JPH08170046A - 水性コーティング組成物 - Google Patents
水性コーティング組成物Info
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- JPH08170046A JPH08170046A JP4505094A JP4505094A JPH08170046A JP H08170046 A JPH08170046 A JP H08170046A JP 4505094 A JP4505094 A JP 4505094A JP 4505094 A JP4505094 A JP 4505094A JP H08170046 A JPH08170046 A JP H08170046A
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- water
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 耐食性、耐水性、溶接性に優れ、電着塗装に
適した導電性を有し、また加工時におけるパウダリング
の発生をも防止しうる鋼板表面処理用の水性コーティン
グ組成物を提供する。 【構成】 酸価が25〜100、水酸基価が35〜20
0、SP値が10.0〜11.0の水溶性アルキド樹脂
及び水溶性アクリル樹脂のうち少なくとも1種からなる
樹脂ワニス100重量部、オキサゾリン化合物及びメラ
ミン樹脂のうち少なくとも1種からなる硬化剤10〜2
00重量部、並びに、ベンゼンスルホン酸誘導体、その
アミン塩及びそのアンモニウム塩、ナフタレンスルホン
酸誘導体、そのアミン塩及びそのアンモニウム塩、及
び、酸性りん酸アミン塩及びアンモニウム塩からなる群
より選択される少なくとも1種からなる強酸性触媒0.
5〜5重量部からなる組成物に、ポリウレタン樹脂エマ
ルジョンを組成物全体の10〜80重量%含有させてな
る水性コーティング組成物。
適した導電性を有し、また加工時におけるパウダリング
の発生をも防止しうる鋼板表面処理用の水性コーティン
グ組成物を提供する。 【構成】 酸価が25〜100、水酸基価が35〜20
0、SP値が10.0〜11.0の水溶性アルキド樹脂
及び水溶性アクリル樹脂のうち少なくとも1種からなる
樹脂ワニス100重量部、オキサゾリン化合物及びメラ
ミン樹脂のうち少なくとも1種からなる硬化剤10〜2
00重量部、並びに、ベンゼンスルホン酸誘導体、その
アミン塩及びそのアンモニウム塩、ナフタレンスルホン
酸誘導体、そのアミン塩及びそのアンモニウム塩、及
び、酸性りん酸アミン塩及びアンモニウム塩からなる群
より選択される少なくとも1種からなる強酸性触媒0.
5〜5重量部からなる組成物に、ポリウレタン樹脂エマ
ルジョンを組成物全体の10〜80重量%含有させてな
る水性コーティング組成物。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、表面処理鋼板に、加工
潤滑性、耐食性等を付与する表面処理用の水性コーティ
ング組成物に関し、更に詳しくは、潤滑防錆コーティン
グ組成物及び自動車用防錆コーティング組成物に関す
る。
潤滑性、耐食性等を付与する表面処理用の水性コーティ
ング組成物に関し、更に詳しくは、潤滑防錆コーティン
グ組成物及び自動車用防錆コーティング組成物に関す
る。
【0002】
【従来の技術】冷延鋼板及び亜鉛系メッキ鋼板は、建
材、家庭電器製品、自動車等の用途に広く用いられてい
る。これらの鋼板は、通常、成形加工の後、組み立て加
工の前に塗装に供される。上記成形加工の段階では、そ
の加工性を良好にするために、鋼板の表面にプレス油等
の潤滑油類が塗布される。しかし、潤滑油を用いると、
プレス加工後、塗装の前に潤滑油を脱脂する工程が必須
となり、経済上の不利があるうえ、この潤滑油は、プレ
ス加工時に飛散し、作業環境を悪化させる等の問題があ
った。
材、家庭電器製品、自動車等の用途に広く用いられてい
る。これらの鋼板は、通常、成形加工の後、組み立て加
工の前に塗装に供される。上記成形加工の段階では、そ
の加工性を良好にするために、鋼板の表面にプレス油等
の潤滑油類が塗布される。しかし、潤滑油を用いると、
プレス加工後、塗装の前に潤滑油を脱脂する工程が必須
となり、経済上の不利があるうえ、この潤滑油は、プレ
ス加工時に飛散し、作業環境を悪化させる等の問題があ
った。
【0003】このため、近年では、省資源、コスト低
減、作業環境改善等の目的で、潤滑油を用いないで潤滑
機能と防錆機能を有する皮膜を鋼板表面に形成すること
ができる表面処理鋼板が提案された。特開平5−394
58号公報には、特定のポリエチレン系ワックスからな
る樹脂皮膜を鋼板表面に形成してプレス成形性等を改良
する技術が開示されている。また、特開平1−3013
32号公報には、特定量のクロメート皮膜及び特定の樹
脂混合物からなる樹脂皮膜を二重にコーティングするこ
とで成形性を獲得する技術が開示されている。
減、作業環境改善等の目的で、潤滑油を用いないで潤滑
機能と防錆機能を有する皮膜を鋼板表面に形成すること
ができる表面処理鋼板が提案された。特開平5−394
58号公報には、特定のポリエチレン系ワックスからな
る樹脂皮膜を鋼板表面に形成してプレス成形性等を改良
する技術が開示されている。また、特開平1−3013
32号公報には、特定量のクロメート皮膜及び特定の樹
脂混合物からなる樹脂皮膜を二重にコーティングするこ
とで成形性を獲得する技術が開示されている。
【0004】省力化の観点から、上記潤滑性皮膜に、防
食性と上塗り塗膜との密着性を持たせて、成形加工後、
直接に上塗り塗料を塗装して仕上げたり、また自動車用
鋼板等の電着塗装をする必要のある用途のためには、コ
ーティングに必要な導電性を持たせることも行われるよ
うになった(特開平3−270932号公報等)。ま
た、一般の防食塗料の分野でも、耐水性、耐湿性を高め
るために導電率を調整した塗料の開発も行われている
(特願平4−290339号)。
食性と上塗り塗膜との密着性を持たせて、成形加工後、
直接に上塗り塗料を塗装して仕上げたり、また自動車用
鋼板等の電着塗装をする必要のある用途のためには、コ
ーティングに必要な導電性を持たせることも行われるよ
うになった(特開平3−270932号公報等)。ま
た、一般の防食塗料の分野でも、耐水性、耐湿性を高め
るために導電率を調整した塗料の開発も行われている
(特願平4−290339号)。
【0005】上記コーティング組成物の製造において
は、有機溶剤を使用すると、加工時の作業環境の悪化、
発火の危険、溶剤を外部に排出しないためのアフターバ
ーナーの設置の必要性等の問題があり、水性コーティン
グ組成物の開発が進められてきた。このような水性コー
ティング組成物の組成において、水性化のために樹脂の
親水性基を多くしたり、樹脂の乳化のための乳化剤等を
含有させるが、このことは水の浸透を早める結果とな
り、耐水性や耐食性を低下させる原因となっており、水
性化しても耐水性、耐食性を低下させない技術手段が必
要となっていた。
は、有機溶剤を使用すると、加工時の作業環境の悪化、
発火の危険、溶剤を外部に排出しないためのアフターバ
ーナーの設置の必要性等の問題があり、水性コーティン
グ組成物の開発が進められてきた。このような水性コー
ティング組成物の組成において、水性化のために樹脂の
親水性基を多くしたり、樹脂の乳化のための乳化剤等を
含有させるが、このことは水の浸透を早める結果とな
り、耐水性や耐食性を低下させる原因となっており、水
性化しても耐水性、耐食性を低下させない技術手段が必
要となっていた。
【0006】近年、工業的規模での表面処理鋼板製造ラ
インにおいては、省エネルギー化、処理の高速化が進め
られており、例えば、150℃程度の比較的低温で15
秒程度の短時間でコーティング剤の塗布面を硬化させ皮
膜強度を確保できるものでなければ要請には応えられな
いのが現状であった。
インにおいては、省エネルギー化、処理の高速化が進め
られており、例えば、150℃程度の比較的低温で15
秒程度の短時間でコーティング剤の塗布面を硬化させ皮
膜強度を確保できるものでなければ要請には応えられな
いのが現状であった。
【0007】また、最近では、深絞りや高速の加工が行
われるようになってきた。このため金型の高温化等によ
り表面処理鋼板の加工部の皮膜が剥離して粉が発生(パ
ウダリング)し、加工部や金型に付着するために、カジ
リ等による加工性の低下、加工部の耐食性の低下、仕上
り外観の低下等の問題が生じていた。
われるようになってきた。このため金型の高温化等によ
り表面処理鋼板の加工部の皮膜が剥離して粉が発生(パ
ウダリング)し、加工部や金型に付着するために、カジ
リ等による加工性の低下、加工部の耐食性の低下、仕上
り外観の低下等の問題が生じていた。
【0008】そこで、低温、短時間の焼き付けで硬化度
が高く強固に金属板に密着した塗膜を得ることができ、
耐食性、耐水性、溶接性に優れ、電着塗装に適した導電
性を有し、また加工時におけるパウダリングの発生をも
防止しうる鋼板表面処理用の水性コーティング組成物を
提供すること検討した。
が高く強固に金属板に密着した塗膜を得ることができ、
耐食性、耐水性、溶接性に優れ、電着塗装に適した導電
性を有し、また加工時におけるパウダリングの発生をも
防止しうる鋼板表面処理用の水性コーティング組成物を
提供すること検討した。
【0009】その結果、本発明者らは、水性コーティン
グ組成物を、酸価が25〜100、水酸基価が35〜
200、SP値が10.0〜11.0の水溶性アルキド
樹脂及び水溶性アクリル樹脂のうち少なくとも1種から
なる樹脂ワニス100重量部、オキサゾリン化合物及
び硬化開始温度が140℃以下のメラミン樹脂のうち少
なくとも1種からなる硬化剤10〜200重量部、ベ
ンゼンスルホン酸誘導体、そのアミン塩及びそのアンモ
ニウム塩、ナフタレンスルホン酸誘導体、そのアミン塩
及びそのアンモニウム塩、並びに、酸性りん酸アミン塩
及びアンモニウム塩よりなる群から選択される少なくと
も1種からなる強酸性触媒0.5〜5重量部、の上記
〜により構成すれば、上記目的に適う水性コーティン
グ組成物が得られることを見いだした。
グ組成物を、酸価が25〜100、水酸基価が35〜
200、SP値が10.0〜11.0の水溶性アルキド
樹脂及び水溶性アクリル樹脂のうち少なくとも1種から
なる樹脂ワニス100重量部、オキサゾリン化合物及
び硬化開始温度が140℃以下のメラミン樹脂のうち少
なくとも1種からなる硬化剤10〜200重量部、ベ
ンゼンスルホン酸誘導体、そのアミン塩及びそのアンモ
ニウム塩、ナフタレンスルホン酸誘導体、そのアミン塩
及びそのアンモニウム塩、並びに、酸性りん酸アミン塩
及びアンモニウム塩よりなる群から選択される少なくと
も1種からなる強酸性触媒0.5〜5重量部、の上記
〜により構成すれば、上記目的に適う水性コーティン
グ組成物が得られることを見いだした。
【0010】ところで、例えば、現行の潤滑防錆コーテ
ィング剤を塗布し焼き付けるコイルコーティングライン
においては、ライントラブルの発生、ストリップシート
の切替え、塗料やコーティング剤の切替え等によりライ
ンスピードが一時的に低速となることが多い。このよう
な場合、一定温度のオーブン中に車体が一定時間滞留す
ることを原因としてオーバーベーク状態が発生し、その
後上塗り塗料塗装時に再度焼き付けを行う工程を経るう
ちに硬化が過度となって、最終的に塗膜密着性、折り曲
げ加工性が低下する場合がある。上記〜の構成によ
る水性コーティング組成物を潤滑防錆コーティング組成
物として使用した場合には、このような危険を回避する
ことができないことが判った。
