JPS598371B2 - スラリ−状塗料の調色方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスラリー状塗料の調色方法に関する。

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、エマルジョン塗料及び粉体塗料
の使用が増加しつつある。しかしながらこれらの無公害
かつ省資源型の塗料も、特性上あるいは使用上多少の難
点を有している。

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が
高く出来ないため、一度に厚膜に塗布することが出来な
い。更に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という欠
点が見られる。ところで、これらの諸問題点を除去又は
改善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２０
〜１２０℃、平均粒子径５〜５０μ程度の樹脂粉末を固
形分濃度で約２０〜６０重量％の量を媒体中に分散させ
て得られる塗料である。この塗料は、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
用出来るという特徴を有している。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、かつ塗料の揮発成分が水のみ
であるため資源の節約が可能であると共に、公害を発生
しないという優れた利点を有する。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（粉体塗料においても同じであるが）調
色が困難であるということである。この点について更に
詳細に説明すると、従来スラリー状塗料の製造方法とし
て次の二つの方法が知られていた。その１つは機械粉砕
法、スプレードライ法等により粉末状塗料を製造した後
、界面活性剤等の湿潤剤により該粉末状塗料を水に分散
する方法であり、他の１つは水可溶性溶剤に溶解した塗
料溶液を水中に分散し、水可溶性溶剤を塗料溶液の液滴
より水中に移行せしめ、形成した樹脂粒子を水溶剤混合
物より分離し、洗浄を数回繰り返した後該樹脂粒子を適
当な湿潤剤により水中に分散する方法である。

それ故スラリー状塗料の色は前者の場合は粉末状塗料を
製造する時点で決定され、後者の場合は塗料溶液を製造
する時点で決定される。

しかして粉末状塗料又は樹脂粒子（以下、両者をまとめ
て樹脂粉末という）を調製した後は、調色は著しく困難
で、例えば互に色の異なる樹脂粉末を含むスラリー状塗
料相互の混合により調色したスラリー状塗料では均一な
色合の塗膜を得ることは極めて困難であつた。その理由
は、前記した如く、公知のスラリー状塗料は５〜５０μ
程度の樹脂粉末を含むため、粒子径の粗い部分、例えば
３０μ以上の樹脂粉末がわずかな色の差でもまだらな色
合いとなつて塗面に現われるからである。

また従来の活性剤等で顔料を分散させた色ベースでスラ
リー状塗料を調色する方法では、スラリー状塗料中にお
いて樹脂粉末と色ベースとが単に混合された状態にある
ため、塗膜となつた際、均一な着色状態が得られず、ま
だら状態となる。

従つてスラリー状塗料より形成される塗膜の色合を、樹
脂粉末の製造時に予想して調色しなければならず、両者
の色合にはしばしばずれが生じ、塗膜の色合を予想して
調色するにはかなりの熱線を要し、かつその調色には時
間を要するということはさけられなかつた。本発明の目
的はこの様に色がずれた場合等に、スラリー状塗料の塗
膜性能や塗料特性を低下させることなく、容易に調色出
来る方法を提供することである。

即ち本発明は軟化点２０〜１２０℃、平均粒子径５〜５
０μのアクリル樹脂および／またはポリエステル樹脂を
主成分とする着色樹脂粉末を水中に２０〜６０重量％分
散させたスラリー状塗料に、水溶性のアクリル樹脂およ
び／またはポリエステル樹脂および／またはアルキツド
樹脂溶液と有機系または無機系着色顔料からなり、かつ
水溶液樹脂溶液中の樹脂固形分と該顔料との重量比が１
／１〜１／７である調色用色ベースをスラリー状塗料構
成する樹脂粉末１００重量部に対し、調色用色ベースを
構成する樹脂固形分が約０．３重量部以下であり、かつ
調色用色ベースを構成する樹脂固形分と該顔料の和が約
１重量部以下になる量を混合し、調色することを特徴と
するスラリー状塗料の調色方法に関するものである。

本発明の方法により、スラリー状塗料の調製後において
も極めて容易に、かつ短時間に色の微調整が出来、さら
に調色用色ベースは特定の水溶性樹脂を含有しているた
め、樹脂粉末との相溶性がよく、樹脂粉末表面を調色用
色ベースで着色し、成膜時、樹脂粉末自体の色と調色用
色ベースの色とが均一化して塗膜の色を出すため、まだ
ら状態とならず、均一な色の塗膜を得ることが出来る。

