JP2011089057A - アルミニウム合金用の塗料組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリカルボン酸系ポリマー(A)とポリエチレンワックス(B)の固形分合計100質量部に対して、ポリカルボン酸系ポリマー(A)7〜65質量部、ポリエチレンワックス(B)35〜93質量部の範囲で含有するアルミニウム合金用の塗料組成物。さらに、ポリアクリル酸(A)、ポリエチレンワックス(B)及び水分散性のポリウレタン樹脂(C)を、これらの固形分合計に基づいて、ポリアクリル酸(A)を3〜45質量%、ポリエチレンワックス(B)を20〜62質%、及び水分散性のポリウレタン樹脂(C)を35〜77質量%の割合で含有することを特徴とするアルミニウム合金用の塗料組成物。
【選択図】なし
Description
プレコート金属板が開示されている。
1.重量平均分子量3,000〜300,000のポリアクリル酸(A)とポリエチレンワックス(B)とを、両者の固形分合計に基づいて、ポリアクリル酸(A)を7〜65質量%、ポリエチレンワックス(B)を35〜93質量%の割合で含有することを特徴とするアルミニウム合金用の塗料組成物、
2.重量平均分子量3,000〜300,000のポリアクリル酸(A)、ポリエチレンワックス(B)及び水分散性のポリウレタン樹脂(C)を、これらの固形分合計に基づいて、ポリアクリル酸(A)を3〜45質量%、ポリエチレンワックス(B)を20〜62質量%、及び水分散性のポリウレタン樹脂(C)を35〜77質量%の割合で含有することを特徴とするアルミニウム合金用の塗料組成物、
3.1項又は2項に記載の塗料組成物をアルミニウム合金板に塗装してなる皮膜形成方法、に関する。
本発明のアルミニウム合金用の塗料組成物は、ポリアクリル酸(A)を含有する。また、ポリアクリル酸(A)は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸化金属塩、アンモニア等により部分中和して使用することもできる。ポリアクリル酸(A)を中和したものを使用することによって、他の成分との相溶性が向上し、塗料安定性が向上する。
本発明のアルミニウム合金用の塗料組成物は、ポリエチレンワックス(B)を含有する。ポリエチレンワックス(B)は、重量平均分子量が600〜12,000、融点105〜140℃を有するものが好適に用いられる。
水分散性ポリウレタン樹脂は、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール等のポリオールとジイソシアネートからなるポリウレタンを必要に応じて、ジオール、ジアミン等のような2個以上の活性水素をもつ低分子量化合物である鎖伸長剤の存在下で鎖伸長し、水中に安定に分散もしくは溶解させたものであり、公知のものを広く使用することができる。
上記ポリウレタン樹脂の市販品としては、例えばハイドランHW−330、ハイドランHW−340、ハイドランHW−350(いずれも大日本インキ化学工業社製)、スーパーフレックス100、スーパーフレックス110、スーパーフレックス150、スーパーフレックスF−8438D、スーパーフレックス420(いずれも第一工業製薬社製)、アデカボンタイダーHUX−232、アデカボンタイダーHUX−260、アデカボンタイダーHUX−320、アデカボンタイダーHUX−350、アデカボンタイダーHUX−540、アデカボンタイダーUX−206(いずれも旭電化社製)などを挙げることができる。
本発明のアルミニウム合金用の塗料組成物は、基材への濡れ性向上を目的として、必要に応じてシリコーン系界面活性剤を含有することができる。シリコーン系界面活性剤としては、ポリエステル変性シリコーンやポリエーテル変性シリコーンを用いることが好ましく、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン又はポリエステル変性ポリジメチルシロキサンを用いることが特に好ましい。具体例としては、BYK−347、BYK−348、BYK−UV3500、BYK−3510、BYK−3530、BYK−3570(ビックケミー・ジャパン株式会社製)などの市販品を挙げることができる。
(2)有機溶剤中にて、カルボキシル基含有モノマー又はアミノ基含有モノマーを含有するビニル系モノマー混合物を溶液重合し、塩基又は酸である中和剤にて中和し、水性化した水分散性樹脂、が挙げられる。
本発明の塗料組成物を塗装するアルミニウム合金板は、CD−ROMドライブ用の電子機器筐体などで何度もドライブを出し入れするのに要求される強度、及び加工性を備えた種々のアルミニウム合金板が挙げられる。なお塗装に際して、上記アルミニウム合金板を脱脂し、リン酸クロメート等で化成処理を施すことが望ましい。
