JPS592313B2 - 艶消塗料組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は表面平滑性及び塗膜特性が優れたスラリー状艶
消塗料組成物に関する。

） 近年、塗料及び塗装の無公害化が進められ、これに
適するものとして水系塗料及び粉体塗料の使用が増加し
つつある。

しかしながら、これらの無公害省資源型の塗料も特性上
あるいは使用上多少の難点を有する。例えば、粉体塗料
は特定の塗装装置を必要とするため、従来の溶剤型塗料
のような適用の容易さがなく用途が制限される。また水
系塗料のうち、水溶性塗料は固形分濃度力塙く出来ない
ため、一度に厚膜に塗布することが出来ず、一方エマル
ジョン塗料は界面活性剤を多量に使用するため、塗膜の
耐水性、耐薬品性等が低下する。これらの問題点を除去
するものとして、スラリー状塗料が開発されている。こ
のスラリー状塗料は主に水を媒体とし、軟化温度５〜１
２００Ｃ、粒子径０．５〜８０μ程度の樹脂粉末を固形
分濃度で約１０〜６０重量％の量で媒体中に分散させて
得られる塗料である。この塗料は約４０〜６０重量％の
高い固形分濃度で塗装出来るため、一度に厚膜に塗装す
ることが出来、かつ塗装方法も従来の溶液状塗料の塗装
装置がそのまま使用出来、又塗料中に多量の界面活性剤
を含まないため、耐水性、耐薬品性のすぐれた塗膜を形
成する事が出来る。しかも塗料の揮発成分の水のみであ
るから、資源の節約になると共に、公害を発生しないと
いう秀れた利点を有する。しかしながら、このスラリー
状塗料においてもまだ未解決のまま残された基本的な問
題が存在する。即ちその一つは塗面の平滑性、又は塗膜
特性等を低下することなく艶消塗膜を形成することが出
来ない点にある。従来、スラリー状塗料の艶を調整する
方法として樹脂粒子中に比較的吸油量の大きい顔料を艶
消剤として多量に分散含有せしめる方法、又は相互に相
溶性が不良の樹脂を組合せて用いる方法が知られている
。しかるに前者の方法は顔料分が多い為、塗膜の加熱成
膜時に樹脂粒子が充分に溶融流展せず、塗面に樹脂粒子
の形状が残りザラザラした荒れた感じになる。この欠点
は艶を下げる為に顔料分を多くするに従つて顕著になり
、ついには樹脂粒子の融着不良により塗膜の通気性が大
きくかつ強度が著しく低くなり塗膜の機能を果さなくな
る。又、後者の方法は樹脂の相溶性不良により塗膜の耐
候性が悪く屋外での使用に耐え得なくなる。本発明は上
記の問題を解決し、スラリー状塗料の特性を低下するこ
となく塗膜の艶を任意に調整することを目的とする。即
ち、本発明は、 の均質な混合物からなることを特徴とする艶消塗料組成
物に関する。

このような本発明の組成物は、塗装後加熱成膜時に樹脂
粒子の溶融流展が阻害されることがなく、平滑で均質な
連続被膜が形成される。

又使用する艶消剤の量は従来の方法に於いて用いる場合
の１／２〜１／３の量である。本発明組成物によれば塗
料を塗装後水が蒸発する際に艶消剤が樹脂粒子表面に付
着し、続いて樹脂粒子が溶融流展する際に樹脂粒子表層
部に艷消剤がより高い濃度で取り込まれるため、少量で
有効濃度に達する事が出来ることによるものと考えられ
る。本発明に使用する樹脂の軟化温度は５〜１２０℃の
範囲のものを用いる。

しかして軟化温度が５℃より低い粒子は貯蔵中に沈澱し
た粒子を攪拌し、再び均一化しようとするとき、その粘
着性のため充分に単独粒子にまでもどすことが出来ない
。また軟化温度が１２０℃より高い粒子は通常塗膜の成
膜に使われる８０〜２４０℃の加熱温度で充分に流展平
滑化が行われ難くなる。最適な軟化温度は４０〜８０℃
である。

本発明に使用される前記樹脂は、アクリル樹脂、エポキ
シ樹脂、ポリエステル樹脂、セルロース系樹脂から選ば
れた樹脂である。

又、該樹脂の粒子径は０．５〜８０μであり、粒子径が
０．５μより小さくなれば塗料が表面乾燥し易く、貯蔵
中の皮ばりや塗膜の加熱乾燥時にワキ、ピンホール等を
起し易くなり、又塗料が流動し易くなるため通常の塗膜
の厚さ、例えば２０〜８０μに塗布した場合塗膜にダレ
等の現象を生じて塗膜欠陥を起し易く、上記の膜厚を得
るためには重ね塗りをしなければならない等塗装作業性
に問題を生じ実用性が低下する。

