JP7483259B2

JP7483259B2 - 液膜吐出塗装用、液柱吐出塗装用または液滴吐出塗装用の塗料組成物

Info

Publication number: JP7483259B2
Application number: JP2020149946A
Authority: JP
Inventors: 憲幸仲沢; 聡石田; 陸生原
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd; Nippon Paint Holdings Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd; Nippon Paint Holdings Co Ltd
Priority date: 2020-09-07
Filing date: 2020-09-07
Publication date: 2024-05-15
Anticipated expiration: 2040-09-07
Also published as: JP2022044361A

Description

本発明は、液膜吐出塗装用、液柱吐出塗装用または液滴吐出塗装用の塗料組成物に関する。

塗料には、塗料の塗装後の塗膜の性能が優れるだけでなく、塗装作業性が優れることも要求される。例えば、塗装後の塗膜の品質が優れていても、塗装に多くの工数が必要になる、塗料を塗りにくいなど、塗料の塗装作業性が低い場合、その塗料の価値は大きく低下してしまう。

塗装作業性の重要な項目の一つに、塗料の飛散（スパッタともいう）が少ないことが挙げられる。スプレーを用いた塗装などでは、塗装対象領域と非塗装領域が被塗物表面に連続している場合、非塗装領域に塗料を塗布するのを防止するため、粘着テープなどで非塗装領域をマスキングをする。また、意図しない方向への塗料飛散による周囲の汚れを防止するためにシートの設置を行うが、これらの工程に必要な時間が、全塗装工程の半分以上を占める場合がある。さらに、塗料飛散が多いと塗装作業者の作業効率が下がり、塗装工程が遅延する場合がある。また、塗装する対象領域以外に飛散した塗料は無駄になるため、塗料のコストも増える。

例えば、特許文献１では、微粒化した塗料の飛散を防止することを目的として、塗料をノズルヘッドから液膜状または液柱状に吐出して被塗布物に塗着させる塗装方法が開示されている。しかし、特許文献１では、塗料が液膜状態または液柱状態から微粒化状態に遷移する遷移区域内で被塗物に塗着させることを開示しているが、塗料の飛散を抑制し得る塗料自体については何ら開示がない。

さらに、この特許文献１では、スプレー塗装では、微粒化した塗料粒子が、随伴気流などの気流の流れに伴って飛散する問題点を指摘している。このように、スプレー塗装では、吐出される塗料が微粒化して広がるため、人による適切な力での隙間のないマスキングが必要となり、自動塗装装置を用いても塗装工程を短縮する効果が低い。

そのため、塗料飛散を抑制ないし低減することは、工程の大幅な短縮および塗装コストの低減につながり、塗料の価値を高めることが可能となる。

特開２０１５－１０７４７４号

また、吐出塗装においては、ローラーまたは刷毛による塗装と異なり、塗装装置の吐出口と塗装対象との間に距離があるため、塗料の飛散を抑制するだけでなく、塗装対象の所望の領域に精度よく塗装可能なことも塗料の価値を高めるために重要である。

そこで、本発明は、塗料の飛散を抑制ないし低減し、かつ、良好な塗装精度を有する、吐出塗装用の塗料組成物を提供することを目的とする。

本発明に係る液膜吐出塗装用、液柱吐出塗装用または液滴吐出塗装用の塗料組成物は、
第一法線応力差が、１０Ｐａ以上であり、
損失正接（Ｔａｎδ）が、１．００以下であり、かつ
塗料糸のくびれ発生抑制（ＣＯＮ）値が、０．４５以下である、
液膜吐出塗装用、液柱吐出塗装用または液滴吐出塗装用の塗料組成物である。第一法線応力差、ＴａｎδおよびＣＯＮ値が上記範囲であることにより、液膜吐出塗装、液柱吐出塗装および液滴吐出塗装において塗料の飛散を抑制ないし低減し、かつ、良好な塗装精度を発揮することができる。

本発明に係る液膜吐出塗装用、液柱吐出塗装用または液滴吐出塗装用の塗料組成物の一実施形態では、前記第一法線応力差が１０～２００Ｐａである。

本発明に係る液膜吐出塗装用、液柱吐出塗装用または液滴吐出塗装用の塗料組成物の一実施形態では、前記Ｔａｎδが０．５～１．０である。

本発明に係る液膜吐出塗装用、液柱吐出塗装用または液滴吐出塗装用の塗料組成物の一実施形態では、前記ＣＯＮ値が０．２０～０．４５である。

本発明に係る液膜吐出塗装用、液柱吐出塗装用または液滴吐出塗装用の塗料組成物の一実施形態では、樹脂成分と粘性調整剤とを含み、
前記粘性調整剤が、アルカリ膨潤型粘性調整剤、ウレタン会合型粘性調整剤およびセルロース系粘性調整剤からなる群より選択される１種以上である。