具体的には、強度、耐食性の他、シャッター材に必要な、曲げ成形性にも優れ、合成樹脂系塗膜を形成して塗膜密着性、色彩性、耐指紋性、摺動性が良好なアルミニウム合金板が挙げられ、例えばAl−Mg系合金板、とくにMg3.0〜6.0 %(質量%、以下同じ)を主要合金成分として含有し、必要に応じてMn1.5%以下、Cr0.3 %以下、Cu0.5%以下、Ti0.1%以下のうちの1種以上を含む、アルミニウム合金板が好適に使用できる。
重量平均分子量が5,000のポリアクリル酸(注1)80部を水533部に溶解させ、固形分15%のポリアクリル酸No.1水溶液を得た。
(注1)和光純薬(株)製のポリアクリル酸、重量平均分子量5,000、酸価779mgKOH/g、試薬。
重量平均分子量が25,000のポリアクリル酸(注2)80部を水533部に溶解させ、固形分15%のポリアクリル酸No.2水溶液を得た。
重量平均分子量が250,000のポリアクリル酸(注3)80部を水533部に溶解させ、固形分15%のポリアクリル酸No.3水溶液を得た。
重量平均分子量が1,000,000のポリアクリル酸(注4)80部を水533部に溶解させ、固形分15%のポリアクリル酸No.4水溶液を得た。
重量平均分子量が25,000のポリアクリル酸(注2)80部を水533部に溶解させ、さらに25%アンモニア水71.3部を加えた後に30分攪拌し、固形分14.3%のポリアクリル酸No.5水溶液(中和タイプ)を得た。
n−ブタノール850部を窒素気流下で100℃に加熱し、単量体混合物及び重合開始剤「メタクリル酸450部、スチレン450部、エチルアクリレート100部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート 40部」を3時間で滴下し、滴下後1時間熟成した。
次いで、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート10部とn−ブタノール100部との混合溶液を30分間かけて滴下し、滴下後2時間熟成した。次いで、n−ブタノール933部、エチレングリコールモノブチルエーテル400部を加え、固形分約30%のカルボキシル基含有アクリル樹脂No.1を得た。得られた樹脂は、樹脂酸価300mgKOH/g、重量平均分子量約17,000を有していた。
n−ブタノール1,400部を窒素気流下で100℃に加熱し、単量体混合物及び重合開始剤「メタクリル酸 670部、スチレン250部、エチルアクリレート80部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート50部 」を3時間で滴下し、滴下後1時間熟成した。次いで、 t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート10部とn−ブタノール100部との混合溶液を30分間かけて滴下し、滴下後2時間熟成した。次いで、 n−ブタノール373部、エチレングリコールモノブチルエーテル400部を加え、固形分約30%のカルボキシル基含有アクリル樹脂No.2を得た。得られた樹脂は、樹脂酸価450mgKOH/g、重量平均分子量約14,000を有していた。
実施例1
製造例1で得たポリアクリル酸No.1を60部(固形分)、HI−DISPER AE−04(注5)40部(固形分)を加え、さらに脱イオン水で固形分を調整して、固形分2.5質量%のアルミニウム合金用の塗料組成物No.
1を得た。
(注5)HI−DISPER AE−04:岐阜セラック社製、商品名、ポリエチレンワックスの水分散体、平均粒径:2.5μm。
下記表1及び表2に示す配合に従って各成分を攪拌機で十分に混合し、脱イオン水を加えて固形分を調整し、固形分2.5質量%のアルミニウム合金用の塗料組成物No.2〜No.21を作成した。
(注7)HI−DISPER A−332:岐阜セラック社製、商品名、ポリエチレンワックスの水分散体、平均粒径2.5μm
(注8)アデカポンタイダーUX−206:アデカ社製、商品名、ポリウレタン樹脂の水分散体
(注9)アデカポンタイダーHUX−540:アデカ社製、商品名、ポリウレタン樹脂の水分散体
(注10)スーパーフレックス150:第一工業製薬社製、商品名、ポリウレタン樹脂の水分散体
(注11)スーパーフレックス500:第一工業製薬社製、商品名、ポリウレタン樹脂の水分散体
(注12)BYK−348:ビックケミー・ジャパン株式会社製、商品名、シリコン系界面活性剤。