一方粒子径が８０μより大きくなれば貯蔵中に沈澱し易
くなり、また塗料を通常の塗膜の厚さに塗布した場合、
加熱時に溶融流動して平滑な塗膜を形成し得なくなると
ともに、スプレー塗装ではノズル詰りを起し易いため適
用出来ない等の問題を生じる。

しかして最も好ましい結果を与える粒子径は５〜３０μ
である〇また水媒体中の樹脂粒子の量は１０〜６０重量
％（水媒体と樹脂粒子の総和に対する樹脂粒子の比率）
であり、樹脂粒子が１０重量％より少なくなれば塗料の
粘度が低くなり塗装時にダレ易くなるとともに、一度に
必要な膜厚に塗布し得なくなる。

又６０重量％より多くなれば塗料の製造及び使用時の攪
拌・均一化が困難になる。通常３５〜５０重量％が最適
である。

上記のスラリー状塗料には、着色剤及び増量剤として前
記樹脂粒子及び水媒体の一方もしくは両方に通常の有機
及び無機の着色顔料及び体質顔料を適宜分散含有せしめ
ることが出来る。

これ等の顔料は貯蔵時の安定性を保つために樹脂粒子中
に分散することが好ましく、一方水媒体中には貯蔵安定
性、塗装作業性及び塗膜形成性等を改良するために、通
常水系塗料に使用される界面活性剤、増粘剤、水溶性樹
脂及びエマルジヨン樹脂等を添加することが出来る。

これ等の添加量は塗膜特性の低下を来さない様に、界面
活性剤及び増粘剤は、それぞれ固形分で樹脂粒子に対し
２重量％以下、又、水溶性樹脂及びエマルジヨン樹脂等
の水希釈性樹脂は３０重量％以下とすることが好ましい
。

尚本発明で云う樹脂粒子とは、粒子中に含まれる顔料、
硬化剤等の添加剤をも含めたものを意味する。

前記アルミナゾル、シリケートゾル、チタンゾル、ニツ
ケルゾルから選ばれた少くとも１種の艶消剤は粒子径が
１０００ｍμ以下のゾル状もしくはエヤロゾル状のもの
である。

粒子径が１０００ｍμより大きくなれば粒子の表面積、
吸油量が不足し艶消効果が小さくなる為多量に添加しな
ければならず、又塗面がザラザラと荒れた状態になる等
の問題が生じる。

一方粒子径１ｍμ以下のゾルは製造が難しく、工業的に
は１ｍμ以上のものが量及び価格の上からも使用し易い
。特に粒子径が２〜１００ｍμの艶消剤を用いた場合壁
面の平滑性が良好で鈍い絹光沢状に艶が消された塗膜が
形状出来、好適である。

又、添加量は樹脂粒子に対し固形分で０．０１〜２．５
重量％である。

添加量が０．０１重量％より少くなれば艶消塗膜が得ら
れなくなり、又２．５重量％より多くなれば加熱成膜時
に塗膜内で樹脂粒子相互の融着を阻害し、いずれの場合
も本発明の目的に符合しなくなる。塗膜の艶は上記添加
量内で任意に調整出来るが、特に０．１〜１．５重量％
の添加で実用的な艶の調整が良好に行える。上記、艶消
剤としては、例えば「ＡＥＲＯＳＩＬｌ３Ｏ］、「ＡＥ
ＲＯＳＩＬ２ＯＯ］、「ＡＥＲＯＳＩＬ３ＯＯ」「ＡＥ
ＲＯＳＩＬ３８Ｏ］、「ＡＥＲＯＳＩＬＣＯＫ８４」、
「ＡＥＲＯＳＩＬＯ」、「ＡＥＲＯＳＩＬＯＸ５Ｏ」、
「ＡＥＲＯＳＩＬＭＯＸ８Ｏ」、［ＳＩＴＥＧＡＳ７」
、「ＣＡＬＳＩＬ」 （以上日本アエロジル（株）製品
の商品名）、「サイロイド＃２４４］、「サイロイド＃
３０８」（以上富士デヴイソン化学（株）製品商品名）
、「シルネツクスＰ一５２６」、［シルネツクスＮＰ−
８」、［シルネツクスＰ−５２７」、「シルネツクスＰ
５３Ｏ］（以上水沢化学工業（株）製品商品名）、「ビ
タシール＃２２０」、「ビタシール＃５５０」）（以上
（株）多木製肥所製品商品名）等のシリケートゾル：「
Ａｌ２Ｏ３−Ｃ」 （日本エアロジル（株）製品商品名
）等のアルミナゾル；「ＴｉＯ２Ｐ２５］（日本エアロ
ジル（株）製品商品名）等のチタンゾルが有る。

