JPH04213370A - 塗料組成物および塗装鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の背景および課題 省資源および環境保全の見地から、大気中へ揮散する有
機溶剤の使用量を減らすことは塗料工業における今日的
課題である。そのため多くの分野において溶剤型塗料に
代わって水性塗料が使用されるようになって来た。その
場合、用途によって艶消し仕上げとしなければならない
場合があり、例えば鋼製家具等に塗装される焼付水性塗
料は、架橋剤と反応し得る官能基を有する水性フィルム
形成樹脂と該水性フィルム形成樹脂の架橋剤を含む系に
、所望の艶消しレベルが得られる量の微粉末シリカが添
加される。

【０００２】ところがこのような微粉末シリカを含む焼
付水性塗料は、それを含まないフルグロス水性塗料に比
べて塗膜の耐水性および耐薬品性が劣る。又、水性塗料
は溶剤型塗料に比較して一般にワキ、タレ等の作業性が
劣っている上に、艶消し仕上げとするため従来のシリカ
を添加すると、シリカを添加しないフルグロス塗料に比
し、ワキレベル（ワキが発生しない乾燥塗膜厚の限界）
の低下が認められる。そのため所望の艶消し効果を得る
ために必要量のシリカを添加することができないか、ま
たは必要とする膜厚が得られない欠点があった。そこで
本発明は、このような欠点を克服することを課題とする
。

【０００３】解決方法艶消塗料に従来使用されている微
粉末シリカは親水性であるため、塗膜が親水化し、それ
を含まないフルグロス塗料に比べて耐水性、耐薬品性が
低下するものと考えられる。そこで親水性微粉末シリカ
に代えて疎水性微粉末シリカを添加したところ、耐水耐
薬品性においてフルグロス塗料に劣らない艶消塗料を得
ることができた。又、この疎水性微粉末シリカは焼付前
の塗膜中に存在するミクロの泡に対して消泡機能を発揮
するものと推定され、これを添加する事により、ワキレ
ベルを添加前のフルグロス塗料よりも向上させる事がで
きた。

【０００４】前記課題は、水性媒体中、（Ａ）架橋剤と
反応し得る官能基を有する水性フィルム形成樹脂、 （Ｂ）前記フィルム形成樹脂の架橋剤、（Ｃ）艶消し剤
として微粉末シリカ、 を含んでいる焼付水性塗料組成物において、前記微粉末
シリカ（Ｃ）がＤＢＡ値１００以下の疎水性シリカであ
ることを特徴とする焼付水性塗料組成物である本発明に
よって解決される。

【０００５】好ましい実施態様 従来、前記目的のため使用されていたシリカは、表面に
多数のシラノール基が存在する親水性のシリカである。 本発明において使用するシリカは、このような親水性シ
リカを化学的に処理することによってシラノール基をブ
ロックすることにより、疎水性としたものである。

【０００６】シリカの疎水性の程度はＤＢＡ値（ｍｍｏ
ｌ／Ｋｇ）で判定することができる。ＤＢＡ値はシリカ
１Ｋｇを中和するのに要するジブチルアミンのｍｍｏｌ
数のことであり、シリカ表面のシラノール基はジブチル
アミンと容易に反応するから、滴定によって測定するこ
とができる。これまで使用されていたシリカのＤＢＡ値
は一般に２００以上であるが、本発明において使用する
シリカのＤＢＡ値は１００以下，好ましくは５０以下で
ある。そのような低いＤＢＡ値を有するシリカは、高い
ＤＢＡ値を有するシリカを、例えば不活性ガスと水蒸気
の雰囲気中、ジメチルジクロロシランと高温で反応させ
、シリカ表面のシラノール基の一部をブロックすること
によって得ることができる。別法として、シリカとポリ
シロキサンとを、アミン類と水の存在下加熱加圧下で反
応させ、シリカ表面のシラノール基の一部を同様にブロ
ックすることによって得ることもできる。このように処
理されたシリカは、艶消塗料に添加しても塗膜を親水化
せず、従ってその耐水耐薬品性を低下させない。又、焼
付前の塗膜中に存在するミクロの泡に対して消泡機能を
発揮するものと推定され、これを添加する事により、ワ
キレベルを添加前のフルグロス塗料よりも向上する事が
できる。

