JP2648202B2

JP2648202B2 - 塩化ビニルプラスチゾル組成物

Info

Publication number: JP2648202B2
Application number: JP2841289A
Authority: JP
Inventors: 英治中井; 逸郎筒井; 信也中間; 正敏桜井
Original assignee: Kanto Jidosha Kogyo KK; Aisin Chemical Co Ltd
Current assignee: Kanto Jidosha Kogyo KK; Aisin Chemical Co Ltd
Priority date: 1989-02-07
Filing date: 1989-02-07
Publication date: 1997-08-27
Anticipated expiration: 2012-08-27
Also published as: JPH02208347A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、可塑剤の海の中に粒子状の塩化ビニル系樹
脂と無機充填材が島状に分散した状態の塩化ビニルプラ
スチゾル組成物（以下、PVCゾルと略称する）に関す
る。本発明のPVCゾルは、自動車の耐チッピング塗料、
床裏アンダーコート、スプレーシーラなどとして利用さ
れる。

［従来の技術］例えば自動車の車体を飛石などから保護するために、
PVCゾルからなる耐チッピング塗料が利用されている。
この耐チッピング塗料は厚膜に塗布することが望まし
く、高粘度のものをエアレススプレーにより塗布するこ
とにより、約300μｍ程度の膜厚を確保している。そし
てプレヒートされてほぼ硬化状態となった後、中塗り塗
料が塗布され、中塗り塗料の乾燥工程で完全に硬化して
中塗り塗料と一体的に接合される。また、中塗り塗膜表
面に塗布される層間耐チッピング塗料も知られている。
この層間耐チッピング塗料は、中塗り塗膜表面に塗装さ
れて硬化後、その表面に上塗り塗料が塗装される。

このようなPVCゾルは、粒子状の塩化ビニル系樹脂
と、液状の可塑剤と、無機充填材とを主成分としてい
る。そして、これらを所望の性能となるように配合し、
さらに接着付与剤、安定剤、有機溶剤などを添加したも
のが一般的である。このようなPVCゾルは、例えば特開
昭62−275169号、特開昭63−6103号などの公報に開示さ
れている。

［発明が解決しようとする課題］上記した従来のPVCゾルにおいては、エアレススプレ
ーにて塗布されて形成された塗膜の表面の平滑性に劣
り、外観品質に劣るという不具合があった。

ところで、スプレーにより形成される塗膜の平滑性を
向上させるには、スプレー時の塗粒の微粒化を良くする
こと、および塗料のレベリング性を良くすることが効果
的であることが知られている。しかしながらエアレスス
プレーで塗布される高粘度の塗料の場合には、塗料自体
のレベリング性を期待することは困難であり、エアレス
スプレー時の微粒化の向上を図ることが必要である。ス
プレー時の微粒化を向上させるには、スプレー時の粘度
を低下させるとよい。PVCゾルの場合、可塑剤や溶剤な
どの配合量を多くすれば粘度を低下させることができる
が、厚膜に塗装した場合にタレが生じたり、塗膜物性に
支障が生じる場合もある。

そこで本発明者らはPVCゾルの組成を詳細に検討し
た。その結果、従来のPVCゾルにおいては、塩化ビニル
系樹脂粒子と無機充填材粒子の粒径分布が全体に均一で
はなく、偏りが生じていることを発見した。例えば特開
昭62−275169号公報では、塩化ビニル系樹脂は0.1〜３
μｍの粒子と10〜60μｍの粒子とよりなり、３〜10μｍ
の粒子が欠落している。そして鋭意研究の結果、塩化ビ
ニル系樹脂粒子と無機充填材粒子の粒径分布を調整する
ことにより、PVCゾルの粘性挙動が大きく変動すること
を見出した。

そしてさらに研究を重ねた結果、最適な粒径分布を見
出して、エアレススプレー時に粘度が低下し、塗着後は
急激に粘度が上昇するPVCゾル組成物を完成した。しか
しながら、このPVCゾル組成物では、塗着後の粘度が高
いために、他の不具合が生じた。例えば、層間耐チッピ
ング塗料においては、中塗り塗膜をマスキングテープな
どでマスキングして必要な部分のみに耐チッピング塗料
を厚膜に塗布する。次いでウェット状態でマスキングテ
ープを除去した後加熱して耐チッピング塗料を硬化さ
せ、さらにその表面に上塗り塗料を塗布することとして
いる。ここで耐チッピング塗料に上記した新規PVCゾル
を用いた場合、塗着後の粘度が高いためにマスキングテ
ープを除去した後の流動が生じず、マスキングテープを
剥がした部分の耐チッピング塗膜の端面が垂直な壁状と
なってそのまま硬化する。したがって耐チッピング塗膜
の端末部分はエッジ状となる場合があった。