ィング剤を塗布し焼き付けるコイルコーティングライン
においては、ライントラブルの発生、ストリップシート
の切替え、塗料やコーティング剤の切替え等によりライ
ンスピードが一時的に低速となることが多い。このよう
な場合、一定温度のオーブン中に車体が一定時間滞留す
ることを原因としてオーバーベーク状態が発生し、その
後上塗り塗料塗装時に再度焼き付けを行う工程を経るう
ちに硬化が過度となって、最終的に塗膜密着性、折り曲
げ加工性が低下する場合がある。上記〜の構成によ
る水性コーティング組成物を潤滑防錆コーティング組成
物として使用した場合には、このような危険を回避する
ことができないことが判った。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑
み、低温、短時間の焼き付けで硬化度が高く強固に金属
板に密着した塗膜を得ることができ、耐食性、耐水性、
溶接性に優れ、電着塗装に適した導電性を有し、また加
工時におけるパウダリングの発生をも防止しうる鋼板表
面処理用の水性コーティング組成物において、更に、た
とえオーバーベーク状態となっても、上塗塗装後に、被
膜密着性、折り曲げ加工性が低下しないものを提供する
ことを目的とするものである。
み、低温、短時間の焼き付けで硬化度が高く強固に金属
板に密着した塗膜を得ることができ、耐食性、耐水性、
溶接性に優れ、電着塗装に適した導電性を有し、また加
工時におけるパウダリングの発生をも防止しうる鋼板表
面処理用の水性コーティング組成物において、更に、た
とえオーバーベーク状態となっても、上塗塗装後に、被
膜密着性、折り曲げ加工性が低下しないものを提供する
ことを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、水性コ
ーティング組成物を、酸価が25〜100、水酸基価
が35〜200、SP値が10.0〜11.0の水溶性
アルキド樹脂及び水溶性アクリル樹脂のうち少なくとも
1種からなる樹脂ワニス100重量部、オキサゾリン
化合物及び硬化開始温度が140℃以下のメラミン樹脂
のうち少なくとも1種からなる硬化剤10〜200重量
部、ベンゼンスルホン酸誘導体、そのアミン塩及びそ
のアンモニウム塩、ナフタレンスルホン酸誘導体、その
アミン塩及びそのアンモニウム塩、並びに、酸性りん酸
アミン塩及びアンモニウム塩からなる群より選択される
少なくとも1種からなる強酸性触媒0.5〜5重量部、
ポリウレタン樹脂エマルジョンを〜全体の10〜
80重量%、の〜で構成するところにある。以下に
本発明を詳述する。
ーティング組成物を、酸価が25〜100、水酸基価
が35〜200、SP値が10.0〜11.0の水溶性
アルキド樹脂及び水溶性アクリル樹脂のうち少なくとも
1種からなる樹脂ワニス100重量部、オキサゾリン
化合物及び硬化開始温度が140℃以下のメラミン樹脂
のうち少なくとも1種からなる硬化剤10〜200重量
部、ベンゼンスルホン酸誘導体、そのアミン塩及びそ
のアンモニウム塩、ナフタレンスルホン酸誘導体、その
アミン塩及びそのアンモニウム塩、並びに、酸性りん酸
アミン塩及びアンモニウム塩からなる群より選択される
少なくとも1種からなる強酸性触媒0.5〜5重量部、
ポリウレタン樹脂エマルジョンを〜全体の10〜
80重量%、の〜で構成するところにある。以下に
本発明を詳述する。
【0013】本発明で使用されるアルキド樹脂及びアク
リル樹脂は、水溶性であれば特に限定されず、例えば、
脂肪酸変性フタル酸アルキド、マレイン酸アルキド;
(メタ)アクリル酸エステル等を挙げることができる。
リル樹脂は、水溶性であれば特に限定されず、例えば、
脂肪酸変性フタル酸アルキド、マレイン酸アルキド;
(メタ)アクリル酸エステル等を挙げることができる。
【0014】本発明で使用される水溶性アルキド樹脂、
水溶性アクリル樹脂は、いずれか一方又はその両方を使
用することができる。上記水溶性アルキド樹脂及び水溶
性アクリル樹脂は、その酸価(AV)が25〜100、
水酸基価(OHV)が35〜200、SP値(溶解度パ
ラメーター)が10.0〜11.0である。酸価が25
未満、水酸基価が35未満又はSP値が10未満である
と、水溶化度(親水化度)が低く、また塗装過程で被塗
装物以外の塗装設備等に付着した塗料を水に吸収させて
回収する際に、限外濾過法等で回収された希釈塗料を濃
縮するときに樹脂の分離等が生じて問題となる。逆に、
酸価が100を超え、水酸基価が200を超え、SP値
が11を超えると、水溶化度(親水化度)が高くなりす
ぎて塗膜の耐水性等に問題を生じる。
水溶性アクリル樹脂は、いずれか一方又はその両方を使
用することができる。上記水溶性アルキド樹脂及び水溶
性アクリル樹脂は、その酸価(AV)が25〜100、
水酸基価(OHV)が35〜200、SP値(溶解度パ
ラメーター)が10.0〜11.0である。酸価が25
未満、水酸基価が35未満又はSP値が10未満である
と、水溶化度(親水化度)が低く、また塗装過程で被塗
装物以外の塗装設備等に付着した塗料を水に吸収させて
回収する際に、限外濾過法等で回収された希釈塗料を濃
縮するときに樹脂の分離等が生じて問題となる。逆に、
酸価が100を超え、水酸基価が200を超え、SP値
が11を超えると、水溶化度(親水化度)が高くなりす
ぎて塗膜の耐水性等に問題を生じる。
【0015】上記SP値(溶解度パラメーター)とは、
溶解性の尺度を示すものであり、次により計算される。
参考文献SUH,CLARKE〔J.Polymer
Science,A−1,第5巻、1671頁−168
1頁(1967)〕 測定温度 20℃ サンプル 樹脂0.5gを100mlビーカーに秤量
し、良溶媒10mlをホールピペットを用いて加え、マ
グネチックスターラーにより溶解する。 溶媒 良溶媒:ジオキサン、アセトン 貧溶媒:n−ヘキサン、イオン交換水 濁点測定 50mlビュレットを用いて貧溶媒を滴下
し、濁りが生じた点を滴下量とする。計算 樹脂のSP
値δは次式によった。
溶解性の尺度を示すものであり、次により計算される。
参考文献SUH,CLARKE〔J.Polymer
Science,A−1,第5巻、1671頁−168
1頁(1967)〕 測定温度 20℃ サンプル 樹脂0.5gを100mlビーカーに秤量
し、良溶媒10mlをホールピペットを用いて加え、マ
グネチックスターラーにより溶解する。 溶媒 良溶媒:ジオキサン、アセトン 貧溶媒:n−ヘキサン、イオン交換水 濁点測定 50mlビュレットを用いて貧溶媒を滴下
し、濁りが生じた点を滴下量とする。計算 樹脂のSP
値δは次式によった。
【0016】δ=(Vml 1/2 δml+Vmh 1/2 δmh)/
(Vml 1/2 +Vmh 1/2 ) Vm =V1 V2 /(φ1 V2 +φ2 V1 ) δm =φ1 δ1 +φ2 δ2 Vi :溶媒の分子容(ml/mol) φi :濁点における各溶媒の体積分率 δi :溶媒のSP値 ml:低SP値貧溶媒混合系 mh:高SP値貧溶媒混合系
(Vml 1/2 +Vmh 1/2 ) Vm =V1 V2 /(φ1 V2 +φ2 V1 ) δm =φ1 δ1 +φ2 δ2 Vi :溶媒の分子容(ml/mol) φi :濁点における各溶媒の体積分率 δi :溶媒のSP値 ml:低SP値貧溶媒混合系 mh:高SP値貧溶媒混合系
【0017】上で35〜200の範囲と限定した上記水
溶性アルキド樹脂又は水溶性アクリル樹脂の水酸基価
は、より好ましくは100〜200の範囲がよい。水酸
基価が100より小さいと塗装過程で塗装設備等に付着
した塗料を水で簡単に洗浄しにくくなり、また、乾燥塗
膜の素地に対する密着性が低下するので、潤滑加工時の
剥離や湿潤密着性が低下することにより耐食性も低下す
る。
溶性アルキド樹脂又は水溶性アクリル樹脂の水酸基価
は、より好ましくは100〜200の範囲がよい。水酸
基価が100より小さいと塗装過程で塗装設備等に付着
した塗料を水で簡単に洗浄しにくくなり、また、乾燥塗
膜の素地に対する密着性が低下するので、潤滑加工時の
剥離や湿潤密着性が低下することにより耐食性も低下す
る。
【0018】上記水溶性アルキド樹脂又は水溶性アクリ
ル樹脂は、より好ましくは、理論上100%中和しかつ
不揮発分を3%に希釈後、限外濾過法(UF)で不揮発
分を20%まで濃縮した際に、濾液の樹脂成分が元の樹
脂の4%以下となるものがよい。濾液の樹脂成分は、合
成過程で樹脂中に残存した低分子の未反応酸成分や、ワ
ニス、水性コーティング組成物を貯蔵中に加水分解で生
成した低分子の酸成分を含む。
ル樹脂は、より好ましくは、理論上100%中和しかつ
不揮発分を3%に希釈後、限外濾過法(UF)で不揮発
分を20%まで濃縮した際に、濾液の樹脂成分が元の樹
脂の4%以下となるものがよい。濾液の樹脂成分は、合
成過程で樹脂中に残存した低分子の未反応酸成分や、ワ
ニス、水性コーティング組成物を貯蔵中に加水分解で生
成した低分子の酸成分を含む。
【0019】合成過程で樹脂中に残存した低分子の未反
応酸成分や、ワニス、水性コーティング組成物を貯蔵中
に加水分解で生成した低分子の酸成分の量が4%未満で
あると、耐水性がよくなる。そのような目的のために
は、樹脂中に水易溶性の低分子量成分をできるだけ含ま
ないものを選択して用いたり、樹脂を合成する際に例え
ば反応時間を充分にとって低分子量成分を少なく合成し
たものを用いたりすることができる。
応酸成分や、ワニス、水性コーティング組成物を貯蔵中
に加水分解で生成した低分子の酸成分の量が4%未満で
あると、耐水性がよくなる。そのような目的のために
は、樹脂中に水易溶性の低分子量成分をできるだけ含ま
ないものを選択して用いたり、樹脂を合成する際に例え
ば反応時間を充分にとって低分子量成分を少なく合成し
たものを用いたりすることができる。
【0020】低分子成分量を特別に少なく調製したもの
でない通常の水溶性樹脂でも、水に溶解又は分散させた
希釈液を限外濾過法や逆浸透圧法によって濃縮すること
で、低分子成分が溶媒とともに除去されて使用すること
が可能になる。濃縮効率の点からは限外濾過法が好まし
い。
でない通常の水溶性樹脂でも、水に溶解又は分散させた
希釈液を限外濾過法や逆浸透圧法によって濃縮すること
で、低分子成分が溶媒とともに除去されて使用すること
が可能になる。濃縮効率の点からは限外濾過法が好まし
い。
【0021】上記水溶性アルキド樹脂及び水溶性アクリ
ル樹脂が、理論上100%中和しかつ不揮発分を3%に
希釈後、限外濾過法で不揮発分を20%まで濃縮した際
に、濃縮回収された樹脂ワニスの酸価は、実質的に樹脂
ポリマーに結合しているカルボキシル基による酸価を示
しているので、本明細書中においては、この値を「実質
酸価」と定義する。
ル樹脂が、理論上100%中和しかつ不揮発分を3%に
希釈後、限外濾過法で不揮発分を20%まで濃縮した際
に、濃縮回収された樹脂ワニスの酸価は、実質的に樹脂
ポリマーに結合しているカルボキシル基による酸価を示
しているので、本明細書中においては、この値を「実質
酸価」と定義する。
【0022】本発明の水性コーティング組成物を噴霧塗
装した場合、被塗装物に塗着しない塗料を塗装ブース内
の洗浄水に補集し、回収水から限外濾過法によって塗料
成分を濃縮回収する場合には、実質酸価が31〜100
であるものが好ましい。
装した場合、被塗装物に塗着しない塗料を塗装ブース内
の洗浄水に補集し、回収水から限外濾過法によって塗料
成分を濃縮回収する場合には、実質酸価が31〜100
であるものが好ましい。
【0023】本発明においては、硬化剤として、オキサ
ゾリン化合物及びメラミン樹脂のうち少なくとも1種を
用いる。本発明で使用されるオキサゾリン化合物は、次
