JP2001192620A - 水性塗料組成物、配合法および塗膜 - Google Patents
水性塗料組成物、配合法および塗膜Info
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Abstract
を損なうことなく、従来の水性塗料特有の塗膜表面の曇
りをなくし、鮮映性の高い(入射角20°において高光
沢値)塗膜を得ること。 【解決手段】 (A)水性樹脂分散体と、(B)有機性
酸性化合物および(C)塩基性化合物を含有してなる塗
料用樹脂組成物であって、かつ(B−1)酸性有機化合
物と(B−2)塩基性化合物の酸/塩基当量比が、1/
0.01から1/3である水性塗料用樹脂組成物を使用
することで上記課題が解決される。
Description
れた塗膜を与えることができる水性塗料組成物、水性塗
料用鮮映化剤、及び、塗装方法に関する。さらに詳しく
は、例えば建築外装、自動車、家電用品、プラスチック
などの各種用途に塗装したときに、従来の水系塗料特有
の塗膜表面の曇りを解消し、優れた鮮映性を達成できる
水性塗料組成物、水性塗料用鮮映化剤、及び、塗装方法
に関する。
るいは省資源の観点より、有機溶剤を使用するものか
ら、水溶性あるいは水分散樹脂への転換が試みられてい
る。しかしながら、従来の水系塗料は、その製膜過程が
粒子の融着によることや樹脂の分子量が高いことなどか
ら、レベリング性が悪いものであった。溶剤系塗料に比
べ、特にエナメル化した場合に、水系塗料特有の塗膜表
面の曇りが発生しやすく、鮮映性が乏しく、かつ光沢に
劣る欠点を有していた。
脂の低分子量化やエマルションの微粒子化等により、水
系塗料の製膜過程を改良し、鮮映性及び光沢を改良する
方法が一般的に提案されているが、これらの方法では塗
膜表面の曇りや鮮映性の改良には不十分であり、また、
耐候性、耐水性及び機械的安定性等の低下といった問題
が発生する。
化合物の混合物又は反応物を、反応性シリコン化合物含
有エマルションに硬化剤として添加する方法が開示され
ている(特開平7−133396号公報)。しかしこれ
は硬化剤としての添加であり、この添加による光沢度の
改良については記載されていない。また、上記文献で目
的とされる光沢度の改良は、比較的条件の緩い入射角6
0°におけるものであり、塗膜表面の鮮映性向上、曇り
の改良の効果を一層反映する入射角20°というより厳
しい条件での光沢度改良という点では不十分である。
鑑み、水性分散体に由来する基本的な塗膜物性を損なう
ことなく、水性塗料特有の塗膜表面の曇りをなくし、鮮
映性の高い塗膜を得ることを目的とするものである。
(A)水性樹脂分散体に、(B−1)酸性有機化合物及
び(B−2)塩基性化合物からなる(B)塗膜鮮映化成
分を配合してなることを特徴とする水性塗料用樹脂組成
物である。
からなる塗料を予め調製したあと、上記酸性有機化合物
(B−1)及び上記塩基性化合物(B−2)の混合物並
びに/又は上記酸性有機化合物(B−1)及び上記塩基
性化合物(B−2)の反応物を別途、上記塗料に添加剤
として添加する、上記水性塗料用樹脂組成物の製造方法
でもある。
から形成される塗膜でもある。更にまた、本発明は、上
記酸性有機化合物(B−1)及び上記塩基性化合物(B
−2)からなる水性塗料用塗膜鮮映化剤でもある。更に
本発明は、酸性有機化合物(B−1)及び塩基性化合物
(B−2)の混合物、又は、酸性有機化合物(B−1)
及び塩基性化合物(B−2)の反応物を使用する水性塗
料用塗膜鮮映化剤の製造方法でもある。更にまた、
(A)水性樹脂分散体に、(B−1)酸性有機化合物及
び(B−2)塩基性化合物からなる(B)塗膜鮮映化成
分を配合して水性塗料を調製し、被塗物に塗布する塗装
方法でもある。最後に、本発明は、(A)水性樹脂分散
体からなる水性塗料組成物に、(B−1)酸性有機化合
