JP4859087B2 - 水性塗料及び塗装方法 - Google Patents
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Description
メタリック塗料におけるこのような特徴は、金属粉顔料のリーフィング現象によるところが大きい。リーフィング現象とは、塗膜形成時に生じる表面張力等によって、金属粉顔料が塗膜上層に浮上し、被塗面と平行に配向する現象のことである。
しかし、メタリック塗料を塗装後、クリヤー塗料を塗り重ねた場合には、上述の如き金属粉顔料のリーフィング現象によって、メタリック塗膜とクリヤー塗膜の層間密着性が低下し、界面剥離等の問題が引き起こされるおそれがある。
ところが、水を媒体とするメタリック塗料に、単にシランカップリング剤を配合するだけでは、水とシランカップリング剤との反応性を制御することが困難であるため、密着性等において所望の効果を十分に得ることができない。すなわち、上記特許文献の技術は、いずれも溶剤系塗料のみを対象とするものであり、水性塗料にそのまま適用できるものではない。
1.合成樹脂エマルション(I)、金属粉顔料(II)、及び改質剤(III)を必須成分とし、前記金属粉顔料(II)が前記合成樹脂エマルション(I)の固形分100重量部に対し1〜100重量部混合され、前記改質剤(III)が下記(ア)〜(ウ)の条件を満たして混合されることを特徴とする水性塗料の製造方法。
(ア)前記改質剤(III)は、シランカップリング剤(p)と水への溶解度10g/100g以下の溶剤(q)とを2成分のみで混合して得られるものである。
(イ)前記改質剤(III)における前記シランカップリング剤(p)と前記溶剤(q)の重量比率は1:99〜95:5である。
(ウ)前記改質剤(III)は、前記合成樹脂エマルション(I)の固形分100重量部に対し0.1〜30重量部混合する。
2.さらに、着色顔料(IV)を必須成分とし、前記着色顔料(IV)が前記合成樹脂エマルション(I)の固形分100重量部に対し0.1〜200重量部混合されることを特徴とする1.記載の水性塗料の製造方法。
3.1.または2.記載の製造方法によって得られた水性塗料を塗装した後、水性クリヤー塗料を塗装することを特徴とする塗装方法。
本発明の塗料を使用すれば、メタリック塗膜とその上のクリヤー塗膜との層間密着性が改善され、界面剥離等の塗膜異常の発生を抑制することができる。
具体的に合成樹脂エマルション(I)としては、例えば、酢酸ビニル樹脂エマルション、塩化ビニル樹脂エマルション、エポキシ樹脂エマルション、アクリル樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、アクリルシリコン樹脂エマルション、フッ素樹脂エマルション等、あるいはこれらの複合系等を挙げることができる。これらは1種または2種以上で使用することができる。
合成樹脂エマルション(I)のガラス転移温度は通常−60〜80℃(好ましくは−40〜60℃)程度である。また、合成樹脂エマルション(I)の平均粒子径は、通常0.05〜0.4μm程度である。
(ア)改質剤(III)は、シランカップリング剤(p)と水への溶解度10g/100g以下の溶剤(q)との混合物である。
(イ)改質剤(III)におけるシランカップリング剤(p)と溶剤(q)の重量比率は1:99〜95:5である。
(ウ)改質剤(III)は、合成樹脂エマルション(I)の固形分100重量部に対し0.1〜30重量部混合されている。
第1に、シランカップリング剤(p)は、溶剤(q)に溶解した状態で合成樹脂エマルション(I)の粒子中に分配される。すなわち、本発明では、シランカップリング剤(p)が水との接触によって失活するのを抑制することができる。
第2に、シランカップリング剤(p)は、塗膜形成時に、金属粉顔料(II)表面の官能基(水酸基等)と反応する。この際、溶剤(q)は、金属粉顔料(II)の表面に残存した粉砕助剤(脂肪酸等)を溶出させ、シランカップリング剤(p)の反応を補助する。
以上の作用により、本発明の水性メタリック塗料では、シランカップリング剤(p)による密着性改善効果が最大限に発揮されるものと考えられる。
溶剤(q)の水への溶解度は10g/100g未満であるが、好ましくは5g/100g未満である。
着色顔料(IV)としては、通常塗料に使用可能なものであれば特に制限されず、例えば酸化チタン、カーボンブラック、酸化第二鉄(ベンガラ)、黄色酸化鉄、オーカー、群青、コバルトグリーン等の無機系顔料、アゾ系、ナフトール系、ピラゾロン系、アントラキノン系、ペリレン系、キナクリドン系、ジスアゾ系、イソインドリノン系、ベンゾイミダゾール系、フタロシアニン系、キノフタロン系等の有機顔料等が使用できる。これら着色顔料(IV)は、所望の色彩に応じて1種または2種以上を適宜使用することができる。
水性クリヤー塗料の塗装方法は、公知の方法に従えばよく、ハケ塗り、スプレー塗装、ローラー塗装等の種々の方法を採用することができる。塗装を行う際の塗付量は、通常0.1〜0.5kg/m2程度である。塗付時には水等で希釈することによって、塗料の粘性を適宜調製することもできる。希釈割合は、通常0〜20重量%程度である。水性クリヤー塗料を塗装した後の乾燥は通常、常温で行えばよいが、必要に応じ加熱することもできる。