下記表3に示す配合に従って各成分を攪拌機で十分に混合し、脱イオン水を加えて固形分を調整して、固形分2.5%のアルミニウム合金用の塗料組成物No.22〜No.35を作成した。
000
(注14)HI−DISPER XD−075:岐阜セラック社製、商品名、
カルナバワックス
(注15)HI−DISPER X−8512:岐阜セラック社製、商品名、
ラノリンワックス
(注16)HI−DISPER AD−62:岐阜セラック社製、商品名、パラフィンワックス。
アルミニウム合金板(材質:JIS A5052、板厚:0.6mm)の両面を、市販のアルミニウム用脱脂剤にて脱脂処理を行い、水洗後に、市販のリン酸クロメート処理液により両面を化成処理した。次いで、一方の化成処理面のみにアルミニウム合金用の塗料組成物No.1〜No.35を塗装し、被塗物の最高到達温度(PMT)170℃で6秒間乾燥して、乾燥膜厚0.2μmの試験板No.1〜No.35を得た。
各々の試験板を用いて、下記に述べる試験方法に従って試験に供した結果を表4〜表6に示す。
アルミニウム合金用の塗料組成物を塗布し形成された皮膜表面と反対面にテスターの端子を接続し、皮膜形成表面にもう一方のテスターの端子を接続し、真鍮棒に20g重の荷重で接触させ、この状態で電気抵抗を測定した。つまり、皮膜形成されたアルミニウム材の皮膜表面にテスター端子を20g重の荷重で接触させ、この端子と母材のアルミニウム材との間の電気抵抗値を測定した。
テスターはカスタム社製のCX270Nを用い、テスターの内部抵抗の影響を取り除く為、測定前にテスターの端子同士を接触させた状態でゼロ点補正を行った。また、測定にはテスターにおける最も敏感なレンジを使用し、テスターの表示が止まったときの抵抗値を測定値とした。測定は任意に10箇所について行い、通電した回数とその平均値を採用した。
×は、通電回数が6回以下、もしくは通電回数の電気抵抗値の平均値が5Ω以上で、導電性が不十分である。
各試験板の皮膜形成面を素手で触った際に指紋が付着する前後の色差(ΔE値)を測定することで、耐指紋付着性を評価した。色差は色彩色差計(ミノルタ社製CR−300型)を用いて測定した。
◎は、色差(ΔE値)が0.5以下、
〇は、色差(ΔE値)が0.5を超えて、かつ0.6以下、
△は、色差(ΔE値)が0.6を超えて、かつ0.7以下、
×は、色差(ΔE値)が0.7を超える。
耐疵付き性試験はバウデン式摩擦試験機を使用して行なった。耐傷付け性試験において、試験片と鋼球(直径4.76mm=3/16インチ)の位置関係を模式的に図1に示す。
図1おいて、1は鋼球、2は試験片、3は架台である。試験片2は、各試験板を15mm×150mmの短冊状に切断したものである。その試験片を平面の一軸方向に移動可能な架台3上に重ねて載置し、荷重検出器が設置された鋼球を先端部に有するアームを試験片の上に配置して1kg重の荷重を印加した。架台3の移動速度は3.5mm/秒とし、架台3を一軸方向に移動させることによる皮膜形成されたアルミニウム材上を鋼球が滑る。
移動距離が35mmとなった時点で往復するように試験機を設定し、20往復させた時点での疵が形成されているかどうか評価した。疵の評価は触針式の凹凸計(αステップ AS−500型)を用いた。評価方法について具体的に記す。バウデン式摩擦試験機にて疵を付けた各試験板の疵部に対し、垂直方向に針をスキャンさせて、スキャン速度:50μm/秒の速さで表面の凹凸を測定する。このときのRaを測定することで行った。
耐疵付き性評価は、
◎は、Raの値が70nm未満、
〇は、Raの値が70nm以上で、かつ100nm未満、
△は、Raの値が100nm以上で、かつ200nm未満、
×は、Raの値が200nm以上
2.試験片を示す
3.架台を示す
Claims (3)
- 重量平均分子量3,000〜300,000のポリアクリル酸(A)とポリエチレンワックス(B)とを、両者の固形分合計に基づいて、ポリアクリル酸(A)を7〜65質量%、ポリエチレンワックス(B)を35〜93質量%の割合で含有することを特徴とするアルミニウム合金用の塗料組成物。
- 重量平均分子量3,000〜300,000のポリアクリル酸(A)、ポリエチレンワックス(B)及び水分散性のポリウレタン樹脂(C)を、これらの固形分合計に基づいて、ポリアクリル酸(A)を3〜45質量%、ポリエチレンワックス(B)を20〜62質量%、及び水分散性のポリウレタン樹脂(C)を35〜77質量%の割合で含有することを特徴とするアルミニウム合金用の塗料組成物。
- 請求項1又は2に記載の塗料組成物をアルミニウム合金板に塗装してなる皮膜形成方法。
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