物及び(B−2)塩基性化合物を配合する水性塗料塗膜
の鮮映化方法でもある。以下に、本発明を詳述する。
樹脂分散体としては特に限定されず、例えば、スチレン
−ブタジエンゴムラテックス、(メタ)アクリロニトリ
ル−ブタジエンゴムラテックス、クロロプレン系ラテッ
クス、ブチルゴムラテックス、塩化ビニリデン−塩化ビ
ニル共重合体エマルション、酢酸ビニル重合体エマルシ
ョン、エチレン−酢酸ビニル系エマルション、酢酸ビニ
ル−アクリル共重合体エマルション、アクリル共重合体
エマルション、アクリル−スチレン重合体エマルショ
ン、ポリスチレンエマルション、ポリアミドエマルショ
ン、エポキシ樹脂エマルション、ポリエステル系樹脂エ
マルション、アルキド樹脂エマルション、シリコン系樹
脂エマルション、フッ素樹脂エマルション、アミノ樹脂
エマルション、メラミン樹脂エマルション、ポリイソブ
チレン樹脂エマルション、ポリウレタン樹脂エマルショ
ンなどを挙げることができる。これらは単独で用いても
よく、2種以上を併用してもよい。
(B)成分、すなわち塗膜鮮映化成分又は水性塗料用塗
膜鮮映化剤は、(B−1)酸性有機化合物と(B−2)
塩基性化合物からなるものである。上記酸性有機化合物
(B−1)としては、一般の塩基性化合物と反応し塩を
形成するような酸性化合物であって、有機基を有するも
のであればよいが、特に、水に対して難溶性のものが好
ましく、例えば、水に対する溶解度が2.0%〜0.0
01%のものが好適に使用することができる。また、酸
性有機化合物(B−1)が持つ炭素原子の数は1分子
中、4個以上であることが好ましく、より好ましくは7
個以上であり、更に好ましくは8個以上である。
定されないが、具体的には、カルボン酸化合物、硫酸化
合物、スルホン酸化合物、燐酸化合物が好ましい。なか
でも、一般式(1)で表される燐酸化合物から選択され
る少なくとも1種が酸性有機化合物(B−1)としてよ
り好ましい。
基、アリール基、ポリオキシエチレンアルキルエーテル
基又はポリオキシプロピレンアルキルエーテル基を表
す。aは、1又は2である。) 上記硫酸化合物及びスルホン酸化合物としては特に限定
されず、例えば、ラウリル硫酸や、ベンゼンスルホン
酸、トルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸、ナフタ
レンスルホン酸等が挙げられる。上記カルボン酸化合物
としては特に限定されず、例えば、カプロン酸、n−ヘ
プタン酸、2−エチルヘキサン酸、ステアリン酸、ラウ
リン酸、オレイン酸等のアルキル基を有するもの、更に
はハロゲン化アルキル基を有するもの等が挙げられる。
例えば、ジブチルホスフェート、2−エチルヘキシルア
シッドホスフェート、ジ−2−エチルヘキシルホスフェ
ート、モノイソデシルアシッドホスフェート、ジイソデ
シルホスフェート、ラウリルアシッドホスフェート、ス
テアリルアシッドホスフェート等の酸性燐酸エステル化
合物;ポリオキシエチレンラウリルエーテル燐酸、ポリ
オキシエチレンステアリルエーテル燐酸、ポリオキシエ
チレンオレイルエーテル燐酸等のポリオキシエチレンア
ルキルリン酸化合物が挙げられる。
(1)におけるXがアルコキシ基のものが更に好まし
い。具体例としては、ジブチルホスフェート、2−エチ
ルヘキシルアシッドホスフェート、ジ−2−エチルヘキ
シルホスフェート、モノイソデシルアシッドホスフェー
ト、ジイソデシルホスフェート、ラウリルアシッドホス
フェート、ステアリルアシッドホスフェート等の酸性燐
酸エステル化合物が挙げられる。
用いてもよく2種類以上を併用してもよい。酸性有機化
合物(B−1)は、水性樹脂分散体(A)100重量部
に対して0.1〜20重量部配合するのが好ましく、よ
り好ましくは1〜10重量部である。0.1重量部未満
である場合は、塗膜鮮鋭性への改良の効果が少なくなる
傾向にあり、20重量部を超える場合は塗料の化学的安