の一般式〔I〕の構造を有する。上記オキサゾリン化合
物は、カルボキシル基を有する化合物と容易に反応して
下記のような開環付加反応を起こす。
ゾリン化合物及びメラミン樹脂のうち少なくとも1種を
用いる。本発明で使用されるオキサゾリン化合物は、次
の一般式〔I〕の構造を有する。上記オキサゾリン化合
物は、カルボキシル基を有する化合物と容易に反応して
下記のような開環付加反応を起こす。
【0024】
【化1】
【0025】式中、R、R′は各種重合体を表す。本発
明においては、Rがスチレン系重合体、アクリル−スチ
レン系共重合体であるものは、塗膜の強靱性を付与しガ
ラス転移温度を大きくする点から好ましい。上記オキサ
ゾリン化合物は特に限定されないが、例えば、日本触媒
社製エポクロスK−1010E、エポクロスK−102
0E、エポクロスK−1030E、エポクロスK−10
50E等を挙げることができ、このうち、エポクロスK
−1030E、エポクロスK−1050Eが、ガラス転
移温度が高く強靱で高い密着性の塗膜を与えるので好ま
しい。また、エポクロスK−1010E、エポクロスK
−1020Eであっても、生成するコーティング膜が所
望の皮膜になるように、添加量、硬化温度、触媒を調整
して用いることができる。
明においては、Rがスチレン系重合体、アクリル−スチ
レン系共重合体であるものは、塗膜の強靱性を付与しガ
ラス転移温度を大きくする点から好ましい。上記オキサ
ゾリン化合物は特に限定されないが、例えば、日本触媒
社製エポクロスK−1010E、エポクロスK−102
0E、エポクロスK−1030E、エポクロスK−10
50E等を挙げることができ、このうち、エポクロスK
−1030E、エポクロスK−1050Eが、ガラス転
移温度が高く強靱で高い密着性の塗膜を与えるので好ま
しい。また、エポクロスK−1010E、エポクロスK
−1020Eであっても、生成するコーティング膜が所
望の皮膜になるように、添加量、硬化温度、触媒を調整
して用いることができる。
【0026】本発明で使用されるオキサゾリン化合物
は、ガラス転移温度が0℃以上のものが好ましい。0℃
未満であると、低温、短時間(150℃で15秒程度)
の焼き付け条件では、鋼板との密着性及び硬化度に優れ
た塗膜が得られない。
は、ガラス転移温度が0℃以上のものが好ましい。0℃
未満であると、低温、短時間(150℃で15秒程度)
の焼き付け条件では、鋼板との密着性及び硬化度に優れ
た塗膜が得られない。
【0027】本発明の硬化剤として使用されるメラミン
樹脂は、硬化開始温度が140℃以下のものである。1
40℃より高いと、低温、短時間の焼き付け時間では、
塗膜の硬化度が不足する。上記条件を満たすメラミン樹
脂として、例えば、サイメル303(三井サイアナミド
社製)、スミマール50W(住友化学社製)等のメトキ
シ変性メラミン樹脂;サイメル236、サイメル23
8、サイメル235(三井サイアナミド社製)等のメト
キシ−ブトキシ変性メラミン樹脂;サイメル327、サ
イメル328(三井サイアナミド社製)等のイミノ型メ
ラミン樹脂;サイメル370(三井サイアナミド社製)
等のメチロール変性メラミン樹脂又はこれの混合変性メ
ラミン樹脂等を挙げることができる。
樹脂は、硬化開始温度が140℃以下のものである。1
40℃より高いと、低温、短時間の焼き付け時間では、
塗膜の硬化度が不足する。上記条件を満たすメラミン樹
脂として、例えば、サイメル303(三井サイアナミド
社製)、スミマール50W(住友化学社製)等のメトキ
シ変性メラミン樹脂;サイメル236、サイメル23
8、サイメル235(三井サイアナミド社製)等のメト
キシ−ブトキシ変性メラミン樹脂;サイメル327、サ
イメル328(三井サイアナミド社製)等のイミノ型メ
ラミン樹脂;サイメル370(三井サイアナミド社製)
等のメチロール変性メラミン樹脂又はこれの混合変性メ
ラミン樹脂等を挙げることができる。
【0028】本発明の硬化剤としては、イミノ若しくは
メチロール変性、又は混合変性メラミン樹脂が好まし
い。ブトキシ変性メラミン樹脂は、水溶性樹脂との均一
混合性に劣り、塗料の安定性が低下するので好ましくな
い。
メチロール変性、又は混合変性メラミン樹脂が好まし
い。ブトキシ変性メラミン樹脂は、水溶性樹脂との均一
混合性に劣り、塗料の安定性が低下するので好ましくな
い。
【0029】上記オキサゾリン化合物及びメラミン樹脂
のうち少なくとも1種の量は、上記水溶性アルキド樹脂
及び水溶性アクリル樹脂のうち少なくとも1種の量10
0重量部に対し10〜200重量部である。200重量
部より多いと、硬化剤が未反応のまま残留し、硬化皮膜
の軟化、ガラス転移温度の低下、密着性の低下、耐水耐
食性低下の原因となり、10重量部未満では硬化不良と
なる。より好ましくは、樹脂100重量部に対して20
〜100重量部である。
のうち少なくとも1種の量は、上記水溶性アルキド樹脂
及び水溶性アクリル樹脂のうち少なくとも1種の量10
0重量部に対し10〜200重量部である。200重量
部より多いと、硬化剤が未反応のまま残留し、硬化皮膜
の軟化、ガラス転移温度の低下、密着性の低下、耐水耐
食性低下の原因となり、10重量部未満では硬化不良と
なる。より好ましくは、樹脂100重量部に対して20
〜100重量部である。
【0030】本発明においては、ベンゼンスルホン酸誘
導体、そのアミン塩及びそのアンモニウム塩、ナフタレ
ンスルホン酸誘導体、そのアミン塩及びそのアンモニウ
ム塩、並びに、酸性りん酸アミン塩及びアンモニウム塩
よりなる群から選択される少なくとも1種からなる強酸
性触媒を用いる。
導体、そのアミン塩及びそのアンモニウム塩、ナフタレ
ンスルホン酸誘導体、そのアミン塩及びそのアンモニウ
ム塩、並びに、酸性りん酸アミン塩及びアンモニウム塩
よりなる群から選択される少なくとも1種からなる強酸
性触媒を用いる。
【0031】上記強酸性触媒の塩を形成するカチオンと
しては、アミン類、アンモニウムが、塗膜の加熱硬化時
に揮発し塗膜に残留しにくいので好ましい。アルカリ金
属や金属カチオンは、塗料中でイオン化し塗膜に残留
し、水を吸収する原因となるので好ましくない。上記強
酸性触媒としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン
酸、ジノニルナフタレンスルホン酸、りん酸2水素アン
モニウム、りん酸1水素アンモニウム、キャタリスト5
00(三井サイアナミド社製)、キャタリスト600
(同)、キャタリスト4040(同)等を挙げることが
できる。
しては、アミン類、アンモニウムが、塗膜の加熱硬化時
に揮発し塗膜に残留しにくいので好ましい。アルカリ金
属や金属カチオンは、塗料中でイオン化し塗膜に残留
し、水を吸収する原因となるので好ましくない。上記強
酸性触媒としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン
酸、ジノニルナフタレンスルホン酸、りん酸2水素アン
モニウム、りん酸1水素アンモニウム、キャタリスト5
00(三井サイアナミド社製)、キャタリスト600
(同)、キャタリスト4040(同)等を挙げることが
できる。
【0032】本発明においては、上記各成分に、更にポ
リウレタン樹脂エマルジョンを、上記各成分全体の10
〜80重量%含有させる。10重量%未満であると、本
発明の塗膜密着性及び折り曲げ加工性を獲得することが
できない。また80重量%を超えると、耐食性、潤滑性
を損なうこととなる。更に好ましい含有量は、15〜5
0重量%である。
リウレタン樹脂エマルジョンを、上記各成分全体の10
〜80重量%含有させる。10重量%未満であると、本
発明の塗膜密着性及び折り曲げ加工性を獲得することが
できない。また80重量%を超えると、耐食性、潤滑性
を損なうこととなる。更に好ましい含有量は、15〜5
0重量%である。
【0033】上記ポリウレタン樹脂エマルジョンとして
は、乳化剤を用いる強制乳化タイプと乳化剤を用いない
自己乳化タイプの双方を使用することができる。本発明
においては、乳化剤の残存による皮膜の強度変化や耐水
性の減少等の問題がない点で、自己乳化タイプのポリウ
レタン樹脂エマルジョンを使用する方が好ましい。自己
乳化タイプのポリウレタン樹脂エマルジョンは、ゲル構
造を有しエマルジョンの水和安定性が良い点でも、本発
明には好ましい。
は、乳化剤を用いる強制乳化タイプと乳化剤を用いない
自己乳化タイプの双方を使用することができる。本発明
においては、乳化剤の残存による皮膜の強度変化や耐水
性の減少等の問題がない点で、自己乳化タイプのポリウ
レタン樹脂エマルジョンを使用する方が好ましい。自己
乳化タイプのポリウレタン樹脂エマルジョンは、ゲル構
造を有しエマルジョンの水和安定性が良い点でも、本発
明には好ましい。
【0034】上記ポリウレタン樹脂エマルジョンとして
は、原料の種類により、ポリエーテル系、ポリエステル
系、ポリカーボネート系及びこれらの混合系等の各種の
ものを使用することができる。上記ポリエーテル系のポ
リウレタン樹脂エマルジョンとしては、例えば、スーパ
ーフレックス110(第一工業製薬社製)、スーパーフ
レックスF−8438D(第一工業製薬社製)、ハイド
ランHW950(大日本インキ社製)等を挙げることが
できる。
は、原料の種類により、ポリエーテル系、ポリエステル
系、ポリカーボネート系及びこれらの混合系等の各種の
ものを使用することができる。上記ポリエーテル系のポ
リウレタン樹脂エマルジョンとしては、例えば、スーパ
ーフレックス110(第一工業製薬社製)、スーパーフ
レックスF−8438D(第一工業製薬社製)、ハイド
ランHW950(大日本インキ社製)等を挙げることが
できる。
【0035】上記ポリエステル系のポリウレタン樹脂エ
マルジョンとしては、例えば、スーパーフレックスF−
8123D(第一工業製薬社製)、ハイドランHW91
0(大日本インキ社製)、ハイドランHW920(大日
本インキ社製)、ハイドランHW930(大日本インキ
社製)、ハイドランHW940(大日本インキ社製)、
ハイドランHW960(大日本インキ社製)等を挙げる
ことができる。上記ポリカーボネート系のポリウレタン
樹脂エマルジョンとしては、例えば、スーパーフレック
ス460(第一工業製薬社製)、スーパーフレックスF
−8124D(第一工業製薬社製)、ハイドランHW9
35(大日本インキ社製)、ハイドランHW980(大
日本インキ社製)等を挙げることができる。これらは、
その1種又は2種以上を混合して使用することができ
る。
マルジョンとしては、例えば、スーパーフレックスF−
8123D(第一工業製薬社製)、ハイドランHW91
0(大日本インキ社製)、ハイドランHW920(大日
本インキ社製)、ハイドランHW930(大日本インキ
社製)、ハイドランHW940(大日本インキ社製)、
ハイドランHW960(大日本インキ社製)等を挙げる
ことができる。上記ポリカーボネート系のポリウレタン
樹脂エマルジョンとしては、例えば、スーパーフレック
ス460(第一工業製薬社製)、スーパーフレックスF
−8124D(第一工業製薬社製)、ハイドランHW9
35(大日本インキ社製)、ハイドランHW980(大
日本インキ社製)等を挙げることができる。これらは、
その1種又は2種以上を混合して使用することができ
る。
【0036】上記ポリウレタン樹脂エマルジョンは、ガ
ラス転移温度(Tg)が10〜80℃のものが好まし
い。Tgがこの範囲内であると、本発明の水性コーティ
ング組成物を皮膜化したときに、所望の皮膜強度及び密
着性が、130〜180℃の広い温度範囲で得ることが
できる。より好ましいTgの範囲は、20〜80℃であ
る。本発明においては、上記各種のポリウレタン樹脂エ
