JPH0741701A - 油面防錆性水系樹脂塗料組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 防錆油などが付着した金属基材表面に直接塗
装が可能であり、防錆性、塗装性、付着性、耐水性の良
好な無公害型水系防錆塗料組成物。 【構成】 水系共重合樹脂エマルジョンを樹脂分として
１０〜４０重量％、無機系防錆顔料または有機系防錆顔
料０．５〜３０重量％、親水性有機溶剤０．５〜２０重
量％を含む油面防錆性水系樹脂塗料組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は建物の金属製内外装用材
料、金属製家具、自動車の車体シャーシ、エンジン周囲
部および缶等金属構造物や鋳物、さらにはコンクリート
やＡＬＣ等の各種発泡コンクリートで被覆される鉄芯や
ラス等、特に脱脂処理工程前に金属面にスプレーやディ
ッピングまたはその他の塗装手段により直接塗布または
塗装するに際し、これら各種金属面を塗装するための水
系防錆剤として極めて有用な油面防錆性水系樹脂塗料組
成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】普通金属表面に塗料を塗装する場合、金
属表面には防錆油が塗布されているため、何らかの処置
なしに直接その上に塗料を施すことは不可能に近かっ
た。少なくとも水系塗料（エマルジョン塗料）は油面塗
装性が全くなく、金属表面の油によりはじかれ、濡れ性
もなく、塗りムラが生じ、更に金属との密着も全くない
というような状態であった。従って、従来は特殊な油吸
収能を有する薬剤を配合した一部の溶剤系塗料の独壇場
となっていた。

【０００３】溶剤系塗料は溶剤の大気へ揮散による環境
汚染、引火性、着火性の高い溶剤による火災の危険性、
さらには溶剤の作業環境の悪化等、多くの問題点を有す
るところから溶剤系塗料から水系塗料へのスムーズな置
換が要求されるところであるが、水系塗料は本質的に油
とは相溶せず、防錆油が塗布された金属表面または油性
塗料塗布金属面への直接塗布可能な塗料の要求は不可能
または実現にはほど遠いものであった。

【０００４】従来水系塗料を使用する場合は、まず防錆
油が付着した金属基材をアルカリ水溶液により脱脂し、
湯洗いし、次に水洗、表面調整を行い、更に水洗し、化
成処理工程を経て更に水洗を繰り返すといった各種の工
程を経た後、初めて塗装可能の条件を得るという莫大な
労力と費用が係る作業を経なければならなかった。その
上、廃アルカリ水溶液、廃水洗液等の処理、更にそれら
から副生する廃油、スラッジ、処理のための中和剤など
脱脂液、化成処理液を安全に廃棄するために莫大な費用
が要求されている。

【０００５】以上のようなことから前記脱脂工程、化成
処理工程、それに伴う廃塗料、廃油問題の全くない防錆
油などの油類が付着した金属基材そのままに何の処理工
程も要さず直接塗装が可能な油面塗装性の防錆性水系樹
脂塗料組成物の登場が望まれている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、防錆油など
の油類が付着した金属基材表面に直接塗装が可能であ
り、かつ防錆性、金属基材表面への塗装性と付着性に優
れ、耐水性の良好な安全無公害型水系防錆塗料として極
めて有用な油面防錆性水系樹脂塗料組成物を開発するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、全塗料組成物
中に、水系共重合樹脂エマルジョンを樹脂分として、１
０〜４０重量％、リン酸塩系、モリブデン酸塩系、メタ
ホウ酸塩系、炭酸塩系、酸化物系およびフェライト系の
無機系防錆顔料および有機系防錆顔料から選ばれた少な
くとも一種の防錆顔料を０．５〜３０重量％、親水性有
機溶剤を０．５〜２０重量％含むことを特徴とする油面
防錆性水系樹脂塗料組成物を開発することにより上記の
目的を達成した。