定性が低下する傾向にある。
合物としては、上記(B−1)成分と反応し、塩を形成
するような一般の塩基性化合物が使用可能である。特に
限定されるものではないが、具体例としては、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化
マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化リチウム等
の無機系の塩基性化合物;アンモニア水溶液、1級アミ
ン、2級アミン、3級アミン等が挙げられる。
ニア及びアミン類が好ましい。それらの具体例として
は、アンモニア水溶液、メチルアミン、ジメチルアミ
ン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミ
ン、トリエチルアミン、n−プロピルアミン、ジ−n−
プロピルアミン、トリ−n−プロピルアミン、イソプロ
ピルアミン、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、s
ec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、シクロ
ヘキシルアミン等のアルキルアミン化合物;エタノール
アミン、1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7
−ウンデセン、モルホリン、ベンジルアミン、アニリン
およびその誘導体等が挙げられる。
る場合には、水に可溶のものが好ましい。なかでも、水
への溶解度が10g/100gH2 O以上のものが好ま
しい。このような条件を満たすものとしては、例えば、
アンモニア水溶液、メチルアミン、ジメチルアミン、ト
リメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリ
エチルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピルアミ
ン、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、sec−ブ
チルアミン、tert−ブチルアミン、エタノールアミ
ン、1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウ
ンデセン等が挙げられる。
(B−2)の混合あるいは配合割合としては、酸/塩基
当量比で1/0.01〜1/3となるような割合が好ま
しい。より好ましくは1/0.1〜1/2となるような
割合である。1/0.01未満である場合は、塗膜鮮鋭
性への改良の効果が少なくなる傾向にあり、1/3を超
える場合は塗料の化学的安定性が低下する傾向にある。
物(B−2)は、混合物又は反応物として、水性樹脂分
散体(A)に添加することが好ましい。これらは直接混
合又は反応させてもよいが、溶媒を用いて混合、反応さ
せることが好ましい。このような混合物又は反応物を、
水性塗料用塗膜鮮映化剤として用いることができる。ま
た、(A)水性樹脂分散体からなる水性塗料組成物に、
(B−1)酸性有機化合物及び(B−2)塩基性化合物
を配合することにより、水性塗料塗膜の鮮映化を実現す
ることができる。
は、これらの混合物又は反応物を溶解することが可能で
あるかぎり特に限定されないが、水系塗料に配合するた
め、水溶性の溶剤が好ましい。例えば、エタノール、イ
ソプロピルアルコール、イソブチルアルコール等のアル
コール類;親水基含有有機化合物;水そのもの等が挙げ
られる。
しいため、上記混合物又は反応物を水に溶解あるいは分
散させることがより好ましい。
に応じて、通常塗料に用いられる顔料(二酸化チタン、
炭酸カルシウム、炭酸バリウム、カオリンなどの白色顔
料;カーボン、ベンガラ、シアニンブルーなどの有色系
顔料)や、造膜剤、コロイダルシリカ、可塑剤、溶剤、
