JP2729080B2

JP2729080B2 - 水系浸漬塗装用塗料

Info

Publication number: JP2729080B2
Application number: JP10843689A
Authority: JP
Inventors: 高久粕川; 健治山本
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 1989-04-27
Filing date: 1989-04-27
Publication date: 1998-03-18
Anticipated expiration: 2013-03-18
Also published as: JPH02284964A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、水系浸漬塗装用塗料に関するものであり、
特に被塗物のエッジ部（端部）においても防食性の優れ
た塗膜を形成できる、浸漬塗装に有用な水系塗料に関す
るものである。

（従来技術およびその課題）浸漬塗装用塗料としては、多くのものが実用化されて
いるが、被塗物を曲率半径の小さなエッジ端部を有する
場合、被塗物を浸漬塗料浴中に浸漬して引上げ、余分の
塗料を除去する際の塗料膜の流動によって、また、加熱
硬化時における塗料膜の粘度低下による流動によって被
塗物のエッジ端部に充分な塗膜厚が確保できず、エッジ
端部のカバーリングが劣り、そのため防食性が悪いとい
う問題点を有していた。本出願人はエッジ端部のカバー
リングを改良した塗料として先に、特願昭63−75778号
（特開平１−247471号）において、顔料を多く配合し、
顔料の総吸油量を高くした浸漬塗装用塗料を提案した。
しかしながら、この塗料によってエッジ端部のカバーリ
ングは改良されるものの、水平部の塗膜の平滑性が劣っ
たり、光沢の高い塗膜が得られなかったり、塗膜の耐水
性が劣るという問題があった。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、エッジ端部において充分な塗膜厚を確
保することができ、かつ水平部においても塗面外観の良
好な塗膜を形成でき、かつ光沢が高く、耐水性の良好な
塗膜を得ることができる浸漬塗装用塗料を得るべく鋭意
研究の結果、特定のゲル化微粒子重合体を特定量配合し
た水系浸漬塗装用塗料が上記目的を達成できることを見
出し、本発明に到達した。

すなわち本発明によれば、（１）水溶性ないしは水分
散性樹脂、（２）（ａ）分子内に少なくとも２個のラジ
カル重合可能な不飽和基を含有する重合性モノマー及び
（ｂ）前記（ａ）以外のラジカル重合性モノマーを、分
子内にアリル基を含有する反応性乳化剤を用いて乳化重
合したゲル化微粒子重合体及び（３）水を必須成分とし
てなり、該樹脂100重量部に対して該ゲル化微粒子重合
体を１〜20重量部含有することを特徴とする水系浸漬塗
装用塗料が提供される。

本発明においてはゲル化微粒子重合体が樹脂100重量
部に対して１〜20重量部含有せしめられているため、塗
料の粘性がチキソトロピーとなり、エッジ端部にも充分
な膜厚を確保できるものであり、エッジ端部においても
防食性良好な塗膜とできる。

本発明塗料を浸漬塗装するにあたり、浸漬塗料槽中の
塗料は撹拌され流動して塗料粘度は低く塗装し易い状態
に保たれ、また一旦、被塗物が塗装されて引上げられる
と、被塗物上の塗料膜にかかる力が除かれ塗料膜の粘度
が高くなるため、エッジ端部に塗着した塗料の流動性が
抑制され、エッジ端部に充分な膜厚が得られ、また焼付
時における塗膜の粘度低下も抑制でき、最終的に得られ
る塗膜はエッジ端部においても充分な膜厚を有するもの
となり、エッジ端部の防食性を良好なものとすることが
できる。

また、本発明塗料は、塗料にチキソトロピー性を与え
るための多量の顔料を配合する必要がなく顔料の総吸油
量を低く抑えることができるため、水平部の仕上り外観
が良好で、かつ光沢が高く、耐水性の良好な塗膜を得る
ことができる。

本発明に用いられる（１）水溶性ないしは水分散性樹
脂としては、水系塗料用樹脂として用いられるものが使
用できるが、アニオン性の水溶性ないしは水分散性樹脂
が好ましい。樹脂系としては、アクリル樹脂、ウレタン
樹脂、アルキド樹脂、エポキシエステル樹脂、メラミン
樹脂、ポリブタジエン系樹脂などが使用できる。

