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JP3382819B2 - 水性エマルジョン樹脂塗料組成物 - Google Patents

水性エマルジョン樹脂塗料組成物

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JP3382819B2
JP3382819B2 JP16808997A JP16808997A JP3382819B2 JP 3382819 B2 JP3382819 B2 JP 3382819B2 JP 16808997 A JP16808997 A JP 16808997A JP 16808997 A JP16808997 A JP 16808997A JP 3382819 B2 JP3382819 B2 JP 3382819B2
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calcium carbonate
whisker
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洋志 柴田
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Maruo Calcium Co Ltd
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Maruo Calcium Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は水性エマルジョン樹
脂塗料組成物に関し、更に詳しくは、塗膜形成時の亀裂
・膨れを防止するとともに、塗装後の熱収縮を抑え亀裂
や剥離の発生を防止した水性エマルジョン樹脂塗料組成
物に関する。本発明の水性エマルジョン樹脂塗料組成物
は、特に建築用エマルジョン塗料、自動車のアンダーコ
ート用塗料等として有用である。 【0002】 【従来の技術】従来より、水性エマルジョン塗料の填料
としては、炭酸カルシウムが使用されている。使用され
ている炭酸カルシウムは、重質炭酸カルシウム、軽質炭
酸カルシウム及びコロイド炭酸カルシウムに大別され、
これらは用途によって適宜使い分けされている。 【0003】重質炭酸カルシウムは、粒径が1〜20μ
mで不定形粗大粒子である。軽質炭酸カルシウムは、一
次粒子が1〜4μmの紡錘状の形状をしている。コロイ
ド炭酸カルシウムは、粒径が0.05〜0.1μmで比
較的分散している。 【0004】重質又はコロイド炭酸カルシウムは、不定
形または立方体の形状をしている。また、軽質炭酸カル
シウムは、一次粒子は紡錘形をしているが、凝集体とし
て存在しているのが実状である。このため、水性エマル
ジョン塗料に配合した場合、これらの炭酸カルシウムは
細密充填される。 【0005】近年、環境や衛生上の問題から、溶剤型塗
料から水性塗料に移行しつつある。このため、水性エマ
ルジョン塗料の利用分野が拡大し、色々な用途で使用さ
れるようになってきている。こららの用途の中で、例え
ば屋根瓦のような用途に使用した場合、塗膜が熱で収縮
を起こし、亀裂や膨れの原因となるという問題がある。
また、自動車のアンダーコート用の場合は、焼き付け乾
燥をおこなうため、塗膜の膨れや亀裂が発生するという
問題がある。 【0006】また、特開平07-166097 にガラス繊維、ア
スベスト、セラミック繊維、珪藻土等の無機質系繊維を
配合した水系エマルジョン塗料が提案されている。しか
し、ガラス繊維は比較的粒径が大きく、また、かなり高
価なものとなり、取り扱いも大変である。また、アスベ
ストは物性は良好であるが、人体に対する有害性が懸念
される。更に、セラミック繊維は高価である。珪藻土、
セピオライトは天然品であるため粒径のバラツキがあ
る。また、細かい繊維を使用しているため、分散性が悪
く、スプレー作業性を低下する問題がある。 【0007】また、特開平07-166097 に記載されている
以外の無機繊維としては、合成品では、チタン酸カリウ
ムウィスカー、塩基性硫酸マグネシウムウィスカー、ゾ
ノトライト、ホウ酸アルミニウムウィスカー、石膏ウィ
スカーがあり、天然品では、ウォラストナイトがある。
これらの繊維は、亀裂や膨れに対する効果が認められる
ものの、微妙な粒径制御をすることが難しく、分散性及
びエマルジョン塗料の親和性も十分でなく、また、スプ
レーの作業性も満足できるものではない。従って、これ
らのウィスカーでは当分野での亀裂、膨れ防止等に対す
る効果が十分でない。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みなされたもので、特定のウィスカー状の炭酸カルシ
ウムを一定量配合することにより、塗膜形成時、即ち焼
き付け乾燥時の亀裂や膨れを防止し、また、塗装後の熱
変化に因る塗膜の収縮を抑えて亀裂や剥離を発生せず、
しかも、スプレー作業性にすぐれ、該塗膜を実用化に支
障のない厚さに形成することができる水性エマルジョン
塗料を提供することを目的とする。 【0009】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため鋭意検討を行った結果、水性エマルジョン塗料