マルジョンを混合することにより所望のTgを得ること
ができる。
ラス転移温度(Tg)が10〜80℃のものが好まし
い。Tgがこの範囲内であると、本発明の水性コーティ
ング組成物を皮膜化したときに、所望の皮膜強度及び密
着性が、130〜180℃の広い温度範囲で得ることが
できる。より好ましいTgの範囲は、20〜80℃であ
る。本発明においては、上記各種のポリウレタン樹脂エ
マルジョンを混合することにより所望のTgを得ること
ができる。
【0037】本発明の水性コーティング組成物は、その
まま又は適切な添加物が添加されて、潤滑防錆コーティ
ング組成物及び自動車用防錆コーティング組成物として
適用される。
まま又は適切な添加物が添加されて、潤滑防錆コーティ
ング組成物及び自動車用防錆コーティング組成物として
適用される。
【0038】上記潤滑防錆コーティング組成物とすると
きは、上記水性コーティング組成物に、顔料1gを脱イ
オン水100gに分散させて作成した水分散液の導電率
が600μS/cm以下である防錆顔料、及び、微粒子
状のシリカを添加する。上記防錆顔料及び上記シリカ
は、このうち少なくとも1種を添加する。添加量は、少
なすぎると顔料としての効果を発揮することができず、
多すぎると本発明の効果を奏することができないので、
樹脂ワニスと硬化剤との合計100重量部に対して固形
分換算で1〜40重量部である。
きは、上記水性コーティング組成物に、顔料1gを脱イ
オン水100gに分散させて作成した水分散液の導電率
が600μS/cm以下である防錆顔料、及び、微粒子
状のシリカを添加する。上記防錆顔料及び上記シリカ
は、このうち少なくとも1種を添加する。添加量は、少
なすぎると顔料としての効果を発揮することができず、
多すぎると本発明の効果を奏することができないので、
樹脂ワニスと硬化剤との合計100重量部に対して固形
分換算で1〜40重量部である。
【0039】上記防錆顔料として、例えば、りん酸カル
シウム(例、菊地色素社製LFボウセイCP−Z)、り
ん酸亜鉛等のりん酸塩系防錆顔料;モリブデン酸亜鉛
(例、菊地色素社製LFボウセイM−PSN、本荘ケミ
カル社製モリホワイト101)等のモリブデン酸塩系防
錆顔料;シアナミド亜鉛カルシウム(例、菊地色素社製
LFボウセイZK−S2)等が挙げられる。
シウム(例、菊地色素社製LFボウセイCP−Z)、り
ん酸亜鉛等のりん酸塩系防錆顔料;モリブデン酸亜鉛
(例、菊地色素社製LFボウセイM−PSN、本荘ケミ
カル社製モリホワイト101)等のモリブデン酸塩系防
錆顔料;シアナミド亜鉛カルシウム(例、菊地色素社製
LFボウセイZK−S2)等が挙げられる。
【0040】導電率が600μS/cmを超える防錆顔
料としては、例えば、鉛酸カルシウム、りん酸シリカ、
クロム酸亜鉛、クロム酸ストロンチウム、メタホウ酸バ
リウム等を挙げることができる。これらは、塗膜の耐水
性やブリスタを阻害するだけでなく、水溶性樹脂の安定
性を損なうので使用することはできない。また、塩基性
硫酸鉛やシアナミド鉛などの鉛系防錆顔料は、毒性の点
から特別の場合を除いて本発明には使用できない。
料としては、例えば、鉛酸カルシウム、りん酸シリカ、
クロム酸亜鉛、クロム酸ストロンチウム、メタホウ酸バ
リウム等を挙げることができる。これらは、塗膜の耐水
性やブリスタを阻害するだけでなく、水溶性樹脂の安定
性を損なうので使用することはできない。また、塩基性
硫酸鉛やシアナミド鉛などの鉛系防錆顔料は、毒性の点
から特別の場合を除いて本発明には使用できない。
【0041】上記水溶性アルキド樹脂又は水溶性アクリ
ル樹脂の実質酸価が31〜100、水酸基価が100〜
200となるように調節することにより、樹脂の水和安
定性が良くなる。また、塗装設備に付着した塗料を水で
洗い流しやすくなり、スプレー塗装した場合のオーバー
スプレーをブース水に回収した希釈塗料を限外濾過法で
濃縮回収することが容易になる。また、上記樹脂の油長
が5〜45%のものと、メラミン樹脂のSP値が9.5
〜10.9のものを選ぶと、メラミン樹脂と水溶性アル
キド樹脂の混合体の水中での安定性が良くなり、限外濾
過法による回収もスムーズに行うことができる。
ル樹脂の実質酸価が31〜100、水酸基価が100〜
200となるように調節することにより、樹脂の水和安
定性が良くなる。また、塗装設備に付着した塗料を水で
洗い流しやすくなり、スプレー塗装した場合のオーバー
スプレーをブース水に回収した希釈塗料を限外濾過法で
濃縮回収することが容易になる。また、上記樹脂の油長
が5〜45%のものと、メラミン樹脂のSP値が9.5
〜10.9のものを選ぶと、メラミン樹脂と水溶性アル
キド樹脂の混合体の水中での安定性が良くなり、限外濾
過法による回収もスムーズに行うことができる。
【0042】本発明で使用される上記シリカは、微粒子
状又はゾル等のコロイド状であって、防食塗料、特に薄
膜型潤滑防錆鋼板用コーティング剤として、通常使用さ
れているものを用いることができるが、その水分散液の
pHが7〜11の中性又はアルカリ性の乾式シリカ又は
コロイダルシリカが好ましい。乾式シリカは、その当酸
点がpH4〜5の酸性領域にあるものが多いため、樹脂
水溶液のpHを低下させようとするので樹脂が水溶性と
ならず(ディスパージョン型となる)、水性コーティン
グ組成物が弱アルカリ性に設定してある場合には、その
貯蔵安定性が悪くなり好ましくない。しかし、水性コー
ティング組成物が弱酸性に設定してあるものについては
この限りではない。
状又はゾル等のコロイド状であって、防食塗料、特に薄
膜型潤滑防錆鋼板用コーティング剤として、通常使用さ
れているものを用いることができるが、その水分散液の
pHが7〜11の中性又はアルカリ性の乾式シリカ又は
コロイダルシリカが好ましい。乾式シリカは、その当酸
点がpH4〜5の酸性領域にあるものが多いため、樹脂
水溶液のpHを低下させようとするので樹脂が水溶性と
ならず(ディスパージョン型となる)、水性コーティン
グ組成物が弱アルカリ性に設定してある場合には、その
貯蔵安定性が悪くなり好ましくない。しかし、水性コー
ティング組成物が弱酸性に設定してあるものについては
この限りではない。
【0043】上記湿式シリカとしては、水中でコロイド
状に安定化させたものを挙げることができ、例えば、ス
ノーテックスO(日産化学工業社製)、スノーテックス
N(同)、アデライトAT−20(旭電化工業社製)、
アデライトAT−30(同)、アデライトAT−40
(同)、アデライトAT−50(同)、アデライトAT
−20S(同)、アデライトAT−30S(同)、アデ
ライトAT−20N(同)、アデライトAT−20A
(同)、アデライトAT−30A(同)等を挙げること
ができる。また上記乾式シリカとしては、フュームドシ
リカ又は気相法シリカと呼ばれるものを挙げることがで
き、例えば、アエロジル380(日本アエロジル社
製)、アエロジル300(同)、アエロジル200
(同)等を挙げることができる。
状に安定化させたものを挙げることができ、例えば、ス
ノーテックスO(日産化学工業社製)、スノーテックス
N(同)、アデライトAT−20(旭電化工業社製)、
アデライトAT−30(同)、アデライトAT−40
(同)、アデライトAT−50(同)、アデライトAT
−20S(同)、アデライトAT−30S(同)、アデ
ライトAT−20N(同)、アデライトAT−20A
(同)、アデライトAT−30A(同)等を挙げること
ができる。また上記乾式シリカとしては、フュームドシ
リカ又は気相法シリカと呼ばれるものを挙げることがで
き、例えば、アエロジル380(日本アエロジル社
製)、アエロジル300(同)、アエロジル200
(同)等を挙げることができる。
【0044】本発明で使用される上記シリカは、りん酸
化合物、モリブデン化合物、ほう酸化合物等を用いてコ
ロイダル化したものが好ましい。上記コロイダル化粒子
は、シリカ及びアルミニウムシリケートを主成分とし、
これらは雑イオンを含有しない高純度のものが好まし
い。上記乾式アルミニウムシリケートとしては、例え
ば、アエロジルMOX170(日本アエロジル社製)、
アエロジルMOX80(同)、アエロジルCOK84
(同)等を挙げることができる。シリカ単独のものより
も、アルミニウムシリケート等の方が効率よくコロイダ
ル化することができる。
化合物、モリブデン化合物、ほう酸化合物等を用いてコ
ロイダル化したものが好ましい。上記コロイダル化粒子
は、シリカ及びアルミニウムシリケートを主成分とし、
これらは雑イオンを含有しない高純度のものが好まし
い。上記乾式アルミニウムシリケートとしては、例え
ば、アエロジルMOX170(日本アエロジル社製)、
アエロジルMOX80(同)、アエロジルCOK84
(同)等を挙げることができる。シリカ単独のものより
も、アルミニウムシリケート等の方が効率よくコロイダ
ル化することができる。
【0045】上記乾式シリカ又は乾式アルミニウムシリ
ケートの量は、水を含む全量1000重量部に対して好
ましくは50〜200重量部、より好ましくは100〜
150重量部である。50重量部未満の場合には、これ
により得られるコロイダル化粒子が再凝集を起こしやす
く、コロイダル化粒子を含有する水性コーティング組成
物により形成される塗膜の耐食性が低下するため好まし
くない。また200重量部を超える場合には、これによ
り得られるコロイダル化粒子を含有する水性コーティン
グ組成物により形成される塗膜の耐食性が低下する傾向
となるため好ましくない。
ケートの量は、水を含む全量1000重量部に対して好
ましくは50〜200重量部、より好ましくは100〜
150重量部である。50重量部未満の場合には、これ
により得られるコロイダル化粒子が再凝集を起こしやす
く、コロイダル化粒子を含有する水性コーティング組成
物により形成される塗膜の耐食性が低下するため好まし
くない。また200重量部を超える場合には、これによ
り得られるコロイダル化粒子を含有する水性コーティン
グ組成物により形成される塗膜の耐食性が低下する傾向
となるため好ましくない。
【0046】上記コロイダル化粒子の主成分であるコロ
イド化助剤としては、水溶液中で大きな陰イオンを形成
する化合物であればよく、りん酸化合物、例えば、ピロ
りん酸、トリポリりん酸、テトラポリりん酸、ペンタポ
リりん酸、ヘキサポリりん酸、ヘプタポリりん酸、オク
タポリりん酸、ノナポリりん酸、デカポリりん酸、メタ
りん酸、トリメタりん酸、ヘキサメタりん酸、ウルトラ
ポリりん酸等の縮合りん酸及びこれらのアンモニウム塩
等を挙げることができる。
イド化助剤としては、水溶液中で大きな陰イオンを形成
する化合物であればよく、りん酸化合物、例えば、ピロ
りん酸、トリポリりん酸、テトラポリりん酸、ペンタポ
リりん酸、ヘキサポリりん酸、ヘプタポリりん酸、オク
タポリりん酸、ノナポリりん酸、デカポリりん酸、メタ
りん酸、トリメタりん酸、ヘキサメタりん酸、ウルトラ
ポリりん酸等の縮合りん酸及びこれらのアンモニウム塩
等を挙げることができる。
【0047】これらのアルカリ金属塩及びアルカリ土類
金属塩もあるが、金属イオンの混入は、得られるコロイ
ダル化粒子を用いてなる水性コーティング組成物により
形成される塗膜の耐食性に決定的な悪影響を及ぼす。す
なわち、塗膜中に金属イオンが含有されると腐食雰囲気
下でのハロゲンイオン(例えば、Cl- )の膜透過を促
進し、またシリカの陽イオン交換能も殺してしまうた
め、耐食性が極端に低下するので、アルカリ金属塩又は
アルカリ土類金属塩の使用は好ましくない。
金属塩もあるが、金属イオンの混入は、得られるコロイ
ダル化粒子を用いてなる水性コーティング組成物により
形成される塗膜の耐食性に決定的な悪影響を及ぼす。す