本発明に係る液膜吐出塗装用、液柱吐出塗装用または液滴吐出塗装用の塗料組成物の一実施形態では、粘度が、０．１～２．０Ｐａ・ｓである。

本発明に係る液膜吐出塗装用、液柱吐出塗装用または液滴吐出塗装用の塗料組成物は、一実施形態では、建築物用である。

本発明によれば、塗料の飛散を抑制ないし低減し、かつ、良好な塗装精度を有する、吐出塗装用の塗料組成物を提供することができる。

図１Ａは、従来の塗料を用いた液柱吐出塗装時に小液滴が形成される様子を示す模式図である。図１Ｂは、従来の塗料を用いた液柱吐出塗装時に小液滴が形成される様子を示す模式図である。図１Ｃは、従来の塗料を用いた液柱吐出塗装時に小液滴が形成される様子を示す模式図である。図１Ｄは、従来の塗料を用いた液柱吐出塗装時に小液滴が形成される様子を示す模式図である。図１Ｅは、従来の塗料を用いた液柱吐出塗装時に小液滴が形成される様子を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。これらの記載は、本発明の例示を目的とするものであり、本発明を何ら限定するものではない。

本発明において、２以上の実施形態を任意に組み合わせることができる。

本発明において、塗料と塗料組成物は相互互換的に用いることができる。

本明細書において、数値範囲は、別段の記載がない限り、その範囲の上限値および下限値を含むことを意図している。例えば、１０～２００Ｐａは、１０Ｐａ以上２００Ｐａ以下を意味する。

本発明において、用語「液膜」は、膜状または面状の塗料組成物を指す。本発明において、用語「液柱」は、柱状、線状または棒状の塗料組成物を指す。

本発明において、用語「液膜吐出塗装」は、塗料組成物を吐出口から液膜状に吐出する塗装を指す。本発明において、用語「液柱吐出塗装」は、塗料組成物を吐出口から液柱状に吐出する塗装を指す。本発明において、用語「液滴吐出塗装」は、液膜または液柱の塗料組成物を吐出のオンおよびオフで断裂させて液滴とし、その各液滴の方向性を制御した状態で液滴を塗布する塗装を指す。

以下、液膜吐出塗装、液柱吐出塗装および液滴吐出塗装のそれぞれを、または３つをまとめて、単に「吐出塗装」ということがある。

以下、本発明に係る吐出塗装用の塗料組成物を、単に「塗料組成物」ということがある。

本発明において図面は、発明の理解を優先して描かれており、図中の各構成の寸法、比、距離は正確ではない。

（塗料組成物）
本発明に係る液膜吐出塗装用、液柱吐出塗装用または液滴吐出塗装用の塗料組成物は、
第一法線応力差が、１０Ｐａ以上であり、
損失正接（Ｔａｎδ）が、１．００以下であり、かつ
塗料糸のくびれ発生抑制（ＣＯＮ）値が、０．４５以下である、
液膜吐出塗装用、液柱吐出塗装用または液滴吐出塗装用の塗料組成物である。

図１Ａ～Ｅは、従来の塗料を用いた液柱吐出塗装時に小液滴が形成される様子を示す模式図である。吐出直前には吐出口１に塗料２が充填されている（図１Ａ）。塗料柱（液柱）３が吐出されるにつれて、吐出される塗料柱３と吐出口に残る塗料２との間に塗料糸４が形成される（図１Ｂ）。さらに塗料柱３が吐出されると、塗料糸４に複数の細い部分（くびれ）５が生じる（図１Ｃ）。さらに塗料柱３が吐出されると、くびれ５で塗料糸４が破断し、塗料柱３が分離する（図１Ｄ）。そして、破断した塗料糸４がさらに破断して小液滴６となって飛散する（図１Ｅ）。

このため、本発明者らは、以下の（１）～（３）が、塗料の飛散を抑えるのに有効であろうと推測した。
（１）図１Ｂの塗料糸が伸びないようにすること。
（２）図１Ｃの塗料糸におけるくびれの発生を抑制すること。
（３）図１Ｄにおいて、破断した塗料糸が先に吐出されている塗料または吐出口に残る塗料の方向にすぐに戻るようにすること、換言すると、塗料の第一法線応力差を高くすること。

上記（１）について、塗料糸は、弾性成分と粘性成分とを有する粘弾性体と考えることができ、弾性成分に対して粘性成分が大きいと塗料糸が伸びると考えられる。損失正接（Ｔａｎδ）は、損失弾性率（粘性成分）／貯蔵弾性率（弾性成分）として表される。そこで、塗料糸が伸びないようにするためには、粘性成分に対して弾性成分を大きくする、すなわち、Ｔａｎδを低くすればよい。

本発明において、損失正接（Ｔａｎδ）は、アントンパール社製の応力制御型レオメーター「ＭＣＲ３０２」を用いて、５０ｍｍパラレルプレート、ギャップ：０．５ｍｍ、ひずみ：線形ひずみ、角周波数：１００ｓ^－１、測定温度：２３℃の条件で測定した動的粘弾性のデータを用いる。