分散剤、増粘剤、消泡剤、防腐剤、紫外線吸収剤などの
通常の塗料用成分として使用される添加剤を添加するこ
とができる。
曇りがない鮮映性の高い塗膜を得ることができる。特
に、塗膜エナメルは入射角20°において高い光沢値が
得られ、60以上となる塗膜を得ることも可能である。
本発明による効果は、本発明の水性塗料用樹脂組成物を
エナメル化した場合に特に顕著である。
規定されているように、通常、入射角を85°、60°
又は20°として測定する。塗膜の光沢度が高くなるに
伴い、すなわち高光沢な塗膜になるに伴い、より入射角
を小さくして光沢度を評価する必要がある。また、塗膜
表面の曇り等は、85°や60°といった入射角が大き
い場合には光沢度に大きく反映されにくく、より厳しい
条件である20°といった入射角が小さい場合に光沢度
を大きく低下させる。すなわち、塗膜表面の曇り等の鮮
映性を評価する場合には、塗膜の20°の光沢度の測定
が有効な方法である。従って、20°の光沢度を上昇さ
せることは、鮮映性を向上させることにつながる。そこ
で、例えば、入射角20°における塗膜の光沢度が5上
昇すると、この光沢度の向上は肉眼でも充分に確認する
ことができる程度である。従って、鮮映性がよいとは、
入射角20°における塗膜の光沢度が高いということが
できる。本発明の組成物、鮮映化剤、塗装方法及び鮮映
化方法においては、この20°における光沢度を、改良
することが可能であり、より詳しくは、目視評価で確認
できる改良が可能であり、さらに詳しくは、例えば、2
0°における光沢値を5上昇させることが可能である。
法で測定することにより得られる光沢値である。すなわ
ち、分散剤等の添加剤とともに、塗料100重量部に対
して酸化チタンをPWC15W%〜30W%の範囲で添
加することにより塗料を白エナメル化し、その塗料をガ
ラス板等の平滑な基材に塗布し常温で乾燥した後、得ら
れた塗膜の入射角20°光沢度を光沢計で測定する。
は、従来品に比べて20°の光沢度が格段に優れたもの
である。すなわち本発明では、上記水性樹脂分散体
(A)に、酸性有機化合物(B−1)及び塩基性化合物
(B−2)を配合することにより、塗膜を鮮映化するこ
とができ、本発明の鮮映化剤(B)を配合した場合に
は、入射角20°における塗膜の光沢度を水性樹脂分散
体から形成される塗膜に比べて改良することが可能であ
り、例えば、少なくとも5上昇させることが可能であ
る。なお、本発明においては、エナメル化した場合に少
なくとも5上昇させることが可能であるが、一般にはエ
ナメル化しない場合においても同様の上昇を達成可能で
あり、従って、エナメル化しない場合を排除するもので
はない。このことは、従来の水性塗料における弱点であ
った入射角20°における塗膜の光沢度を、本発明によ
って顕著に向上させることを可能とするものであること
を表す。上記塗膜もまた本発明の対象である。
組成物の製造方法としては、水性樹脂分散体(A)から
なる塗料を予め調製したあと、酸性有機化合物(B−
1)及び塩基性化合物(B−2)の混合物並びに/又は
酸性有機化合物(B−1)及び塩基性化合物(B−2)
の反応物を別途、いわゆる2液的に前記塗料に添加剤と
して添加することが好ましい。
物(B−2)の混合物並びに/又は反応物を添加してよ
り4日以内に塗装することが好ましく、2日以内がより
好ましい。更には塗装する直前に、酸性有機化合物(B
−1)及び塩基性化合物(B−2)の混合物及び/又は
反応物を前記塗料に添加し、24時間以内、特には10
時間以内に塗装することがより好ましい。添加後、塗布
までの間が大きくあくと、鮮映性改良効果が低下する傾
向にあり、特には5日以上経つと、鮮映性改良効果が低
下する傾向にある。
(A)成分として使用することが可能である。本発明に
よれば、その市販されている水性塗料の基本的な塗膜物