なわち、塗膜中に金属イオンが含有されると腐食雰囲気
下でのハロゲンイオン(例えば、Cl- )の膜透過を促
進し、またシリカの陽イオン交換能も殺してしまうた
め、耐食性が極端に低下するので、アルカリ金属塩又は
アルカリ土類金属塩の使用は好ましくない。
【0048】上記りん酸化合物のほか、モリブデン酸化
合物、例えば、モリブデン酸アンモニウム・4水和物
等、またほう酸化合物、例えば、5ほう酸アンモニウ
ム、メタほう酸等、更にけい酸化合物、例えば、オルト
けい酸、メタけい酸等を挙げることができる。ただし、
けい酸は水に微溶であるが、アンモニウム性アルカリ溶
液に溶解させて使用することができる。また、いおう含
有陰イオンも、酸化還元反応に対して化学的に活性であ
るが、コロイダル化は可能である。
合物、例えば、モリブデン酸アンモニウム・4水和物
等、またほう酸化合物、例えば、5ほう酸アンモニウ
ム、メタほう酸等、更にけい酸化合物、例えば、オルト
けい酸、メタけい酸等を挙げることができる。ただし、
けい酸は水に微溶であるが、アンモニウム性アルカリ溶
液に溶解させて使用することができる。また、いおう含
有陰イオンも、酸化還元反応に対して化学的に活性であ
るが、コロイダル化は可能である。
【0049】上記コロイド化助剤の添加量は、特に制限
されるものではなく、目的とするコロイダル化粒子の粒
子径にあわせて加減すればよく、例えば、コロイダル化
粒子の粒子径を500nm以下とする場合には、シリカ
又はアルミニウムシリケートに対して、好ましくは2×
10-4〜2×100 モル、より好ましくは2×10-3〜
2×10-2モルの範囲がよい。添加量が2×10-4モル
未満の場合には、得られるコロイダル化粒子が凝集によ
ってすぐに網目構造状粒子に復元し粗大化するため好ま
しくない。また2×100 モルを超える場合には、これ
により得られるコロイダル化粒子を含有する水性コーテ
ィング組成物により形成される塗膜の耐食性が低下する
傾向となるため好ましくない。
されるものではなく、目的とするコロイダル化粒子の粒
子径にあわせて加減すればよく、例えば、コロイダル化
粒子の粒子径を500nm以下とする場合には、シリカ
又はアルミニウムシリケートに対して、好ましくは2×
10-4〜2×100 モル、より好ましくは2×10-3〜
2×10-2モルの範囲がよい。添加量が2×10-4モル
未満の場合には、得られるコロイダル化粒子が凝集によ
ってすぐに網目構造状粒子に復元し粗大化するため好ま
しくない。また2×100 モルを超える場合には、これ
により得られるコロイダル化粒子を含有する水性コーテ
ィング組成物により形成される塗膜の耐食性が低下する
傾向となるため好ましくない。
【0050】上記コロイダル化粒子の主成分である水
は、例えば、イオン交換水又は純水等の不純物質の少な
いものが好ましい。上記水の量は、乾式シリカ又は乾式
アルミニウムシリケート及び水の全量1000重量部に
対して、好ましくは950〜800重量部である。
は、例えば、イオン交換水又は純水等の不純物質の少な
いものが好ましい。上記水の量は、乾式シリカ又は乾式
アルミニウムシリケート及び水の全量1000重量部に
対して、好ましくは950〜800重量部である。
【0051】こうして得られたコロイダル化粒子の粒子
径としては、コロイド化助剤の添加量等の調整により所
望の粒子径に造粒することができる。例えば、高防食性
プレコート鋼板の有機皮膜用水性コーティング組成物に
添加する場合には、好ましくは500nm以下、より好
ましくは150〜250nmの範囲とするのがよい。
径としては、コロイド化助剤の添加量等の調整により所
望の粒子径に造粒することができる。例えば、高防食性
プレコート鋼板の有機皮膜用水性コーティング組成物に
添加する場合には、好ましくは500nm以下、より好
ましくは150〜250nmの範囲とするのがよい。
【0052】本発明に係る上記潤滑防錆コーティング組
成物には、樹脂と硬化剤との合計量100重量部に対し
て固形分換算で3〜15重量部のワックスを添加して更
に好適なものとすることができる。上記ワックスは、水
に分散できるものであれば特に限定されず、例えば、パ
ラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポ
リエチレン系ワックス(平均分子量2000〜8000
のポリエチレン系ワックスの例、楠本化成社製ディスパ
ロンSE210−15T、同社製ディスパロンSE48
0−10T、三井石油社製ケミパールWF640、同社
製ケミパールW700)、ポリプロピレン系ワックス、
ポリブテン系ワックス等を挙げることができる。また、
上記ワックスの他に、ポリテトラフルオロエチレン、他
のふっ素樹脂、ふっ化カーボン等のふっ素系固体潤滑
剤、グラファイト、金属石鹸等のうち水系組成物に混入
できるものを使用することができる。
成物には、樹脂と硬化剤との合計量100重量部に対し
て固形分換算で3〜15重量部のワックスを添加して更
に好適なものとすることができる。上記ワックスは、水
に分散できるものであれば特に限定されず、例えば、パ
ラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポ
リエチレン系ワックス(平均分子量2000〜8000
のポリエチレン系ワックスの例、楠本化成社製ディスパ
ロンSE210−15T、同社製ディスパロンSE48
0−10T、三井石油社製ケミパールWF640、同社
製ケミパールW700)、ポリプロピレン系ワックス、
ポリブテン系ワックス等を挙げることができる。また、
上記ワックスの他に、ポリテトラフルオロエチレン、他
のふっ素樹脂、ふっ化カーボン等のふっ素系固体潤滑
剤、グラファイト、金属石鹸等のうち水系組成物に混入
できるものを使用することができる。
【0053】上記水性コーティング組成物に上記シリカ
を添加し更に上記ワックスを添加した組成物に対して、
メラミンシアヌレート化合物を添加することにより、本
発明に係る自動車用防錆コーティング組成物を製造する
ことができる。上記メラミンシアヌレートの添加量は、
水性コーティング組成物、シリカ及びワックス等の全固
形分100重量部に対して0.05〜25重量部であ
る。メラミンシアヌレートの添加量が0.05重量部よ
り少ないと、後述するように電着塗装時の電気的負荷に
よる素地金属界面の密着性破壊を防止する効果が消失
し、25重量部を超えると薄膜コーティングの場合に
は、膜の均一性や緻密さがなくなり、バリヤ効果を阻害
する。
を添加し更に上記ワックスを添加した組成物に対して、
メラミンシアヌレート化合物を添加することにより、本
発明に係る自動車用防錆コーティング組成物を製造する
ことができる。上記メラミンシアヌレートの添加量は、
水性コーティング組成物、シリカ及びワックス等の全固
形分100重量部に対して0.05〜25重量部であ
る。メラミンシアヌレートの添加量が0.05重量部よ
り少ないと、後述するように電着塗装時の電気的負荷に
よる素地金属界面の密着性破壊を防止する効果が消失
し、25重量部を超えると薄膜コーティングの場合に
は、膜の均一性や緻密さがなくなり、バリヤ効果を阻害
する。
【0054】上記メラミンシアヌレートはイソシアヌー
ル環含有平面構造を有する化合物であり、式(C6 H9
N9 O3 )nで表され、例えば、2,4,6−トリアミ
ノ−1,3,5−トリアジン(以下「メラミン」)、
2,4,6−トリヒドロキシ−1,3,5−トリアジン
(以下「シアヌル酸」)及びその互変異性体との等モル
付加化合物で、固体状態にあってはメラミン分子とシア
ヌル酸分子が弱い水素結合状態でそれぞれ交互に隣接
し、以下のような平面構造を有した結晶を形成している
ものと推定される。
ル環含有平面構造を有する化合物であり、式(C6 H9
N9 O3 )nで表され、例えば、2,4,6−トリアミ
ノ−1,3,5−トリアジン(以下「メラミン」)、
2,4,6−トリヒドロキシ−1,3,5−トリアジン
(以下「シアヌル酸」)及びその互変異性体との等モル
付加化合物で、固体状態にあってはメラミン分子とシア
ヌル酸分子が弱い水素結合状態でそれぞれ交互に隣接
し、以下のような平面構造を有した結晶を形成している
ものと推定される。
【0055】
【化2】
【0056】式中、●は炭素、○は窒素、◎は酸素、・
は水素、Mはメラミン分子、Cはシアヌル酸分子をそれ
ぞれ表す。また立体構造は、以下のように一定の面間隔
を有する積み重ね構造、いわゆるグラファイト型である
と推定される。
は水素、Mはメラミン分子、Cはシアヌル酸分子をそれ
ぞれ表す。また立体構造は、以下のように一定の面間隔
を有する積み重ね構造、いわゆるグラファイト型である
と推定される。
【0057】
【化3】
【0058】式中、M、Cは前記と同じ。これらのメラ
ミンシアヌレート化合物としては、特公昭60−338
50号公報に製造方法が記載され、日産化学工業社のM
Cシリーズ(MC−FW、MC−PW、MC−BW、M
C−UW、MC−420、MC−520、MC−600
等)として市販されている。なお、メラミンシアヌレー
トをクリア層に含有させて自動車等のメタリック塗装に
おいてマイカ塗装と同様の真珠光沢を発現させることが
特開平3−28277号公報に記載されているが、本発
明とは無関係である。
ミンシアヌレート化合物としては、特公昭60−338
50号公報に製造方法が記載され、日産化学工業社のM
Cシリーズ(MC−FW、MC−PW、MC−BW、M
C−UW、MC−420、MC−520、MC−600
等)として市販されている。なお、メラミンシアヌレー
トをクリア層に含有させて自動車等のメタリック塗装に
おいてマイカ塗装と同様の真珠光沢を発現させることが
特開平3−28277号公報に記載されているが、本発
明とは無関係である。
【0059】上記メラミンシアヌレート化合物は、耐酸
性、耐アルカリ性が良好で、pH1〜14の範囲で化学
的変化がなく安定である。このことは、カチオン型電着
塗装時に、電着塗膜下はpH12程度にさらされるた
め、本発明のメラミンシアヌレート化合物を含有した自
動車用防錆コーティング組成物は、電着時の電気的負荷
による素地金属界面の密着性破壊を防止する効果があ
る。
性、耐アルカリ性が良好で、pH1〜14の範囲で化学
的変化がなく安定である。このことは、カチオン型電着
塗装時に、電着塗膜下はpH12程度にさらされるた
め、本発明のメラミンシアヌレート化合物を含有した自
動車用防錆コーティング組成物は、電着時の電気的負荷
による素地金属界面の密着性破壊を防止する効果があ
る。
【0060】また、メラミンシアヌレート化合物は、水
に難溶性で耐熱性である。また一般の塗料に用いられる
有機溶剤にも溶解せず、僅かにジメチルスルフォオキサ
イドに70℃で0.011g/100ml溶解するだけ
である。これは、電着塗装時、塗膜下に侵入する水に溶
解せず、電着阻害要因とはならない。
に難溶性で耐熱性である。また一般の塗料に用いられる
有機溶剤にも溶解せず、僅かにジメチルスルフォオキサ
イドに70℃で0.011g/100ml溶解するだけ
である。これは、電着塗装時、塗膜下に侵入する水に溶
解せず、電着阻害要因とはならない。
【0061】本発明の水性コーティング組成物には、上
記本発明の構成と矛盾しない範囲内において、その他の
成分として更に下記の顔料、添加剤等を添加することが
できる。
記本発明の構成と矛盾しない範囲内において、その他の
成分として更に下記の顔料、添加剤等を添加することが
できる。
【0062】着色顔料としては、例えば、酸化チタン、
フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、キナ
