JP2003171615A - 塗料配合物及び塗膜作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期保管安定性に優れた塗料組成物、並びに
接着性、各種耐久性に優れた塗膜の作製方法を提供す
る。 【解決手段】 有機樹脂、着色剤が配合された主剤と、
３官能性シリコンアルコキシド、水酸基を含有する有機
溶剤が配合された硬化助剤を、３官能性シリコンアルコ
キシドが前記主剤の固形分に対してその有効成分が０．
５〜２０質量％となるように混合攪拌した後、ガラス、
金属等の無機基材表面に塗布、乾燥、熱処理して塗膜を
作製する。尚、塗料配合物には必要に応じてシリカ粉、
セラミックス粉、金属粉、紫外線吸収剤、光安定剤、酸
化防止剤、消泡剤等の添加剤を添加することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガラス、金属等の無
機基材の着色に用いる塗料配合物並びに塗膜作製方法に
係り、詳しくは保管貯蔵性に優れた塗料配合物、そして
接着性、各種耐久性優れた塗膜作製方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラス、金属などの無機基材に、色彩的
な変化をもたせて意匠性を付与すべく、着色剤を以って
任意に着色することがなされている。例えば、ガラスコ
ップ、ガラス瓶、室内インテリア、窓ガラス等のガラス
製品、ガラスフィルター、看板、各種ディスプレイなど
の着色方法としては、従来、例えばガラスフリット法、
合わせガラス法がある。しかし、ガラスフリット法で
は、ガラスフリット、顔料、バインダーからなる着色剤
をガラス基板に塗布し、５００℃以上の温度で焼き付け
る必要があるため、冷却時のガラスの二次加工が困難に
なるという問題があり、これは裁断等の二次加工の必要
がある室内インテリア向けへの適用を困難にしていた。

【０００３】また、合わせガラス法においては、着色し
たポリエステルフィルムを挟んだポリブチラールフィル
ムをガラス板で挟んで５層構造の積層体を作製するが、
構造、製造工程が複雑となり、コスト高の問題もある。

【０００４】そこで、顔料を添加した有機樹脂をガラス
板表面にスクリーン印刷、スプレー、刷毛塗り等の方法
で塗布し、３００℃以下の温度で熱処理してガラス基板
に焼き付ける有機樹脂法が注目されている。焼付温度が
３００℃以下であるため、ガラス板の二次加工が容易で
あるという利点があるが、ガラス板と途膜の接着力が低
く、耐久力に乏しいという問題があった。そこで上記問
題に鑑みて、塗料配合物にシランカップリング剤（３官
能性シリコンアルコキシド）を配合し、塗膜の接着性及
び耐久性を向上させる技術が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、塗料配合物に
３官能性シリコンアルコキシドを添加すると、ガラスと
塗膜の接着力が向上する一方で、経時的に塗料配合物中
に沈殿物が生じるという問題が指摘されている。これは
即ち、３官能性シリコンアルコキシドの反応性が高いた
めに、塗料配合物中の水分や空気中の水分と経時的に反
応して３官能性シリコンアルコキシドが沈殿物となる。
この沈殿物が生じた塗料配合物を用いて着色した場合、
塗膜の接着性、耐久性の低下を招くおそれがある。

【０００６】本発明はこのような問題点を解決するため
のものであり、経時的に沈殿物が生じて品質が劣化する
ことのない保管安定性に優れた塗料配合物、並びに各種
耐久性、接着性に優れた塗膜作製方法を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち本願請求項１記
載の発明は、有機樹脂、着色剤、３官能性シリコンアル
コキシド、有機溶剤を配合した塗料配合物にあって、前
記溶剤として水酸基を含有する有機溶剤を用いたことを
特徴とする。塗料配合物中の溶剤として水酸基を含有す
る有機溶剤を選択することで、経時的に沈殿物が生じる
ことが無く、長期間の保管安定性に優れるといった効果
がある。反応機構は不明であるが、水酸基を含有する有
機溶剤を溶媒とすることで、水分と３官能性シリコンア
ルコキシドが経時的に反応することを防止すると考えら
れる。

【０００８】本願請求項２記載発明は、塗料配合物にあ
って、有機樹脂、着色剤が配合された主剤と、３官能性
シリコンアルコキシド、水酸基を含有する有機溶剤が配
合された硬化助剤の２液からなる２液性塗料組成物であ
ることを特徴とする。塗料に配合する有機樹脂は液状有
機樹脂が汎用であって、この液状樹脂に用いられている
溶剤としてはキシレン、酢酸ブチルなど水酸基を含有し
ない有機溶剤が一般である。この際、希釈溶剤として水
酸基を含有する有機溶剤を用いて１液性塗料配合物とし
ても、液状有機樹脂中の溶剤が水酸基を含有しない為
に、３官能性シリコンアルコキシドが塗料中または大気
中の水分と経時的に反応して沈殿物が生じる。そこで、
有機樹脂、着色剤を配合した主剤と３官能性シリコンア
ルコキシドを分別すると共に、３官能性シリコンアルコ
キシドと水酸基を含有する有機溶媒とを配合して硬化助
剤とし、２液性の塗料配合物とすることで、長期保管が
可能となる。