上記（２）について、本発明者らは、図１Ｃの塗料糸のくびれを観察したところ、塗料糸の中央部分にくびれが発生するのではなく、塗料糸にランダムにくびれが発生して、塗料糸が破断することがわかった。そして、このことから、本発明者らは、塗料糸中のミクロな構造において、そのミクロな構造が壊れた部分と壊れていない部分とが混在し、壊れた部分では粘度が低下してくびれが発生すると推定した。ここで、塗料のような非ニュートン流体では、通常、あるせん断速度の範囲ではせん断速度が上昇するにつれて、分子鎖の絡み合いが少なくなるなどミクロな構造が壊れて粘度が低下する性質がある。そこで、塗料糸におけるくびれの発生を抑制するために、せん断速度が変化したときの粘度の変化量を小さくする、すなわち、塗料の粘度のせん断速度依存性を小さくすればよい。本発明では、粘度のせん断速度依存性の値をくびれ発生抑制（Control of the Occurrence of a Neck）から、ＣＯＮ値とする。

本発明において、ＣＯＮ値の測定方法は、以下のとおりである。アントンパール社製の応力制御型レオメーター「ＭＣＲ３０２」を用いて、５０ｍｍパラレルプレート、ギャップ：０．５ｍｍ、測定温度：２３℃の条件で、せん断速度（ｄγ／ｄｔ）＝１０ｓ^－１、１００ｓ^－１および１０００ｓ^－１で定常流測定を行い、測定開始３０秒後の粘度をそれぞれη（１０）、η（１００）、η（１０００）とする。そして、３組のデータから、横軸をｌｏｇ_１０（ｄγ／ｄｔ）、縦軸をｌｏｇ_１０（η）としたグラフを作成し、その３点から最小二乗法によって直線近似式を算出し、その直線の傾きの絶対値をＣＯＮ値とする。

上記（３）について、法線応力は、粘弾性流体からなる測定対象物に回転変形を加えたときに、ずりを加えた方向と直交する方向に発生する応力である。法線応力は、それ単独で把握されるものではなく、ずり応力との差で把握されるものである。第一法線応力差Ｎ_１は、流動速度方向をｘとし、速度勾配方向をｙとする定常ずり流動状態において、応力テンソルσの成分を用いて第一法線応力差Ｎ_１＝σ_ｘｘ－σ_ｙｙとして定義される。

本発明において、第一法線応力差は、アントンパール社製の応力制御型レオメーター「ＭＣＲ３０２」を用いて、５０ｍｍパラレルプレート、ギャップ：０．５ｍｍ、せん断速度：１００ｓ^－１、測定温度：２３℃の条件で定常流測定を行い、測定開始３０秒後の測定データから求める。

本発明者らは、これらから求めた第一法線応力差が、１０Ｐａ以上であり、Ｔａｎδが、１．００以下であり、かつＣＯＮ値が、０．４５以下であることにより、吐出塗装時の塗料の飛散を抑制ないし低減できることを見出した。さらに驚くべきことに、本発明者らは、第一法線応力差、ＴａｎδおよびＣＯＮ値を上記所定範囲とすることで、吐出塗装において良好な塗装精度が得られることを見出した。

第一法線応力差が１０Ｐａ未満の場合、吐出時に生じる塗料糸が先に吐出されている塗料方向または吐出口に残る塗料方向に戻る力が弱いため、吐出塗装において塗料飛散を十分に抑制ないし低減することができない。

第一法線応力差は、一実施形態では、１０Ｐａ以上、２０Ｐａ以上、３０Ｐａ以上、４０Ｐａ以上、５０Ｐａ以上、６０Ｐａ以上、７０Ｐａ以上、８０Ｐａ以上、９０Ｐａ以上、１００Ｐａ以上、１１０Ｐａ以上、１２０Ｐａ以上、１３０Ｐａ以上、１４０Ｐａ以上、１５０Ｐａ以上、１６０Ｐａ以上、１７０Ｐａ以上、１８０Ｐａ以上、１９０Ｐａ以上または２００Ｐａ以上である。第一法線応力差は、一実施形態では、１０００Ｐａ以下、９００Ｐａ以下、８００Ｐａ以下、７００Ｐａ以下、６００Ｐａ以下、５００Ｐａ以下、４００Ｐａ以下、３００Ｐａ以下、２００Ｐａ以下、１９０Ｐａ以下、１８０Ｐａ以下、１７０Ｐａ以下、１６０Ｐａ以下、１５０Ｐａ以下、１４０Ｐａ以下、１３０Ｐａ以下、１２０Ｐａ以下、１１０Ｐａ以下、１００Ｐａ以下、９０Ｐａ以下、８０Ｐａ以下、７０Ｐａ以下、６０Ｐａ以下、５０Ｐａ以下、４０Ｐａ以下、３０Ｐａ以下または２０Ｐａ以下である。第一法線応力差は、別の実施形態では、１０～２００Ｐａである。第一法線応力差は、さらに別の実施形態では、１０～１９０Ｐａである。