本発明において用いられる、（２）ゲル化微粒子重合
体は、（ａ）分子内に少なくとも２個のラジカル重合可
能な不飽和基を含有する重合性モノマー、および（ｂ）
前記（ａ）以外のラジカル重合性不飽和モノマーを、分
子内にアリル基を含有する反応性乳化剤を用いて乳化重
合した、粒子内で架橋したゲル化微粒子重合体である。

上記（ａ）の分子内に少なくとも２個のラジカル重合
可能な不飽和基を含有する重合性モノマーとしては、多
価アルコールの重合性不飽和モノカルボン酸エステル、
多塩基酸の重合性不飽和アルコールエステル及び２個以
上のビニル基で置換された芳香族化合物などがあり、そ
れらの例としては、エチレングリコールジアクリレー
ト、エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレ
ングリコールジメタクリレート、ジアリルフタレート、
ジビニルベンゼンなどが挙げられる。

前記（ｂ）のラジカル重合性不飽和モノマーはゲル化
微粒子重合体を構成する残りの成分であり、たとえばＩ）カルボキシル基含有単量体、例えばアクリル酸、メ
タクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フ
マル酸など、 II）ヒドロキシル基含有単量体、例えば２−ヒドロキシ
エチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メ
タ）アクリレート、ヒドロキシブチル（メタ）アクリレ
ート、アリルアルコール、メタアリルアルコールなど、 III）アルキル（メタ）アクリレート、例えばメチル
（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、
ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル
（メタ）アクリレートなど、 IV）重合性芳香族化合物、例えばスチレン、α−メチル
スチレン、ビニルトルエン、ｔ−ブチルスチレンなどが
挙げられる。

これらの（ｂ）のモノマーは、所望の特性に応じて適
宜選択され、それぞれ単独で用いてもよく、あるいは、
２種またはそれ以上を組み合わせて使用することができ
る。

本発明におけるゲル化微粒子重合体を構成する前記モ
ノマー（ａ）及び（ｂ）の配合割合は、（ａ）モノマー:1〜99重量％、好ましくは３〜20重量％（ｂ）モノマー:1〜99重量％、好ましくは80〜97重量％の範囲である。

ゲル化微粒子重合体の製造に用いる分子内にアリル基
を含有する反応性乳化剤としては、特願昭63−197055号
（特開平２−47107号）公報に記載されている、以下の
アニオン性および非イオン性の乳化剤を代表例として挙
げることができる。

（Ｉ）アリル基含有アニオン性反応性乳化剤アリル基含有スルホン酸塩およびアリル基含有スルホ
コハク酸ジエステル塩が代表例として挙げられる。これ
らのものは公知であり（例えば特公昭49−46291号、特
開昭58−203960号、特開昭62−221431号、特開昭63−23
725号など参照。）、エレミノールJS−２（商品名、山
洋化成工業株式会社製）、ラテムルＳシリーズ（商品
名、花王株式会社製）、アクアロンHSシリーズ（商品
名、第一工業製薬株式会社製）などとして市販されてい
る。

（II）アリル基含有非イオン性反応性乳化剤代表的なものとして下記一般式（式中、R₁は炭素数４〜18のアルキル基、アルケニル
基、もしくはアラルキル基、R₂は水素または炭素数４〜
18のアラルキル基、アルケニル基、もしくはアラルキル
基、Ａは炭素数２〜４のアルキレン基、もしくは置換ア
ルキレン基、ｎは２〜200の整数である。）で示される
化合物がある。このものは公知であり（特開昭62−1005
02号）、Ｈ−3355N（商品名、第一工業製薬（株）製）
として市販されている。

上記した、分子内にアリル基を含有する反応性乳化剤
のうち、重合中に徐々に重量体中に取り込まれていく乳
化剤が適している。

（Ｉ）アリル基含有アニオン性反応性乳化剤は単独
で、もしくは２種以上混合して、また（II）アリル基含
有非イオン性反応性乳化剤と混合して使用できる。また
（II）アリル基含有非イオン性反応性乳化剤はアニオン
性反応性乳化剤と任意の割合で混合して使用され、その
混合比率は所望の特性に応じて適宜選択される。分子内
にアリル基を含有する反応性乳化剤の使用量は、総量
で、ゲル化微粒子重合体成分の全モノマー量100重量部
に対して、通常0.1〜30部、好ましくは0.5〜５重量部の
範囲で用いることが望ましい。