【０００８】本発明に使用する水系共重合樹脂エマルジ
ョンとしては、スチレン／（メタ）アクリル酸エステル
／不飽和カルボン酸共重合樹脂エマルジョン、エチレン
／カルボン酸ビニルエステル共重合樹脂エマルジョン、
（メタ）アクリル酸エステル／不飽和カルボン酸共重合
樹脂エマルジョン、エチレン／カルボン酸ビニルエステ
ル／（メタ）アクリル酸エステル共重合樹脂エマルジョ
ン、スチレン／ブタジエン共重合樹脂エマルジョン等を
挙げることができる。

【０００９】（メタ）アクリル酸エステルとしては、ア
クリル酸またはメタクリル酸の炭素数１〜１２のアルキ
ルエステル、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸ブチル、アクリル酸プロピル、アクリル
酸イソプロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸２
−エチルヘキシル、アクリル酸デシル、アクリル酸ドデ
シル、アクリル酸イソボルニル、メタクリル酸メチル、
メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリ
ル酸イソプロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸
イソブチル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２−
エチルヘキシル、イソボルニルメタアクリレート等を挙
げることができる。またこのほかアクリル酸２−ヒドロ
キシエチル、アクリル酸ヒドロキシイソプロピル、メタ
クリル酸２−ヒドロキシエチル、グリシジル（メタ）ア
クリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレー
トなども含まれる。

【００１０】カルボン酸ビニルエステルとしては、酢酸
ビニル、バーサティック酸ビニル等を挙げることができ
る。

【００１１】不飽和カルボン酸としては一価または二価
の不飽和カルボン酸が含まれ、アクリル酸、メタクリル
酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等を挙げること
ができる。

【００１２】上記以外にスチレン、アクリルアミド、α
−メチロールアクリルアミド、α−メチルスチレン、ア
クリロニトリル、塩化ビニリデン、エチレン、ブタジエ
ン等、それぞれのモノマーと共重合可能な場合に組み合
わせて使用できる。これらモノマーの中でエチレン、ス
チレンとアクリロニトリルが実用的にもっとも有用であ
る。

【００１３】本発明に使用する水系共重合樹脂エマルジ
ョンの代表例としては、エチレン／酢酸ビニル／バーサ
ティック酸ビニル共重合樹脂エマルジョン、スチレン／
アクリロニトリル／アクリル酸２−エチルヘキシル／グ
リシジルメタクリレート／メタクリル酸共重合樹脂エマ
ルジョンが挙げられる。

【００１４】本発明において、ホモポリマーのエマルジ
ョンを使用した場合は、油面塗装性に劣り、ポリマーの
種類によっては付着性や耐水性に劣る欠点がある。例え
ば酢酸ビニル重合体エマルジョンを使用した場合は、油
面塗装性や耐水性に劣り、油面防錆性としては好ましく
ない。

【００１５】防錆顔料としては、エマルジョン塗料にお
いて薄膜で防錆効果があり、環境汚染がなく、廃棄物処
理対策上問題が少ないリン酸塩系Ｚｎ，Ａｌ，Ｃａ等の
顔料、モリブデン酸塩系Ｚｎ，Ａｌ，Ｃａ等の顔料、メ
タホウ酸塩系Ｂａ，Ｚｎ，Ｃａ等の顔料、炭酸塩系Ｚｎ
等の顔料、酸化物系Ａｌ，Ｃａ顔料、フェライト系の無
機系防錆顔料および有機系防錆顔料（Ｚｎ−ニトロ化合
物）等が挙げられ、これらの１種またはそれらを組み合
わせて使用することができる。これらの防錆顔料の中で
リン酸亜鉛、リン酸アルミニウム、メタホウ酸バリウム
がもっとも重要で、実用的である。

【００１６】親水性の有機溶剤としては、メタノール、
エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコ
ール、プロピレングリコール等のアルコール類、エチレ
ングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコ
ールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノ
アルキルエーテル、ジプロピレングリコールモノアルキ
ルエーテル等のグリコール誘導体類、ジオキサンのよう
なエーテル類、アセトンのようなケトン類、その他ｎ−
メチルピロリドン等の親水性溶剤が挙げられる。これら
の溶剤の中で、プロピレングリコール、プロピレングリ
コール誘導体類は毒性が少なく労働安全衛生上問題がな
く性能的にも優れ、実用的である。

