JPH11246814A - 塗料組成物及びそれを用いた塗装方法 - Google Patents
塗料組成物及びそれを用いた塗装方法Info
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- JPH11246814A JPH11246814A JP10052326A JP5232698A JPH11246814A JP H11246814 A JPH11246814 A JP H11246814A JP 10052326 A JP10052326 A JP 10052326A JP 5232698 A JP5232698 A JP 5232698A JP H11246814 A JPH11246814 A JP H11246814A
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Abstract
含有する塗料組成物において、高温での焼き付けにおい
ても塗膜にクラック等を生じることなく、耐久性及び耐
汚染性に優れた塗膜を形成することができる塗料組成物
及びそれを用いた塗装方法を得る。 【解決手段】 フルオロカーボン樹脂を含む有機塗膜形
成成分と、下記の一般式(1)で表されるシリケート化
合物とを含有することを特徴としている。 【化1】 (式中、nは1〜50の整数であり、Rのうち少なくと
も1つは、置換されてもよいアラルキル基であり、残り
のRは炭素数1〜6の低級アルキル基である。)
Description
樹脂を塗膜形成成分の少なくとも一部として含み、耐久
性及び耐汚染性に優れた塗料組成物に関するものであ
り、特に上塗り塗料用の塗料組成物として適した塗料組
成物に関するものである。
どの用途において耐久性及び耐汚染性に優れた塗料とし
て、超疎水性を有するフルオロカーボン樹脂系塗料が知
られている。このようなフルオロカーボン樹脂系塗料
は、タフネスな仕上げを与え、また変化する天候条件で
小割れや白亜化しない仕上げを与え、優れた耐久性を与
える塗料として従来より用いられてきている。建築用パ
ネル等においても、このようなフルオロカーボン樹脂が
推奨されており、従来より使用されてきている。また、
耐汚染性についても、このような超疎水性のフルオロカ
ーボン樹脂系塗料は、その表面に水が付着しにくいた
め、汚れが付着しにくいと考えられていた。
ロカーボン樹脂系塗料で形成した塗膜を実際に屋外に暴
露すると、大気中の汚れが付着し易く、また雨筋汚れが
付着堆積し易いという問題があった。
汚染性塗膜の形成方法として、国際公開WO94/06
870号公報では、メチルシリケートやエチルシリケー
トなどのオルガノシリケートを上塗り塗料中に配合し、
この上塗り塗料を塗布した後、塗膜表面を酸処理するこ
とにより水に対する接触角を70度以下にする塗膜形成
方法が提案されている。この方法によれば、塗膜表面を
親水性にすることによって耐汚染性を向上させている。
報においては、フルオロアルキル基を有するオルガノシ
リケート化合物を配合した上塗り塗料組成物が提案され
ている。
き付け型のフルオロカーボン樹脂系塗料に、これらのオ
ルガノシリケートを用いると、塗膜の親水性は得られる
ものの、高温で焼き付けた際に、塗膜にクラック等を生
じ、塗膜外観が著しく低下するという問題があった。
ノシリケートは、このような塗膜にクラック等を生じる
という問題を有すると共に、一般に高価であるため経済
的でないという問題があった。
れた塗膜を形成することができ、かつ高温での焼き付け
においても塗膜にクラック等を生じない、フルオロカー
ボン樹脂を塗膜形成成分として含有する塗料組成物及び
それを用いた塗装方法を提供することにある。
フルオロカーボン樹脂を含む有機塗膜形成成分と、下記
の一般式(1)で表されるシリケート化合物とを含有す
ることを特徴とする塗料組成物である。
うち少なくとも1つは、置換されてもよいアラルキル基
であり、残りのRは炭素数1〜6の低級アルキル基であ
る。)
して、最も入手、または製造し易い一般的なものは、上
記一般式(1)の中のアラルキル基が、置換されてもよ
いベンジル基のものであり、特にベンジル基のものが一
般的である。また同様に、上記一般式(1)中の低級ア
ルキル基が、メチル基またはエチル基のものが最も入手
または製造し易く一般的である。特に、低級アルキル基