Ｔａｎδが１．００より大きい場合、塗料糸の伸びが大きくなり、塗料飛散を十分に抑制ないし低減することができない。

Ｔａｎδは、一実施形態では、１．００以下、０．９５以下、０．９０以下、０．８５以下、０．８０以下、０．７５以下、０．７０以下、０．６５以下、０．６０以下、０．５５以下、０．５０以下、０．４５以下、０．４０以下、０．３５以下、０．３０以下、０．２５以下、０．２０以下、０．１５以下または０．１０以下である。Ｔａｎδは、一実施形態では、０．０５以上、０．１０以上、０．１５以上、０．２０以上、０．２５以上、０．３０以上、０．３５以上、０．４０以上、０．４５以上、０．５０以上、０．５５以上、０．６０以上、０．６５以上、０．７０以上、０．７５以上、０．８０以上、０．８５以上、０．９０以上または０．９５以上である。Ｔａｎδは、別の実施形態では、０．５０～１．００である。Ｔａｎδは、さらに別の実施形態では、０．７０～１．００である。

ＣＯＮ値が０．４５より大きい場合、塗料糸にくびれが発生しやすく、塗料糸の破断につながり、塗料飛散を十分に抑制ないし低減することができない。

ＣＯＮ値は、一実施形態では、０．４５以下、０．４０以下、０．３５以下、０．３０以下、０．２５以下、０．２０以下、０．１５以下または０．１０以下である。ＣＯＮ値は、一実施形態では、０．０５以上、０．１０以上、０．１５以上、０．２０以上、０．２５以上、０．３０以上、０．３５以上または０．４０以上である。ＣＯＮ値は、別の実施形態では、０．３０～０．４５である。ＣＯＮ値は、さらに別の実施形態では、０．３０～０．４０である。

塗料組成物の粘度は、特に限定されず、適宜調節すればよい。後述する実施例に示すように、粘度と、塗料の飛散量とは相関関係にない。そのため、粘度は、塗料の飛散量を制御するための鍵となる要素ではないが、塗料の塗り感を維持または高める観点から、塗料組成物の粘度は、例えば、０．１～２．０Ｐａ・ｓが好ましく、０．１～１．５Ｐａ・ｓがより好ましい。

一方、上塗り塗膜では下塗り塗膜よりも塗膜の外観を良くするために均質な塗膜が要求されるため、薄い膜厚の塗膜を形成することが多い。比較的粘度の高い塗料では、対象面に塗布される塗料の量が多くなりやすく、厚い膜厚の塗膜を形成することには適しているが、薄い膜厚の均質な塗膜を形成することは難しい。これに対して、比較的粘度の低い塗料では、対象面に塗布される塗料の量を少なくしやすく、薄い膜厚の均質な塗膜を形成するのに適している。このため、薄い膜厚の塗膜を形成する観点から、塗料組成物の粘度は、例えば、０．１～２．０Ｐａ・ｓが好ましく、０．１～１．５Ｐａ・ｓがより好ましい。

本発明に係る液膜吐出塗装用、液柱吐出塗装用または液滴吐出塗装用の塗料組成物の一実施形態では、粘度が、０．１～２．０Ｐａ・ｓである。これにより、薄い膜厚の塗膜を形成しやすく、内装および外装の上塗り塗膜の形成に好適である。

本発明において、塗料組成物の粘度（Ｐａ・ｓ）は、アントンパール社製の応力制御型レオメーター「ＭＣＲ３０２」、５０ｍｍパラレルプレート、ギャップ：０．５ｍｍ、せん断速度：１０００ｓ^－１、測定温度：２３℃の条件で定常流測定を行い、測定開始３０秒後の粘度を用いる。

塗料組成物は、通常、樹脂成分、架橋剤、顔料、ならびに水および／または溶剤を含む。塗料組成物は、その他の成分を含んでいてもよい。

・樹脂成分
樹脂成分は塗膜形成要素としての働きを有する。樹脂成分としては、従来公知の塗料組成物の樹脂成分を用いることができる。樹脂成分としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテル樹脂などを挙げることができる。また、樹脂成分として、例えば、シリコーン樹脂、アルコキシシラン縮合物などの、無機成分を含む、または、無機成分からなる高分子化合物を用いることもできる。樹脂成分は、１種単独でまたは２種以上を組み合わせて用いてもよい。

上記樹脂成分は、有機溶剤形、水性形（水溶性、水分散性もしくはエマルション）、または非水分散形のいずれでもよい。

上記樹脂成分を用いた塗料組成物は、例えば、一液形でもよいし、主剤および硬化剤から構成される二液混合形でもよく、三液混合形以上の多成分混合形であってもよい。

樹脂成分は、加熱により、または常温で硬化反応を進行させることができる。

樹脂成分の含有量は、特に限定されず、適宜調節すればよい。一実施形態では、樹脂成分の固形分と顔料の固形分との合計１００質量部に対して、樹脂成分の固形分が１０～９０質量部または１０～６０質量部である。

・架橋剤
塗料組成物は架橋剤を含むことができる。架橋剤は、上記樹脂成分の有する硬化性官能基に応じて選択することができる。例えば、架橋剤としては、カルボジイミド化合物、ヒドラジン化合物、アミノ樹脂、（ブロック）ポリイソシアネート化合物、アミン系化合物、ポリアミド系化合物および多価カルボン酸化合物などが挙げられる。架橋剤は、１種単独でまたは２種以上を組み合わせて用いてもよい。