に対し、特定のウィスカー状炭酸カルシウムを一定量配
合することにより、焼き付け乾燥時の膨れや亀裂の発生
を防止することができ、スプレーの作業性も良好である
とともに、塗装後の熱変化にも対しても収縮による亀裂
や剥離を発生しない塗膜を形成できることを見い出し、
本発明を完成した。即ち、本発明は長径3〜50μm、
短径0.3〜2.0μmであり且つアスペクト比(長径
/短径)が5〜50であり、BET比表面積が25m2
g以下であり、かさがJIS K5101により測定し
た値で、7.0〜15.0ml/gであるウィスカー状炭
酸カルシウムを0.5〜30重量%含有せしめたことを
特徴とする水性エマルジョン樹脂塗料組成物を内容とす
るものである。本発明は特定のウィスカー状炭酸カルシ
ウムを特定量含有せしめたことによって、充填剤の細密
充填を防ぎ、水の揮発性を促進させるとともに、充填剤
と樹脂とが絡み合うことによって塗膜の収縮を抑制する
ため、塗膜の亀裂や膨れを防止でき、また、スプレー性
等の塗装の作業性も良好となるものと考えられる。 【0010】本発明に用いられるウィスカー状炭酸カル
シウムは、例えば特開平3−88714、同4−321
515号等に記載された方法で製造すればよく、水スラ
リーまたは粉体として水性エマルジョン塗料に配合され
る。本発明に用いられるウィスカー状炭酸カルシウム
は、長径が好ましくは3〜50μm、より好ましくは5
〜40μm、短径が好ましくは0.3〜2.0μm、よ
り好ましくは0.5〜1.6μmである。長径が3μm
未満、短径が0.3μm未満では、塗膜の亀裂が起こり
やすく、長径が50μmを越え、短径が2.0μmを越
える場合は表面平滑性が劣る傾向がある。尚、ウィスカ
ー状炭酸カルシウムの粒子径は、電子顕微鏡で測定した
値の平均をいう。 【0011】ウィスカー状炭酸カルシウムのアスペクト
比(長径/短径)は、5〜50が好ましい。5未満では
塗膜の亀裂を防止することはできず、また、50を越え
る場合はウィスカーが絡み合って亀裂の防止は可能であ
るが、スプレーの作業性が悪くなる傾向がある。 【0012】本発明に用いられるウィスカー状炭酸カル
シウムのBET比表面積は25m2/g以下が好ましく、
より好ましくは20m2/g以下である。BET比表面積
が25m2/gより大きい場合は、水性エマルジョン塗料
の粘性が増加するとともに、亀裂を防止することが困難
となる傾向がある。 【0013】またウィスカー状炭酸カルシウムのかさは
JIS K5101「顔料試験方法、見かけ比容(静置
法)」により測定した値で7.0〜15.0ml/gであ
ることが好ましい。かさが7.0ml/g未満では塗膜の
亀裂を防止することができず、15.0ml/gを越える
とスプレー作業性が悪くなる。 【0014】本発明で用いられるウィスカー状炭酸カル
シウムは、必要に応じて、表面処理され、例えば、脂肪
酸、ロジン、α,β不飽和カルボン酸等の界面活性剤、
または、チタネート、シランカップリング剤で表面処理
を行えばよい。 【0015】本発明において、ウィスカー状炭酸カルシ
ウムの含有量は0.5〜30重量%、好ましくは1〜2
0重量%である。ウィスカー状炭酸カルシウムの含有量
が0.5重量%より少ないと亀裂の防止効果を十分に発
揮することができない。また、ウィスカー状炭酸カルシ
ウムの含有量が30重量%より多いと、塗料の粘性がア
ップし作業性が悪くなる。 【0016】本発明の水性エマルジョン塗料には、上記
成分以外に、必要に応じて、他の充填剤、消泡剤、増粘
剤、分散剤、潤滑剤、感熱ゲル化剤、造膜助剤などの1
種又は2種以上を配合することができる。 【0017】本発明に用いられる他の充填剤としては、
例えば重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、コロ
イド炭酸カルシウム、クレー、酸化チタン、硫酸バリウ
ム等が挙げられ、これらは単独又は2種以上組み合わせ
て用いられる。 【0018】消泡剤は、低粘度のエマルジョンやエマル
ジョン混合物が攪拌によって泡が生じ易いので、泡の発
生を少なくすると共に、いったんできた泡を消し易くす
る目的で配合されるもので、公知のものが使用される。 【0019】増粘剤は、充填剤の分散を助けて沈降を防
ぎ、塗料の安定を良くすると共に、適度の粘度に仕上
げ、スプレー性とチキソ性の両者のバランスを得るため
のもので、例えば、メチルセルロース、ヒドロキシエチ
ルセルロース、カルボキシメチルセルロース、たんぱく
質、ポリビニルアルコール、アクリル酸ナトリウムなど
のが挙げられ、これらは単独又は2種以上組み合わせて
用いられる。 【0020】分散剤は、充填剤が水中に分散されるのを
助けるためのもので、各種のポリリン酸ソーダ等の界面
活性剤を用いることができる。 【0021】潤滑剤は、感熱ゲル化剤、造膜助剤は、そ
れぞれ公知のものが使用される。 【0022】本発明に用いられる樹脂としては特に制限
されず、水性エマルジョン塗料の使用可能な樹脂が使用
でき、例えばポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、スチレ
ン−ブタジエンゴムなどが挙げられ、これらは単独又は