ゲル化微粒子重合体作成のために重合開始剤を用いる
ことが好ましいが、重合開始剤としては下記一般式（式中、Ｘは炭素原子数２〜12個の直鎖または分岐鎖ア
ルキレン基を表わす）または（式中、X¹、X²及びX³は少なくとも１個が水酸基、他は
水素）で示される水溶性アゾアミド化合物が特に適している。
これらのものは公知であり（特開昭61−218618号、特開
昭61−63643号）、VAシリーズ（商品名、和光純薬工業
株式会社製）として市販されている。重合開始剤の必要
使用量は、当該技術分野において明らかである。一般的
に、最適必要量はゲル化微粒子重合体成分のモノマー10
0重量部に対して0.1〜1.5重量部である。

ゲル化微粒子重合体成分である前記（ａ）および
（ｂ）の重合性モノマーの共重合は、アクリル共重合体
を製造するためのそれ自体公知の方法である乳化重合法
によって行なうことができる。上記のモノマー混合物を
水媒体中でアリル基を含有する反応性乳化剤及び必要に
応じて重合開始剤の存在下に通常約50〜100℃好ましく
は80〜95℃の反応温度において第１〜第20時間反応を続
けることにより行なう事ができる。

本発明によるゲル化微粒子重合体は、通常その水分散
液は総重量に基づいて約10〜40重量％の樹脂固形分含量
を有する。ゲル化微粒子重合体の粒径は500nm以下、好
ましくは10〜300nm、より好ましくは50〜100nmである。
粒径の調整は分子内にアリル基を含有する反応性乳化剤
の種類、量を調節することによって行なうことができ、
容易に所望の範囲の粒径を有するゲル化微粒子重合体を
得ることができる。

本発明においては、上記ゲル化微粒子重合体の配合量
は、（１）水溶性ないしは水分散性樹脂の樹脂固形分10
0重量部に対して、樹脂固形分量で１〜20重量部である
ことが必要である。

ゲル化微粒子重合体の配合量が樹脂100重量部に対し
て１重量部未満ではチキソトロピー性付与効果が充分で
なく、エッジ端部に充分な膜厚が得られなくなる。

一方、ゲル化微粒子重合体の配合量が20重量部を超え
ると、塗料および塗料膜の流動性が低下し、塗膜の平滑
性が低下するとともに、塗料の粘性が高くなるため塗料
化に支障をきたす。

本発明塗料は、（１）水溶性ないしは水分散性樹脂、
（２）ゲル化微粒子重合体及び（３）水を必須成分とし
てなるものであるが、必要に応じて、有機溶剤；顔料；
消泡剤、レベリング剤、顔料分散剤、色分かれ防止剤な
どの塗料添加剤などを含有していてもよい。

上記有機溶剤は、一般に塗装作業性や塗面外観の改善
などを目的に用いられ、例えばメタノール、エタノー
ル、プロパノール、ブタノール、エチレングリコールモ
ノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエー
テル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテー
トなどのアルコール類、セロソルブ系溶剤などの水と親
和性を有する溶剤を使用することができる。

また上記顔料としては、タンカル、マイカ、バリタ、
クレー、シリカ、タルクなどの体質顔料、カーボンブラ
ック、グラファイト、二酸化チタン、シアニンブルー、
酸化鉄系顔料、ストロンチウムクロメート、ジンククロ
メートなどの有機系および無機系の着色顔料および防錆
顔料等の通常塗料分野で使用できる顔料類が使用でき
る。またストロンチウムクロメートやジンククロメート
などの防錆顔料は、塗料が１コートでかつ防食性が要求
される場合には樹脂100重量部に対して５重量部以下、
好ましくは0.5〜3.5重量部の範囲含有されていることが
望ましい。

本発明の塗料組成物を浸漬塗装するにあたっては、通
常、浸漬塗装浴の浴温は通常15〜35℃、さらに好ましく
は20〜30℃、浴の粘度は45〜100秒、さらに好ましくは5
0〜70秒（フォードカップNo.4/25℃）の範囲内で行なわ
れる。

被塗物としては、冷延鋼板、亜鉛メッキ鋼板、アルミ
ニウム等の金属素材や、これらの金属素材にリン酸鉄処
理、リン酸亜鉛処理、クロメート処理、リン酸クロム処
理もしくはアルマイト処理などの化成処理を施した表面
処理素材等が使用できる。