・顔料
顔料は、特に限定されず、公知の塗料用顔料を用いることができる。顔料としては、例えば、二酸化チタン、カーボンブラック、弁柄、フタロシアニンブルーなどの着色顔料；炭酸カルシウム、タルク、マイカなどの体質顔料；防錆顔料などが挙げられる。顔料は、１種単独でまたは２種以上を組み合わせて用いてもよい。

・粘性調整剤
本発明では、塗料組成物の第一法線応力差、ＴａｎδおよびＣＯＮ値を調節するために公知の粘性調整剤を用いてもよい。粘性調整剤としては、例えば、アルカリ膨潤型粘性調整剤、ウレタン会合型粘性調整剤、セルロース系粘性調整剤、アマイド系粘性調整剤、無機層状化合物系粘性調整剤およびアミノプラスト系粘性調整剤などが挙げられる。

アルカリ膨潤型粘性調整剤としては、例えば、ポリカルボン酸系粘性調整剤、ポリスルホン酸系粘性調整剤、ポリリン酸系粘性調整剤などが挙げられる。

アルカリ膨潤型粘性調整剤の市販品としては、例えば、サンノプコ社製のＳＮシックナー６１５、６３０、６３６、６４０などのＳＮシックナーシリーズ；ダウケミカル社製のプライマル（登録商標）ＡＳＥ－６０などのプライマル（登録商標）シリーズなどが挙げられる。

ウレタン会合型粘性調整剤としては、例えば、ウレタン変性ポリエーテル型粘性調整剤などが挙げられる。

ウレタン会合型粘性調整剤の市販品としては、例えば、ＡＤＥＫＡ社製のアデカノール（登録商標）ＵＨ－１４０Ｓ、４２０、４５０、５２６、５４０、５５０などのアデカノール（登録商標）ＵＨシリーズ；サンノプコ社製のＳＮシックナー６６５Ｔなどが挙げられる。

セルロース系粘性調整剤としては、例えば、結晶セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース系粘性調整剤などが挙げられる。

セルロース系粘性調整剤の市販品としては、例えば、旭化成社製のセオラス（登録商標）ＲＣシリーズなどのセオラス（登録商標）シリーズ；ダウケミカル社製のセロサイズＱＰ４４００、５２０００Ｈなどのセロサイズ（登録商標）シリーズが挙げられる。

アマイド系粘性調整剤としては、例えば、脂肪酸アマイド、ポリアマイド、アクリルアマイド、長鎖ポリアミノアマイド、アミノアマイドおよびこれらの塩（例えばリン酸塩）などが挙げられる。

無機層状化合物系粘性調整剤として、例えば、モンモリロナイト、ベントナイト、クレーなどの層状化合物が挙げられる。

アミノプラスト系粘性調整剤としては、例えば、疎水変性エトキシレートアミノプラスト系会合型粘性調整剤などが挙げられる。

塗料組成物の第一法線応力差、ＴａｎδおよびＣＯＮ値を調節する指針として、以下が挙げられる。

第一法線応力差を高めるためには、分子量の大きな粘性調整剤を用いれば良い。このような粘性調整剤としては、例えば、アルカリ膨潤型粘性調整剤であるＳＮシックナー６１５、６３０、６３６、６４０などのＳＮシックナーシリーズ；ダウケミカル社製のプライマル（登録商標）ＡＳＥ－６０などのプライマル（登録商標）シリーズなどが挙げられる。

Ｔａｎδを低くするためには、硬い構造を持つ粘性調整剤を用いれば良い。このような粘性調整剤としては、例えば、セルロース系粘性調整剤である旭化成社製のセオラス（登録商標）ＲＣシリーズなどのセオラス（登録商標）シリーズ；ダウケミカル社製のセロサイズＱＰ４４００、５２０００Ｈなどのセロサイズ（登録商標）シリーズが挙げられる。

ＣＯＮ値を小さくするためには相互作用の小さい粘性調整剤を用いれば良い。このような粘性調整剤としては、例えば、ウレタン会合型粘性調整剤であるＡＤＥＫＡ社製のアデカノール（登録商標）ＵＨ－１４０Ｓ、４２０、４５０、５２６、５４０、５５０などのアデカノール（登録商標）ＵＨシリーズが挙げられる。

粘性調整剤は、１種単独でまたは２種以上を組み合わせて用いてもよい。

本発明の塗料組成物における粘性調整剤の含有量は、特に限定されず、適宜調節すればよい。

本発明の塗料組成物における粘性調整剤の固形分量は、例えば、塗料組成物１００質量部に対して、０．１～３．０質量部または０．５～２．０質量部である。なお、本発明では、「塗料組成物１００質量部」は、樹脂成分、顔料成分、粘性調整剤などにおける固形分に加えて、これらの分散媒；水および／または溶剤を含む塗料組成物全体の１００質量部を意味する。

本発明の塗料組成物は、水性塗料組成物または溶剤系塗料組成物のいずれでもよい。一実施形態では、本発明の塗料組成物は、水性塗料組成物である。別の実施形態として、ＪＩＳＡ６９０９の規定を満たす塗料組成物である。