γ−アミノプロピルトリエトキシシランとジエチレングリコールジブチルエーテル(水への溶解度0.3g/100g)を重量比率20:80で混合して、改質剤Aを得た。
γ−アミノプロピルトリエトキシシランと2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート(水への溶解度0.9g/100g)を重量比率20:80で混合して、改質剤Bを得た。
γ−アミノプロピルトリエトキシシランとプロピレングリコールモノプロピルエーテル(水への溶解度∞)を重量比率20:80で混合して、改質剤Cを得た。
合成樹脂エマルション200重量部に対し、金属粉顔料18重量部、改質剤A20重量部、増粘剤2重量部、消泡剤1重量部を常法にて順次混合・攪拌することによって水性塗料Aを製造した。なお、改質剤以外の原料としては下記のものを使用した。
・合成樹脂エマルション:アクリル樹脂エマルション(メチルメタクリレート−スチレン−2−エチルヘキシルアクリレート−アクリル酸共重合体、固形分50重量%、ガラス転移温度20℃)
・金属粉顔料:アルミニウム顔料(平均粒子径15μm)
・増粘剤:ウレタン系会合性増粘剤
・消泡剤:鉱物油系消泡剤
この試験板について、水浸漬(23℃)18時間→−20℃3時間→50℃3時間を1サイクルとする温冷繰返し試験を合計10サイクル行った後、標準状態にて24時間放置後、JIS K 5600−5−6に準じた碁盤目テープ法にて、密着性を評価した。その結果、密着性は「○」となった。なお、密着性の評価基準は、剥れた面積が5%未満のものを「○」、剥れた面積が5%以上15%未満のものを「△」、剥れた欠損部の面積が15%以上のものを「×」とした。
合成樹脂エマルション200重量部に対し、金属粉顔料18重量部、改質剤A20重量部、着色顔料(フタロシアニンブルー顔料)1重量部、増粘剤2重量部、消泡剤1重量部を常法にて順次混合・攪拌することによって水性塗料Bを製造した。
水性塗料Aに替えて水性塗料Bを使用した以外は、実施例1と同様の方法で試験板を作製したところ、ライトブルーメタリック色の外観を有する試験板が得られた。この試験板の密着性試験結果は「○」となった。
合成樹脂エマルション200重量部に対し、金属粉顔料18重量部、改質剤B20重量部、着色顔料(フタロシアニンブルー顔料)1重量部、増粘剤2重量部、消泡剤1重量部を常法にて順次混合・攪拌することによって水性塗料Cを製造した。
水性塗料Aに替えて水性塗料Cを使用した以外は、実施例1と同様の方法で試験板を作製したところ、ライトブルーメタリック色の外観を有する試験板が得られた。この試験板の密着性試験結果は「○」となった。
合成樹脂エマルション200重量部に対し、金属粉顔料18重量部、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン4重量部、増粘剤2重量部、消泡剤1重量部を常法にて順次混合・攪拌することによって水性塗料Dを製造した。
水性塗料Aに替えて水性塗料Dを使用した以外は、実施例1と同様の方法で密着性試験を行ったところ、その結果は「×」となった。
合成樹脂エマルション200重量部に対し、金属粉顔料18重量部、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン4重量部、ジエチレングリコールジブチルエーテル16重量部、増粘剤2重量部、消泡剤1重量部を常法にて順次混合・攪拌することによって水性塗料Eを製造した。
水性塗料Aに替えて水性塗料Eを使用した以外は、実施例1と同様の方法で密着性試験を行ったところ、その結果は「×」となった。
合成樹脂エマルション200重量部に対し、金属粉顔料18重量部、改質剤C20重量部、増粘剤2重量部、消泡剤1重量部を常法にて順次混合・攪拌することによって水性塗料Fを製造した。
水性塗料Aに替えて水性塗料Fを使用した以外は、実施例1と同様の方法で密着性試験を行ったところ、その結果は「×」となった。
Claims (3)
- 合成樹脂エマルション(I)、金属粉顔料(II)、及び改質剤(III)を必須成分とし、前記金属粉顔料(II)が前記合成樹脂エマルション(I)の固形分100重量部に対し1〜100重量部混合され、前記改質剤(III)が下記(ア)〜(ウ)の条件を満たして混合されることを特徴とする水性塗料の製造方法。
(ア)前記改質剤(III)は、シランカップリング剤(p)と水への溶解度10g/100g以下の溶剤(q)とを2成分のみで混合して得られるものである。
(イ)前記改質剤(III)における前記シランカップリング剤(p)と前記溶剤(q)の重量比率は1:99〜95:5である。
(ウ)前記改質剤(III)は、前記合成樹脂エマルション(I)の固形分100重量部に対し0.1〜30重量部混合する。 - さらに、着色顔料(IV)を必須成分とし、前記着色顔料(IV)が前記合成樹脂エマルション(I)の固形分100重量部に対し0.1〜200重量部混合されることを特徴とする請求項1記載の水性塗料の製造方法。
- 請求項1または請求項2記載の製造方法によって得られた水性塗料を塗装した後、水性クリヤー塗料を塗装することを特徴とする塗装方法。
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