本発明で使用するスラリー状塗料は軟化点２０〜１２０
℃、平均粒子径５〜５０μの樹脂を主成分とする顔料で
着色した樹脂粉末を水中に分散させたものであり、さら
に必要に応じて溶剤あるいは流動助剤、増粘剤、界面活
性剤等の添加剤を少量添加した、固形分２０〜６０重量
％の塗料である。上記樹脂としては耐食性、耐候性、耐
水性等の優れたアクリル樹脂、ポリエステル樹脂が好ま
しい。

またこれらの樹脂は熱硬化性、熱可塑性のいずれでもよ
いが、特に塗膜性能上、熱硬化性樹脂が好ましい。熱硬
化性アクリル樹脂、熱硬化性ポリエステル樹脂は自己硬
化型あるいは硬化剤との組合せでもよく、またその架橋
反応形式は公知のもの、たとえばヒドロキシル基とアル
コキシル基の反応、ヒドロキシル基とイソシアネート基
の反応、ヒドロキシル基とカルボキシル基の反応、カル
ボキシル基とエポキシ基の反応、アルコキシル基の自己
架橋、カルボキシル基とアルコキシル基の反応、エポキ
シ基とアルコキシル基の反応などを単独又は２種以上組
合せたものであつてもよい。上記架橋反応の組合せにお
いて、水中での粒子の安定性、仕上り外観、平滑性など
の点からヒドロキシル基とカルボキシル基の反応、ヒド
ロキシル基とカルボキシル基の反応、ヒドロキシル基と
イソシアネート基の反応、カルボキシル基とアルコキシ
ル基の反応、アルコキシル基の自己反応などが好適であ
る。本発明に使用される前記アクリル樹脂の代表的なも
のは、常法に従つて官能基含有単量体及びその他の共重
合性単量体を適宜組合せて重合することによつて得られ
るものである。

官能基含有単量体として例えばβ−ヒドロキシエチルア
クリレート、β−ヒドロキシプロピルアクリレート、β
ヒドロキシエチルメタクリレート、β−ヒドロキシプロ
ピルメタクリレート、メチロールアクリルアミド、メチ
ロールメタクリルアミドなどのヒドロキシル基含有単量
体、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン
酸、フマル酸、及びマレイン酸やフマル酸のモノアルコ
ールとのモノエステルなどのカルボキシル基含有単量体
、Ｎ−フトキシメチルメタクリルアミド、Ｎ−ブトキシ
メチルアクリルアミドなどのアルコキシル基含有単量体
、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート
、アリルグリシジルエーテルなどのエポキシ基含有単量
体、又、加熱によりイソシアネート基を再生する潜在イ
ソシアネート単量体としてたとえばトリメチルアミンメ
タクリルイミド、１・１−ジメチル−１−（２ヒドロキ
シプロピル）アミンメタクリルイミド、１・１−ジメチ
ル−１（２・３ジヒドロキシプロピル）アミンメタクリ
ルイミドなどのアミンイミド単量体、Ｎ−アルケニルア
ルキルカーバメート、Ｎ−アルケニルアリルカーバメー
ト、Ｎ−アラケニルアルキルカーバメート、Ｎ−スチリ
ルアルキルカーバメートなどカーバメート基を含む単量
体、及びヒドロキシル基を含む単量体と部分プロツクイ
ソシアネートとを反応させたプロツクイソシアネート基
を含む単量体などが挙げられる。一方、これらの官能基
含有単量体と共重合する単量体として、例えばエチレン
、プロピレン、イソブチレンなどのオレフイン性不飽和
単量体：スチレン、ビニルトルエン、αメチルスチレン
などの芳香族単量体：（メタ）アクリル酸メチル、（メ
タ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、
（メタ）アクリル酸−ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸
−イソブチル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（
メタ）アクリル酸−２エチルヘキシル、（メタ）アクリ
ル酸ラウリル等の（メタ）アクリル酸と炭素原子１〜１
８個のアルコールとのエステル類：酢酸ビニル、プロピ
オン酸ビニル、２−エチルヘキシル酸ビニル等の炭素原
子２〜１１個カルボン酸のビニルエステル類：其の他塩
化ビニル、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなど
の一種もしくは二種以上の混合物が使用できる。