【０００７】本発明の塗料組成物は、ＤＢＡ値が１００
以下であるシリカを含むことを除いて、従来の焼付水性
塗料の組成と同じでよい。そのような塗料組成物は、（
Ａ）架橋剤と反応し得る官能基を有する水性フィルム形
成樹脂と、（Ｂ）架橋剤を含んでいる。

【０００８】架橋剤と反応し得る官能基を有する水性フ
ィルム形成樹脂は塗料分野においてよく知られており、
水性アクリル樹脂エマルジョン、水溶性アルキド樹脂、
水溶性アクリル樹脂、およびそれらの混合物を含む。

【０００９】水性アクリル樹脂エマルジョンは、架橋剤
と反応し得る官能基としてヒドロキシ基やカルボキシル
基を含むアクリルモノマー、例えば２−ヒドロキシエチ
ル（メタ）クリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ
）アクリレート、アクリル酸およびメタアクリル酸等と
、メチル（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
等のアルキル（メタ）アクリレートとを含むモノマー混
合物を、常法により乳化重合することによって得られる
。

【００１０】水溶性アルキド樹脂は、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、
グリセリン、トリメチロールプロパン等のポリオール成
分と、フタル酸、イソフタル酸、トリメット酸等の多価
カルボン酸成分と、脱水ヒマシ油等の油またはその脂肪
酸とを縮合することによって得られる。

【００１１】水溶性アクリル樹脂は、前述したアルリル
酸またはメタクリル酸のようなカルボキシル基含有モノ
マーと、２−ヒドロキシ（メタ）アクリレートのような
ヒドロキシ基含有モノマーと、メチル（メタ）アクリレ
ートのようなアルキル（メタ）アクリレートとを含むモ
ノマー混合物を常法により溶液重合することによって得
られる。

【００１２】水溶性アルキド樹脂および水溶性アクリル
樹脂は、中和量のアミン類を含む水性媒体中の溶液の形
で使用される。

【００１３】架橋剤の典型例はメラミン樹脂である。メ
ラミン樹脂は、メラミン、アセトグアナミン、ベンゾグ
アナミン等のアミノトリアジン化合物とホルムアルデヒ
ドとの縮合物のほか、縮合物のメチロール基の少なくと
も一部をメタノール、ブタノール等の低級アルカノール
でエーテル化したものを含む。

【００１４】 前記水性フィルム形成樹脂と架橋剤との比は、固形分比
で５０：５０〜９５：５，好ましくは６０：４０〜９０
：１０の範囲である。

【００１５】ＤＢＡ値１００以下のシリカは、所望の艶
消し効果の程度にもよるが、塗料組成物重量の０．１〜
１０％，好ましくは０．５〜５％添加される。０．１％
以下では艶消し効果がなく、１０％をこえると塗膜がも
ろくなり、膜性能が低下する。

【００１６】塗料組成物は、二酸化チタン、カーボンブ
ラック、キナクリドン等の着色顔料やクレー，雲母，タ
ルク等に代表される体質顔料をＰＶＣ（顔料体積濃度）
として５０％未満含むことができる。また、慣用の表面
調整剤、消泡剤等の少量、例えば０．１〜１．０％を含
んでよいことは勿論である。

【００１７】本発明の塗料は、コイルコーティング用、
各種プレコート用その他一般工業用艶消塗料として有用
であり、特に冷延鋼板、亜鉛メッキ鋼板、アルミ−亜鉛
メッキ鋼板などの鋼板に常法により焼付塗装し、艶消し
塗装鋼板を製造するために使用することができる。