クリドン、インダンスロン、ペリレン、アンスラピリミ
ジン、カーボンブラック、ベンズイミダゾラン、黒鉛、
黄色酸化鉄、赤色酸化鉄等が挙げられる。体質顔料とし
ては、例えば、炭酸カルシウム、石膏、クレー、タルク
等が挙げられる。上記顔料の含有量は水性コーティング
組成物の樹脂固形分100重量部に対し、0.5〜30
重量部の範囲に設定するのが好ましい。
フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、キナ
クリドン、インダンスロン、ペリレン、アンスラピリミ
ジン、カーボンブラック、ベンズイミダゾラン、黒鉛、
黄色酸化鉄、赤色酸化鉄等が挙げられる。体質顔料とし
ては、例えば、炭酸カルシウム、石膏、クレー、タルク
等が挙げられる。上記顔料の含有量は水性コーティング
組成物の樹脂固形分100重量部に対し、0.5〜30
重量部の範囲に設定するのが好ましい。
【0063】また、本発明において用いることができる
溶剤としては、水、メチルアルコール、エチルアルコー
ル、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソ
ブチルアルコール、2−ブチルアルコール、ベンジルア
ルコール、シクロヘキサノール等のアルコール系、アセ
トン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、
シクロヘキサノン、イソホロン、ジアセトンアルコール
等のケトン系の親水性有機溶剤及びこれらの混合物等を
挙げることができる。
溶剤としては、水、メチルアルコール、エチルアルコー
ル、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソ
ブチルアルコール、2−ブチルアルコール、ベンジルア
ルコール、シクロヘキサノール等のアルコール系、アセ
トン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、
シクロヘキサノン、イソホロン、ジアセトンアルコール
等のケトン系の親水性有機溶剤及びこれらの混合物等を
挙げることができる。
【0064】上記溶剤の添加量は、水性コーティング組
成物中に水の場合には50〜80重量%、親水性有機溶
剤の場合には0〜80重量%の範囲であり、さらに該溶
剤の含有量は、製造時の水性コーティング組成物の樹脂
固形分に対し、20〜50重量%、さらに塗装時の水性
コーティング組成物の樹脂固形分に対し、10〜20重
量%の範囲に調節されていることが好ましい。
成物中に水の場合には50〜80重量%、親水性有機溶
剤の場合には0〜80重量%の範囲であり、さらに該溶
剤の含有量は、製造時の水性コーティング組成物の樹脂
固形分に対し、20〜50重量%、さらに塗装時の水性
コーティング組成物の樹脂固形分に対し、10〜20重
量%の範囲に調節されていることが好ましい。
【0065】さらに、本発明において用いることのでき
る添加剤としては、消泡剤、レベリング剤、はじき防止
剤、グロス向上剤、沈降防止剤、湿潤剤(界面活性
剤)、潤滑剤、防腐剤、防塵剤などが挙げられる。
る添加剤としては、消泡剤、レベリング剤、はじき防止
剤、グロス向上剤、沈降防止剤、湿潤剤(界面活性
剤)、潤滑剤、防腐剤、防塵剤などが挙げられる。
【0066】各成分の混合には、塗料製造に慣用されて
いるペイントシェイカー、ディスパ、ボールミル、サン
ドグラインドミル、ニーダー、ディゾルバー等の装置を
用い、溶媒として水を使用して粘度調整する。この際、
エマルジョンを破壊しない範囲で親水性の有機溶媒を水
と併用することができる。
いるペイントシェイカー、ディスパ、ボールミル、サン
ドグラインドミル、ニーダー、ディゾルバー等の装置を
用い、溶媒として水を使用して粘度調整する。この際、
エマルジョンを破壊しない範囲で親水性の有機溶媒を水
と併用することができる。
【0067】水性コーティング組成物へのコロイダル化
粒子の添加は、塗料の製造過程(前添加)又は完成され
た塗料(後添加)に対して行われるが、その添加量は水
性コーティング組成物の樹脂固形分100重量部に対
し、15〜60重量部、好ましくは20〜40重量部の
範囲である。該コロイダル化粒子の添加量が、15重量
部未満では、耐食性が悪く、60重量部を超える場合に
は、該水性コーティング組成物の粘度が上昇しすぎて製
造プロセスに支障をきたし、またピックアップ性の点で
ローピング現象が発生して希釈が必要になるため好まし
くない。
粒子の添加は、塗料の製造過程(前添加)又は完成され
た塗料(後添加)に対して行われるが、その添加量は水
性コーティング組成物の樹脂固形分100重量部に対
し、15〜60重量部、好ましくは20〜40重量部の
範囲である。該コロイダル化粒子の添加量が、15重量
部未満では、耐食性が悪く、60重量部を超える場合に
は、該水性コーティング組成物の粘度が上昇しすぎて製
造プロセスに支障をきたし、またピックアップ性の点で
ローピング現象が発生して希釈が必要になるため好まし
くない。
【0068】該水性コーティング組成物中へのコロイダ
ル化粒子の添加は、前記ペイントシェイカー、ディスパ
ー、ボールミル、サンドグラインドミル、ニーダー、デ
ィゾルバー等の分散混合装置を用いて行われる。
ル化粒子の添加は、前記ペイントシェイカー、ディスパ
ー、ボールミル、サンドグラインドミル、ニーダー、デ
ィゾルバー等の分散混合装置を用いて行われる。
【0069】また、被塗物となる金属板には、素材を防
錆し、且つ塗料の密着性を改善するために予め塗装前に
前処理を施しておくことが有利である。前処理として
は、酸、アルカリ洗浄等の脱脂処理が一般的であるが、
さらに、引き続きりん酸塩系、クロム酸塩系などの化成
液を用いる化成処理方法もある。特に一連の前処理をす
ることにより、密着性と防錆性に優れた塗膜を安定して
形成することができることが知られている。
錆し、且つ塗料の密着性を改善するために予め塗装前に
前処理を施しておくことが有利である。前処理として
は、酸、アルカリ洗浄等の脱脂処理が一般的であるが、
さらに、引き続きりん酸塩系、クロム酸塩系などの化成
液を用いる化成処理方法もある。特に一連の前処理をす
ることにより、密着性と防錆性に優れた塗膜を安定して
形成することができることが知られている。
【0070】前処理を施した被塗物に、本発明の水性コ
ーティング組成物を0.2〜5μm(乾燥時)塗装し、
塗膜を形成し、必要により上記塗膜上に、次の(A)、
(B)の方法で塗装する。
ーティング組成物を0.2〜5μm(乾燥時)塗装し、
塗膜を形成し、必要により上記塗膜上に、次の(A)、
(B)の方法で塗装する。
【0071】(A)本発明の水性コーティング組成物に
よってコーティングした金属素材(例えば亜鉛メッキ鋼
板)に折り曲げや深絞り加工を施し、その上から塗装を
行う。塗装は、下塗り塗装(プライマーコート)をして
から上塗り塗装してもよいし、単に上塗り塗装を行って
もよい。防食性を良くするためには、形成された塗膜上
に、下塗り塗装(プライマーコート)をすることが望ま
しい。該プライマーコートは、腐食作用から素材を保護
し、金属板表面、表面処理膜及び上塗り塗膜に密着性を
付与する機能を有する。下塗り塗膜の厚さは、通常、乾
燥時において1〜7μmである。焼付けは、使用した塗
料樹脂に最適な温度と時間の条件下で短時間内に行う。
よってコーティングした金属素材(例えば亜鉛メッキ鋼
板)に折り曲げや深絞り加工を施し、その上から塗装を
行う。塗装は、下塗り塗装(プライマーコート)をして
から上塗り塗装してもよいし、単に上塗り塗装を行って
もよい。防食性を良くするためには、形成された塗膜上
に、下塗り塗装(プライマーコート)をすることが望ま
しい。該プライマーコートは、腐食作用から素材を保護
し、金属板表面、表面処理膜及び上塗り塗膜に密着性を
付与する機能を有する。下塗り塗膜の厚さは、通常、乾
燥時において1〜7μmである。焼付けは、使用した塗
料樹脂に最適な温度と時間の条件下で短時間内に行う。
【0072】上塗り塗装(トップコート)における好ま
しい塗膜は、7〜50μm(乾燥時)である。この塗膜
が7μm未満では、着色力が乏しいために下塗り素材を
隠蔽することができず、また50μmを超える場合に
は、高温短時間内の焼付けにおいてピンホール発生の危
険性を生じる。焼付けの温度及び時間は、使用する上塗
り塗料に応じて最適な条件が設定される。
しい塗膜は、7〜50μm(乾燥時)である。この塗膜
が7μm未満では、着色力が乏しいために下塗り素材を
隠蔽することができず、また50μmを超える場合に
は、高温短時間内の焼付けにおいてピンホール発生の危
険性を生じる。焼付けの温度及び時間は、使用する上塗
り塗料に応じて最適な条件が設定される。
【0073】(B)本発明の水性コーティング組成物に
よって形成されたコーティング上に、カチオン又はアニ
オン電着塗装(乾燥膜厚15〜40μm)し、さらに必
要により、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂又はアクリ
ル樹脂系中塗り塗料を塗装(乾燥膜厚20〜60μm)
し、次いでアクリル樹脂、ポリエステル樹脂系又はふっ
素樹脂系上塗り塗料を、従来の自動車上塗り塗装の使用
として用いる。
よって形成されたコーティング上に、カチオン又はアニ
オン電着塗装(乾燥膜厚15〜40μm)し、さらに必
要により、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂又はアクリ
ル樹脂系中塗り塗料を塗装(乾燥膜厚20〜60μm)
し、次いでアクリル樹脂、ポリエステル樹脂系又はふっ
素樹脂系上塗り塗料を、従来の自動車上塗り塗装の使用
として用いる。
【0074】なお、本発明の水性コーティング組成物に
よって形成された塗膜と組み合わせる塗装系としては、
上記に限定されず、さらに樹脂のタイプとしても有機溶
剤型、水型、粉体型のいずれであってもよい。
よって形成された塗膜と組み合わせる塗装系としては、
上記に限定されず、さらに樹脂のタイプとしても有機溶
剤型、水型、粉体型のいずれであってもよい。
【0075】また、該水性コーティング組成物の塗装方
法は、特に限定されず、エアースプレー塗装、エアレス
塗装、静電塗装等の通常の塗装方法を用いることができ
る。
法は、特に限定されず、エアースプレー塗装、エアレス
塗装、静電塗装等の通常の塗装方法を用いることができ
る。
【0076】本発明の潤滑防錆コーティング組成物及び
自動車用防錆コーティング組成物は、水で塗布に適当な
濃度に希釈して、スプレー、シャワーコートそれに続く
ロール絞り、ロールコート、ディッピングそれに続くロ
ール絞り等の方法で、冷間圧延鋼板、亜鉛又は亜鉛系メ
ッキ鋼板、亜鉛合金系メッキ鋼板、アルミニウム系メッ
キ鋼板等に、乾燥皮膜重量が0.3〜5g/m2 、乾燥
膜のガラス転移温度が40℃以上となるように塗布し、
200℃で15秒間の条件で乾燥することにより、潤滑
防錆表面処理鋼板を製造することができる。
自動車用防錆コーティング組成物は、水で塗布に適当な
濃度に希釈して、スプレー、シャワーコートそれに続く
ロール絞り、ロールコート、ディッピングそれに続くロ
ール絞り等の方法で、冷間圧延鋼板、亜鉛又は亜鉛系メ
ッキ鋼板、亜鉛合金系メッキ鋼板、アルミニウム系メッ
キ鋼板等に、乾燥皮膜重量が0.3〜5g/m2 、乾燥
膜のガラス転移温度が40℃以上となるように塗布し、
200℃で15秒間の条件で乾燥することにより、潤滑
防錆表面処理鋼板を製造することができる。
【0077】
【作用】本発明の水性コーティング組成物において、水
溶性アルキド樹脂及び水溶性アクリル樹脂の酸価を限定