がエチル基であるものが取り扱い易い。従って、本発明
において用いる最も一般的なシリケート化合物として
は、上記一般式(1)中のアラルキル基がベンジル基で
あり、低級アルキル基がエチル基であるシリケート化合
物が挙げられる。
る。シリケート化合物 本発明において用いるシリケート化合物は、メチルシリ
ケートまたはエチルシリケートに、相当するアルコー
ル、すなわちアラルキルアルコール化合物を反応させる
アルコール交換反応により製造することができる。
である場合、上記アルコール交換反応の反応基質とし
て、以下に示す構造式を有するメチルシリケート及び/
またはその縮合物を用いることができる。
た、上記一般式(1)中の残りのRがエチル基である場
合には、以下に示す構造式で表されるエチルシリケート
及び/またはその縮合物を反応基質として用いることが
できる。
れらのメチルシリケート類及びエチルシリケート類は、
例えば、商品名「MS−51」、「MS−56」(三菱
化学社製)、商品名「エチルシリケート40」、「エチ
ルシリケート48」、「エチルシリケート28」(コル
コート社製)などの市販品として入手することができ
る。
ケート化合物を製造するのに用いるアルコール化合物と
しては、置換されていてもよいアラルキルアルコール化
合物を用いることができる。このようなアルコール化合
物としては、例えば、ベンジルアルコール、2−,3
−,または4−クロロベンジルアルコール、2−,3
−,または4−ブロモベンジルアルコール、2−,3
−,または4−ヨードベンジルアルコール、ジクロロベ
ンジルアルコールなどのハロゲン化ベンジルアルコー
ル、2−,3−,または4−メチルベンジルアルコー
ル、ジメチルベンジルアルコール、3,4,5−トリメ
チルベンジルアルコール、4−エチルベンジルアルコー
ル、4−イソプロピルベンジルアルコール、4−ブチル
ベンジルアルコール、4−tert−ブチルベンジルア
ルコールなどのアルキル置換ベンジルアルコール、ジメ
トキシベンジルアルコール、2−,3−,または4−エ
トキシベンジルアルコール、4−ブトキシベンジルアル
コール、2−,3−,または4−メトキシベンジルアル
コールなどのアルコキシ置換ベンジルアルコール、フェ
ネチルアルコール、ベンゾイン、フェニルプロパノール
などのベンジルアルコール類、フェネチルアルコール類
が挙げられる。
いてもよい。アルコール交換触媒としては、必要に応じ
て酸または塩基を用いることができる。酸としては、塩
酸、硫酸、燐酸、スルホン酸などのブレンステッド酸や
有機スズ化合物などのルイス酸が挙げられる。また、塩
基としては、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチル
アミン、ジメチルベンジルアミン、ジアザビシクロ
〔2,2,2〕オクタン、1,8−ジアザビシクロ
〔5,4,0〕ウンデセン−7などの3級アミンなどを
使用することができる。
に使用しなくてもよいが、例えば、反応試剤であるアル
コール化合物をエチルシリケート等に対し過剰に用いる
ことにより溶媒としてもよい。また、代表的な溶媒とし
ては、例えば、トルエン、ベンゼン、キシレンなどの芳
香族炭化水素、ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水
素、THF及びジオキサン等のエーテル類、メチルエチ
ルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、酢
酸エチル及び酢酸ブチルなどのエステル類、ジメチルカ
ーボメート、アセトニトリル等が挙げられる。溶媒の種
類及び使用量は特に限定されるものではないが、反応基
質であるエチルシリケート等と反応試剤であるアルコー
ル化合物の合計重量に対して10倍以下であることが好
ましい。
リケート等とアルコール化合物の割合は、アルコール化
合物がエチルシリケート等に対し少なくと1モル以上
で、置換に必要な量及びそれ以上の量を使用すればよ
い。反応は、置換によって生成するメタノールやエタノ
ールをアゼオトロピックに留去して行ってもよい。
が、一般に0℃〜200℃である。反応時間も特に限定
されるものではないが、24時間以内であることが好ま
しい。圧力は、一般に常圧であるが、必要に応じて、生
成するアルコールを留去するため減圧下に行ってもよ
い。
ルの量の測定、NMRスペクトルまたはGC(ガスク