これ等の艷消剤は予め所定量をスラリー状塗料中に均一
に混合しておくか、又はスラリー状塗料とは別にゾル状
の艶消剤水分散液を用意し、使用時に適宜必要量を塗料
中に添加混合する等の方法により塗膜の艶を容易に調整
することが出来る。

又、本発明の塗料組成物は、通常の溶剤型塗料、水溶性
塗料及びエマルジヨン塗料と同様に、スプレー塗装、静
電塗装、浸漬塗装、カーテンJャ香[コート、ロールコー
ト、シヤワーコート等の塗装法が適用出来るが、均質な
塗膜を得るためにはスプレー塗装もしくは静電塗装が好
ましい。以下実施例により本発明を説明する。

尚実施例中で部及び％はそれぞれ重量部及び重量％を表
わす。

実施例 １ ガラス転移点４５℃、分子量１７０００１水酸基価６０
のアクリル樹脂〔２−エチルヘキシルアクリレート／エ
チルアクリレート／ヒドロキシエチルメタクリレート／
スチレン／メチルメタクリレート−１０／１３／１４／
２０／４３（重量比）の共重合体〕の６０％アセトン溶
液１１０部、軟化温度６８℃、イソシアネート当量７７
０のイソシアネート樹脂〔トリメチロールプロパン１モ
ルとイソボロンジイソシアネート３モルの付加物を、メ
チルエチルケトキシムとポリエチレングリコールの３：
１（当量比）の混合物でプロツクしたブロックィソシァ
ネート樹脂〕の６０％アセトン溶液５０部、反応触媒０
．５部、シリコン系表面調整剤０．５部及びチタン白３
０部を均一に撹拌練合して塗料溶液とし、この塗料溶液
６０部を高速攪拌下の水８００部中に加え、乳濁塗料液
滴より溶剤を水中へ溶出せしめ白色樹脂粒子を形成し、
これを沢過後水洗・沢過の操作を繰り返し、固形分７１
．４％の樹脂粒子含水ケーキを得た。

この樹脂粒子含水ケーキ７０部にノニオン系界面活性剤
０．２部、水溶性増粘安定剤０．５部、シリケートゾル
（商品名アエロジル２００、日本アエロジル（株）製、
平均粒子径１６ｍμのエヤロゾル）０．６部及び水３０
部を加え均一に攪拌混合し、さらにボールミルで微粉砕
して樹脂粒子の約８０％が粒子径４〜３０μの範囲にあ
るスラリー状塗料を得た。

この塗料を気温２５℃、相対湿度８５％のスプレーブー
ス内で磨軟鋼板にエアースプレー塗装し、１４０℃で３
０分間加熱乾燥して膜厚３５μの塗膜を得た。

この塗膜は光沢４７（６０度鏡面反射光沢値、以下同じ
）で優れた平滑性を有するものであつた。また塗膜の溶
出率を、メタノール／アセトンが重量比で５０／５０の
混合溶剤で煮沸して沸点にて測定した所、溶出率５％で
ほぼ完全に硬化している事が解つた。実施例 ２ エポキシ当量４５０〜５２５、軟化点６４〜７６℃のエ
ポキシ樹脂（商品名エピコート１００１；シエル化学製
）８３部、ジシアンジアミド６部、シリコン系表面調整
剤０．５部、チタン白３０部及びカーボンブラツク０．
２部を溶融練合し、機械粉砕及び分級して２００メツシ
ユ以下の樹脂粒子を調製した。

この樹脂粒子５０部に水溶性増粘安定剤０．５部、界面
活性剤０．２部、アルミナゾル（商品名Ａｌｕｎｌｌｎ
ｕｍＯｘｉｄｅＣｌ日本アエロゾル（株）製、平均粒子
径１０ｍμのエャロゾル）０．８部及び水５０部を加え
均一に攪拌混合した後、゛さらにボールミルで微粉砕し
、樹脂粒子の約８０％が粒子径５〜４０μの範囲内にあ
るスラリー状塗料を得た。この塗料１００部に水１１部
を加えて希釈し、磨軟鋼板にスプレー塗布し、１８０℃
、２０分加熱乾燥して得た塗膜は光沢２７で平滑性の良
好なものであつた。実施例 ３ 軟化温度９０℃、分子量約３０００の熱可塑性ポリエス
テル樹脂〔東洋紡績（株）製商品名バイロンＧＶ７ＯＯ
〕６５部、可塑剤（ジラウリルチオホスフェート）２部
、表面調整剤１部、及びチタン白３２部を溶融練合後機
械粉砕及び分級して、１５０メツシユ以下の樹脂粒子を
調製した。