本発明では、塗料組成物中の含有量が最も多い分散媒が、水であるものを水性塗料組成物という。本発明では、塗料組成物中の含有量が最も多い分散媒が、溶剤であるものを溶剤系塗料組成物という。

本発明の塗料組成物における塗料固形分の合計量としては、適宜調節すればよく、特に限定されない。例えば、塗料固形分の合計量は、塗料組成物１００質量部に対して、２０～８０質量部、好ましくは５０～８０質量部である。

・溶剤
溶剤を用いる場合、従来公知の塗料組成物の溶剤を適宜選択して用いることができる。例えば、メタノール、エタノール、２－プロパノール、１－ブタノールなどのアルコール類；酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、プロピオン酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのエステル類；ジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などのエーテル類；エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１、３－ブチレングリコール、ペンタメチレングリコール、１、３－オクチレングリコールなどのグリコール類；ホルムアミド、Ｎ－メチルホルムアミド、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルフォキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）などのアミド類；アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、シクロヘキサノンなどのケトン類；ミネラルスピリット、灯油などの脂肪族炭化水素；トルエン、キシレン、メシチレン、ドデシルベンゼンなどの芳香族炭化水素；クロロホルム、ジクロロメチレンなどのハロゲン系溶媒などが挙げられる。溶剤は、１種単独でまたは２種以上を組み合わせて用いてもよい。

本発明の塗料組成物は、常温乾燥型でもよいし、加熱乾燥型でもよい。一実施形態では、本発明の塗料組成物は、常温乾燥型である。

本発明の塗料組成物は、一液型でもよいし、二液型でもよい。

塗料組成物が、水性塗料組成物である場合、溶剤の含有量は、適宜調節すればよい。例えば、塗料組成物１００質量部に対して、０～１５質量部、好ましくは０～１０質量部である。また、この場合の溶剤としては、例えば、アルコール類を用いることができる。

・その他の成分
本発明の塗料組成物は、上述した成分以外に、分散剤、造膜助剤、凍結防止剤、架橋促進剤、硬化剤、レベリング剤、表面調整剤、消泡剤、可塑剤、防腐剤、防カビ剤、紫外線安定剤などのその他の成分を含んでいてもよい。これらその他の成分はそれぞれ、１種単独でまたは２種以上を組み合わせて用いてもよい。

・塗料組成物の用途
本発明に係る塗料組成物は、液膜吐出塗装用、液柱吐出塗装用または液滴吐出塗装用、すなわち、液膜吐出塗装用、液柱吐出塗装用および液滴吐出塗装用の少なくとも１つ用の塗料組成物である。一実施形態では、液膜吐出塗装は、カーテンフローコーティングを含まない。上述したように、液滴吐出塗装は、液膜または液柱の塗料組成物を吐出のオンおよびオフで断裂させて液滴とし、その各液滴の方向性を制御した状態で液滴を塗布する塗装である。これに対して、スプレー塗装および静電塗装は、塗料組成物を吐出のオンおよびオフではなく、空気とのシェアまたは遠心力によって***させて、各液滴の方向性の制御のない状態で液滴を塗布する塗装である。したがって、スプレー塗装および静電塗装は、本発明の「液滴吐出塗装」には含まれない。別の実施形態では、本発明に係る塗料組成物は、液膜吐出塗装用または液柱吐出塗装用の塗料組成物である。

本発明の塗料組成物は、上述したように塗料の飛散を抑制ないし低減し、かつ、良好な塗装精度を有するため、マスキングなしでのロボットなどの自動塗装装置での塗装、特に、例えば、建築物など、大きい塗装対象物、屋外の塗装対象物、静電塗装を適用できない塗装対象物などの塗装に好適に用いることができる。ロボットなどの自動塗装装置であれば、塗装対象および塗装パターンなどを予めプログラムし、塗料の飛散がなく塗装精度が良好な塗料を用いることで、マスキングなしでも、簡便に高精度で塗装を行い、高品質な塗膜を形成することが可能であり、塗装工程の短縮および塗装コストの低減の効果が大きい。

本発明に係る塗料組成物は、一実施形態では、内装用である。本発明に係る塗料組成物は、別の実施形態では、外装用である。

・塗料組成物の調製方法
塗料組成物の調製方法は、第一法線応力差、ＴａｎδおよびＣＯＮ値が所定範囲内であれば、特に限定されず、上述した樹脂成分、顔料、粘性調整剤などを従来公知の方法で混合して調製することができる。また、樹脂成分と顔料を含む市販の塗料に粘性調整剤などを添加して第一法線応力差、ＴａｎδおよびＣＯＮ値を所定範囲内に調節して、本発明の塗料組成物としてもよい。

・塗膜の作製方法
塗膜の作製方法は、本発明の塗料組成物を吐出塗装方法を用いて塗装すること以外は特に限定されない。例えば、特許文献１に記載の吐出塗装装置、ジェットディスペンサーなどを用いて本発明の塗料組成物を液膜吐出塗装、液柱吐出塗装または液滴吐出塗装することで、塗膜を作製することができる。塗料組成物を塗布した後の乾燥温度は、溶剤などに応じて適宜調節すればよい。例えば、１０秒～３０分などの短時間での乾燥が必要な場合には、６０～２００℃とすることができ、８０～１６０℃が好ましい。また、短時間での乾燥が必要でない場合には、例えば、室温などで乾燥してもよい。

