JPH0551544A - 塗装性が改良された被覆組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】樹脂の有機溶剤溶液に、水を混合して油中水型
エマルジョンと為した形の樹脂を、必須のバインダー成
分とする、塗装性が改良された被覆組成物。 【効果】チクソトロピー性が有り、立ち面に塗装しても
垂れにくく、一度に、厚く塗装することが出来るとい
う、極めて塗装作業性に優れたものである。加えて、水
の蒸発潜熱が高い為と思われるが、加熱乾燥時の仕上が
り外観も良好である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新規にして有用なる、と
りわけ、塗装性が改良された被覆組成物に関する。さら
に詳細には、本発明は、油中水型エマルジョンという特
定の樹脂をバインダーとする、チクソトロピー性を有
し、塗装時に垂れにくく、しかも、一度に、厚く塗装で
きるという、とりわけ、塗装作業性が改良された、極め
て実用性の高い被覆組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】これまでにも、各種基材の保護ならびに
美装のために、各種の塗料が塗装されて来ている。

【０００３】近年、省資源ならびに環境保護の観点よ
り、塗料中の有機溶剤含有量を減少せしめるという要求
が強く、事実、塗料の水性化や高固形分化（ハイソリッ
ド化）の研究が、盛んに行われている。

【０００４】まず、水性化の場合には、得られる塗膜の
諸物性や仕上がり外観などが劣ることが多い。他方、ハ
イソリッド化の場合には、仕上がり外観こそ優れるもの
の、高固形分のまま塗料粘度を低く保つべく、樹脂の分
子量を低下させなければならなく、そのために、立ち面
に塗装する際には、どうしても、垂れ易く、塗装作業性
が悪いという欠点がある。

【０００５】そうした欠点や難点の改良のために、マイ
クロゲルなどの各種のチクソトロピー性付与剤の検討
や、非水樹脂分散体（ＮＡＤ）化の検討も為されてはい
るが、前者の場合には、充分に満足できるようなものは
見当たらないし、後者の場合には、充分なる効果を得よ
うとすると、溶剤含有量が増加することが多い処から、
いずれにの場合も好ましくない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
に従う限りは、有機溶剤の含有量を低減せしめることが
出来るし、しかも、極めて塗装作業性が改善された形
の、実用性の高い被覆組成物を得ることは、至極、困難
であった。

【０００７】したがって、本発明が解決しようとする課
題は、一にかかって、溶剤可溶系塗料の仕上がり外観
や、塗膜諸物性をも低下させることなく、簡便に、しか
も、有機溶剤含有量を増加させないようにしつつ、チク
ソトロピー性を向上させ、併せて、塗装作業性を向上さ
せる手法を開発することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
従来技術の長所および欠点に鑑み、そして、上述した如
き発明が解決しようとする課題に照準を合わせて、溶剤
可溶系塗料の塗装作業性の向上化について、鋭意、検討
を重ねた結果、樹脂の有機溶剤（以下、樹脂溶液と略記
する。）に、水を混合して油中水型のエマルジョンを形
成せしめた形の樹脂をバインダーの必須成分とする塗料
組成物が、所望の性能を有することを見い出して、本発
明を完成させるに到った。

【０００９】すなわち、本発明は、樹脂溶液に水を混合
して油中水型エマルジョンを形成せしめた樹脂を、バイ
ンダーの必須成分とする、塗装性が改良された被覆組成
物を提供しようとするものである。

【００１０】ここにおいて、本発明で適応できる樹脂、
つまり、上記バインダーの必須成分たる樹脂に付いては
特に制限はないものの、たとえば、エポキシ系樹脂、ウ
レタン系樹脂、アクリル・アクリルスチレン系樹脂、ポ
リオレフィン系樹脂、フッ素系樹脂、酢酸ビニル系樹
脂、スチレンブタジエン系樹脂、メラミン系樹脂、ポリ
エステル系樹脂、アルキド系樹脂またはフェノール系樹
脂、あるいはこれらの複合系樹脂などが挙げられる。

【００１１】これらのうち、たとえば、ポリオール−
（ポリ）イソシアネート系樹脂などのような、水分の影
響により硬化反応が著しく影響を受ける樹脂系は、ブロ
ック（ポリ）イソシアネートを使用して、水分の影響を
低下させるなどの工夫をしない限り、本発明を適用しな
い方がよいのは、勿論である。

【００１２】また、樹脂の分子量、粘度および固形分に
付いても特に制限はないものの、発明の主旨から見て、
なるべく、低分子量で、低粘度で、かつ、高固形分な
る、いわゆるハイソリッド化樹脂に適用するのが望まし
い。