この樹脂粒子５０部にアニオン系界面活性剤０．３部、
チタンゾル（商品名ＡＥＲＯＳＩＬ．ＴｉＯ２Ｐ２５、
日本アエロジル（株）製、平均粒子径３０ｍμのエャロ
ゾル）１．０部及び水５０部を均一に混合し、さらにボ
ールミルで微粉砕して樹脂粒子の約８０％が粒子径４〜
６０μの範囲にあるスラリー状塗料を得た。この塗料１
００部に水４２部を加えて希釈し、気温２５℃、相対湿
度４０％のスプレーフース内で磨軟鋼板に静電塗装した
。これを２５℃、相対湿度７０％の室内で１０分間セツ
テイングし、次に１６０℃で２０分間加熱した後水冷し
た。得られた塗膜は膜厚約４０μ、光沢８で平滑性に優
れ、放電式ピンホールテスターで４００ボルト荷電によ
り測定したところ、ピンホール数は１０個／イであつた
。又３７℃で５％食塩水を５日間噴霧したところ塗面に
錆の発生はみられなかつた。実施例 ４塩化ニッケルの
１０％水溶液７６．５部に水酸化ナトリウムの１０％水
溶液２３．５部を加え、解膠法にて水中に平均粒子径１
０ｍμの水酸化ニツケルのゾルを作成した。

このゾルを約３０倍量の水で水洗し、デカンテーシヨン
及び減圧乾燥にて濃縮し、不揮発分５０％の水酸化ニツ
ケルゾルを得た。

このゾルの平均粒子径は一次粒子の凝集により約１００
ｍμであつた。実施例１においてシリケートゾルの代り
に上記水酸化ニツケルゾル０．５部を用いた他はすべて
同様にしてスラリー状塗料及び塗膜を形成した。

この塗膜は光沢５２で平滑性のすぐれたものであつた。
実施例 ５ 実施例２においてアルミナゾルの代りにシリケートゾル
（商品名Ｅ９Ｏ、白水化学工業（株）製、平均粒子径５
００ｍμ）０．０５部を用い他はすべて同様にしてスラ
リー状塗料及び塗膜を形成した。

この塗膜は光沢７０で平滑性のすぐれたものであつた。
尚比較のためシリケートゾルを除去した他は本実施例と
同様にして作成した塗膜の光沢は９２であつた。

実施例 ６ 前記実施例１において、アクリル樹脂の６０％アセトン
溶液１１０部の代りにセルロースアセテートブチレート
〔イーストマンコダツク社製商品名ＦＡＢ−５５１−０
．０１：粘度０．０１秒、ブチル基５３％、アシル基２
％、０Ｈ基１．６％含有、融点１１０〜１２５℃、Ｔｇ
８５゜Ｃ〕の２０％アセトン溶液２９０部を代え、イソ
シアネート樹脂の６０％アセトン溶液５０部を７０部に
代えた他は同様にしてスラリー状塗料及び塗膜を作成し
た。

得られた塗膜は光沢４３を有する平滑なものであり、実
施例１と同様に塗膜の溶出率を測定した結果８％であつ
た。比較例 １ 実施例１と同じ塗料溶液１９１部にシリケートゾル（前
記アエロジル２００）１．５部加え、均一に撹拌混入し
た後、この塗料溶液を実施例１と同様にして水中に混合
し、固形分６７．８％の樹脂粒子含水ケーキを得た。

この樹脂粒子含水ケーキ７３．７部にノニオン系界面活
性剤０．２部、水溶性増粘安定剤０．５部及び水２６．
３部を加え均一に混合し、さらにボールミルで微粉砕し
て実施例１とほぼ同様の粒度の樹脂粒子を含むスラリー
状塗料を得た。この塗料を実施例１と同じ条件で磨軟鋼
板にスプレー塗装し、１４０℃で３０分間加熱乾燥して
膜厚３５μの塗膜を得た。この塗膜は光沢８２で平滑性
のほぼ良好なものであつた。またこの塗膜の溶出率を実
施例１と同様に測定した所、溶出率３７％であつた。