することにより、水和安定性とオキサゾリン化合物での
反応性を保つことができる。また、上記樹脂の水酸基価
を限定したことにより、水和安定性とメラミン樹脂での
反応性、金属素地との接着性を保ち、強固に密着した膜
を実現し、これにより耐食性、高度な加工性(加工部耐
剥離性)を保つことができる。オキサゾリン化合物を使
用することにより、樹脂のカルボン酸基と反応して架橋
し、短時間焼き付けでも強靱な皮膜を作ることができ
る。これにより、耐食性と高度の加工性を発現すること
ができる。上記メラミン樹脂とオキサゾリン化合物との
併用は、メラミン樹脂の水酸基とオキサゾリン化合物と
は、樹脂のカルボン酸基と反応硬化して、強固に密着し
た膜を作ることができる。また、ポリウレタン樹脂エマ
ルジョンを併用することにより、密着性が良好となり、
上塗塗料としての良好な特性を獲得することができる。
溶性アルキド樹脂及び水溶性アクリル樹脂の酸価を限定
することにより、水和安定性とオキサゾリン化合物での
反応性を保つことができる。また、上記樹脂の水酸基価
を限定したことにより、水和安定性とメラミン樹脂での
反応性、金属素地との接着性を保ち、強固に密着した膜
を実現し、これにより耐食性、高度な加工性(加工部耐
剥離性)を保つことができる。オキサゾリン化合物を使
用することにより、樹脂のカルボン酸基と反応して架橋
し、短時間焼き付けでも強靱な皮膜を作ることができ
る。これにより、耐食性と高度の加工性を発現すること
ができる。上記メラミン樹脂とオキサゾリン化合物との
併用は、メラミン樹脂の水酸基とオキサゾリン化合物と
は、樹脂のカルボン酸基と反応硬化して、強固に密着し
た膜を作ることができる。また、ポリウレタン樹脂エマ
ルジョンを併用することにより、密着性が良好となり、
上塗塗料としての良好な特性を獲得することができる。
【0078】
【実施例】以下に樹脂製造例、実施例を掲げて本発明を
更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるも
のではない。 樹脂製造例1 攪拌機、温度制御装置、デカンターを備えた容器に次の
組成の原料を仕込み、攪拌しながら加熱した。 大豆脂肪酸 34重量部 トリメチロールプロパン 34重量部 無水トリメリット酸 9重量部 イソフタル酸 25重量部 キシレン 1重量部 ジブチルスズオキサイド 0.5重量部 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39、水酸基価140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重
量%となるようにブチルセロソルブで希釈してアルキド
樹脂ワニスを得た。この樹脂ワニスはガードナー粘度Z
2 であり、SP値は10.4であった。この樹脂ワニス
をトリエチルアミンで理論上100%中和し、脱イオン
水にて不揮発分40重量%になるように調整して水溶性
アルキド樹脂ワニスを得た。このものの実質酸価は、3
3であった。
更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるも
のではない。 樹脂製造例1 攪拌機、温度制御装置、デカンターを備えた容器に次の
組成の原料を仕込み、攪拌しながら加熱した。 大豆脂肪酸 34重量部 トリメチロールプロパン 34重量部 無水トリメリット酸 9重量部 イソフタル酸 25重量部 キシレン 1重量部 ジブチルスズオキサイド 0.5重量部 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39、水酸基価140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重
量%となるようにブチルセロソルブで希釈してアルキド
樹脂ワニスを得た。この樹脂ワニスはガードナー粘度Z
2 であり、SP値は10.4であった。この樹脂ワニス
をトリエチルアミンで理論上100%中和し、脱イオン
水にて不揮発分40重量%になるように調整して水溶性
アルキド樹脂ワニスを得た。このものの実質酸価は、3
3であった。
【0079】〔水溶性アルキド樹脂ワニスの物性値の測
定〕SP値の測定は以下によった。水溶性アルキド樹脂
ワニス0.5gを100mlビーカーに秤量し、ジオキ
サン、アセトン等の良溶媒10mlを加え攪拌して溶解
した。50mlビュレットを用いてn−ヘキサン、脱イ
オン水等の貧溶媒を滴下し、濁りが生じた点を滴下量と
した。測定は20℃で行った。SP値は、滴下量等の数
値を用いて、文献(J.Polymer Scienc
e,A−1,第5巻、1671頁−1681頁)に従
い、計算して求めた。
定〕SP値の測定は以下によった。水溶性アルキド樹脂
ワニス0.5gを100mlビーカーに秤量し、ジオキ
サン、アセトン等の良溶媒10mlを加え攪拌して溶解
した。50mlビュレットを用いてn−ヘキサン、脱イ
オン水等の貧溶媒を滴下し、濁りが生じた点を滴下量と
した。測定は20℃で行った。SP値は、滴下量等の数
値を用いて、文献(J.Polymer Scienc
e,A−1,第5巻、1671頁−1681頁)に従
い、計算して求めた。
【0080】低分子酸成分量の測定は以下によった。水
溶性アルキド樹脂ワニスに水/ブチルセロソルブ=98
/2の希釈溶媒を加え、不揮発分が3%になるように調
整した。これを限外濾過(UF)にかけた。限外濾過膜
として「EW4026」(デザリネーションシステムズ
社製)を用い、25〜30℃で不揮発分が25%になる
まで運転を続けた。この間に発生した濾液の量とその不
揮発分を測定した。濾液に出た成分が、水溶性アルキド
樹脂ワニスの貯蔵中に加水分解で生じた低分子の酸成分
及び残留モノマーであることはIR及び液体クロマトグ
ラフィで確認した。元の樹脂の量を100重量部とした
場合の濾液中の不揮発分の重量部の比として低分子酸成
分量を定義した。
溶性アルキド樹脂ワニスに水/ブチルセロソルブ=98
/2の希釈溶媒を加え、不揮発分が3%になるように調
整した。これを限外濾過(UF)にかけた。限外濾過膜
として「EW4026」(デザリネーションシステムズ
社製)を用い、25〜30℃で不揮発分が25%になる
まで運転を続けた。この間に発生した濾液の量とその不
揮発分を測定した。濾液に出た成分が、水溶性アルキド
樹脂ワニスの貯蔵中に加水分解で生じた低分子の酸成分
及び残留モノマーであることはIR及び液体クロマトグ
ラフィで確認した。元の樹脂の量を100重量部とした
場合の濾液中の不揮発分の重量部の比として低分子酸成
分量を定義した。
【0081】実質酸価の測定は以下によった。上記の低
分子酸成分量の測定の操作の過程で、限外濾過膜上に残
った水溶性アルキド樹脂ワニスの酸価の測定を行い、こ
れを実質酸価と定義した。これはアルキド樹脂ポリマー
に結合しているカルボキシル基による酸価を示してい
る。
分子酸成分量の測定の操作の過程で、限外濾過膜上に残
った水溶性アルキド樹脂ワニスの酸価の測定を行い、こ
れを実質酸価と定義した。これはアルキド樹脂ポリマー
に結合しているカルボキシル基による酸価を示してい
る。
【0082】実施例1 樹脂製造例1で得た水溶性アルキド樹脂ワニスの樹脂ソ
リッド換算で90重量部に対して、ポリウレタン樹脂エ
マルジョンであるハイドランHW960(大日本インキ
社製)10重量部を混合した。ここに、硬化剤としてオ
キサゾリン化合物であるエポクロスK−1050E(日
本触媒社製)20重量部、メラミン樹脂としてサイメル
328(三井サイアナミド社製)30重量部、強酸性触
媒としてりん酸1水素アンモニウム2重量部、コロイダ
ルシリカとしてアデライトAT20N(旭電化工業社
製)15重量部、ワックスとしてケミパールW700
(三井石油社製)5重量部、をそれぞれ配合して水性潤
滑防錆コーティング組成物を得た。
リッド換算で90重量部に対して、ポリウレタン樹脂エ
マルジョンであるハイドランHW960(大日本インキ
社製)10重量部を混合した。ここに、硬化剤としてオ
キサゾリン化合物であるエポクロスK−1050E(日
本触媒社製)20重量部、メラミン樹脂としてサイメル
328(三井サイアナミド社製)30重量部、強酸性触
媒としてりん酸1水素アンモニウム2重量部、コロイダ
ルシリカとしてアデライトAT20N(旭電化工業社
製)15重量部、ワックスとしてケミパールW700
(三井石油社製)5重量部、をそれぞれ配合して水性潤
滑防錆コーティング組成物を得た。
【0083】実施例2、3 配合比を表1に記載の通りとした以外は実施例1と同様
にして水性潤滑防錆コーティング組成物を得た。 実施例4 ハイドランHW960(大日本インキ社製)10重量部
の代わりにポリカーボネートウレタン樹脂エマルジョン
であるスーパーフレックスF8124D(第一工業製薬
社製)20重量部を使用し、各配合比を表1に記載の通
りとした以外は実施例1と同様にして水性潤滑防錆コー
ティング組成物を得た。 比較例1 ポリウレタン樹脂エマルジョンを使用せず、各配合比を
表1に記載の通りとした以外は実施例1と同様にして水
性潤滑防錆コーティング組成物を得た。
にして水性潤滑防錆コーティング組成物を得た。 実施例4 ハイドランHW960(大日本インキ社製)10重量部
の代わりにポリカーボネートウレタン樹脂エマルジョン
であるスーパーフレックスF8124D(第一工業製薬
社製)20重量部を使用し、各配合比を表1に記載の通
りとした以外は実施例1と同様にして水性潤滑防錆コー
ティング組成物を得た。 比較例1 ポリウレタン樹脂エマルジョンを使用せず、各配合比を
表1に記載の通りとした以外は実施例1と同様にして水
性潤滑防錆コーティング組成物を得た。
【0084】〔評価方法〕上記のようにして得られた実
施例1〜4及び比較例1の水性潤滑防錆コーティング組
成物を、不揮発分20%になるように水で希釈し、バー
コーターで乾燥膜厚2μmになるように鋼板に塗布し、
到達板温150℃で8秒間焼き付け乾燥させた。鋼板は
0.5mmの電気亜鉛メッキ鋼板を使用し、NRC30
0(日本ペイント社製)でクロメート処理をした。Cr
の付着量は、50mg/m2 であった。
施例1〜4及び比較例1の水性潤滑防錆コーティング組
成物を、不揮発分20%になるように水で希釈し、バー
コーターで乾燥膜厚2μmになるように鋼板に塗布し、
到達板温150℃で8秒間焼き付け乾燥させた。鋼板は
0.5mmの電気亜鉛メッキ鋼板を使用し、NRC30
0(日本ペイント社製)でクロメート処理をした。Cr
の付着量は、50mg/m2 であった。
【0085】1.耐溶剤性 メチルエチルケトンを含ませたガーゼを300gの荷重
をかけて塗布面に押しつけ、10往復摩擦をした後、塗
膜の剥離状況を観察し、下記の評価基準に従って評価し
た。 ◎:異常なし ○:わずかに痕跡あり △:1/2の鋼板が露出 ×:塗膜が溶解し鋼板が露出
をかけて塗布面に押しつけ、10往復摩擦をした後、塗
膜の剥離状況を観察し、下記の評価基準に従って評価し
た。 ◎:異常なし ○:わずかに痕跡あり △:1/2の鋼板が露出 ×:塗膜が溶解し鋼板が露出
【0086】2.耐アルカリ性 アルカリ性脱脂剤であるサーフクリーナ53S(日本ペ
イント社製)に45℃で10分間浸漬した後、塗布面の
状態を観察し、下記の評価基準に従って評価した。 ◎:異常なし ○:ごく一部が白化 △:50%が白化 ×:溶出を伴う全面白化
イント社製)に45℃で10分間浸漬した後、塗布面の
状態を観察し、下記の評価基準に従って評価した。 ◎:異常なし ○:ごく一部が白化 △:50%が白化 ×:溶出を伴う全面白化
【0087】3.加工性:円筒絞り試験 樹脂塗装面をダイス側にして加工をし、ダイスに付着し
たそのときの塗膜剥離粉をセロテープで採取し、その程