ロ)分析により行うことができる。以上のようにして得
られる生成物は、一般に無色〜薄黄色の油状物質であ
る。
は、上述のようにメチルシリケート類及びエチルシリケ
ート類に、相当するアルコール化合物を反応させアルコ
ール交換反応により製造することができるが、本発明に
おいて用いるシリケート化合物は、このような製造方法
に限定されるものではなく、その他の製造方法により得
られるものであってもよい。
は、フルオロカーボン樹脂が含まれる。フルオロカーボ
ン樹脂としては、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリ
デン、及びフッ化ビニル共重合体が挙げられる。具体的
には、例えば、特公昭59−43226号公報、及び米
国特許第2419010号、第2510783号、第2
435537号、第2935818号、第246805
4号、第2970988号等に記載されているフルオロ
カーボン樹脂を用いることができる。本発明において、
最も好ましいフルオロカーボン樹脂は、ポリフッ化ビニ
リデンである。ポリフッ化ビニリデンの市販品として
は、商品名「カイナー500」(アトケム社製)、商品
名「ハイラー5000」(アウジモント社製)などが挙
げられる。
ボン樹脂として、ポリフッ化ビニリデン樹脂を用いる場
合には、アクリル樹脂を組み合わせて用いることが好ま
しい。このようなアクリル樹脂としては、熱可塑性アク
リル樹脂または熱硬化性アクリル樹脂を用いることがで
きる。特に好ましくは、熱可塑性アクリル樹脂が用いら
れる。
酸またはメタクリル酸のエステル、スチレンなどのビニ
ル芳香族モノマー、アクリル酸またはメタクリル酸のア
ミド化合物及びその誘導体、アクリロニトリル、メタク
リロニトリルなど、一般的に用いられる不飽和モノマー
の共重合体を用いることができる。一般的に、エステル
のアルコール部分が大きい程、生成樹脂は柔らかく、た
わみ性を有するようになる。また、一般的にメタクリル
エステルは、相当するアクリルエステルよりも硬い塗膜
を形成する。
量は、1,000〜150,000程度が好ましく、さ
らに好ましくは5,000〜100,000である。ア
クリル樹脂の分子量が低すぎると、焼き付けにより塗膜
を形成するというアクリル樹脂添加の効果が不十分とな
り、分子量が高すぎると塗膜の耐候性の低下や、粘度増
加などにより塗装作業性が低下し、さらには塗膜の光沢
不良などの問題を引き起こすおそれがある。
リデン樹脂とアクリル樹脂を併用する場合のこれらの配
合割合は、樹脂固形分基準で、ポリフッ化ビニリデン約
45〜約85重量%に対し、アクリル樹脂約55〜約1
5重量%の割合が好ましい。さらに好ましくは、樹脂固
形分基準で約65〜約75重量%のフルオロカーボン樹
脂に対し、約35〜約25重量%のアクリル樹脂の配合
割合である。
配合割合は、塗料組成物の樹脂固形分100重量部に対
し、0.1〜40重量部が好ましく、さらに好ましくは
1〜30重量部である。シリケート化合物の配合割合が
少なすぎると、塗膜の耐汚染性が不十分となり、逆にシ
リケート化合物の配合割合が多くなりすぎると、塗膜の
光沢の低下、塗膜のベタつき、耐アルカリ性の低下など
の問題を発生するおそれがある。
に塗布する前に塗料に添加し混合するが、塗料を製造す
る段階で、予め塗料中に添加しておいてもよい。予め塗
料中に添加しておく場合には、加水分解や縮合反応が進
行しないように、水が混入しない条件で保管しておくこ
とが好ましい。
よってシリケート化合物を製造する際に用いるアルコー
ルを溶剤として添加してもよい。このようなアルコール
は、一般式R1 OH(式中、R1 は一般式(1)中のア
ラルキル基を示す。)で表される。一般式(1)中のア
ラルキル基がベンジル基である場合には、ベンジルアル
コールが添加される。このようなアルコールの添加量
は、シリケート化合物100重量部に対して、10〜2
00重量部であることが好ましい。このようなアルコー
ルを添加することにより、塗料組成物中でのシリケート
化合物を安定化させることができ、さらには焼き付け工
程における塗膜異常を防止することができる。
的な有機顔料及び無機顔料を添加することができる。ま
た、本発明の塗料組成物には、有機塗膜形成成分として
フルオロカーボン樹脂を含む塗料系において用いられる
一般的な溶剤を用いることができる。