本発明塗料を用いた塗装工程の一例を示すと、被塗物
が前記のように調整された本発明塗料組成物の浸漬塗装
浴中に２〜３分間浸漬された後、引上げられ、５〜10分
間静置または空気吹付けなどによって被塗物上の余分な
塗料を除いた後、焼付けられ、乾燥膜厚（エッジ部）５
〜15ミクロンの塗膜が形成される。焼付条件は使用する
樹脂の種類によって適宜選択すればよく、通常70〜160
℃で15〜30分間焼付けられる。

本発明塗料を浸漬塗装することにより、被塗物のエッ
ジ端部に充分な膜厚を確保することができ、かつ水平部
においても塗面外観の良好な塗膜を形成でき、かつ光沢
が高く、耐水性の良好な塗膜を得ることができる。

（実施例）本発明をさらに具体的に説明するため実施例を掲げ
る。

なお、以下、「部」および「％」はそれぞれ「重量
部」および「重量％」を意味するものとする。

製造例１および２撹拌装置、温度計、冷却管および加熱用マントルを備
えた１フラスコに、表−１に示す量の脱イオン水及び
表−１に示す種類の乳化剤を表−１に示す量だけ加え、
撹拌しながら90℃まで昇温した。これに表−１に示す重
合開始剤12.5部を脱イオン水500部に溶解した水溶液の2
0％を加えた。15分後に表−１に示すモノマー混合物の
５％を加えた。ついで、さらに30分間撹拌した後、残り
のモノマー混合物及び重合開始剤の滴下を開始した。モ
ノマー混合物の滴下は３時間で、重合開始剤の滴下は3.
5時間かけてそれぞれ行ない、その間重合温度は90℃に
保った。重合開始剤水溶液の滴下終了後も30分間加熱し
て90℃に保った後室温に冷却し、布を用いて取り出
し、固形分20％のゲル化微粒子重合体分散液を得た。

表−１における（註）は下記のとおりである。

※１Ｓ−120A;スルホコハク酸系アリル基含有アニオン性反応性乳化剤、商品名花王ラテムルＳ− 120A、固形分39％。

Ｈ−3355N;アリル基含有非イオン性反応性乳化剤、第一工業製薬（株）製、固形分100％。

※２ St;スチレン nBA;n−ブチルアクリレート 1,6−HDDA;1,6−ヘキサンジオールジアクリレート MAAc;メタクリル酸、 ※３ VA−086;水溶性アゾアミド重合開始剤 2,2′−アゾビス［２−メチル−Ｎ− （２−ヒドロキシエチル）−プロピオンアミド］和光純薬工業（株）製。

実施例１下記表−２に示すように固形分60％の水溶性エポキシ
エステル樹脂167部（固形分量で100部）、カーボンブラ
ック12部、ストロンチウムクロメート３部、クレー25
部、水160部およびエチレングリコールモノブチルエー
テル66部を配合し、シェーカーにて顔料分散を行なった
後、製造例１で得たゲル化微粒子重合体分散液50部（固
形分量で10部）を配合し塗料を得た。

実施例２〜６および比較例１〜３表−２に示す配合とする以外、実施例１と同様に行な
って各塗料を得た。

実施例１〜６および比較例１〜３で得た塗料につい
て、水／エチレングリコールモノブチルエーテル＝2/1
の液で希釈し、それぞれ、60秒（フォードカップNo.4/2
5℃）の浸漬塗装浴とし、浴温25℃で厚さ0.8m/mのリン
酸亜鉛処理鋼板を被塗物として浸漬塗装を行なった。引
上げ後、６分間放置し、ついで、80℃で20分間焼付けを
行ない、浸漬塗装板を得た。

試験結果上記のようにして得られた浸漬塗装板についてJIS Z2
371に基づいて240時間耐塩水噴霧試験を行ない、エッジ
部の防食性を調べた。

また、JIS K5400−1979 7.2法に準じて、40℃で120時
間耐水試験を行ない、塗面の変化を調べた。また、水平
部仕上り性、塗面光沢についても調べた。その結果を表
−３に示す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）水溶性ないしは水分散性樹脂、
（２）（ａ）分子内に少なくとも２個のラジカル重合可
能な不飽和基を含有する重合性モノマー及び（ｂ）前記
（ａ）以外のラジカル重合性モノマーを、分子内にアリ
ル基を含有する反応性乳化剤を用いて乳化重合したゲル
化微粒子重合体及び（３）水を必須成分としてなり、該
樹脂100重量部に対してゲル化微粒子重合体を１〜20重
量部含有することを特徴とする水系浸漬塗装用塗料。