エッジ状の部分に液状の塗料を塗布すると、表面張力
によりエッジ部分の膜厚が小さくなることが知られてい
る。上記層間耐チッピング塗膜においても同様の現象が
生じ、そのためエッジ部分に上塗り塗料のスケが生じて
意匠性が損なわれる場合があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであ
り、PVCゾルの粘性挙動を改良して、エアレススプレー
時には粘度を低下させ、塗着後に粘度が上昇するととも
に、マスキングテープを剥がす程度の剪断応力でも粘度
が低下するように構成することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明者らは粒子状物の粒径を最適にしたPVCゾルに
ついて、その組成をさらに詳細に検討した。その結果、
全体の粒径分布をその最適値に維持しつつ無機充填材の
粒径をさらに調整することにより、剪断速度−粘度の曲
線形状が変化することを見出して本発明を完成したもの
である。

すなわち本発明のPVCゾルは、粒子状の塩化ビニル系
樹脂と、粒子状の無機充填材と、可塑剤と、を主成分と
する塩化ビニルプラスチゾル組成物において、塩化ビニル系樹脂と無機充填材の合計重量を100とし
た場合に塩化ビニル系樹脂と無機充填材とよりなる全粒
子の粒径の分布が２μｍ未満の微粒子20〜35重量％、２
μｍ以上で10μｍ未満の中粒子25〜40重量％、10μｍ以
上の粗粒子30〜50重量％となるように構成するととも
に、無機充填材の重量を100とした場合に無機充填材の粒
径の分布が0.2μｍ未満の超微粒充填材25〜35重量％、
0.2μｍ以上で15μｍ未満の中粒充填材30〜45重量％、1
5μｍ以上の粗粒充填材25〜40重量％となるように構成
されたことを特徴とする。

本発明のPVCゾルは、塩化ビニル系樹脂と、無機充填
材と、可塑剤とを主成分とする。塩化ビニル系樹脂とし
ては、乳化重合により製造されたペースト用塩化ビニル
樹脂、懸濁重合により製造されたブレンド用塩化ビニル
樹脂、あるいは塩化ビニル−酢酸ビニル系コポリマーな
どの塩化ビニル共重合体など、従来公知のプラスチゾル
用の樹脂が用いられる。その形状は粒子状である。

無機充填材としては、炭酸カルシウム、クレイ、シリ
カ、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、珪酸アルミニ
ウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、カーボンブラ
ック、アスベスト、ケイソウ土、マイカ粉などを用いる
ことができる。他に酸化チタン、黄鉛などの着色顔料を
用いてもよい。この無機充填材の配合量は、塩化ビニル
系樹脂100重量部に対して100〜180重量部が最適であ
る。無機充填材の配合量がこの範囲を超えると物性が低
下するようになる。

可塑剤としては室温で液体のものが用いられ、DOP、D
BPを始めとして、LBP、BBP、2EHBP、DIDP、DOA、DOS、D
OZ、TOF、DIDP、TCP、など従来と同様に用いることがで
きる。この可塑剤の配合量は、塩化ビニル系樹脂100重
量部に対して80〜160重量部が最適である。可塑剤の配
合量が80重量部より少ないとPVCゾルの粘度が高くなり
過ぎて塗膜の平滑性が低下し、160重量部より多くなる
と粘度が低くなり過ぎて厚膜に塗装するのが困難とな
る。

なお、本発明のPVCゾルには、例えば接着付与剤、安
定剤、難燃剤、界面活性剤、有機溶剤など、従来公知の
各種添加剤を従来と同様に配合することができる。

本発明の一つの特徴は、塩化ビニル系樹脂と無機充填
材の粒径分布を規定したところにある。すなわち、塩化
ビニル系樹脂と無機充填材の合計重量を100とした場合
に、塩化ビニル系樹脂と無機充填材とよりなる全粒子の
粒径の分布が、２μｍ未満の微粒子20〜35重量％、２μ
ｍ以上で10μｍ未満の中粒子25〜40重量％、10μｍ以上
の粗粒子30〜50重量％となるように構成されている。粒
径の分布がこの範囲から外れると、エアレススプレー時
の粘度が高くなって塗面の平滑性に不具合が生じたり、
塗着後の粘度が低過ぎてタレか生じるため厚膜に塗装す
るのが困難となる場合がある。