又、前記ポリエステル樹脂は多価カルボン酸類と多価ア
ルコール類とより公知の方法で重合することにより得ら
れるもので、多価カルボン酸としては、例えばテレフタ
ル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水
フタル酸、無水トリメリツト酸、無水マレイン酸、無水
コハク酸などが使用され、又多価アルコールとしては例
えばエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエ
チレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパ
ン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、ビ
スフエノールＡなどが使用される。

特に芳香環を含む多価カルボン酸及び多価アルコールを
合計２０重量％以上使用することが貯蔵安定性を向上す
る点で好ましい。これ等の樹脂の架橋剤として使用でき
るものとしては例えばメラミン、尿素、ベンゾグアナミ
ン、スピログアナミンなどのアミン化合物にホルマリン
を反応させ、更にメタノール、エタノール、ブタノール
など炭素原子４個以下のアルコールで処理したアルキル
エーテル化アミノ樹脂：多価イソシアネート類を活性水
素化合物でマスクしたプロツクイソシアネート化合物：
ジエポキシ化合物：多価カルボン酸類：及び多価アルコ
ール類などがある。

上記樹脂の酸価は５〜３０程度が好ましく、この範囲で
、貯蔵安定性がよく、また調色用色ベースとの相溶性が
よく、さらに塗膜の平滑性等の優れたものが得られる。

又樹脂粉末の製造効率やスラリー状塗料の特に異常高温
時の貯蔵安定性などを向上するため、主成分樹脂の軟化
点は２０℃以上であることが望ましくかつ平滑な塗面を
得るために軟化点が１２０℃以下であることが望ましい
。

本発明の樹脂粉末は平均粒子径５〜５０μのものを使用
する。

平均粒子径が５μより小さい場合は粒子同志の凝集性が
大きくなり、又加熱成膜時に発泡しやすいなど水溶性塗
料に近い性質をおびてくるため不適である。又、粒子が
５０μより大きい場合は貯蔵中に樹脂粉末が沈殿凝集し
易くなり、また平滑な塗面が得られないため本発明の目
的に合致しなくなる。特に平均粒子径５〜３０μの樹脂
粉末を使用することにより貯蔵安定性が優れ、発泡のな
い平滑な塗膜を与える塗料が形成されるため本発明には
好適である。また樹脂粉末には、必要に応じエポキシ樹
脂、セルロース系樹脂、フエノール樹脂等の各種樹脂、
硬化剤、触媒その他各種添加剤を含有せしめることが出
来る。

スラリー状塗料は、前記樹脂粉末を固形分濃度で約２０
〜６０重量％の量を水媒体中に分散させた塗料であり、
さらに貯蔵安定性、塗膜の平滑性等塗膜性能を向上させ
るため、必要に応じメタノール等の１価アルコール、グ
リコール等の多価アルコール、ケトン類、エステル類の
溶剤を３重量％以下：アクリルエステルのオリゴマ一、
シリコンオイル等の流動助剤を２重量％以下：α・βエ
チレン性ビニモノマ一を含む酸価２００〜５００の共重
合体等の増粘剤を１重量％以下：ノニオン系界面活性剤
を１重量％以下添加することが出来る。

さらに防カビ剤、凍結防止剤、紫外線吸収剤等の各種添
加剤も必要に応じ添加することが出来る。次に本発明で
使用する調色用色ベースは水溶性樹脂溶液に有機系また
は無機系着色顔料を分散させたものである。

該水溶性樹脂としては、スラリー状塗料との相溶性がよ
く、また耐食性等の塗膜性能を低下させない、アクリル
樹脂、ポリエステル樹脂、アルキツド樹脂の１種又は２
種以上の混合物あるいはこれらの共重合体樹脂が好適で
ある。これら水溶性樹脂は、従来から水溶性樹脂塗料用
として一般に使用されているものを、そのまま使用出来
る。水溶性樹脂の酸価は３０〜１５０が適当である。酸
価が前記範囲より小さいと、水への溶解性が悪くなり、
均一な顔料分散物が得られず、逆に大きいと塗膜性能が
低下し、またスラリー状塗料との相溶性が悪くなり、塗
膜の仕上り外観が低下するため好ましくない。水溶性樹
脂溶液は、前記水溶性樹脂ワニスをアンモニア、第一級
アミン、第二級アミン、第三級アミンあるいはアルカリ
金属の水酸化物等の中和剤で中和し、水で希釈したもの
であり、さらに必要に応じアルコール系溶剤を一部併用
することも出来る。