【０００９】本願請求項３記載発明は、塗膜作製方法に
あって、有機樹脂、着色剤が配合された主剤と、３官能
性シリコンアルコキシド、水酸基を含有する有機溶剤が
配合された硬化助剤を、３官能性シリコンアルコキシド
が前記主剤の固形分に対してその有効成分が０．５〜２
０質量％となるように配合した後、基材表面に塗布、乾
燥、熱処理することを特徴とする。３官能性シリコンア
ルコキシドの配合量が特定範囲となるよう主剤と硬化助
剤を配合した後、塗料組成物を塗布、乾燥、熱処理する
ことで、塗膜の外観が良好で、耐薬品性、耐沸騰水性に
優れた塗膜を作製することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の塗料配合物につい
て詳しく説明する。尚、これらは一実施形態であって限
定されるものでは無い。

【００１１】本発明における塗料配合物として、有機樹
脂、着色剤、３官能性シリコンアルコキシド、有機溶剤
を配合した塗料配合物にあっては、前記溶剤として水酸
基を含有する有機溶剤を用いる。また、有機樹脂、着色
剤が配合された主剤と、３官能性シリコンアルコキシ
ド、水酸基を含有する有機溶剤が配合された硬化助剤の
２液性塗料配合物とすることもできる。これは液状有機
樹脂に、キシレン、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、ア
セトン、メチルイソブチルケトン、ソルベントナフサな
どの水酸基を含有しない有機溶剤が用いられている場合
に有効である。

【００１２】有機樹脂としては、塗料用として一般的に
用いられるものが使用可能で、具体的にはアクリル樹
脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹
脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。ま
たイソシアネート硬化型アクリル樹脂、イソシアネート
硬化型ポリエステル樹脂なども本発明の技術範疇に属す
るものである。なかでもアクリル−メラミン樹脂を用い
ることが一般である。

【００１３】３官能性シリコンアルコキシドとしては、
γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノ
プロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピ
ルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ
−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β
（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メル
カプトプロピルトリメトキシシランなどが例示できる。

【００１４】水酸基が含有される有機溶媒としては、例
えばアルコール系有機溶媒であって、具体的にはメタノ
ール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノー
ル、ｎ−ブタノール、２−ブタノール、エチルカルビト
ール、ブチルカルビトール、ジアセトンアルコールなど
がある。

【００１５】本発明の塗料配合物には、着色剤として、
有機色素、無機顔料、蛍光色素等の顔料あるいは色素が
添加され、さらに必要に応じてシリカ粉、セラミックス
粉、金属粉、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、消
泡剤等の添加剤が添加することができる。尚、２液性塗
料配合物とする場合は、これら配合物は主剤に配合する
ことが好ましい。

【００１６】そしてこれら配合物を混合し、塗料配合物
として用いることができる。尚、３官能性シリコンアル
コキシドの配合割合は、前記有機樹脂の固形分に対して
その有効成分が０．５〜２０質量％となるように配合す
ることが好ましい。また２液性塗料配合物とする場合
は、有機樹脂、着色剤が配合された主剤と、３官能性シ
リコンアルコキシド、水酸基を含有する有機溶剤が配合
された硬化助剤と分別し、使用時に３官能性シリコンア
ルコキシドが前記主剤の固形分に対してその有効成分が
０．５〜２０質量％となるように混合攪拌して使用す
る。尚、３官能性シリコンアルコキシドの配合量が０．
５質量％未満の場合、耐薬品性、耐沸騰水性の効果が低
く、一方、２０質量％を超えると、塗膜の艶がなくなる
などの外観異常が起る。

【００１７】上記塗料配合物の塗布方法としては、スク
リーン印刷をはじめ、ディッピング、スプレー、コーテ
ィングなどの方法でガラス等の基板に塗布される。尚、
これら塗布方法に応じて、塗料配合物の粘度を適宜調節
することが望ましい。そして塗料組成物を乾燥させた
後、続いて熱処理を行う。これは上記有機樹脂とシリコ
ンアルコキシドの混合物を重縮合させるためのものであ
って、具体的には１３０°Ｃ〜２５０°Ｃの雰囲気温
度、１〜６０分の加熱時間で行なわれる。１３０°Ｃ未
満では有機樹脂とシリコンアルコキシドの混合物との重
縮合反応が進行せず、また２５０°Ｃを越えると塗膜が
黄色に変色する。