本発明の最大の特徴は、全体の粒径分布を上記値に維
持しつつ、無機充填材の重量を100とした場合に無機充
填材の粒径の分布が0.2μｍ未満の超微粒充填材25〜35
重量％、0.2μｍ以上で15μｍ未満の中粒充填材30〜45
重量％、15μｍ以上の粗粒充填材25〜40重量％となるよ
うに構成したところにある。このように構成することに
より、エアレススプレー時および塗着時の粘度を適性に
維持しつつ、マスキングテープを剥がす時に作用する程
度の剪断応力でも粘度が低下するように、剪断速度−粘
度曲線の形状が変化する。したがってマスキングテープ
を剥がす際にその部分が流動し、エッジ部分が生じず端
面は滑らかな曲面形状となる。

［発明の作用および効果］本発明のPVCゾルでは、PVCゾル中に存在する粒子成分
全体の粒径の分布が上記範囲にあることにより、エアス
プレー時など高剪断応力が作用した時に粘度が急激に低
下する。これによりエアレススプレー時に吐出される塗
粒の微粒化に優れ、平滑な塗面が得られる。そして塗着
後には粘度が急激に上昇するため、厚膜に塗装してもタ
レなどの不具合が生じない。また、同一粘度とする場
合、可塑剤などの液体成分の量を最も少なくすることが
できる。これにより物性の向上を図ることができる。な
お、これらの作用はPVCゾル内に存在する全体の粒子成
分がPVCゾル内で最密充填構造を形成することに起因す
るものと推察される。

したがって本発明のPVCゾルによれば、エアレススプ
レー時の微粒化と、タレ防止という背反事象が両方とも
満足され、塗面が平滑で物性に優れた塗膜を厚膜に形成
することができる。

そして本発明のPVCゾルでは、無機充填材の粒径を調
整したことにより、比較的小さな剪断応力が作用した場
合でも粘度が低下する。したがってマスキングテープを
剥がす時に作用する剪断応力によっても粘度が低下する
ので、層間耐チッピング塗料として塗布された場合に、
マスキング除去時に端面が流動し、エッジ部分のない曲
面状の端面となる。したがって上塗り塗料を塗装した場
合の塗装見切り線のスケを防止することができる。

［実施例］以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

（実施例１）第１表にも示すように、塩化ビニル系樹脂全体を100
とした場合、粒径２μｍ未満の微粒子塩化ビニル樹脂
（「ペーストレジン」鐘淵化学工業製）26重量％と、粒
径２〜10μｍの中粒子塩化ビニル樹脂（「ペーストレジ
ン」鐘淵化学工業製）39重量％および粒径10μｍ以上の
粗粒子塩化ビニル樹脂（「ブレンドレジン」日本ゼオン
製）35重量％より塩化ビニル系樹脂を構成した。また、
無機充填材全体を100とした場合、粒径0.2μｍ未満の超
微粒炭酸カルシウム（コロイダル炭酸カルシウム）30重
量％と、粒径0.2〜15μｍの中粒炭酸カルシウム（重質
炭酸カルシウム）40重量％と、粒径15μｍ以上の粗粒炭
酸カルシウム（重質炭酸カルシウム）30重量％と、から
無機充填材を構成した。この塩化ビニル系樹脂100重量
部と、無機充填材130重量部と、可塑剤としての２エチ
ルヘキシルベンジルフタレート（2EHBP）120重量部、お
よび接着付与剤としてのポリアミノアマイドを３重量
部、安定剤としてのカルシウム石ケンを10重量部、さら
に溶剤としてミネラルスピリットを10重量部混合して本
実施例のPVCゾルを製造した。このPVCゾル内には、粒子
全体の合計重量を100とした場合、粒径２μｍ未満の微
粒子が28重量％、粒径２〜10μｍの中粒子が37重量％お
よび粒径10μｍ以上の粗粒子が35重量％の組成で含有さ
れている。