2種以上組み合わせて用いられる。 【0023】本発明の水性エマルジョン樹脂塗料組成物
は、上記成分を混合することによって調製することがで
きる。例えば、ラテックス(樹脂)、充填剤、分散剤、
湿潤剤、その他を粗練りした後、感熱ゲル化剤、増粘剤
などを加えて分散させ、更に消泡剤などを加えて脱泡
し、本発明の水性エマルジョン樹脂塗料組成物からなる
塗料を調製することができる。分散機はサンドグライニ
ングミル等の媒体ミルや高速ディスパーを用いることが
好ましい。また、ウィスカー状炭酸カルシウムは形状を
維持するため、分散工程の最後に投入することが望まし
い。 【0024】本発明の水性エマルジョン樹脂塗料組成物
からなる塗料は、自動車のタイヤハウス、床裏、フロン
トエプロンの部分へのアンダーコート用塗料や、一般の
建築塗料などにも利用可能である。塗装方法はスプレー
ガンにより塗装することが可能であり、ローラー塗りす
ることも可能である。 【0025】乾燥条件は、自動車のアンダーコートの場
合、例えば室温で10〜60分間置いた後、最初に11
0℃程度で8〜12分間程度乾燥し、次いで120〜1
50℃で20〜30分間乾燥し、最後に120〜150
℃で20〜30分間乾燥する条件を採用することができ
る。 【0026】 【実施例】以下、実施例と比較例を示して本発明を更に
具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら制限さ
れるものではない。尚、以下の記載において、特に断ら
ない限り、部は重量部、%は重量%を表す。 【0027】実施例1〜3、比較例1,2 ウィスカー状炭酸カルシウム(丸尾カルシウム工業株式
会社製、長径:25μm、短径:1μm、アスペクト
比:25、BET比表面積:4.5m2/g、かさ:1
2.0ml/g)を用いて、表1に示した配合で建築塗料
用の水性エマルジョン塗料を調製し、得られた塗料の粘
度、スプレー作業性、焼き付け乾燥時の亀裂・膨れを下
記の方法により評価した。評価結果を表1に示す。 【0028】〔粘度〕BH型粘度計(No.7ロータ
ー、20rpm )により、20℃における粘度を測定し
た。 【0029】〔スプレー作業性〕エアレススプレーを用
い、試料温度20℃、吹付圧力12MPa(122kgf
/cm2 )、ノズルチップ#729(グレー製)、吹付距
離30cm、ポンプ45:1の条件でスプレーを行い、パ
ターン幅、表面肌、吐出量をチェックし判断した。 【0030】〔焼き付け乾燥時の亀裂・膨れ〕電着塗装
を施したスチール板上に試料を塗布し、室温で10分間
放置した後、予備乾燥を90℃で10分間行い、更に焼
き付けを130℃で20分間行い、塗膜の膨れ、亀裂発
生を目視にて観察した。 【0031】 【表1】【0032】実施例4〜6、比較例3,4 実施例1〜3、比較例1、2で使用したウィスカー状炭
酸カルシウムを用いて、表2に示した配合で自動車のア
ンダーコート用の水性エマルジョン塗料を調製し、得ら
れた塗料の特性を結果した。評価結果は表2に示す。 【0033】 【表2】【0034】比較例5〜7 表3に示した各種のウィスカー状炭酸カルシウムを用い
た他は実施例5と同様にしてアンダーコート用の水性エ
マルジョン塗料を調製し、塗料の特性を評価した。評価
結果を表3に示す。尚、比較の便宜のために実施例5の
結果も併せて示した。 【0035】 【表3】【0036】上記表1〜表3の結果から明らかなよう
に、特定のウィスカー状炭酸カルシウムを特定量配合す
ることにより、スプレー作業性に優れている上、亀裂・
膨れがなく密着性の良好な塗膜を形成し得ることが認め
られた。 【0037】 【発明の効果】本発明の水性エマルジョン樹脂塗料組成
物は、スプレー作業性が良好で、亀裂や膨れがなく均一
な塗膜を形成することができる。また、塗装後も熱変化
による塗膜の収縮を抑え、亀裂や剥離の発生を防止し、
良好な外観を維持することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C09D 5/02 C09D 5/02 7/12 7/12 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09D 1/00 - 201/10 C08K 3/26 C08K 7/08

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 長径3〜50μm、短径0.3〜2.0
    μmであり且つアスペクト比(長径/短径)が5〜50
    であり、BET比表面積が25m2/g以下であり、かさ
    がJIS K5101により測定した値で、7.0〜1
    5.0ml/gであるウィスカー状炭酸カルシウムを0.
    5〜30重量%含有せしめたことを特徴とする水性エマ
    ルジョン樹脂塗料組成物。
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KR100395786B1 (ko) * 2000-11-06 2003-08-25 김수웅 건축자재용 코팅제 제조방법

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