【００１８】尚、印刷基板である金属板やガラス板の材
質は特に問わず、例えばガラスとしてはアルカリガラ
ス、石英ガラス、フロートガラス、強化ガラスなどが、
金属としてはアルミニウム、ステンレス、鉄などが目的
に応じて用いられる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の塗料配合物を実施例に基づ
き、更に詳細に説明する。 実施例１〜１３、比較例１〜７ 表１，表２に示す有機溶媒９０ｇとシランカップリング
剤１０ｇを配合し、スクリュー式攪拌機を用いて１００
０ｒｐｍで１０分間攪拌して硬化助剤を作製した。尚、
シランカップリング剤は成分中の５０質量％がメタノー
ルで希釈されている為、有効成分（３官能性シリコンア
ルコキシド）はシランカップリング剤の配合量の５０質
量％となる。即ち、硬化助剤中にしめる有効成分（３官
能性シリコンアルコキシド）は５質量％となる。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】前記硬化助剤を４０°Ｃの雰囲気温度下で
１ヶ月間保管した後、沈殿物の発生について目視で観察
した。結果を表１及び表２に併記する。比較例では沈殿
物が目視で観察された。尚、この沈殿物について赤外線
分光分析及び蛍光Ｘ線分析を行なった結果、沈殿物は有
効成分であることが確認できた。一方、実施例では沈殿
物の発生は見られず、保管貯蔵性に優れることが判る。

【００２３】また表３の配合に従って原材料を配合し、
スクリュー式攪拌機を用いて１０００ｒｐｍで１０分間
攪拌した後、インクロールを用いて混練を１回行って主
剤を作製した。尚、ここで作製した主剤中に占める有機
樹脂の固形分濃度は５０質量％に調節されている。

【００２４】４０°Ｃの雰囲気温度下で１ヶ月間保管し
た硬化助剤を、上記主剤に１：１の質量割合で配合し、
スクリュー式攪拌機を用いて１０００ｒｐｍで１０分間
攪拌して青色塗料組成物を得た。尚、主剤の固形分に対
する有効成分の割合は１０質量％である。前記青色塗料
組成物を平板ガラス上にスプレー塗布した後、１５０°
Ｃで３０分間熱処理を行ってガラス基板に塗膜を作製し
た。

【００２５】

【表３】

【００２６】各試料について下記の各種試験を実施し、
塗膜の耐久性を評価した。結果を表１に記す。

【００２７】（耐酸性）作製した試料を２０℃の１規定
塩酸水溶液中に２４時間浸漬した後、塗膜に碁盤目テス
ト（ＪＩＳ Ｋ ５４００に記載）を実施し、塗膜の剥
離の程度を調べた。

【００２８】（耐アルカリ性）作製した試料を２０℃の
１規定水酸化ナトリウム水溶液中に２４時間浸漬した
後、塗膜に碁盤目テスト（ＪＩＳ Ｋ ５４００に記
載）を実施し、塗膜の剥離の程度を調べた。

【００２９】（耐沸騰水性）作製した試料を沸騰水中に
３時間浸漬した後、塗膜に碁盤目テスト（ＪＩＳＫ ５
４００に記載）を実施し、塗膜の剥離の程度を調べた。

【００３０】実施例では、耐沸騰水性、耐アルカリ性、
耐酸性のすべてに良好な結果を示し、長期保管した塗料
配合物を用いても塗膜の耐久性に優れることが判る。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本願各請求項記載
の発明は、有機樹脂、着色剤、３官能性シリコンアルコ
キシド、有機溶剤を配合した塗料配合物にあって、前記
溶剤として水酸基を含有する有機溶剤を用いた塗料配合
物、及び、有機樹脂、着色剤が配合された主剤と、３官
能性シリコンアルコキシド、水酸基を含有する有機溶剤
が配合された硬化助剤の２液性とした塗料配合物にあっ
て、作製された塗料配合物は長期間保管しても沈殿物が
生じることはない。また、有機樹脂、着色剤が配合され
た主剤と、３官能性シリコンアルコキシド、水酸基を含
有する有機溶剤が配合された硬化助剤を、３官能性シリ
コンアルコキシドが前記主剤の固形分に対してその有効
成分が０．５〜２０質量％となるように配合した後、基
材表面に塗布、乾燥、熱処理させる塗膜作成方法にあっ
て、作製された塗膜はガラス板等の無機物からなる基板
に塗布した場合でも、接着性、各種耐久性に優れるとい
った効果を奏することが判った。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機樹脂、着色剤、３官能性シリコンア
   ルコキシド、有機溶剤を配合した塗料配合物にあって、
   前記溶剤として水酸基を含有する有機溶剤を用いたこと
   を特徴とする塗料配合物。
2. 【請求項２】 塗料配合物にあって、有機樹脂、着色剤
   が配合された主剤と、３官能性シリコンアルコキシド、
   水酸基を含有する有機溶剤が配合された硬化助剤の２液
   性としたことを特徴とする塗料配合物。
3. 【請求項３】 塗膜作製方法にあって、有機樹脂、着色
   剤が配合された主剤と、３官能性シリコンアルコキシ
   ド、水酸基を含有する有機溶剤が配合された硬化助剤
   を、３官能性シリコンアルコキシドが前記主剤の固形分
   に対してその有効成分が０．５〜２０質量％となるよう
   に配合した後、基材表面に塗布、乾燥、熱処理すること
   を特徴とする塗膜作製方法。