【００１７】本発明の油面防錆性水系樹脂塗料組成物に
おける水系共重合体樹脂エマルジョンの配合量は、樹脂
分として１０〜４０重量％であり、好ましくは１５〜３
５重量％である。１０重量％より少ない場合は被塗物へ
の接着性に乏しく、４０重量％より多い場合はブロッキ
ング性等の問題が生じる。

【００１８】防錆顔料の配合量は０．５〜３０重量％で
あり、好ましくは０．５〜２０重量％である。０．５重
量％より少ない場合は防錆性が不十分であり、３０重量
％より多い場合は塗料としての貯蔵安定性などに問題が
生ずる。防錆顔料は各種の金属塩であり、エマルジョン
の安定性に影響を与えるので、その選択と組成について
は注意が必要である。

【００１９】親水性有機溶剤の使用量は０．５〜２０重
量％である。より好ましくは引火性、着火性を考慮する
とＣ₃ 以上のアルコールまたはプロピレングリコールエ
ーテルを２〜１５重量％配合したものが良い。配合量が
０．５重量％より少ない場合は油面に対する塗料として
の親和性が劣り、ハジキ、付着不良等の欠陥を生ずる。
２０重量％より多い場合は安定性に劣り、環境対応上の
問題が生じる。

【００２０】本発明の油面防錆性水系樹脂塗料組成物に
は、必要に応じて当業者において慣用されている成膜助
剤、消泡剤、防腐剤、分散剤、表面調整剤、体質顔料、
着色顔料が適宜使用され、安全性に優れ、公害のない、
前記した油面塗装性と防錆性を兼ね備えた塗料が得られ
る。

【００２１】

【作用】本発明は、水系共重合樹脂エマルジョン、防錆
顔料および親水性有機溶剤を含む油面防錆性水系樹脂塗
料組成物に関するものであり、水系塗料でありながら防
錆油等の塗布されている金属面に直接塗布することが可
能であり、防錆性、密着性、耐水性が優れた塗膜を形成
することができる。

【００２２】これらの成分の油面塗装性への作用は、親
水性有機溶剤の使用により塗液の表面張力を下げ、金属
表面の油分との親和性を高め、乾燥後に緻密な塗膜を被
塗物表面に形成することを助け、更に防錆顔料の発錆抑
制の結果、水系エマルジョン樹脂塗料であっても油面に
塗装が可能であり、また防錆性に優れた安全かつ無公害
の塗料が得られるものである。

【００２３】

【実施例】以下、実施例および比較例を挙げて本発明を
更に詳細に説明する。なお、実施例および比較例におい
て、水系共重合樹脂エマルジョン、防錆顔料（ペース
ト）、添加剤等は次に示すものを使用した。

【００２４】水系共重合樹脂エマルジョンＡ（エマルジ
ョンＡ）：ＡＰ−６７２０［昭和高分子（株）；スチレ
ン／アクリロニトリル／アクリル酸−２−エチルヘキシ
ル／グリシジルメタクリレート／メタクリル酸＝６３／
６／２４／４／３（重量比）共重合樹脂エマルジョン、
固形分４５％］

【００２５】水系共重合樹脂エマルジョンＢ（エマルジ
ョンＢ）：ＥＶＡＰ−５５０［昭和高分子（株）；エチ
レン／酢酸ビニル／バーサティック酸ビニル＝１０／８
０／１０（重量比）共重合樹脂エマルジョン、固形分５
５％］

