜100μとなるようにウレタン系樹脂エマルジョン
を塗布して室温乾燥し、次いで熱風循環式乾燥機にて12
0℃、10分間熱処理してウレタン系樹脂フィルムを作成
する。得られた該フィルムを 23℃、65%RHの恒温恒湿
条件下に3時間以上放置後、同条件下でその抗張力−伸
度曲線を測定して、該曲線より所要の数値を読み取る。
ボールドウィン(株)製〕を使用。試料幅10mm、つかみ間
隔10mm。引張速度100mm/min。
液と無機質充填剤とを含有してなるものであり、該水性
樹脂分散液中の樹脂成分として、樹脂成分(A)〜(C)の合
計100重量%に対し、ウレタン系樹脂(C)を0〜50重量
%、好ましくは5〜40重量%含有する。
上限値以下であれば樹脂のゴム弾性が保持され、得られ
る水性被覆組成物の成膜性及び耐チッピング性が低下す
ることがないので好ましい。一方、5重量%以上であれ
ば、耐チッピング性、低温性、耐水性に優れ、特に金属
加工部材などに対する密着性が著しく改善されるので好
ましい。
分(A)〜(C)を含有する水性樹脂分散液と無機質充填剤と
を含有してなるものであり、該無機機質充填剤としてホ
ワイトカーボン(D)を含有してなるものである。
カーボン(D)としては、例えば、乾式法による無水ケイ
酸、湿式法による含水ケイ酸、合成ケイ酸塩等の微粉末
を例示できる。
ロゲン化ケイ酸の熱分解;ケイ砂を加熱還元し、気化
したSiOの空気酸化;有機ケイ素化合物の熱分解;
等の製造方法でつくられるもの。
イ酸ソーダの熱分解;アルカリ土類金属ケイ酸塩の熱
分解;オルガノゲルの加圧分解;過リン酸石灰肥料
製造時の副生物;等がある。
とアルミニウムまたはカルシウムの可溶性塩との反応;
天然ケイ酸叉はケイ酸塩とアルカリ土類金属の水酸化
物との水熱反応;等の製造方法でつくられるもの。
粒径200μ以下(2次粒子)、表面積 10m2/g以上の超
微細なかさ高い白色粉末であり、乾式法無水ケイ酸とし
て、例えば、レオロシール GS13、レオロシール QS10
2、レオロシール QS30、レオロシール QS38〔以上、徳
山曹達(株)製〕、アエロジル 130、アエロジル 200、ア
エロジル 300、アエロジル 380、アエロジル OX50、ア
エロジル TT600、アエロジル MOX80、アエロジル MOX17
0、アエロジル COX84、アエロジル R972、アエロジル R
974〔以上、日本アエロジル(株)製〕;
シル−S〔神島化学工業(株)製〕、カープレックス #6
7、カープレックス #80、カープレックス #1120、カー
プレックス #100、カープレックス XR、カープレックス
22S、カープレックス CS-5、カープレックス CS-7、カ
ープレックス CS-701〔以上、シオノギ製薬(株)製〕、
トクシールU、カープレックス UR、カープレックス G
u、カープレックス AL-1、カープレックス US〔以上、
徳山曹達(株)製〕、
ップシール LP、ニップシール ER、ニップシール NS、
ニップシール NS-P、ニップシール NS-T、ニップシール
NS-K、ニップシール NA、ニップシール L300、ニップ
シール N300A、ニップシール K300、ニップシール G30
0、ニップシール E150K、ニップシール E150J、ニップ
シール E200、ニップシール E220、ニップシール E220A
〔以上、日本シリカ工業(株)製〕、シルトン R-2、シル
トンA〔以上、水沢化学工業(株)製〕;
クスL〔神島化学工業(株)製〕、シルモスT〔白石工業
(株)製〕、ソーレックス CM、フローライトR〔以上、
徳山曹達(株)製〕、ミストロンベーパー、サイプラボン
ド〔以上、日本ミストロン(株)製〕等の商品名で市販さ
れているものを挙げることができる。
分(A)〜(C)の合計100重量部に対して、0.5〜100重量
部、好ましくは1〜80重量部、さらに好ましくは2〜60
重量部程度の量を例示できる。該ホワイトカーボン(A)
の量が、下限値未満と少なすぎては、得られる水性被覆