吐出塗装が可能な塗装装置としては、例えば、特許文献１の吐出塗装装置；Ｄｕｒｒ社製のＥｃｏＰａｉｎｔＪｅｔ（登録商標）；ジェットディスペンサーなどが挙げられる。ジェットディスペンサーは、ピエゾ素子によって吐出を制御するピエゾジェットディスペンサー、電磁弁によって吐出を制御する電磁ジェットディスペンサーなどが挙げられる。ピエゾジェットディスペンサーとしては、例えば、ＳＳＩＪＡＰＡＮ社製のＳｔｒｅａｍＪｅｔＥシリーズなどが挙げられる。電磁ジェットディスペンサーとしては、例えば、サンエイテック社製のＮＯＶＡＤＯＴ、ＪＥＴＴＹなどが挙げられる。

本発明の塗料組成物を塗装する、吐出塗装では、塗装装置の有する吐出口の個数は特に限定されず、例えば、１個でもよいし、２個以上でもよい。塗装装置の有する吐出口の形状は、特に限定されない。例えば、吐出口の断面形状は、円形、楕円形、多角形（三角形、方形、五角形、六角形、七角形、八角形など）、凸形、凹形、これらの組合せなどが挙げられる。

塗料組成物を液膜または液柱で吐出する際の液膜および液柱の寸法は、特に限定されず、吐出口の移動速度、吐出口と被塗物との距離、形成する塗膜の膜厚などに応じて適宜調節すればよい。

本発明の塗料組成物を用いて塗膜を形成する対象物としては、特に限定されず、適宜選択することができる。例えば、対象物としては、自動車、鉄道車両などの車両の車体、航空機の機体、船舶の船体および上部構造物（艤装）、の内装および外装；建築物の内装、外装および屋根部；家具、建具；車両、航空機、船舶、建築物などの窓ガラス；ケース、容器、樹脂板、フィルム；ディスプレイ、モニター、冷蔵庫などの電化製品の筺体およびガラス部材；これらに塗装した塗膜；各種セメント、窯業建材、軽量発泡コンクリート、モルタル、スレート板、屋根、瓦、ＡＬＣなどの無機建材；木材；各種ガラス類；鋼板、アルミニウム、ステンレススチールなどの金属基材；などが挙げられる。上述したように、好適な実施形態では、本発明の塗料組成物を用いて塗膜を形成する対象物は、建築物である。

したがって、本発明の塗料組成物を用いて形成された塗膜を有する物品としては、例えば、自動車、鉄道車両などの車両、航空機、船舶、建築物、家具、建具、窓ガラス、透明体（ケース、容器、樹脂板およびフィルムを含む）、電化製品などが挙げられる。好適な実施形態では、本発明の塗料組成物を用いて形成された塗膜を有する物品は、建築物である。

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、これらの実施例は、本発明の例示を目的とするものであり、本発明を何ら限定するものではない。

塗料組成物の第一法線応力差、Ｔａｎδ、ＣＯＮ値および粘度は上述した方法で求めた。

吐出塗装装置として、ＳＳＩＪＡＰＡＮ社製のピエゾジェット塗装装置（ＳｔｒｅａｍＪｅｔＥシリーズ）を用いた。
塗装対象物としてマルマン色画用紙ミタント３６１－６６７Ｐを用いた。

実施例で用いた塗料組成物の各成分の詳細は以下のとおりである。
樹脂成分：後述する調製例で調製したアクリルエマルション
白色顔料：二酸化チタン（固形分量：１００％）
体質顔料：炭酸カルシウム（固形分量：１００％）
添加剤：分散剤（ビックケミージャパン社製の商品名「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１９０」）、消泡剤（共栄社化学社製の商品名「アクアレン８０２０」）、表面調整剤（共栄社化学社製の商品名「ポリフローＫＬ－１００」）
粘性調整剤１（セルロース系粘性調整剤）：旭化成社製の商品名「セオラス（登録商標）ＲＣ－５９１」（固形分量：１００％、表１ではＲＣ－５９１と表記）
粘性調整剤２（セルロース系粘性調整剤）：ダウケミカル社製の商品名「セロサイズＱＰ５２０００Ｈ」（固形分量：１００％、表１ではＱＰ５２０００Ｈと表記）
粘性調整剤３（ウレタン会合型粘性調整剤）：ＡＤＥＫＡ社製の商品名「アデカノール（登録商標）ＵＨ－５４０」（固形分量：３０％、表１ではＵＨ－５４０と表記）
粘性調整剤４（ウレタン会合型粘性調整剤）：ＡＤＥＫＡ社製の商品名「アデカノール（登録商標）ＵＨ－１４０Ｓ」（固形分量：３０％、表１ではＵＨ－１４０Ｓと表記）
粘性調整剤５（ウレタン会合型粘性調整剤）：ＡＤＥＫＡ社製の商品名「アデカノール（登録商標）ＵＨ－４２０」（固形分量：３０％、表１ではＵＨ－４２０と表記）
粘性調整剤６（ウレタン会合型粘性調整剤）：ＡＤＥＫＡ社製の商品名「アデカノール（登録商標）ＵＨ－４５０」（固形分量：３０％、表１ではＵＨ－４５０と表記）
粘性調整剤７（ポリカルボン酸系粘性調整剤）：サンノプコ社製の商品名「ＳＮシックナー６４０」（固形分量：３０％、表１ではＳＮ６４０と表記）
粘性調整剤８（アルカリ膨潤型粘性調整剤）：ダウケミカル社製の商品名「プライマル（登録商標）ＡＳＥ－６０」（固形分量：２８％、表１ではＡＳＥ－６０と表記）
粘性調整剤９（アルカリ膨潤型粘性調整剤）：サンノプコ社製の商品名「ＳＮシックナー６３０」（固形分量：３０％、表１ではＳＮ６３０と表記）