度から評価した。パウダリングは、絞り部をテープ剥離
し、剥離粉の程度から評価した。このときのプレス条件
は、下記によった。 しわ抑え圧:3トン ポンチ径 :50mmφ ブランク径:95mmφ 絞り比 :1.92 絞り速度 :300mm/sec
たそのときの塗膜剥離粉をセロテープで採取し、その程
度から評価した。パウダリングは、絞り部をテープ剥離
し、剥離粉の程度から評価した。このときのプレス条件
は、下記によった。 しわ抑え圧:3トン ポンチ径 :50mmφ ブランク径:95mmφ 絞り比 :1.92 絞り速度 :300mm/sec
【0088】外観を観察し、下記の評価基準に従って評
価した。 ◎:ダイスに付着なし ○:ダイスに若干付着あり △:ダイスに付着が○と×の中間 ×:ダイスに付着が多量にあり パウダリングの評価は、下記の評価基準に従った。 ◎:剥離粉なし ○:剥離粉若干あり △:○と×の中間 ×:剥離粉が多量にあり
価した。 ◎:ダイスに付着なし ○:ダイスに若干付着あり △:ダイスに付着が○と×の中間 ×:ダイスに付着が多量にあり パウダリングの評価は、下記の評価基準に従った。 ◎:剥離粉なし ○:剥離粉若干あり △:○と×の中間 ×:剥離粉が多量にあり
【0089】4.平面部耐食性 JIS−2371に従い塩水噴霧試験を800時間行っ
て塗布面の錆を観察し、下記の評価基準に従って評価し
た。 ◎:異常なし ○:若干の白錆あり △:塗布面の1/2に白錆あり ×:全面に白錆あり
て塗布面の錆を観察し、下記の評価基準に従って評価し
た。 ◎:異常なし ○:若干の白錆あり △:塗布面の1/2に白錆あり ×:全面に白錆あり
【0090】5.上塗適性 塗装鋼板の焼き付けを、到達板温180℃×20℃に
し、オルガセレクト120ホワイト(日本ペイント社
製)をスプレー塗装し、130℃で15分間焼き付けを
行った。塗装1日後、2mm巾のゴバン目100個を塗
膜に入れ、エリクセン試験機で3mm塗装板の裏側から
押し出し、市販の粘着テープで剥離し、密着性を、(テ
ープ剥離した跡のマス目の数)/100で表示した。上
塗の乾燥膜厚は、30±3μmであった。
し、オルガセレクト120ホワイト(日本ペイント社
製)をスプレー塗装し、130℃で15分間焼き付けを
行った。塗装1日後、2mm巾のゴバン目100個を塗
膜に入れ、エリクセン試験機で3mm塗装板の裏側から
押し出し、市販の粘着テープで剥離し、密着性を、(テ
ープ剥離した跡のマス目の数)/100で表示した。上
塗の乾燥膜厚は、30±3μmであった。
【0091】6.速乾性 速乾性は、上記耐溶剤性試験のメチルエチルケトンラビ
ングテストにおいて、摩擦を10回繰り返したときに塗
布面の剥離が観測されなくなるまでに要した焼き付け時
間を測定して評価した。各評価結果は、表1に示した。
ングテストにおいて、摩擦を10回繰り返したときに塗
布面の剥離が観測されなくなるまでに要した焼き付け時
間を測定して評価した。各評価結果は、表1に示した。
【0092】
【表1】
【0093】
【発明の効果】本発明の水性コーティング組成物を鋼板
に適用することで、硬化性に優れかつ強固に金属板に密
着したコーティングを低温度で短時間の焼き付けにより
得ることが可能であり、上記水性コーティング組成物で
表面処理された鋼板は、耐食性、耐水性等に優れ、潤滑
性、溶接性及び電着塗装に適した導電性を有し、また、
加工時におけるパウダリングの発生が防止される。本発
明の水性コーティング組成物は、密着性に優れ、深絞り
等の高度の加工に適した潤滑性及び防錆性を付与する潤
滑防錆コーティング組成物、自動車用防錆コーティング
組成物として用いることができる。
に適用することで、硬化性に優れかつ強固に金属板に密
着したコーティングを低温度で短時間の焼き付けにより
得ることが可能であり、上記水性コーティング組成物で
表面処理された鋼板は、耐食性、耐水性等に優れ、潤滑
性、溶接性及び電着塗装に適した導電性を有し、また、
加工時におけるパウダリングの発生が防止される。本発
明の水性コーティング組成物は、密着性に優れ、深絞り
等の高度の加工に適した潤滑性及び防錆性を付与する潤
滑防錆コーティング組成物、自動車用防錆コーティング
組成物として用いることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09D 133/06 PGG 167/08 PLJ 175/04 PHX
Claims (8)
- 【請求項1】 酸価が25〜100、水酸基価が35
〜200、SP値が10.0〜11.0の水溶性アルキ
ド樹脂及び水溶性アクリル樹脂のうち少なくとも1種か
らなる樹脂ワニス100重量部、 オキサゾリン化合物及び硬化開始温度が140℃以下
のメラミン樹脂のうち少なくとも1種からなる硬化剤1
0〜200重量部、 ベンゼンスルホン酸誘導体、そのアミン塩及びそのア
ンモニウム塩、ナフタレンスルホン酸誘導体、そのアミ
ン塩及びそのアンモニウム塩、並びに、酸性りん酸アミ
ン塩及びアンモニウム塩からなる群より選択される少な
くとも1種からなる強酸性触媒0.5〜5重量部、から
なる組成物に、 ポリウレタン樹脂エマルジョンを前記組成物全体の1
0〜80重量%含有させてなることを特徴とする水性コ
ーティング組成物。 - 【請求項2】 水溶性アルキド樹脂及び水溶性アクリル
樹脂の水酸基価が100〜200である請求項1記載の
水性コーティング組成物。 - 【請求項3】 水溶性アルキド樹脂及び水溶性アクリル
樹脂が、理論上100%中和しかつ不揮発分を3%に希
釈後、限外濾過法で不揮発分を20%まで濃縮した際
に、濾液の樹脂成分が元の樹脂の4%以下となるもので
ある請求項1記載の水性コーティング組成物。 - 【請求項4】 水溶性アルキド樹脂及び水溶性アクリル
樹脂が、理論上100%中和しかつ不揮発分を3%に希
釈後、限外濾過法で不揮発分を20%まで濃縮した際
に、濃縮回収された樹脂ワニスの酸価が31〜100と
なるものである請求項1記載の水性コーティング組成
物。 - 【請求項5】 メラミン樹脂が、イミノ型及びメチロー
ル型のうちの少なくとも1種である請求項1記載の水性
コーティング組成物。 - 【請求項6】 請求項1記載の水性コーティング組成物
に、導電率600μS/cm以下の防錆顔料及び微粒子
シリカのうちの少なくとも1種1〜40重量部が添加さ
れてなることを特徴とする潤滑防錆コーティング組成
物。 - 【請求項7】 請求項6記載の潤滑防錆コーティング組
成物100重量部にワックス3〜15重量部が添加され
てなることを特徴とする潤滑防錆コーティング組成物。 - 【請求項8】 請求項6記載の潤滑防錆コーティング組
成物100重量部にワックス2〜10重量部を添加した
組成物の全固形分100重量部に対してメラミンシアヌ
レート化合物0.05〜25重量部が添加されてなるこ
とを特徴とする自動車用防錆コーティング組成物。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4505094A JPH08170046A (ja) | 1994-02-17 | 1994-02-17 | 水性コーティング組成物 |
US08/360,024 US5578669A (en) | 1993-12-24 | 1994-12-20 | Water-based polyurethane coating composition |
TW83111912A TW272206B (ja) | 1993-12-24 | 1994-12-20 | |
EP19940120440 EP0659855A3 (en) | 1993-12-24 | 1994-12-22 | Aqueous coating composition. |
KR1019940036527A KR950018349A (ko) | 1993-12-24 | 1994-12-24 | 수계 피복 조성물 |
US08/658,092 US5753740A (en) | 1993-12-24 | 1996-06-04 | Water-based coating composition |
US08/659,674 US5853890A (en) | 1993-12-24 | 1996-06-05 | Water-based coating composition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4505094A JPH08170046A (ja) | 1994-02-17 | 1994-02-17 | 水性コーティング組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08170046A true JPH08170046A (ja) | 1996-07-02 |
Family
ID=12708538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4505094A Pending JPH08170046A (ja) | 1993-12-24 | 1994-02-17 | 水性コーティング組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08170046A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006519308A (ja) * | 2003-02-25 | 2006-08-24 | ヒェメタル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 金属表面をポリマーに富んだ組成物で被覆する方法 |
KR100672046B1 (ko) * | 2006-03-20 | 2007-01-22 | 극동방염 (주) | 수성 방염 래커 조성물 |
WO2015141627A1 (ja) * | 2014-03-17 | 2015-09-24 | 日本ペイント・オートモーティブコーティングス株式会社 | 水性塗料組成物及び塗膜形成方法 |
-
1994
- 1994-02-17 JP JP4505094A patent/JPH08170046A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006519308A (ja) * | 2003-02-25 | 2006-08-24 | ヒェメタル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 金属表面をポリマーに富んだ組成物で被覆する方法 |
JP2006519924A (ja) * | 2003-02-25 | 2006-08-31 | ヒェメタル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 少なくとも2個のシランを含有する混合物を用いての金属表面の被覆方法 |
KR100672046B1 (ko) * | 2006-03-20 | 2007-01-22 | 극동방염 (주) | 수성 방염 래커 조성물 |
WO2015141627A1 (ja) * | 2014-03-17 | 2015-09-24 | 日本ペイント・オートモーティブコーティングス株式会社 | 水性塗料組成物及び塗膜形成方法 |
JP2015174958A (ja) * | 2014-03-17 | 2015-10-05 | 日本ペイント・オートモーティブコーティングス株式会社 | 水性塗料組成物及び塗膜形成方法 |
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