【００２６】水系共重合樹脂エマルジョンＣ（エマルジ
ョンＣ）：ポリゾールＰＳ３ＨＡ［昭和高分子（株）；
酢酸ビニル重合体エマルジョン、固形分５０％］

【００２７】シックナー；ナトロゾール２５０ＨＲ［ハ
ーキュレス社、ヒドロキシエチルセルロース］

【００２８】ｐＨ調整剤：アンモニア水

【００２９】活性剤：オロタン７３１ＳＤ［ロームアン
トハース社、ポリカルボン酸型界面活性剤］

【００３０】湿潤剤Ａ：サーフィノール１０４［日新化
学工業（株）、アセチレン系ノニオン界面活性剤］

【００３１】湿潤剤Ｂ：ノイゲンＥＡ−１２０［第一工
業製薬（株）、ポリオキシエチレンノニルフェニルエー
テル］

【００３２】防錆顔料：Ｋ−ホワイト８４Ｓ［テイカ
（株）、トリポリリン酸アルミニウム］

【００３３】有機防錆顔料：シリコンＲＺ［ＢＡＳＦジ
ャパン（株）］ 着色顔料：ベンガラＥＰ−２０［日本弁柄工業（株）］ 体質顔料：ファイザータルク１０−５２［ファイザー−
ＭＳＰ（株）］ なお、以下において、部および％はすべて重量基準であ
る。

【００３４】（顔料ペーストの調製）ディスパー型かく
はん機を設けた混合容器に表１に示した配合割合でこの
順に原料を添加した後、２，０００ｒｐｍで６０分間撹
拌して調製した。

【００３５】

【表１】

【００３６】（実施例１）エマルジョンＡを５２部、顔
料ペーストＡ４３部をディスパー型かくはん機を設けた
混合容器中で撹拌しながら溶剤としてプロピレングリコ
ールｎ−ブチルエーテル５部を添加後、１，５００ｒｐ
ｍで１５分間更に混合し、油面防錆性水系樹脂塗料組成
物を得た。

【００３７】（実施例２）顔料ペーストＡの代りに顔料
ペーストＢを４３部使用する以外は、実施例１と同様の
操作により、油面防錆性水系樹脂塗料組成物を得た。

【００３８】（実施例３）エマルジョンＡの代りにエマ
ルジョンＢを５２部使用した以外は、実施例１と同様の
操作により、油面防錆性水系樹脂塗料組成物を得た。

【００３９】（実施例４）エマルジョンＡの代りにエマ
ルジョンＢの５２部を使用し、更に顔料ペーストＡの代
りに顔料ペーストＢを４３部使用した以外は、実施例１
と同様の操作により油面防錆性水系樹脂塗料組成物を得
た。

【００４０】（実施例５）溶剤としてプロピレングリコ
ールｎ−ブチルエーテルの代りにジプロピレングリコー
ルｎ−ブチルエーテル５部を使用した以外は、実施例１
と同様の操作により油面防錆性水系樹脂塗料組成物を得
た。

【００４１】（比較例１）エマルジョンＡに代えてエマ
ルジョンＣを４７部使用した以外は、実施例１と同様の
操作により油面防錆性水系樹脂組成物を得た。

【００４２】（比較例２）エマルジョンＡを２部使用し
た以外は、実施例１と同様の操作により油面防錆性水系
樹脂組成物を得た。

【００４３】（比較例３）エマルジョンＡを９００部使
用した以外は、実施例１と同様の操作により油面防錆性
水系樹脂組成物を得た。

【００４４】（比較例４）顔料ペーストＡに代えて、防
錆顔料としてＫホワイト８４Ｓを使用せず、ファイザー
タルク１０−５２を１５．１部使用した顔料ペーストＣ
を４２．６部使用した以外は、実施例１と同様の操作に
より油面防錆性水系樹脂組成物を得た。

【００４５】（比較例５）顔料ペーストＡに代えて、体
質顔料のファイザータルクを使用せず、防錆顔料Ｋホワ
イト８４Ｓを４５部、水を３５．５部使用した顔料ペー
ストＤを８６部使用した以外は、実施例１と同様の操作
により油面防錆性水系樹脂組成物を得た。

【００４６】（比較例６）溶剤として使用しているプロ
ピレングリコールｎ−ブチルエーテルを使用しなかった
以外は実施例１と同様の操作により油面防錆性水系樹脂
組成物を得た。

【００４７】（比較例７）溶剤として使用しているプロ
ピレングリコールｎ−ブチルエーテルの使用量を４０部
使用した以外は実施例１と同様の操作により油面防錆性
水系樹脂組成物を得た。

