JPH07316443A

JPH07316443A - 水性樹脂組成物

Info

Publication number: JPH07316443A
Application number: JP10677794A
Authority: JP
Inventors: Takeyasu Itou; 東威安伊
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 1994-05-20
Filing date: 1994-05-20
Publication date: 1995-12-05

Abstract

(57)【要約】【目的】めっき鋼板等の金属製品に塗布して、耐加熱変
色性および耐食性に優れるとともに、加工密着性にも優
れる塗膜を形成することができる水性樹脂組成物の提
供。【構成】水溶性樹脂および平均粒子径１μｍ以下の水分
散性樹脂から選ばれる少なくとも１種の水性樹脂と、ア
ルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物から選
ばれる少なくとも１種であって、水に溶解してアルカリ
性を呈するアルカリ性化合物とを含む水性樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水性樹脂組成物に関し、
特に、被塗物に塗布して、耐加熱変色性および耐食性に
優れる塗膜を形成することができる水性樹脂組成物に関
する。

【０００２】

【従来の技術】家電製品、自動車、建材等の素材として
用いられる金属板、例えば、鋼板、めっき鋼板、アルミ
ニウム板等の表面保護等を目的として、これらの金属製
品の表面にクリヤー塗装を施すことが行われている。こ
れらのクリヤー塗装において、最近では加熱時に変色し
ないものが要求されている。例えば、トースターの部品
素材に用いられる鋼板は、クリヤー塗装した後、成形加
工され、使用時に約２００℃程度に加熱される。この鋼
板は、長時間の使用期間中において変色しないことが要
求される。また、アルミニウム板は、ルームクーラー等
の熱交換器のアルミニウム・フィン材として用いられ
る。このアルミニウム・フィン材は、下地としてクロメ
ート皮膜やベーマイト皮膜を形成した後、有機樹脂およ
び／または無機物質からなる皮膜が形成されている。こ
のアルミニウム・フィン材は、熱交換器の組立工程で、
フィンに成形加工され、ろう付けまたは溶接される。こ
のとき、皮膜が黄変したり、褐変すると、外観上の大き
な欠陥となる。

【０００３】これらの有機または無機の皮膜を形成する
ために、従来、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン
樹脂、フェノール樹脂等の汎用の有機樹脂、あるいは水
ガラス等の無機物質が使用されている。しかし、無機物
質からなる皮膜は、柔軟性に欠けるため、加工密着性に
劣り、機械的加工時や衝撃を受けたときに折り曲げ部に
割れ、亀裂が生じたりする欠点があった。一方、有機樹
脂からなる皮膜は、加工密着性には優れるが、耐加熱変
色性に劣り、焼付処理時または成形後に２００〜３００
℃に加熱すると変色してしまう欠点があった。

【０００４】そこで、耐加熱変色性を改善するために、
有機／無機の混合皮膜を形成する技術が提案されている
（特公平６−２３８９号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記有機／無
機の混合皮膜においては、無機物質の含有量が大である
ため、無機物質のみからなる皮膜と同様に、加工密着性
に劣る問題があった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、めっき鋼板等の
金属製品に塗布して、耐加熱変色性および耐食性に優れ
るとともに、加工密着性にも優れる塗膜を形成すること
ができる水性樹脂組成物を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、水溶性樹脂および平均粒子径１μｍ以下
の水分散性樹脂から選ばれる少なくとも１種の水性樹脂
と、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物
から選ばれる少なくとも１種であって、水に溶解してア
ルカリ性を呈するアルカリ性化合物とを含む水性樹脂組
成物を提供するものである。

【０００８】また、前記水性樹脂組成物が、水性樹脂１
００重量部に対して、アルカリ性化合物０．５〜２０重
量部含むものであると、好ましい。

【０００９】さらに、前記水性樹脂組成物が、水性樹脂
１００重量部に対して、アルカリ性化合物５〜２０重量
部含むものであると、好ましい。

【００１０】また、前記水分散性樹脂が、平均粒子径
０．５μｍ以下のものであると、好ましい。

【００１１】前記アルカリ性化合物が、ケイ酸カリウム
およびケイ酸ナトリウムから選ばれる少なくとも１種の
化合物であると、好ましい。

【００１２】前記水性樹脂組成物が、コロイダルシリ
カ、フュームドシリカおよびシリカゾルから選ばれる少
なくとも１種の二酸化ケイ素粒子を含有することができ
る。

【００１３】以下、本発明の水性樹脂組成物（以下、
「本発明の組成物」という）について詳細に説明する。

【００１４】本発明の組成物の主成分である水性樹脂
は、水溶性樹脂および水分散性樹脂から選ばれる少なく
とも１種である。

【００１５】水溶性樹脂は、水に溶解し、被塗物に塗布
して、焼付処理によって塗膜を形成することができるも
のである。この水溶性樹脂の具体例として、（メタ）ア
クリル樹脂、（メタ）アクリル酸エステル樹脂、アルキ
ッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹
脂等が挙げられ、また、これらの樹脂を変性したもの、
例えば、メラミンアルキッド樹脂、アミノアルキッド樹
脂などが挙げられる。