【００１３】混合する水の量であるが、これは、形成さ
れる油中水型エマルジョンの粒子径や、塗料組成物に要
求される塗装作業性などにより決定されるものである
が、概ね、全樹脂固形分に対して、２〜３５重量％、さ
らには、５〜２５重量％なる範囲内で使用するのが望ま
しい。

【００１４】そして、樹脂溶液に水を混合して安定な油
中水型（逆相ないしはＷＯ型）エマルジョンを形成させ
る方法であるが、かかる方法自体には、特に制限はない
ものの、それらのうちでも特に代表的な方法のみを挙げ
るにとどめれば、（１）樹脂そのものに、たとえば、水
酸基、アミノ基、（ポリ）エチレンオキシド基またはカ
ルボキシル基などの反応性官能記を有し、親水性が高い
ものを使用する。

【００１５】（２）溶剤に、たとえば、低級アルコール
類、セロソルブ類、カルビトール類、ケトン類またはエ
ステル類などのように、親水性が高いものを使用する。 （３）樹脂が、たとえば、カルボキシル基（アミノ基）
などを含有していて、酸価（アミン価）を有する場合に
は、その一部または全てを、アミン類（酸類）などで中
和せしめて、樹脂の親水性を高める。

【００１６】（４）樹脂溶液に界面活性剤を添加する。 （５）水可溶性および／または水分散性樹脂と水不溶性
樹脂を併用する。 （６）上記の（１）〜（５）の手法を、それぞれ、併用
する、などの方法が挙げられる。

【００１７】これらのうちでも、（５）なる方法は、樹
脂の種類に因らず、汎用性が高く、特に好ましいもので
ある。この場合には、水可溶性および／または水分散性
樹脂と、水不溶性樹脂との相溶性に注意することが必要
である。

【００１８】これらの水可溶性および／または水分散性
樹脂と、水不溶性樹脂との使用割合は、前者樹脂：後者
樹脂なる固形分重量比で、１：９９〜４０：６０の範囲
にあるのが好ましい。

【００１９】水可溶性および／または水分散性樹脂の水
不溶性樹脂への添加方法であるが、予め、水を添加して
水可溶化（水分散化）せしめたものを添加してもよく、
水を添加する前のものを添加してもよい。

【００２０】また、水可溶性および／または水分散性樹
脂の一部として、乳化重合により得られるエマルジョン
ポリマーを使用することは、得られる油中水型エマルジ
ョンのチクソトロピー性が高くなり易く、特に好まし
い。

【００２１】樹脂溶液と水との混合方法であるが、形成
される油中水型エマルジョンの粒子径が小さいほど、得
られる塗料組成物の塗装作業性が向上し易く、ひいて
は、安定性も良好となるので、使用する水の量も少なく
て済むし、高固形分で、かつ、乾燥性の良好なる塗料組
成物が得られ易くなり、好ましいものである。

【００２２】そのために、混合は充分に行うことが好ま
しい。混合撹拌装置には特に制限はないもものの、高シ
ェアーのかかるものが好ましく、たとえば、高速ディス
パー、ホモゲナイザーまたは（ホモミック）ラインミル
などが使用できる。

【００２３】顔料添加系の場合には、顔料分散時に、樹
脂と共に、水をも加えて混合するのもよく、通常の顔料
ペーストを樹脂希釈する際に、別途、調製した油中水型
エマルジョン樹脂を使用してもよい。

【００２４】また、塗装前に水を加えて、混合撹拌して
使用してもよい。次に、顔料であるが、得られる塗膜の
隠ぺい性、硬さ、防錆性および基材付着性などの向上、
ならびに着色のために、必要に応じて、適時、使用され
るが、得られる塗膜の諸物性を考慮して、その使用量
は、樹脂（バインダー）の固形分の１００重量部に対し
て、２００重量％以下、さらには、１５０重量％以下が
好ましい。

【００２５】使用される顔料としては特に制限はなく、
公知慣用のものが使用されるが、具体的には、酸化チタ
ン、酸化亜鉛の如き、各種の金属酸化物；タルク、マイ
カ、炭酸カルシウム、クレー、硫酸バリウムの如き、各
種の体質顔料；メタホウ酸バリウム、リン酸水素アルミ
ニウム、モリブデン酸カルシウム、ストロンチウムクロ
メートの如き、各種の防錆顔料；ベンガラのような各種
酸化鉄、あるいは、カーボン、フタロシアニンブルーの
ような各種の有機ないしは無機の着色顔料が挙げられ、
これらは単独使用でも２種以上の併用でもよいことは、
勿論である。

【００２６】塗料化に際しては、顔料沈降防止剤、増粘
剤、消泡剤、レベリング剤、湿潤剤、架橋剤、ドライヤ
ー、チクソ化剤、撥水剤、顔料分散剤、紫外線吸収剤、
酸化防止剤または難燃剤などのような、公知慣用の各種
の添加剤が使用できる。