【００４８】

【表２】

【００４９】

【表３】

【００５０】上記により得られた各種塗料を、防錆油が
塗布されている冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ−Ｂ；７０ｍｍ
×１５０ｍｍ×０．８ｍｍ）に乾燥膜厚が２０〜３０μ
ｍになるようにスプレー塗装し、９０℃で１０分乾燥後
塗膜のテストを行った。但し塗装性については塗料の粘
度を１２〜１８秒（フォードカップＮｏ．４，２０℃）
に調整し、乾燥塗膜の状況（特にハジキ）を評価した。

【００５１】防錆性はＪＩＳ Ｋ−５４００に準じた塩
水噴霧試験後に発生する錆幅により評価した。耐水性は
２０℃の水に４８時間浸漬し、フクレの状況が評価し
た。

【００５２】評価基準 塗装性；◎ハジキなし ○ハジキわずか △ハジキ部分
的 ×ハジキ全面 碁盤目試験；◎ 100／100 ○80〜99／100 △50〜80／
100 ×50以下／100 耐塩水噴霧試験４８時間；◎錆幅１ｍｍ ○錆幅３ｍｍ
以内 △錆幅３ｍｍ以上 ×全面錆 耐水性；◎フクレなし ○フクレわずか △フクレ部分
的 ×フクレ全面

【００５３】

【表４】

【００５４】

【発明の効果】本発明は、防錆油、圧延油等が塗布され
ている金属表面に、脱脂処理あるいは更に化成処理など
をせずに直接塗装可能な防錆作用を有する水系樹脂塗料
の開発に成功した。

【００５５】このため脱脂処理および化成処理に伴う工
数の削減、廃アルカリ水溶液、廃水洗液等の処理、副生
する廃油、スラッジ等の処理、アルカリ、および中和剤
などのコストダウンが可能となった。

【００５６】更に本発明は水系樹脂塗料であるため、溶
剤系塗料に比し、溶剤揮散による作業環境の悪化、大気
汚染の心配もなく、更に引火性、着火性もない安全な油
面防錆性水系樹脂塗料組成物である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 可知 勇 神奈川県横浜市戸塚区上矢部町143−１− 418 (72)発明者 桜庭 寿彦 大阪府豊中市新千里南町３丁目８番Ａ５− 303 (72)発明者 冨島 和憲 兵庫県龍野市龍野町日山16 (72)発明者 橘 良信 神奈川県横浜市戸塚区上倉田町1372−15 (72)発明者 築山 文俊 兵庫県姫路市梅ケ谷町６−27

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 全塗料組成物中に、水系共重合樹脂エマ
   ルジョンを樹脂分として１０〜４０重量％、リン酸塩
   系、モリブデン酸塩系、メタホウ酸塩系、炭酸塩系、酸
   化物系およびフェライト系の無機系防錆顔料および有機
   系防錆顔料から選ばれた少なくとも一種の防錆顔料を
   ０．５〜３０重量％、親水性有機溶剤を０．５〜２０重
   量％含むことを特徴とする油面防錆性水系樹脂塗料組成
   物。
2. 【請求項２】 水系共重合樹脂エマルジョンが、スチレ
   ン／（メタ）アクリル酸エステル／不飽和カルボン酸共
   重合樹脂エマルジョン、エチレン／カルボン酸ビニルエ
   ステル共重合樹脂エマルジョン、（メタ）アクリル酸エ
   ステル／不飽和カルボン酸共重合樹脂エマルジョン、エ
   チレン／カルボン酸ビニルエステル／（メタ）アクリル
   酸エステル共重合樹脂エマルジョン、スチレン／ブタジ
   エン共重合樹脂エマルジョンから選ばれた少なくとも一
   種の水系共重合樹脂エマルジョンである請求項１記載の
   油面防錆性水系樹脂塗料組成物。
3. 【請求項３】 親水性有機溶剤がプロピレングリコール
   またはその誘導体類である請求項１記載の油面防錆性水
   系樹脂塗料組成物。