性を低下させることなく、塗膜の曇り、鮮鋭性を改良で
きる。本発明においては、(A)水性樹脂分散体に、
(B−1)酸性有機化合物及び(B−2)塩基性化合物
からなる(B)塗膜鮮映化成分を配合して水性塗料を調
製し、これを被塗物に塗布することにより、容易に本発
明の塗膜を形成することができる。
として、例えば、建築内外装用;メタリックベース又は
メタリックベース上のクリアーなどの自動車用;アルミ
ニウム、ステンレスなどの金属直塗用;スレート、コン
クリート、瓦、モルタル、石膏ボード、石綿スレート、
アスベストボード、プレキャストコンクリート、軽量気
泡コンクリート、硅酸カルシウム板、タイル、レンガな
どの窯業系直塗用;ガラス用、天然大理石、御影石等の
石材用の塗料又は上面処理剤として用いられる。
が、本発明はこれによって限定されるものではない。 [塗料作成方法] (A)成分の製造:水性樹脂エマルションの製造方法に
ついて説明する。撹拌機、還流冷却器、窒素ガス導入管
および滴下ロートを備えた反応容器に、脱イオン水33
重量部、Newcol−707SF(日本乳化剤(株)
製:3%希釈)2.5重量部、酢酸アンモニウム0.1
5重量部、ロンガリット0.05重量部、t−ブチルハ
イドロパーオキサイド0.04重量部を仕込み、窒素ガ
スを導入しつつ50℃に昇温した。表1に示す組成の混
合物のうち5重量部を滴下して30分間初期重合を行っ
た。表1の残り95重量部およびn−ドデシルメルカプ
タン0.4重量部にアクアロンHS0515(第一工業
製薬(株)製:有効成分15%)10.25重量部、ア
クアロンRN−30(第一工業製薬(株)製:20%希
釈)3.5重量部および脱イオン水42.5重量部を加
え乳化したモノマーを、3時間かけて等速追加した。同
時にロンガリット0.4重量部、t−ブチルハイドロパ
ーオキサイド0.3重量部をモノマー追加時に分割投入
した。この後、1時間後重合を行い、樹脂固形分が50
重量%のエマルションを得た。
クリル塗料(オーデフレッシュSi−II(白エナメ
ル):日本ペイント株式会社製)(A−1)と前述のご
とく作成した成分を表2に示す顔料ペーストを用い、表
3の塗料化の配合方法に従い塗料化して得た白エナメル
塗料組成物(A−2)をそれぞれ使用した。
塩基性化合物を表4に従い配合して、混合物あるいは反
応物を作成した。それを市販品の塗料(オーデフレッシ
ュSi−II(白エナメル):日本ペイント株式会社製)
および前述のごとく作成した塗料に塗装直前に別途添加
し、手攪拌したのちガラス板へアプリケーターにて塗装
した。得られたガラス板を常温にて2週間養生し、目的
の塗膜を得た。
(大八化学(株)製) DP−8R:ジ−2−エチルヘキシルホスフェート(大
八化学(株)製) AP−10:イソデシルアシッドホスフェート(大八化
学(株)製) AP−3:イソプロピルアシッドホスフェート(大八化
学(株)製) MP−4:モノブチルアシドホスフェート(大八化学
(株)製) DBU:1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7
−ウンデセン2.白エナメルの外観性 目視にて塗膜表面の曇り、鮮鋭性を評価し、以下の5段
階で評価した。 5:塗膜表面に曇りがない。 4:塗膜表面に曇りがほとんどなし。 3:塗膜表面が少し曇っている。 2:塗膜表面が曇っている。艶が少ない。 1:塗膜表面が艶びけしている。3.白エナメル光沢 上記方法にて塗料をガラス板に塗布し、常温で14日間
放置した後に入射角20°および60°の光沢度を光沢
計Multi−Gloss 268(ミノルタ(株)
製)で測定した。光沢度は、3回測定した値の平均値を
得た。以上の結果を表5、表6に示す。
用いて得られる塗膜はいずれも20°光沢が高く、60
以上となる塗膜も得ることが出来、比較例に対して良好
な鮮映性を有している。
の構成からなるので、水性樹脂分散体に由来する基本的