【００１６】水分散性樹脂は、水中に分散し、被塗物に
塗布して、焼付処理によって塗膜を形成することができ
るものである。この水分散性樹脂の具体例として、ポリ
エチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、アク
リル酸エステル共重合体、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂
等が挙げられ、また、これらの樹脂を変性したもの、例
えば、カーボネート変性ウレタン樹脂、アクリル樹脂変
性エポキシ樹脂、アルキッド変性エポキシ樹脂、ポリブ
タジエン変性エポキシ樹脂、（ポリ）アミン変性エポキ
シ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂などが挙げられる。
これらの水分散性樹脂は、通常、エマルジョンの形態で
本発明の組成物中に配合される。

【００１７】この水分散性樹脂の平均粒子径は、１μｍ
以下であり、好ましくは０．５μｍ以下である。平均粒
子径が１μｍを超える水分散性樹脂は、後記のアルカリ
性化合物と十分に混合されず、耐加熱変色性が改善され
ないおそれがある。

【００１８】本発明において、前記水溶性樹脂または水
分散性樹脂は、１種単独もしくは２種以上の組合せを水
性樹脂として用いてもよい。

【００１９】本発明の組成物の主成分であるアルカリ性
化合物は、水中で一部または全部が溶解してアルカリ性
水溶液を形成することができるものであり、例えば、ア
ルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物から選
ばれる少なくとも１種である。アルカリ金属化合物とし
ては、例えば、水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、
炭酸ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸カリウム、炭
酸カリウム、水ガラス等の無機アルカリ化合物、さらに
有機酸のアルカリ金属塩、例えば、酢酸ナトリウムなど
の有機アルカリ化合物などが挙げられる。また、アルカ
リ土類金属化合物として、例えば、水酸化カルシウム等
の無機化合物、さらに有機酸のアルカリ土類金属塩、例
えば、酢酸カルシウム等の有機アルカリ土類金属化合物
などが挙げられる。アルカリ金属化合物とアルカリ土類
金属化合物とでは、水性樹脂に配合して本発明の組成物
を調製した場合、水性樹脂との相互作用からアルカリ金
属化合物の方が安定性が良好であるため、好ましい。こ
れらは１種単独でも２種以上を組み合わせても用いられ
る。これらの中でも、耐水性および耐食性が良好である
塗膜が得られる点で、ケイ酸ナトリウムおよびケイ酸カ
リウムが、好ましい。

【００２０】本発明の組成物における前記水性樹脂とア
ルカリ性化合物の配合割合は、好ましくは水性樹脂１０
０重量部に対して、アルカリ性化合物０．５〜２０重量
部の割合であり、さらに好ましくは水性樹脂１００重量
部に対して、アルカリ性化合物５〜２０重量部の割合で
ある。水性樹脂１００重量部に対して、アルカリ性化合
物の配合量が、少な過ぎると、耐加熱変色性が改善され
ず、多過ぎると、本発明の組成物から得られる塗膜の耐
水性および耐食性が劣り、また、組成物の粘度が増加し
て、甚だしいときはゲル化が生じ、塗布作業性が悪化す
るおそれがある。

【００２１】また、本発明の組成物は、前記水性樹脂お
よびアルカリ性化合物以外に、必要に応じて各種の配合
剤を含有していてもよい。用いられる配合剤としては、
例えば、硬化剤、防錆剤、潤滑剤、消泡剤、界面活性
剤、着色剤等が挙げられる。また、コロイダルシリカ、
ヒュームドシリカ、シリカゾル等のＳｉＯ₂粒子などの
無機粒子を配合してもよい。

【００２２】本発明の組成物の製造は、前記アルカリ性
化合物の水溶液あるいは水分散液、ならびに必要に応じ
て配合される各種配合剤を、前記水性樹脂に添加し、所
定の固形分濃度にイオン交換水で調製する方法にしたが
って行うことができる。

【００２３】本発明の組成物を被塗物に塗布して塗膜を
形成するには、本発明の組成物を水と混合して塗布液を
調製し、この塗布液を被塗物に塗布し、到達板温で６０
〜２００℃程度の温度で焼付処理する方法にしたがって
行うことができる。塗布液は、本発明の組成物を水と混
合して固形分２０〜３５％程度の水溶液または水分散液
を調製して製造することができる。