組成物を耐チッピング用水性被覆組成物として用いたと
き、そのフクレ限界膜厚および耐チッピング性が低くな
る傾向があるので好ましくない。一方、上限値を超えて
多すぎては、硬く脆い塗膜になり耐チッピング性が低く
なる或いは、正常な塗膜を得られなくなる傾向があるの
で好ましくない。
剤として必須成分である前記のホワイトカーボン(D)の
他に、例えば、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、カ
オリン、クレー、タルク、珪藻土、マイカ、水酸化アル
ミニウム、ガラス粉、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム
等を含有させることができる。
充填剤の使用量は、前記樹脂成分(A)〜(C) 100重量部に
対して、例えば100〜560重量部、好ましくは100〜500重
量部程度の量を例示できる。該使用量が該下限値以上で
あれば、得られる水性被覆組成物を耐チッピング用水性
被覆組成物として用いたとき、その加熱乾燥による塗膜
形成時にフクレを生じにく、得られる塗膜の耐チッピン
グ性が優れているので好ましく、一方、該上限値以下で
あれば、塗膜の仕上り外観、金属加工部材などの基材に
対する密着性、及び、耐チッピング性が優れているので
好ましい。
平均粒径は、約0.5〜50μ、特には約1〜30μであるの
が好ましい。 該平均粒径が該下限値以上であれば、水
性被覆組成物の作成に際しての作業性に優れているので
好ましく、該上限値以下であれば、該組成物の塗膜の平
滑さ、耐チッピング性および耐水性が優れているので好
ましい。
く、特定のTgのゴム系共重合体(A)、エチレン系(共)重
合体(B)及びウレタン系樹脂(C)からなる樹脂成分の水性
分散液並びにホワイトカーボン(D)を含む無機質充填剤
と共に、必要に応じて、防錆顔料を含有していてもよ
い。
えば、クロム酸亜鉛、クロム酸バリウム、クロム酸スト
ロンチウムなどのクロム酸金属塩;例えば、リン酸亜
鉛、リン酸カルシウム、リン酸アルミニウム、リン酸チ
タン、リン酸珪素、または、これら金属のオルトもしく
は縮合リン酸塩などのリン酸金属塩;
カルシウム、モリブデン酸亜鉛カルシウム、モリブデン
酸亜鉛カリウム、リンモリブデン酸亜鉛カリウム、リン
モリブデン酸カルシウムカリウムなどのモリブデン酸金
属塩;例えば、硼酸カルシウム、硼酸亜鉛、硼酸バリウ
ム、メタ硼酸バリウム、メタ硼酸カルシウムなどの硼酸
金属塩;等を例示することができる。
モリブデン酸金属塩、硼酸金属塩などの無毒性または低
毒性防錆顔料の使用が好ましい。
(C)100重量部に対して、例えば0〜50重量部、好ましく
は5〜30重量部程度の量を例示できる。
ば、酸化チタン、カーボンブラック、弁柄、オキサイド
エロー、銅フタロシアニンブルー等の有機もしくは無機
の着色顔料を含有させることができる。
(A)〜(C)100重量部に対して、例えば0〜10重量部、好
ましくは 0.5〜5重量部程度の量を例示できる。
は、得られる被覆組成物の形成塗膜の平滑さなどの観点
から、1〜50μ程度であるのが好ましい。
さらに、水溶性多価金属塩;アジリジン化合物;水溶性
エポキシ樹脂;水溶性メラミン樹脂;水分散性ブロック
化イソシアネート等の架橋剤を含有させることができ
る。
ば、酢酸亜鉛、蟻酸亜鉛、硫酸亜鉛、塩化亜鉛等の亜鉛
塩;例えば、酢酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫
酸アルミニウムなどアルミニウム塩;例えば、酢酸カル
シウム、蟻酸カルシウム、塩化カルシウム、硝酸カルシ
ウム、亜硝酸カルシウム等のカルシウム塩;
硝酸バリウム等のバリウム塩;例えば、酢酸マグネシウ
ム、蟻酸マグネシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネ
シウム、硝酸マグネシウム、亜硝酸マグネシウム等のマ
グネシウム塩;例えば、酢酸鉛、蟻酸鉛等の鉛塩;
酸ニッケル、硫酸ニッケル等のニッケル塩;例えば、酢