な塗膜物性を損なうことなく、水性塗料特有の塗膜表面
の曇りをなくし、鮮映性の高い塗膜を提供することがで
きる。
Claims (15)
- 【請求項1】 (A)水性樹脂分散体に、(B−1)酸
性有機化合物及び(B−2)塩基性化合物からなる
(B)塗膜鮮映化成分を配合してなることを特徴とする
水性塗料用樹脂組成物であって、かつ(B−1)酸性有
機化合物と(B−2)塩基性化合物の酸/塩基当量比
が、1/0.01から1/3である水性塗料用樹脂組成
物。 - 【請求項2】 (B−1)酸性有機化合物は、水に難溶
性のものである請求項1記載の水性塗料用樹脂組成物。 - 【請求項3】 (B−1)酸性有機化合物は、カルボン
酸化合物、硫酸化合物、スルホン酸化合物及び燐酸化合
物からなる群より選択される少なくとも1種である請求
項1又は2記載の水性塗料用樹脂組成物。 - 【請求項4】 (B−1)酸性有機化合物は、下記一般
式(1)で表される燐酸化合物の1種又は2種以上であ
る請求項3記載の水性塗料用樹脂組成物。 【化1】 (式中、Xは、アルコキシ基、アルキル基、アラルキル
基、アリール基、ポリオキシエチレンアルキルエーテル
基又はポリオキシプロピレンアルキルエーテル基を表
す。aは、1又は2である。) - 【請求項5】 一般式(1)において、Xは、炭素数が
4以上のアルコキシ基である請求項4記載の水性塗料用
樹脂組成物。 - 【請求項6】 一般式(1)において、Xは、炭素数が
7以上のアルコキシ基である請求項5記載の水性塗料用
樹脂組成物。 - 【請求項7】 (B−2)塩基性化合物は、アンモニア
又はアミン類である請求項1、2、3、4、5又は6記
載の水性塗料用樹脂組成物。 - 【請求項8】 エナメル化された請求項1、2、3、
4、5、6、又は7記載の水性塗料用樹脂組成物。 - 【請求項9】 水性樹脂分散体(A)からなる塗料を予
め調製したあと、酸性有機化合物(B−1)及び上記塩
基性化合物(B−2)の混合物並びに/又は上記酸性有
機化合物(B−1)及び上記塩基性化合物(B−2)の
反応物を別途、前記塗料に添加剤として添加することを
特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の水性
塗料用樹脂組成物の製造方法。 - 【請求項10】 請求項1〜9のいずれか1項に記載の
水性塗料用樹脂組成物から形成されることを特徴とする
塗膜。 - 【請求項11】 (A)成分を含有する塗料に配合する
ための塗料用塗膜鮮映化剤であって、(B−1)酸性有
機化合物及び(B−2)塩基性化合物からなり、かつ
(B−1)酸性有機化合物と(B−2)塩基性化合物の
酸/塩基当量比が、1/0.01から1/3である水性
塗料用塗膜鮮映化剤。 - 【請求項12】 (B−1)酸性有機化合物は、水に難
溶性のものである請求項11記載の水性塗料用塗膜鮮映
化剤。 - 【請求項13】 (B−1)酸性有機化合物は、カルボ
ン酸化合物、硫酸化合物、スルホン酸化合物及び燐酸化
合物からなる群より選択される少なくとも1種である請
求項11又は12記載の水性塗料用塗膜鮮映化剤。 - 【請求項14】 (A)水性樹脂分散体に、(B−1)
酸性有機化合物及び(B−2)塩基性化合物の混合物お
よび/または反応物を別途配合して水性塗料を調製し、
被塗物に塗布することを特徴とする塗装方法。 - 【請求項15】 (A)水性樹脂分散体からなる水性塗
料組成物を予め調整し、それに(B−1)酸性有機化合
物及び(B−2)塩基性化合物の混合物および/または
反応物を別途配合することを特徴とする水性塗料塗膜の
鮮映化方法。
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2000
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