【００２７】乾燥条件に付いても特に制限はなく、常温
乾燥、加熱乾燥または焼付けなどが適用できる。

【００２８】

【実施例】次に、本発明を参考例、実施例および比較例
により、一層、具体的に説明するが、特に断りのない限
り、すべて重量基準であるものとする。

【００２９】参考例 １（水不溶性アルキド系樹脂の調
製例） 加熱装置、攪拌機、還流装置、水分離機、温度計および
滴下装置を備えた反応装置に、ヒマシ油の１５０部、ト
リメチロールプロパンの２３４部、ネオペンチルグリコ
ールの１２５部、１，６−ヘキサンジオールの１００
部、イソフタル酸の２７５部およびアジピン酸の２４２
部を仕込み、窒素気流中で、撹拌しながら８時間かけて
２２０℃まで昇温した。

【００３０】次いで、同温度に保持して、酸価が１０
で、かつ、水酸基価が１５０なる樹脂を得た。降温後、
セロソルブアセテートで固形分を７０％に希釈し、２５
℃におけるガードナー粘度（以下、粘度と略記する。）
がＶ−Ｗなる樹脂の溶液を得た。以下、これをＳ−１と
略記する。

【００３１】参考例 ２（水不溶性アクリル系樹脂の調
製例） 加熱装置、攪拌機、還流装置、温度計および滴下装置を
備えた反応装置に、キシレンの２００部およびｎ−ブタ
ノールの１２０部を仕込み、１２５℃に昇温した。

【００３２】同温度に保ちつつ、スチレンの２００部、
ｎ−ブチルメタクリレートの４８０部、ｎ−ブチルアク
リレートの２２０部、β−ヒドロキシエチルメタクリレ
ートの８０部およびアクリル酸の２０部よりなる単量体
混合物と、キシレンの１００部、ｔｅｒｔ−ブチルパー
オキシ（２−エチルヘキサノエート）の１００部、ｔｅ
ｒｔ−ブチルパーオキシベンゾエートの５部およびアゾ
ビスイソブチロニトリルの５部よりなる触媒（重合開始
剤）混合物とを、それぞれ、５時間かけて滴下した。

【００３３】さらに、同温度に１０時間保持して、固形
分が７０％で、かつ、粘度がＸ−Ｙなる樹脂の溶液を得
た。以下、これをＳ−２と略記する。 実施例 １〜４および比較例 １〜３ 下記の配合により、各種の被覆組成物、つまり、塗料を
作成した。それぞれの塗料の組成（配合割合）を、まと
めて、第１表に示す。

【００３４】

【００３５】註１） 表中に記載の水の量は、上記した
水性樹脂中に含まれる水の量も含めたものである。 註２） Ｓ−１またはＳ−２は、それぞれ、いわゆるミ
ルベース（顔料ペースト）の調製用として用いられてい
るものであり、他方、Ｓ−３ならびにＷ−１、Ｗ−２、
Ｗ−３およびＷ−４は、それぞれ、次の通りである。

【００３６】Ｓ−３………「スーパーベッカミン Ｌ−
１０９−６５」〔大日本インキ化学工業（株）製のブチ
ルエーテル化メラミン樹脂；固形分＝６５％〕 Ｗ−１………「ウォーターゾール Ｓ−６８５−ＩＭ」
（同上社製の水溶性メチルエーテル化メラミン樹脂；固
形分＝８０％） Ｗ−２………「ウォーターゾール Ｓ−７５１」（同上
社製の水溶性アクリル系樹脂；固形分＝５０％） Ｗ−３………「ウォーターゾール ＣＤ−５２０」（同
上社製の水分散性アルキド樹脂；固形分＝４０％） Ｗ−４………「ボンコート ＥＣ−７４０」（同上社製
のアクリル系エマルジョンポリマー；固形分＝４０％）

【００３７】 《塗料配合（バインダー固形分１００部に対する）》 Ｓ−１またはＳ−２（固形分＝７０％） 全量 「タイペーク Ｒ−８２０」〔石原産業（株）製の １００部 酸化チタン〕 ────────────────────────────────── （以上をサンドミルにて分散せしめて、ＰＷＣが５０％なるペースト とした。）

【００３８】ただし、Ｓ−３ならびにＷ−１、Ｗ−２お
よびＷ−３は、いずれも、上記ペーストに添加して撹拌
せしめたのち、水を加えて、高速ディスパーにて分散せ
しめたものであり、また、Ｗ−４を配合する系は、この
Ｗ−４に水の全量を加えたのち、高速ディスパーにて分
散せしめたものである。