酸マンガン、塩化マンガン、硫酸マンガン、硝酸マンガ
ン等のマンガン塩;例えば、塩化銅、硝酸銅、硫酸銅等
の銅塩;などを例示でき、また、酸化亜鉛など塩基性水
溶液中にある程度の量分散可能な金属酸化物も使用でき
る。
ネート化合物とエチレンイミンとの反応生成物が使用で
き、ポリイソシアネート化合物としては、前記ウレタン
系樹脂で使用可能なもの、すなわち、芳香族ポリイソシ
アネート化合物、脂肪族ポリイソシアネート化合物及び
脂環族ポリイソシアネート化合物などを例示でき、ま
た、これらイソシアネートの2量体または3量体;これ
らイソシアネートと、例えば、エチレングリコール、ト
リメチロールプロパン等の2価または3価のポリオール
とのアダクト体などを例示できる。
リセロールジグリシジルエーテルなどを、水溶性メラミ
ン樹脂としては、例えば、メチロールメラミン;該メチ
ロールメラミンの水酸基の少なくとも1部をメチルアル
コール、エチルアルコール、n-ブチルアルコールなどで
エーテル化したものなどを例示できる。
しては、例えば、トリメチロールプロパントリトリレン
ジイソシアネートメチルエチルケトオキシムアダクトな
ど、前記ポリイソシアネート化合物に揮発性低分子活性
水素化合物を付加させたものを挙げることができ、
しては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコー
ル、n-ブチルアルコール、シクロヘキシルアルコール、
ベンジルアルコール、エチレングリコールモノエチルエ
ーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、フェ
ノール等の脂肪族、脂環族または芳香族アルコール;
チルアミノエタノールなどのヒドロキシ第3アミン;例
えば、アセトキシム、メチルエチルケトオキシム等のケ
トオキシム類;例えば、アセチルアセトン、アセト酢酸
エステル、マロン酸エステル等の活性メチレン化合物;
ε-カプロラクタム等のラクタム類;などを例示でき
る。
組成物の粘度経時変化抑制等の観点から、前記樹脂成分
(A)〜(C)100重量部に対して、例えば0〜10重量部、好
ましくは 0.5〜10、特に好ましくは1〜5重量部程度の
量が例示できる。
応じて、無機質分散剤(例えば、ヘキサメタリン酸ナト
リウム、トリポリリン酸ナトリウム等)、有機質分散剤
(例えば、ノプコスパース 44C[商品名、ポリカルボン
酸系;サンノプコ(株)製])などの分散剤;例えば、シ
リコン系などの消泡剤;
ス系誘導体、ポリカルボン酸系樹脂、界面活性剤系等の
増粘剤および粘性改良剤;例えば、エチレングリコー
ル、ブチルセロソルブ、ブチルカルビトール、ブチルカ
ルビトールアセテート等の有機溶剤;老化防止剤;防腐
剤・防黴剤;紫外線吸収剤;帯電防止剤;等を添加混合
することができる。
るものではないが、一般に、固形分約20〜90重量%、好
ましくは約30〜85重量%;pH7〜11、好ましくは8〜
10;粘度150000cps以下(B型回転粘度計、25℃、20rp
m)、好ましくは約10000〜100000cpsである。
とができる金属加工部材の基材としては、例えば、鋼
板;例えば、鉛−錫合金メッキ鋼板(タンシート鋼
板)、錫メッキ鋼板、アルミニウムメッキ鋼板、鉛メッ
キ鋼板、クロムメッキ鋼板、ニッケルメッキ鋼板などの
各種メッキ鋼板;等を挙げることができる。また、該被
覆組成物は卓越した基材密着性を発揮するので、電着塗
装鋼板などの塗装鋼板も好適に使用できる。
な基材を板金プレスなどにより各種形状に成形加工した
もの、及び、これらを各種自動車部材として溶接したも
の、例えば、自動車のガソリンタンク、床裏、タイヤハ
ウス、フロントエプロン、リヤーエプロンなどの車室外
の板金加工部材の電着塗装面、中塗装面または上塗装面
等の被覆用に好適に使用することができる。
ることができ、エアレス吹き付け塗装法を用いることが
多い。
ことのできる好適な耐チッピング用塗膜の乾燥膜厚は、
約200〜800μ、特には約300〜600μ程度であるのが好ま