【００２４】塗布の方法は、公知の種々の方法にしたが
って行うことができ、特に制限されない。例えば、カー
テンフローコーター法等のフローコーター法、エアスプ
レー、エアレススプレー等を用いるスプレー法、ロール
コーター法、ナイフコーターなどのいずれの方法にした
がっても行うことができる。

【００２５】本発明の組成物は、鋼板、アルミニウム板
等の金属板、および電気めっき鋼板、溶融めっき鋼板等
のめっき鋼板などのいずれの被塗物に塗布して、耐加熱
変色性および耐食性に優れる塗膜を形成することができ
る。

【００２６】

【実施例】次に、実施例および比較例を挙げて本発明を
具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限
り、これらの例に何ら制約されるものではない。

【００２７】（実施例１〜４、比較例１，２）熱交換器
用アルミニウム・フィン材（厚さ：０．１ｍｍ）に表面
清浄化処理を施した後、リン酸クロメート処理して、ク
ロム付着量２０ｍｇ／ｍ²のアルミニウム・フィン材試
料を調製した。

【００２８】各例において、表１に示す組成の水性樹脂
組成物と、イオン交換水とを混合し、不揮発分３０％の
塗布液を調製した。この塗布液を、アルミニウム・フィ
ン材試料にバーコートしてた後、熱風乾燥炉に入れ、２
３０℃で３５秒間焼付処理を行って、乾燥塗布量１．５
〜２．０ｇ／ｍ²の塗膜を有する試料を得た。

【００２９】得られた試料の加熱変色性および耐水性
を、下記の方法にしたがって評価した。結果を表１に示
す。

【００３０】加熱変色性試料を２５０℃のマッフル炉で１０時間加熱した後、塗
装面を目視で観察し下記の基準で評価した。 ○………変色なし △………わずかに変色あり ×………変色が激しい

【００３１】耐水性ＪＩＳＫ５４００９．２．２に準拠して、試料を
ヒューミィディティボックス内に２４時間放置後、塗装
面を目視で観察し下記の基準で評価した。 ○………変色なし △………わずかに白変 ×………白変

【００３２】（実施例５〜１６、比較例３，４）溶融亜
鉛めっき鋼板（亜鉛めっき目付量：１８０ｇ／ｍ²、厚
さ：０．３５ｍｍ、スパングルなし）に表面清浄化処理
を施した後、クロメート処理してクロム付着量２０ｍｇ
／ｍ²の鋼板試料を調製した。

【００３３】各例において、得られた鋼板試料を実施例
１と同様にして処理し、乾燥塗布量１．５〜２．０ｇ／
ｍ²の塗膜を有する試料を得、加熱変色性および耐水性
を評価した。結果を表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】注１）三菱レーヨン（株）製、商品名：ダ
イヤナールＬＷ−１７３のアンモニア中和品２）日本ペイント（株）製、シード重合ソープフリーエ
マルジョン３）カネボウＮＳＣ（株）製、エポルジョンＥＡ−５５
とエポルジョンＨＡ−５０を７７：２３の割合で混合し
たもの４）大日本インキ（株）製、商品名：ハイドランＡＰＸ
１０１Ｈ５）日本ペイント（株）製、カーボネート変性ウレタン
エマルジョンとカネボウＮＳＣ（株）製エポクロスＫ１
０５０Ｅを１００：３０の割合で混合したもの６）日本ペイント（株）製、水溶性ポリビニルフェノー
ル７）オイルフリーアルキッド（酸価６０）と大日本イン
キ（株）製スーパーベッカミンＪ−８２０を１００：３
０で共縮合後、アンモニア中和したもの８）日本化学工業（株）製、２Ｋ珪酸カリ（Ｋ₂Ｏ・ｎ
ＳｉＯ₂・×Ｈ₂Ｏのｎが約２．５のもの）９）珪酸ソーダ２号（Ｎａ₂Ｏ・ｎＳｉＯ₂・×Ｈ₂Ｏ
のｎが約２．５のもの）

【００３６】

【発明の効果】本発明の水性樹脂組成物は、被塗物に塗
布して、耐加熱変色性および耐食性に優れ、２００〜３
００℃の焼付処理時または加工成形後の加熱においても
変色せず、また、加工密着性にも優れる塗膜を形成する
ことができる。そのため、本発明の組成物は、２００〜
３００℃に加熱される金属製品に適用する有機皮膜を形
成するための塗装用組成物として好適である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水溶性樹脂および平均粒子径１μｍ以下の
水分散性樹脂から選ばれる少なくとも１種の水性樹脂
と、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物
から選ばれる少なくとも１種であって、水に溶解してア
ルカリ性を呈するアルカリ性化合物とを含む水性樹脂組
成物。
【請求項２】前記アルカリ性化合物が、ケイ酸カリウム
およびケイ酸ナトリウムから選ばれる少なくとも１種の
化合物である請求項１に記載の水性樹脂組成物。