このPVCゾルについては、粘度、エアレススプレー適
性、タレ膜厚、上塗り塗料のスケおよび耐チッピング性
を測定および試験し、結果を第１表に示す。ここで、粘
度は剪断速度10S^-1と剪断速度10000S^-1における粘度を
測定した。10S^-1の粘度は高い方が、10000S^-1の粘度は
低い方が好ましい。

エアレススプレー適性は、塗装圧力120kg/cm²でエア
レススプレー塗装した時の、塗面の平滑性を目視で判定
し、基準板より平滑なものを○とした。

タレ膜厚は上記の条件でエアレススプレー塗装した時
に、タレが生じない最大の膜厚を測定した。

上塗り塗料のスケは、マスキングテープを部分的に貼
着した鋼板表面にPVCゾルを300μｍの膜圧で塗布し、ウ
ェット状態でマスキングテープを剥がす。次いで100℃
で10分間加熱してPVCゾルを硬化させた後、白色上塗り
塗料をエアスプレーで全体に均一に35μｍの厚さとなる
ように塗布する。その時のPVCゾル塗膜の見切り線に生
じるスケを目視で判定し、スケが生じないものを○とし
た。

耐チッピング性は、上記PVCゾルを電着塗装された試
験鋼板表面に膜厚30μｍとなるように塗装し、140℃で4
0分間乾燥して硬化した塗膜に、2mの高さからナットを
落下させ素地が表出した際のナットの総重量を測定し
た。

そして、これらの結果を総合的に評価して結果を第１
表に示す。

（実施例２〜５、比較例１〜２）第１表に示すように、塩化ビニル樹脂および炭酸カル
シウムの粒径分布を種々変化させたこと以外は実施例１
と同様にして、実施例２〜５および比較例１〜２のPVC
ゾルを製造した。そしてそれぞれのPVCゾルについて実
施例１と同様に測定および試験を行ない、結果を第１表
に示す。

（評価）第１表に示されるように、実施例１〜４で示される本
発明のPVCゾルは、10S^-1の粘度が高く、かつ10000S^-1の
粘度が低い。すなわち高いチクソトロピー性を示してい
る。これにより、エアレススプレー時には粘度が低下し
て微粒化されるため、塗面の平滑性（エアレススプレー
適性）に優れている。また、塗着後は急激に粘度が上昇
するため、高いタレ膜厚を有している。さらに、マスキ
ングテープを剥がした時の応力により粘度が低下して流
動するため、塗装見切り線のスケが生じない。そして耐
チッピング性能は従来と同様に好ましい範囲にある。

一方、比較例のPVCゾルでは、実施例に比べて10S^-1の
粘度と10000S^-1の粘度との差が小さく、エアレススプレ
ー適性の良いものは塗着後も粘度の上昇が小さくタレや
すくなっている。また、塗着後タレにくいものはエアレ
ススプレー適性に劣っている。そして比較例１〜２のPV
Cゾルでは、全体の粒径分布は本発明の範囲にあるもの
の、炭酸カルシウムの粒径分布が本発明の範囲から外れ
ている。そのためマスキングテープを剥がす際の剪断応
力では流動が困難となり、塗装見切り線がエッジ状とな
ってスケが発生している。

すなわち、実施例と比較例のPVCゾルにおけるこの性
能の差異は、塩化ビニル系樹脂の粒径と無機充填材の粒
径の分布によるものであることが明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中間信也神奈川県横須賀市田浦港町無番地関東自動車工業株式会社内 (72)発明者桜井正敏神奈川県横須賀市田浦港町無番地関東自動車工業株式会社内 (56)参考文献特開平２−208348（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】粒子状の塩化ビニル系樹脂と、粒子状の無
機充填材と、可塑剤と、を主成分とする塩化ビニルプラ
スチゾル組成物において、前記塩化ビニル系樹脂と前記無機充填材の合計重量を10
0とした場合に前記塩化ビニル系樹脂と前記無機充填材
とよりなる全粒子の粒径の分布が２μｍ未満の微粒子20
〜35重量％、２μｍ以上で10μｍ未満の中粒子25〜40重
量％、10μｍ以上の粗粒子30〜50重量％となるように構
成するとともに、前記無機充填材の重量を100とした場合に前記無機充填
材の粒径の分布が0.2μｍ未満の超微粒充填材25〜35重
量％、0.2μｍ以上で15μｍ未満の中粒充填材30〜45重
量％、15μｍ以上の粗粒充填材25〜40重量％となるよう
に構成されたことを特徴とする塩化ビニルプラスチゾル
組成物。