しい。該膜厚が、該上限値以下であれば加熱乾燥工程で
フクレを生ずることがないので好ましく、一方、該下限
値以上であれば耐チッピング性が優れているので好まし
い。
乾燥であってもよいが、好ましくは、約80℃程度の温度
で予備乾燥した後、約120〜160℃程度の温度条件で加熱
炉にて加熱乾燥するのがよい。
げて、本発明を一層詳細に説明する。
た試験用サンプルの作成及び試験方法は次の通りであ
る。
製のカチオン電着塗料「U-600」を用いて電着塗装した
鋼板(以下、ED板と称する)厚さ 0.8×100×200mmのも
のに、各試料をエアレス吹付け塗装法によって乾燥塗膜
が所定の厚さになるように塗装し、熱風循環式乾燥器を
用いて 90℃、10分予備乾燥した後、130℃、20分間熱処
理する。
さを変えて塗装を行い、乾燥時にふくれの生じない最大
膜厚を求め、フクレ限界膜厚とする。
して得た試験片を、約25℃の恒温条件下に16時間放置し
た後、事務用カッターを用いて塗膜表面から基材に達す
る深さで、長さそれぞれ約5cmの×印のカット線を入れ
る。
てかけて固定し、その塗面に2mの高さから鉛直方向に
内径 20mmφのポリ塩化ビニル製パイプを用いてナット
(M-4)をカット線のクロス部をめがけて連続して落下
させ、ED板の素地が露出したときの落下したナットの総
重量で評価する。
して得た試験片を、約40℃の脱イオン水中に7日間浸漬
後取り出して水分をふき取り、次いで前(3)項と同様に
×印のカット線を作成して、25℃で3時間放置した後、
前(3)項と同様の方法で耐チッピング性試験を行い同様
に評価する。
間以上放置したのち同温度で JIS K 5400に準じてデュ
ポン式耐衝撃テストを行う。
3mmの撃ち型と受け台を取り付け、試験片の塗膜面を上
向きにしてその間に挟み、質量 500±1gの重りを 50cm
の高さから撃ち型の上に落とし、塗膜面の損傷の度合い
を目視により次のような評価基準に従って評価する。
して得た試験片を、ゴバン目試験機〔スガ試験機(株)
製〕を用いて、表から縦、横それぞれ1mm間隔で基材に
達する深さのカット線を入れて1cm2中に 100個のゴバ
ン目を作製する。
〔ニチバン(株)製〕を貼り付け、手ですばやく 180゜剥
離を行い、塗膜の残存した目を数えて塗膜残存目数/10
0と表示する。
ラブルフラスコに、脱イオン水 250重量部を仕込み、窒
素フローしながら 80℃に昇温した。次に、別の容器に
脱イオン水 233重量部およびドデシルベンゼンスルホン
酸ナトリウム(ABS)10重量部を入れて攪拌して均一の水
溶液とし、これにスチレン(St)485重量部およびアクリ
ル酸(AA)15重量部を均一に混合した単量体混合液を滴下
して攪拌し、単量体プレエマルジョンを作成し、
液として過硫酸アンモニウム(APS)の5重量%水溶液
30重量部を3時間で連続的に添加し、その後同温度で1
時間保持し、約25重量%アンモニア水を4ml添加して共
重合体エマルジョンを得た。
共重合体エマルジョンの固形分、pH、粘度、粒子径、及
び、共重合体のTgを第1表に示す。
チルメタクリレート(MMA)を 485重量部用いる以外は
参考例1とほぼ同様にして、共重合体エマルジョンを得
た。この重合に際しての単量体組成、得られた共重合体
エマルジョンの固形分、pH、粘度、粒子径、及び、共重
合体のTgを第1表に示す。
435重量部及び 2-ヒドロキシエチルメタクリレート(H
EMA)50重量部用いる以外は参考例1と同様にして、共
重合体エマルジョンを得た。この重合に際しての単量体
組成、得られた共重合体エマルジョンの固形分、pH、粘
度、粒子径、及び、共重合体のTgを第1表に示す。
2〔住友ノーガタック(株)製;Tg−40℃、粘度170cps、
pH 7.1、固形分 52.5重量%、粒子系 0.16μ〕114重量
部(固形分で約60重量部)、参考例1の共重合体エマル
ジョン60重量部(固形分で約30重量部)及び市販のウレ
タン系樹脂エマルジョン M-589〔(商品名);トーヨーポ