【００１８】以下、実施例および比較例によって本発明
を例証する。それらにおいて「部」および「％」は特記
しない限り重量基準による。

【００１９】 参考例１ ａ）エマルジョン樹脂配合例 　　＃１　　　　脱イオン水　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　１２０部　　　
　　　　　　　レベノールＷＺ（花王アトラス社製）　
　　　　　　　　　９部　　＃２　　　　過硫酸アンモ
ニウム　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
０．９部　　　　　　　　　　脱イオン水　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　２０部　　＃３　　　　スチレン　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
３０部　　　　　　　　　　アクリル酸ｎ−ブチル　　
　　　　　　　　　　　　　　　　３３．５部　　　　
　　　　　　アクリル酸２−ヒドロキシエチル　　　　
　　　　　　　　１３部　　　　　　　　　　メタアク
リル酸　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　３．５部　　　　　　　　　　Ｎ，ｎ−ブトキ
シメチルアクリルアミド　　　　　　　　６部　　＃４
　　　　メタクリル酸メチル　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　１９部　　　　　　　　　　
メタクリル酸　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　１部ｂ）エマルジョン樹脂
製造例 攪拌機、コンデンサーを備えたコルベン中で＃１の乳化
剤水溶液を８０℃に加温した後、＃２の８０重量％を添
加し、８０℃において１０分間攪拌後、＃３の混合モノ
マー溶液を１５０分間で滴下攪拌する。滴下終了後３０
分間８０℃にて攪拌後＃２の２０重量％を添加する。１
０分間攪拌後＃４の混合モノマー溶液を３０分間で滴下
攪拌する。滴下終了後８０℃にて１２０分間攪拌を続け
たところ、平均粒径０．１７μのエマルジョンを得た。

【００２０】実施例１，２および比較例１〜３参考例１
で合成したアクリル樹脂エマルジョンを用いて、以下の
配合にて塗料化した。 　　　　　　エマルジョン　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　７４部　　　　　
　水溶性アクリル樹脂（不揮発分５０％）　　　　　　
　　４部　　　　　　（酸価６０，数平均分子量＝８，
０００）　　　　　　サイメール３０３（不揮発分１０
０％）　　　　　　　　４部　　　　　　（三井東圧化
学社製水溶性メラミン樹脂）　　　　　　タイペーク　
　Ｒ−９３０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　２０部　　　　　　（石原産業社製二酸化チタン顔料
）上記フルグロス塗料に表１に示す配合で微粉末シリカ
を混合し、実施例および比較例の塗料を調製し、リン酸
亜鉛処理鋼板に日本ペイント（株）製エポキシ系下塗塗
料ＳＰ−ＤＩＦ　　ＰＯ１プライマーをバーコーターに
て乾燥膜厚５μに塗布し、２００℃で６０秒焼付けた後
、前記塗料をそれぞれバーコーターにて乾燥膜厚１２μ
塗布し、２００℃で６０秒焼付けた。

【表１】 塗膜性能を表２に示す。

【表２】

【００２１】参考例２ 攪拌機、温度制御装置、デカンターを備えた容器に下記
組成の原料を仕込み、攪拌しながら加熱した。 　　　　　　イソフタル酸　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　２８部　　　　　　無水トリメ
リット酸　　　　　　　　　　　　　　　　　　１０部
　　　　　　ハートールＦＡ−１（注１）　　　　　　
　　　　２２部　　　　　　トリメチロールプロパン　
　　　　　　　　　　　　　　　８部　　　　　　ネオ
ペンチルグリコール　　　　　　　　　　　　　　２０
部　　　　　　ＲＪ−１００（注２）　　　　　　　　
　　　　　　　　　　９部　　　　　　キシレン　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　２部　　　　　　ジブチルスズオキサイド　　　　
　　　　　　　　０．２部　　　　　　（注１）トール
油脂肪酸 　　　　　　（注２）スチレン／アリルアルコール共重
合体，分子量約１６００反応進行に伴って生成する水を
キシレンと共沸させて除去し、酸価４０、ヒドロキシル
価８０になるまで加熱を継続し、反応を終了させた。得
られた樹脂を不揮発分７０％となるようイソプロパノー
ル／ブチルセロソルブ／ブチルジグリコール＝１／１／
１の混合溶剤で希釈して、アルキド樹脂ワニス（Ａ）を
得た。このワニスはガードナー粘度Ｘ〜Ｙでかつダクト
法での溶解性パラメーターは９．６０であった。このア
ルキド樹脂ワニス（Ａ）をトリエチルアミンで理論上１
００％中和し、脱イオン水にて不揮発分４０％となるよ
う調整し、水溶性ワニス（Ｂ）を得た。