進させるため、カルボン酸アミン塩や有機金属化合物等
を添加してもよい。具体的には、2−エチルヘキサン酸
/ジメチルドデシルアミン(=40/60)塩、トリス
(アセチルアセトナト)アルミニウムなどが挙げられ
る。
成物を塗布した後、所定の温度で焼き付けることを特徴
とする塗装方法である。焼き付け温度は、塗料組成物中
の有機塗膜形成成分の種類や量並びに塗膜を被覆する基
体の材質等により異なり、有機塗膜形成成分が、ポリフ
ッ化ビニル、またはポリフッ化ビニリデンを含む場合、
一般的に焼き付け温度は210℃以上であり、好ましく
は230〜260℃の範囲内である。また、有機塗膜形
成成分がフッ化ビニル共重合体を含む場合には、一般的
に160℃以上であり、好ましくは、170〜180℃
の範囲内である。本発明の塗装方法では、上記本発明の
塗料組成物をスプレー塗装などの通常の塗装方法を用い
て塗装する。塗装膜厚は、特に制限されるものではない
が、一般的には約5〜約200μm程度の膜厚で塗布さ
れる。
または上記本発明の塗装方法を用いて塗装したことを特
徴とする基体である。本発明における基体は、特に限定
されるものではないが、本発明の塗料組成物がフルオロ
カーボン樹脂を有機塗膜形成成分として含む塗料であ
り、耐久性及び耐汚染性に優れた塗膜を形成することが
できるので、このような耐久性及び耐汚染性が要求され
る基体に適用することができる。このような基体とし
て、アルミサッシ、カーテンウォール、ビル建材等に用
いられる外装板及び内装板などが挙げられる。また基体
の材質としては、アルミニウム板、ステンレス板、亜鉛
銅板などの金属板を挙げることができる。
適したものである。従って、基体の上にプライマー等を
塗装した後、本発明の塗料組成物を塗装してもよい。本
発明の塗料組成物は、上記一般式(1)で示されるシリ
ケート化合物を含有している。本発明によれば、このよ
うなシリケート化合物を含有することにより、塗膜表面
を親水化することができ、かつ高温焼き付けの際にクラ
ック等を生じることなく塗膜を形成することができる。
本発明に従い、このようなシリケート化合物を用いるこ
とにより、クラック等を生じさせずに塗膜を形成できる
理由についてその詳細は明らかではないが、従来用いら
れているメチルシリケート、エチルシリケート、または
フッ素化シリケート等に比べ、本発明において用いるシ
リケート化合物の縮合反応が、塗膜形成の際に進行しに
くいためと思われる。本発明によれば、このように塗膜
形成の際の縮合反応が適度に抑制されるため、塗膜の収
縮等が起こりにくく、クラック等の塗膜異常を生じるこ
となく塗膜を形成することができるものと思われる。
式(1)で表されるシリケート化合物として、以下のシ
リケート化合物A〜Gを合成した。
コルコート社製、平均分子量745、1分子当たりのエ
トキシ基の数:平均12個)781g(1.05モル)
に、ベンジルアルコール114g(1.05モル)、及
びトリエチルアミン10.0gを加え、90℃で1時
間、120℃で2時間、140℃で1時間、180℃で
2時間反応させた。シリケート化合物Aの収量は75
2.7gであった。NMRスペクトルからベンジルアル
コールの交換は、エチルシリケートの1分子当たり1.
34個であり、置換率は11.2%であった。生成物の
粘度は、7.7cpsであった。
シリケートに対する1分子当たりの交換数の異なるベン
ジル置換エチルシリケートを合成した。得られたシリケ
ート化合物を表1に示す。
(商品名「カイナー500」、アトケム社製)とアクリ
ル樹脂(商品名「パラロイドB−44」、ロームアンド
ハース社製)を、重量比で7/3の割合で配合した樹脂
固形分35重量%溶剤65重量%の塗料を調製し、この
塗料に上記のシリケート化合物Cを表2に示す割合とな
るように添加して、実施例1〜4の塗料組成物を調製し
た。なお、実施例4においては、触媒として、2−エチ
ルヘキサン酸/ジメチルドデシルアミン塩(=40重量
部/60重量部)を表2に示す割合で添加した。
3の塗料組成物を調製した。比較例1ではエチルシリケ
ート(商品名「エチルシリケート40」)を用い、比較
例2では、ブチルセロソルブ変性シリケートを用い、比
較例3ではフッ化シリケート(商品名「ゼッフルGH−
100」、ダイキン工業社製)を用いた。
び比較例1〜3の塗料組成物を用いて、塗膜評価用のテ
ストピースを作製した。テストピースの作製は、クロメ