リマー(株)製〕33重量部(固形分で約10重量部)、
名);サンノプコ(株)製;ポリカルボン酸系〕2重量部
(固形分約0.80重量部)、充填剤として粉末炭酸カルシ
ウム〔商品名:R重炭、平均粒径約10μ:丸尾カルシウ
ム(株)製〕168重量部、ホワイトカーボン〔商品名:ニ
プシル E-200A:日本シリカ工業(株)製〕50重量部、着
色顔料としてカーボンブラック3重量部並びに防錆顔料
としてメタ硼酸バリウム12重量部、架橋剤として SU-12
5F〔(商品名):アジリジン化合物:明成化学工業(株)
製〕、増粘剤としてアデカノール UH-472〔(商品名);
旭電化工業(株)製;界面活性剤系〕1.5重量部(固形分
約0.45重量部)並びに消泡剤としてノプコ 8034〔(商品
名);サンノプコ(株)製〕0.6重量部、脱イオン水 20重
量部をディスパーを用いて均一に分散させ、
色顔料及び防錆顔料の合計量)の割合(以下、PWCと略
記することがある)が 70重量%の耐チッピング用水性
被覆組成物を作成した。
試験を行った。該組成物の配合組成を第2表に、各種物
性の測定結果を第3表に示した。
使用せず、その同量を炭酸カルシウムに置き換え、脱イ
オン水の添加量を加減する以外は実施例1とほぼ同様に
して、PWC 70%の耐チッピング用水性被覆組成物を作成
した。
試験を行った。該組成物の配合組成を第2表に、各種物
性の測定結果を第3表に示した。
イオン水の添加量を加減する以外は実施例1とほぼ同様
にして、PWCの異なる耐チッピング用水性被覆組成物を
作成した。
試験を行った。該組成物の配合組成を第2表に、各種物
性の測定結果を第3表に示した。
用いる代わりに、参考例2〜3の共重合体エマルジョン
を用い、脱イオン水の添加量を加減する以外は実施例1
とほぼ同様にして、PWC 70%の耐チッピング用水性被覆
組成物を作成した。
試験を行った。該組成物の配合組成を第2表に、各種物
性の測定結果を第3表に示した。
ず、また脱イオン水の添加量を加減する以外は実施例1
とほぼ同様にして PWC 70%の耐チッピング用水性被覆
組成物を作成した。
試験を行った。該組成物の配合組成を第2表に、各種物
性の測定結果を第3表に示した。
同量を炭酸カルシウムに置き換え、脱イオン水を添加し
ない以外は実施例8とほぼ同様にして、PWC 70%の耐チ
ッピング用水性被覆組成物を作成した。
試験を行った。該組成物の配合組成を第2表に、各種物
性の測定結果を第3表に示した。
ッピング用水性被覆組成物として用いると、通常の水性
共重合体エマルジョン及び無機質充填剤を用いたのでは
達成することのできない優れた諸物性、すなわち、
おける耐チッピング性、特に被覆塗膜が湿潤していると
きの耐チッピング性;金属加工部材、特に、例えばカチ
オン電着塗装鋼板などの被覆組成物が比較的密着しにく
い金属加工部材への優れた密着性;フラットで均質な塗
膜形成性;耐水性;耐ガソリン性;耐衝撃性;防音性な
どの耐チッピング用被覆組成物としての諸性質をバラン
スよく兼備するとともに、
を形成するときにもその乾燥工程でフクレなどの不都合
を引き起こすことのない卓越したものであり、さらに、
低 PWC下でのフクレ限界;耐チッピング性;密着性;耐
水性等諸物性のバランスに優れている。
Claims (1)
- 【請求項1】水性樹脂分散液と無機質充填剤とを含有し
てなる水性被覆組成物において、該水性樹脂分散液の樹
脂成分が下記(A)〜(C)からなり、(A) ガラス転移点が0
℃以下である合成ゴム系共重合体 40〜100重量%及び、
(B) ガラス転移点が 50℃以上のエチレン系(共)重合体
0〜50重量%及び、(C) ウレタン系樹脂 0〜50重量
%、〔但し(A)〜(C)の合計を100重量%とする]、且
つ、無機質充填剤として上記樹脂成分100重量部に対
し、(D) ホワイトカーボン 0.5〜100重量部、を含有し
てなることを特徴とする水性被覆組成物。
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