また前記顔料としては通常塗料で使用されている各種有
機系または無機系着色顔料が使用できる。

尚、箔片状顔料および鱗片状アルミニウム顔料は、調色
には不適であり、本発明で使用する調色用色ベースには
使用出来ない。調色用色ベース中の樹脂固形分と顔料と
の重量比は１／１〜１／７が好適である。顔料が前記範
囲より少ないと着色力が落ち、色ベースとしての機能を
果せず、逆に多いと顔料の分散安定性が低下し、また樹
脂粒子とのなじみが悪くなり、色分れが生じ、また塗膜
の光沢が低下するため好ましくない。上記顔料の水溶性
樹脂溶液中への分散方法としてはロールミル、ボールミ
ル、セントリーミル等による通常の分散方法が使用しう
る。

調色用色ベースは調色の目的に応じ、１種もしくは２種
以上の異なる色の調色用色ベースを組合せてスラリー状
塗料にデイスパ一等の通常の混合手段により混合するこ
とが出来る。

調色用色ベースの添加割合は塗膜性能、光沢等の低下を
防止するため、スラリー状塗料を構成する樹脂粉末１０
０重量部に対し、調色用色ベースを構成する樹脂固形分
が約０．３重量部以下であり、かつ樹脂固形分と顔料の
和が約１重量部以下とする。この添加範囲により、色の
均一性、塗膜性能、光沢、ワキ膜厚等の諸特性を低下さ
せることなく、調色することが可能となる。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％であ
る。先ず実施例に使用するスラリー状塗料Ａ及びスラリ
ー状塗料Ｂ、各種調色用色ベースを前もつて次の通り調
製した。スラリー状塗料Ａの調製 攪拌機、温度計及び窒素ガス導入装置を備えた反応容器
に酢酸エチル１００部を入れ温度を８０℃にあげたのち
、下記のモノマー及び開始剤混液を９０分にわたつて滴
下する。

滴下終了後アゾビスイソブチロニトリル１部を追加して
５時間反応させると酸価２１、不揮発分５０％の透明粘
稠な樹脂溶液Ａが得られた。

該樹脂溶液から溶剤を除去し融点を測定した所７５〜７
６℃であつた。からなる混合組成物を均一に練合分散し
て白色塗料溶液を得た。

この塗料溶液を高速攪拌下の水４０００部に加え微細な
懸濁液滴にすると共に溶剤を水中に溶出せしめ、ついで
水及び溶剤の混液を沢別し、さらに沢別・洗浄を繰り返
し含水樹脂粉末ケーキを得た。この樹脂粉末ケーキを用
いて下記の配合でスラリー状塗料を作成した。を均一に
練合分散し固形分５０％、ＰＨ８．Ｏ平均樹脂粒子径２
５μのスラリー状塗料Ａ（自己硬化型）を得た。

スラリー状塗料Ｂの調製 テレフタル酸５８部、トリメチロールプロパン５０．８
部、トリメチルヘキサンジオール３７部を公知の方法で
エステル化して、酸価１６、ヒドロキシル価１４０１融
点５６〜６０℃のポリエステル樹脂（樹脂Ｂ）を得た。

を均一に混合したのち、二軸エクストルーダ一で溶融練
合し均一顔料分散ペレツトを得た。

これをバンタムミルで粉砕し、平均粒子径１８μの青色
粉末塗料を得た。この青色粉末塗料を用いて下記の配合
でスラリー状塗料を作成した。を均一に練合分散し固形
分４５％、ＰＨ８．４及び平均粒子径１８μの青色のス
ラリー状塗料Ｂを得た。

調色用色ベースの調製 第１表に示す水溶性樹脂ワニスと水を混合した水溶性樹
脂溶液に顔料を添加し、ロールミルにて粒度がグライン
ドゲージで１０μ以下になるよう分散し調色用色ベース
Ａ−１．Ａ−２、Ａ−３、Ｂ−１、Ｂ−２、Ｃ− １、
Ｃ−２、Ｄ− １、Ｄ−２を調製した。

実施例 １ スラリー状塗料Ａを指定された薄茶色に合せるために、
スラリー状塗料ＡＩＯＯ部に調色用色ベースＡ−１を０
．３部添加混合し、調色したスラリー状塗料をリン酸亜
鉛処理した軟鋼板に塗布し、１００℃で５分子熱後、１
８０℃で２０分焼付け、膜厚４０μの塗膜を得た。