（アクリルエマルションの調製例）
国際公開第２０１８／０７９２１２号の段落［００７８］に記載のアクリルエマルションの調製に準拠して、生成物として、固形分４９質量％、体積平均粒子径０．１２μｍのエマルション樹脂を得た。

（実施例１～１４および比較例１～７）
表１に示す配合（質量部）で、各成分を混合して塗料組成物を調製した。その塗料組成物について、第一法線応力差、Ｔａｎδ、ＣＯＮ値および粘度を測定した。その結果を表１に合わせて示す。

（塗料の飛散性および塗装精度の評価）
調製した各塗料組成物を吐出塗装装置のカートリッジに充填した。塗装装置の吐出ノズルを塗装対象の紙面に対して垂直に配置した。吐出ノズルと紙面との距離は１０ｍｍとした。そして、吐出ノズルを紙面と平行に一方向に移動させながら、液柱を吐出して０．６ｍｍ間隔で塗料が配置されるように塗布して、長さ１００ｍｍの直線を１０本塗装した。塗装直後の直線を目視で観察し、以下の基準で、塗料の飛散性および塗装精度を評価した。評点１および２が合格であり、評点３および４は不合格である。
・塗料の飛散性評価基準
評点１：塗装した直線以外の領域に飛散した塗料がほとんどなかった。
評点２：塗装した直線以外の領域に飛散した塗料が若干見られた。
評点３：塗装した直線以外の領域に飛散した塗料が見られた。
評点４：塗装した直線以外の領域に飛散した塗料が顕著に見られた。
・塗料の塗装精度評価基準
評点１：塗装した直線の輪郭にギザギザがほとんどなかった。
評点２：塗装した直線の輪郭にギザギザが若干見られた。
評点３：塗装した直線の輪郭にギザギザが見られた。
評点４：塗装した直線の輪郭にギザギザが顕著に見られた。

＊１：カッコ内の値は、固形分量を表す。＊２：カッコ内の値は、塗料組成物１００質量部に対する、各粘性調整剤の固形分量または粘性調整剤の合計固形分量を表す。

表１に示すように、本発明によれば、塗料の飛散を抑制ないし低減し、かつ、良好な塗装精度を有する、吐出塗装用の塗料組成物を提供することができた。また、実施例９と１３の対比から、粘度が同程度の塗料組成物であっても、物性値が異なると、塗料飛散が異なることが分かる。このことから、単純に粘度のみによっては、塗料飛散を抑制できないことが分かる。

１：吐出口
２：塗料
３：塗料柱
４：塗料糸
５：くびれ
６：小液滴

Claims

第一法線応力差が、１０Ｐａ以上であり、
損失正接（Ｔａｎδ）が、１．００以下であり、かつ
塗料糸のくびれ発生抑制（ＣＯＮ）値が、０．４５以下である、
液膜吐出塗装用、液柱吐出塗装用または液滴吐出塗装用の塗料組成物。
前記第一法線応力差が１０～２００Ｐａである、請求項１に記載の液膜吐出塗装用、液柱吐出塗装用または液滴吐出塗装用の塗料組成物。
前記Ｔａｎδが０．５～１．０である、請求項１または２に記載の液膜吐出塗装用、液柱吐出塗装用または液滴吐出塗装用の塗料組成物。
前記ＣＯＮ値が０．２０～０．４５である、請求項１～３のいずれか一項に記載の液膜吐出塗装用、液柱吐出塗装用または液滴吐出塗装用の塗料組成物。
樹脂成分と粘性調整剤とを含み、
前記粘性調整剤が、アルカリ膨潤型粘性調整剤、ウレタン会合型粘性調整剤およびセルロース系粘性調整剤からなる群より選択される１種以上である、請求項１～４のいずれか一項に記載の液膜吐出塗装用、液柱吐出塗装用または液滴吐出塗装用の塗料組成物。
粘度が、０．１～２．０Ｐａ・ｓである、請求項１～５のいずれか一項に記載の液膜吐出塗装用、液柱吐出塗装用または液滴吐出塗装用の塗料組成物。
建築物用である、請求項１～６のいずれか一項に記載の液膜吐出塗装用、液柱吐出塗装用または液滴吐出塗装用の塗料組成物。