【００３９】なお、それぞれ、アルキド系樹脂Ｓ−１を
使用している組成物Ｔ−１、Ｔ−２、Ｔ−３およびＴ−
５は、いずれも、上記配合物に対して、６％ナフテン酸
コバルトの０．７部と、２４％ナフテン酸鉛の１部とを
添加しているし、他方、メラミン系樹脂Ｓ−３ならびに
Ｗ−１を使用している組成物Ｔ−１、Ｔ−２、Ｔ−４、
Ｔ−５、Ｔ−６およびＴ−７は、いずれも、上記配合物
に対して、「ベッカミン Ｐ−１９８」〔大日本インキ
化学工業（株）製の硬化触媒〕を３部添加している。

【００４０】また、かくして得られた、それぞれの塗料
を、下記する如き各種の基材に塗布して、応用試験を行
なった。それらの結果を、まとめて、第２〜４表に示
す。

【００４１】《試験基材》 Ａ；未処理軟鋼板（日本テストパネル（株）製品を使
用） Ｂ；厚さが３ｍｍなるフレキシブルボードに、「アクリ
ディック Ａ−１８１」〔大日本インキ化学工業（株）
製のアクリル系シーラー〕を、その固形分が２０％とな
るようにキシレンで希釈したものを、１５０ｇ／ｍ² な
る量で塗布して乾燥したもの。

【００４２】《応用試験》各種の配合物を、それぞれの
基材に、乾燥膜厚が３０ミクロン（μｍ）となるように
塗布して、それぞれ、下記するような焼き付け、あるい
は常温乾燥を行った。

【００４３】つまり、まず、焼き付けは、２３℃で、か
つ、６５％ＲＨなる条件の恒温恒湿中に１時間、放置
（セッティング）したのち、１４０℃の乾燥機中に２０
分間放置し、さらに、室温に３日間放置するという方法
に依った。

【００４４】他方、常温乾燥は、室温に２１日間、放置
して乾燥を行ったものである。しかるのち、下記する如
き、各種の試験に供した。それらの結果を、第２表、第
３表および第４表に、まとめて、示す。

【００４５】なお、下記する試験のうち、〜なる試
験は、塗面以外の面を、アクリルウレタン系シーリング
剤でシーリングしたものについて、試験している。

【００４６】《塗装作業性の試験方法》 垂れ防止性；それぞれの基材に、乾燥膜厚が３０μ
ｍになるように塗装し、垂直に立てて、室温に１時間、
放置乾燥し、垂れの状態を目視により判定。 仕上がり外観；上記したそれぞれの基材を用いて
の、焼付け、あるいは常温乾燥後の塗膜の状態を目視に
より判定。 《塗膜物性の試験方法》 光沢；光沢計で６０度の光沢を測定。 基材付着性；カッターナイフで、塗面に、１ｃｍ角
内に１００個の碁盤目を切り、セロテープを貼付けての
剥離試験。

【００４７】（１００………完全に付着、 ０………完
全に剥離） 耐水性；室温で、水道水中に基材ごと全没させて、
４週間後の状態を目視により判定。 耐酸性；１％稀硫酸に、基材ごと全没させて、３日
後の状態を目視により判定。 耐アルカリ性；水酸化カルシウムを飽和させた、２
％水酸化ナトリウム水溶液中に、基材ごと全没させて、
２週間後の状態を目視により判定。 防錆性；ソルトスプレー試験機にて、１００時間試
験後の状態を目視判定。 促進耐候性；サンシャインウェザーメーターにて、
１，０００時間試験後の光沢保持率（ＧＲ，６０度）を
測定。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【００５０】

【００５１】

【発明の効果】かくして得られた本発明の被覆組成物
は、チクソトロピー性が有り、立ち面に塗装しても垂れ
にくく、一度に、厚く塗装することが可能である処か
ら、一段と、塗装作業性が改善されたものである。

【００５２】また、水の蒸発潜熱が高いためか、加熱乾
燥時の仕上がり外観も良好である。しかも、本発明は、
有機溶剤含有量を増加させることなく、塗装作業性を改
善した被覆組成物が、簡便に提供できるという、極めて
有用性の高い発明であると言えよう。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】樹脂溶液に水を混合して油中水型エマルジ
   ョンを形成せしめた樹脂を、バインダーとして含有する
   することを特徴とする、塗装性が改良された被覆組成
   物。
2. 【請求項２】前記したバインダーが、前記樹脂の固形分
   に対して、水を２〜３５重量％なる範囲内で混合してい
   るものである、請求項１に記載の被覆組成物。
3. 【請求項３】前記したバインダーが、水可溶性および／
   または水分散性の樹脂と、水不溶性の樹脂とを、前者樹
   脂：後者樹脂の固形分重量比で、１：９９〜４０：６０
   重量％となるような範囲で含んでいるものである、請求
   項１または２に記載の被覆組成物。