【００２２】実施例３，４および比較例４〜６参考例２
で調製した水溶性ワニス（Ｂ）を用いて、以下の配合に
て塗料化した。 　　　　　　水溶性ワニス（Ｂ）　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　１２８部　　　　　
　スミマールＭ−５０Ｗ（不揮発物１００％）　　　　
　　１７部　　　　　　（住友化学工業社製メタノール
変性メラミン樹脂）　　　　　　タイペーク　　Ｒ−９
３０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１
００部　　　　　　（石原産業社製二酸化チタン顔料）
上記フルグロス塗料に表３に示す配合で微粉末シリカを
混合し、実施例および比較例の塗料を調製した。これら
塗料を脱イオン水で希釈し、ＮＫ＃２カップ６０秒に粘
度調整し、０．８ｍｍリン酸亜鉛処理鋼板上に乾燥膜厚
２５μにスプレー塗装し、１０分間セッティングの後、
１４０℃で２０分焼付けた。塗膜性能を表４に示す。

【表３】

【表４】

【００２３】参考例３ 攪拌機、温度調節器、冷却管を備えた１リットル反応容
器に、エチレングリコールモノブチルエーテル７６部を
仕込み、さらにスチレン１５９部、ラウリルメタクリレ
ート６６部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート４９
部、メタクリル酸２７部、アゾビスブチロニトリル３部
からなるモノマー溶液６１部を添加して攪拌下温度を１
２０℃にした。さらに上記モノマー溶液２４５部を３時
間で滴下した後、１時間攪拌を継続した。さらにジメチ
ルエタノールアミン２８部と脱イオン水２００部を添加
して揮発分５０％，樹脂の数平均分子量６０００のアク
リル樹脂ワニスを得た。この樹脂のＯＨ価は７０，酸価
は５８，ＳＰ値は１０．５であった。

【００２４】実施例５，６および比較例７〜９参考例３
で得たアクリル樹脂ワニスを用いて、以下の配合にて塗
料化した。 　　　　　　アクリル樹脂ワニス　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　１０２部　　　　　
　スミマールＭ−５０Ｗ（不揮発分１００％）　　　　
　　１７部　　　　　　（住友化学工業社製メタノール
変性メラミン樹脂）　　　　　　タイペーク　　Ｒ−９
３０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１
００部　　　　　　（石原産業社製二酸化チタン顔料）
上記フルグロス塗料に表５に示す配合で微粉末シリカを
混合し、実施例および比較例の塗料を調製した。これら
塗料を脱イオン水で希釈し、ＮＫ＃２カップ６０秒に粘
度調整し、０．８ｍｍリン酸亜鉛処理鋼板に乾燥膜厚２
５μにスプレー塗装し、１０分間セッティングの後、１
４０℃で２０分焼付けた。塗膜性能を表６に示す。

【表５】

【表６】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水性媒体中、 （Ａ）架橋剤と反応し得る官能基を有する水性フィルム
   形成樹脂 （Ｂ）前記フィルム形成樹脂の架橋剤 （Ｃ）艶消し剤として微粉末シリカ を含んでいる焼付水性塗料組成物において、前記微粉末
   シリカ（Ｃ）がＤＢＡ値１００以下の疎水性シリカであ
   ることを特徴とする焼付水性塗料組成物。
2. 【請求項２】前記水性フィルム形成樹脂（Ａ）が水性ア
   クリル樹脂エマルジョン、水溶性アルキド樹脂、水溶性
   アクリル樹脂、またはそれらの混合物であり、前記架橋
   剤（Ｂ）がメラミン樹脂である請求項１の焼付水性塗料
   組成物。
3. 【請求項３】前記水性フィルム形成樹脂（Ａ）と前記架
   橋の比は固形分重量比で５０：５０〜９５：５であり、
   前記微粉末シリカ（Ｃ）は塗料組成物中０．１〜１０重
   量％含まれている請求項１または２の焼付水性塗料組成
   物。
4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれかの焼付水性塗
   料組成物を焼付塗装してなる塗装鋼板。