ート処理を施したアルミ板A1100(0.8mm×1
00mm×300mm)に、フッ素系プライマー(商品
名「デュフロンK500プライマー」、日本ぺイント社
製)を膜厚5〜10μmとなるように塗装し10分間放
置した後、上塗りメタリック塗料(フッ素系上塗り塗料
(PVdF)、商品名「デュフロンK500」、日本ぺ
イント社製)を乾燥膜厚が30〜35μmとなるように
塗装し、240℃で20分間焼き付けた後、上記実施例
1〜4及び比較例1〜3のクリヤ塗料組成物をそれぞれ
乾燥膜厚が10〜15μmとなるように塗装し、表3に
示す焼き付け条件で焼き付けた。
有無及び耐汚染性を評価した。塗膜のクラックの有無
は、肉眼で評価し、クラックの発生が認められないもの
を○印とし、クラックの発生が認められたものを×印と
して評価した。
株式会社の寝屋川事業所内で、2か月間曝露した後、そ
のままの状態でΔL値の変化を測定し、ΔL値が5以内
のものを○印として評価し、ΔL値が5を超えるものを
×印として評価した。評価結果を表3に示す。
明に従う実施例1〜4のクリヤ塗料組成物を用いてもの
は、焼き付け時においてクラックを発生することがな
く、また耐汚染性においても優れていることがわかる。
についても、上記のシリケート化合物Cと同様にして、
表2に示す割合となるように上記塗料に添加し、クリヤ
塗料組成物を調製して、得られた塗膜について塗膜のク
ラックの有無及び耐汚染性を評価したところ、シリケー
ト化合物Cと同様の結果が得られた。
り、高温での焼き付けにおいても塗膜にクラック等を生
じることなく、耐久性及び耐汚染性に優れた塗膜を形成
することができる。従って、建築用パネル等の塗料とし
て用い、優れた耐久性及び耐汚染性を発揮することがで
きる。
Claims (13)
- 【請求項1】 フルオロカーボン樹脂を含む有機塗膜形
成成分と、下記の一般式(1)で表されるシリケート化
合物とを含有することを特徴とする塗料組成物。 【化1】 (式中、nは1〜50の整数であり、Rのうち少なくと
も1つは、置換されてもよいアラルキル基であり、残り
のRは炭素数1〜6の低級アルキル基である。) - 【請求項2】 前記一般式(1)中のアラルキル基が置
換されてもよいベンジル基である請求項1に記載の塗料
組成物。 - 【請求項3】 前記一般式(1)中の低級アルキル基が
メチル基またはエチル基である請求項1または2に記載
の塗料組成物。 - 【請求項4】 前記一般式(1)中のアラルキル基がベ
ンジル基であり、低級アルキル基がエチル基である請求
項1に記載の塗料組成物。 - 【請求項5】 R1 OH(式中、R1 は一般式(1)中
のアラルキル基を示す。)で表されるアルコールを、前
記シリケート化合物100重量部に対して、10〜20
0重量部の割合で添加したことを特徴とする請求項1〜
4のいずれか1項に記載の塗料組成物。 - 【請求項6】 前記フルオロカーボン樹脂が、ポリフッ
化ビニル、またはポリフッ化ビニリデンである請求項1
〜5のいずれか1項に記載の塗料組成物。 - 【請求項7】 前記フルオロカーボン樹脂が、ポリフッ
化ビニリデンである請求項1〜6のいずれか1項に記載
の塗料組成物。 - 【請求項8】 前記有機塗膜形成成分が、フルオロカー
ボン樹脂としてのポリフッ化ビニリデンと、アクリル樹
脂とを含む請求項1〜7のいずれか1項に記載の塗料組
成物。 - 【請求項9】 前記有機塗膜形成成分が、樹脂固形分基
準で45〜85重量%のポリフッ化ビニリデンと、55
〜15重量%のアクリル樹脂とを含む請求項8に記載の
塗料組成物。 - 【請求項10】 前記有機塗膜形成成分が、210℃以
上の温度で焼き付けて塗膜化させる有機塗膜形成成分で
ある請求項1〜9のいずれか1項に記載の塗料組成物。 - 【請求項11】 請求項6〜10のいずれか1項に記載
の塗料組成物を塗布した後、210℃以上の温度で焼き
付けることを特徴とする塗装方法。 - 【請求項12】 前記フルオロカーボン樹脂がフッ化ビ
ニル共重合体である請求項1〜5のいずれか1項に記載
の塗料組成物。 - 【請求項13】 請求項1〜10及び12のいずれか1
項に記載の塗料組成物または請求項11に記載の塗装方
法を用いて塗装したことを特徴とする基体。
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