この様に塗膜の硬化が阻害される理由として該シリケー
トゾルは１０％水分散液のＰＨが３，６と強い酸性を示
し、このため樹脂粒子中にシリケートゾルを分散含有せ
しめた場合にはプロツクイソシアネートの解離が阻害さ
れることによるものと思われる。また該シリケートゾル
の添加量は実施例１とほぼ同量であるのに対し塗膜の光
沢値が８２でありほとんどつや消効果が得られなかつた
。尚、目測で実施例１と同等の光沢にする為には樹脂粒
子中にシリケートゾルを３．６％分散含有させなければ
ならず、これより得られる塗膜はザラザラした凹凸面と
なり１４０℃で３０分の加熱では塗膜は硬化せず、実施
例１と同等の硬化を得るためには１７０′Ｃで３０分の
加熱が必要であつたが塗膜の黄変が著しく実用塗膜にな
らなかつた。比較例 ２ 実施例２と同じエポキシ樹脂８３部、ジシアンジアミド
６部、シリコン系表面調整剤０．５部、チタン白３０部
、カーボンブラツク０．２部、及びアルミナゾル（前記
ＡｌｕｍｉｎｕｍＯｘｉｄｅＣ）１．９２部を溶融練合
後、機械粉砕及び分級して２００メツシユ以下の樹脂粒
子を得た。

この樹脂粒子５０部に水溶性増粘剤０．５部、界面活性
剤０．２部及び水５０部を加え均一に攪拌混合し、さら
にボールミルで微粉砕して実施例２とほぼ同様の粒度の
樹脂粒子を含むスラリー状塗料を得た。

この塗料１００部に水１１部を加えて希釈磨軟鋼板にス
プレー塗装し１８０℃で２０分加熱乾燥して得た塗膜は
光沢３８であつたが、塗膜の平滑性が不良で一面にザラ
ザラした凹凸が有り実用に供しえないものであつた。上
記の光沢値は塗面の荒れの為低く測定されたもので外観
上のつや消効果はより小さいものであつた。比較例 ３ 実施例３においてチタンゾルの量を３部にした以外は同
じ条件でスラリー状塗料を作成した。

この塗料１００部に水４２部を加え希釈し実施例３と同
じ条件で塗装及びセツテイングしたところ全面に微細な
クラツクを生じた。このため塗装の途中で２５℃、相対
湿度７０％の室内で１０分間セツテイングし再度重ね塗
り及びセツテイングを繰り返した後１６０℃で２０分間
加熱し水冷して膜厚４０μの塗膜を得た。この塗膜を実
施例３と同様にしてピンホール数の測定及び塩水噴霧試
験を行つたところ、通電量が大きく著しい多孔質塗膜で
あり、塩水噴霧２４時間以内に全面が錆で黄色に変色し
た。

比較例 ４ 実施例４においてニツケルゾルの量を０．００８部とし
た以外は同じ条件でスラリー状塗料及び塗膜を調製した
。

この塗膜の平滑性は良好であつたが光沢は９４でほとん
どつや消効果のないものであつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （イ）水媒体 ９０〜４０重量部 （ロ）アクリル樹脂、エポキシ樹脂、 ポリエステル樹脂、セルロース 系樹脂から選ばれた、軟化温度 ５〜１２０℃、粒子径０．５〜 ８０μの樹脂粒子 １０〜６０重量部 （ハ）粒子径１０００ｍμ以下のアル ミナゾル、シリケートゾル、チ タンゾル、及びニッケルゾルか ら選ばれた艶消剤の１種又はそ れ以上 ０．０１〜２．５重量％（上記樹脂粒子当り）
   の均質な混合物からなることを特徴とする艶消塗料組成
   物。 ２ 水媒体６５〜５０重量％、樹脂粒子３５〜５０重量
   ％を用いる特許請求の範囲第１項記載の艶消塗料組成物
   。 ３ 上記樹脂として軟化温度４０℃乃至８０℃を有する
   ものを用いる特許請求の範囲第１項記載の艶消塗料組成
   物。 ４ 樹脂の粒度が５〜３０μの樹脂粒子を用いる特許請
   求の範囲第１項記載の艶消塗料組成物。 ５ 艶消剤を樹脂量に対して０．１〜１．５重量％の量
   用いる特許請求の範囲第１項記載の艶消塗料組成物。 ６ 粒子径が２〜１００ｍμの艶消剤を使用する特許請
   求の範囲第１項記載の艶消塗料組成物。