得られた塗膜性能は第２表の通りであつた。

比較例 １実施例１において調色用色ベースＡ−１の代
りにＡ−３を使用する以外は同様にして塗膜を得た。

得られた塗膜性能は第２表の通りであつた。実施例 ２
スラリー状塗料Ｂを指定された緑青色に合せるために、
スラリー状塗料ＢＩＯＯ部に調色用色ベースＤ−１を１
部添加、混合し、調色したスラリー状塗料を実施例１と
同様にして塗膜を得た。

得られた塗膜性能は第２表の通りであつた。比較例 ２ 実施例２において調色用色ベースＤ−１の代りにＤ−
２を１．５部使用する以外は同様にして塗膜を得た。

得られた塗膜性能は第２表の通りであつた。実施例 ３ スラリー状塗料Ａを指定された淡黄色に合せるため、ス
ラリー状塗料ＡＩＯＯ部に調色用色ベースＡ− ２を０
．８部添加、混合し、調色したスラリー状塗料を実施例
１と同様にして塗膜を得た。

得られた塗膜性能は第２表の通りであつた。比較例 ３ 実施例３において調色用色ベースＡ− ２を１．５部添
加する以外は実施例３と同様にして塗膜を得た。

得られた塗膜性能は第２表の通りであつた。実施例 ４
スラリー状塗料Ａを指定された淡青色に合せるため、ス
ラリー状塗料ＡＩＯＯ部に調色用色ベースＣ−２を０．
５部添加、混合し、調色したスラリー状塗料を実施例１
と同様にして塗膜を得た。

得られた塗膜性能は第２表の通りであつた。比較例 ４ 実施例４において調色用色ベースＣ−２を１．３部添加
する以外は実施例４と同様にして塗膜を得た。

得られた塗膜性能は第２表の通りであつた。実施例 ５
スラリー状塗料Ｂを指定された紫色に合せるために、ス
ラリー状塗料ＢＩＯＯ部に調色用色ベースＢ−１を０．
９部、調色用色ベースＣ−１を０．１部添加混合し、調
色したスラリー状塗料を実施例１と同様にして塗膜を得
た。

得られた塗膜性能は第２表の通りであつた。実施例 ６ スラリー状塗料Ａを指定された淡緑色に合せるために、
スラリー状塗料ＡＩＯＯ部に調色用色ベースＡ− ２を
０．３部、調色用色ベースＢ− ２を０．２部添加混合
し、調色したスラリー状塗料を実施例１と同様にして塗
膜を得た。

得られた塗膜性能は第２表の通りであつた。第２表より
明らかな如く、本発明の方法に従つて調色した実施例１
〜６では塗膜の平滑性、耐食性、耐湿性が優れ、光沢の
低下もなく、また色分れもなかつた。

一方、調色用色ベースとして顔料を過剰に含有した比較
例１においては、顔料の凝集が発生し、得られた塗膜は
斑点状の模様が出て、均一な塗膜抹※が得られなかつた
。

また調色用色ベースとして樹脂分を過剰に含有した比較
例２においては色分れはなかつたが耐食性、耐湿性、光
沢が低下した。

また調色用色ベースを多量に添加した比較例３において
は色分れが大きく、実用的でなかつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軟化点２０〜１２０℃、平均粒子径５〜５０μのア
   クリル樹脂および／またはポリエステル樹脂を主成分と
   する着色樹脂粉末を水中に２０〜６０重量％分散させた
   スラリー状塗料に、水溶性のアクリル樹脂および／また
   はポリエステル樹脂および／またはアルキッド樹脂溶液
   と有機系または無機系着色顔料からなり、かつ水溶性樹
   脂溶液中の樹脂固形分と該顔料との重量比が１／１〜１
   ／７である調色用色ベースをスラリー状塗料を構成する
   樹脂粉末１００重量部に対し、調色用色ベースを構成す
   る樹脂固形分が約０．３重量部以下であり、かつ調色用
   色ベースを構成する樹脂固形分と該顔料の和が１重量部
   以下になる量混合し、調色することを特徴とするスラリ
   ー状塗料の調色方法。 ２ スラリー状塗料を構成する樹脂の酸価が５〜３０で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスラ
   リー状塗料の調色方法。 ３ 調色用色ベースを構成する水溶性樹脂の酸価が３０
   〜１５０であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のスラリー状塗料の調色方法。