(57)【要約】【課題】加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料の下塗り剤として好適なバリアコート組成物を提供する。【解決手段】このバリアコート組成物は、珪酸リチウム水溶液と、無機化合物充填剤と、撥水剤とを必須成分とする。珪酸リチウムは、一般式Ｌｉ2 О・ｎＳｉО2 （式中ｎはＳｉО2 ／Ｌｉ2 О重量モル比  ｎ＝３〜７）で表される珪酸リチウム水溶液であり、無機化合物充填剤は、重量平均フレーク径が４０μｍ以下のマイカであり、撥水剤は、水溶性のアルカリ・アルキルシリコネートである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料の下塗り剤となるバリアコート組成物であって、
珪酸リチウム水溶液と、無機化合物充填剤と、撥水剤とを必須成分とすることを特徴とするバリアコート組成物。
【請求項２】
前記珪酸リチウムは、一般式Ｌｉ2 О・ｎＳｉО2 （式中ｎはＳｉО2 ／Ｌｉ2 О重量モル比  ｎ＝３〜７）で表される珪酸リチウム水溶液であり、
前記無機化合物充填剤は、重量平均フレーク径が４０μｍ以下のマイカであり、
前記撥水剤が、水溶性のアルカリ・アルキルシリコネートである請求項１記載のバリアコート組成物。
【請求項３】
珪酸リチウム固形分１００重量部に対して、無機化合物充填剤を２５〜１５０重量部、撥水剤固形分を３〜２０重量部含む請求項１又は２記載のバリアコート組成物。
【請求項４】
珪酸リチウム固形分１００重量部に対して、無機着色剤を５〜４０重量部含む請求項１又は２又は３記載のバリアコート組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料の下塗り剤となるバリアコート組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
加熱硬化型水性アルカリ（ナトリウム、カリウム）珪酸塩塗料（以下、適宜アルカリ珪酸塩塗料と記す）には、それをアルミニウム合金、亜鉛メッキ鋼板、亜鉛合金やマグネ合金などの塩基腐食金属材料製の基材に直接、塗装／加熱硬化すると、該塗料が金属材料と反応して水素ガスが発生し、塗膜がフクレるという致命的な欠点がある。この問題を解決する手立てとしては、アルカリ珪酸塩塗料と塩基腐食金属材料との直接的な接触を防ぐという手法があり、例えばアルミニウム合金では、該合金への塗装に先立って、その表面に陽極酸化皮膜いわゆるアルマイトを形成している（例えば特許文献１、２参照）。これによれば、塗料と基材の直接的な接触を制御できるので、塗膜のフクレを効果的に防ぐことができる。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−０１９５８７号公報
【特許文献２】特開２００３−０５５７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
問題は、アルマイト処理用の設備は極めて大規模且つ高額であるため、塗装工場において当該設備を導入することは費用的に大きな負担であり、塗装コストの増加が避けられないことにある。アルマイト処理を外注した場合には、自工場で処理する場合に比べてコスト高となるほか、管理負担が多大に掛かる。加えて、アルミニウム合金以外の他の金属、すなわち、亜鉛メッキ鋼板、亜鉛合金やマグネ合金などにおいては、アルミニウム合金におけるアルマイト処理のごとく、金属材料とアルカリ珪酸塩塗料との接触を制御する方法さえ見出せておらず、アルカリ系塗料をこれら金属材料に適用することは不可能な状況となっていた。
【０００５】
アルカリ珪酸塩塗料が、水系で環境にやさしく、資源のあり方に配慮した塗料であり、しかも高耐候性、耐汚染性、防カビなどの優れた特性を備えているにもかかわらず、大きな進展が見られないのは、上述のように適用可能な基材の種別に限定があることと、一般の塗装工場では処理できない工程が入るために、処理費が塗装コストに跳ね返ることに他ならないと考える。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであり、基材（特に塩基腐食金属材料）に対する加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料の下塗り剤として好適なバリアコート組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかるバリアコート組成物に求められる条件としては、（１）加熱に際して塩基腐食金属材料と反応しないこと。（２）塩基腐食金属材料との密着性がよいこと。（３）バリアコート皮膜と加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗膜との密着性がよいこと。（４）仕上がった加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗膜が本来の性能を保持していること。などを挙げることができる。本発明者等は鋭意研究の結果、珪酸リチウム水溶液に無機化合物充填剤と撥水剤を含有させたものが、上記条件を良好に満たすことを見出して本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち本発明は、加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料の下塗り剤となるバリアコート組成物であって、珪酸リチウム水溶液と、無機化合物充填剤と、撥水剤とを必須成分とすることを特徴とする（請求項１）。加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料の具体例としては、例えば特開平１０−３３０６４６号公報に開示されている水性無機塗料を挙げることができる。本発明に係るバリアコート組成物は、特に塩基腐食金属製の基材上に対して、加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗膜を形成する際の下塗り剤として用いられて好適である。ここで言う塩基腐食金属材料とは、例えばアルミニウム合金、亜鉛メッキ鋼板、亜鉛合金、マグネ合金などを言う。
【０００９】
具体的には、珪酸リチウムは、一般式Ｌｉ2 О・ｎＳｉО2 （式中ｎはＳｉО2 ／Ｌｉ2 О重量モル比  ｎ＝３〜７）で表される珪酸リチウム水溶液であり、無機化合物充填剤は重量平均フレーク径が４０μｍ以下のマイカであり、撥水剤は水溶性のアルカリ・アルキルシリコネートである（請求項２）。ＳｉО2 ／Ｌｉ2 О重量モル比ｎが３未満のもの（試験例では3.２未満）は、液が不安定で結晶が析出するため使用できず、ｎが７を超えるものは、基材との密着性に問題が生じる。具体的には、ＳｉО2 ／Ｌｉ2 О重量モル比ｎが７を超えると、沸騰水試験においてフクレを生じたり、耐湿試験で皮膜剥離などが見られた。
【００１０】
無機化合物充填剤を添加することにより、当該バリアコート組成物の塗装作業性の向上を図ることができる。何よりも、かかる無機化合物充填剤には、バリアコート組成物の塗装／加熱硬化時において、当該組成物中の水をスムーズに膜外へ飛散させる効果が求められ、本発明においてはマイカが最適である。
【００１１】
すなわち、本発明者等の知見によれば、バリアコート組成物の塗装／加熱硬化後において皮膜中に水分が１％以上残存していると、加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料を加熱硬化させるステージで、この水分が水蒸気となり、アルカリ珪酸塩系塗膜を突き破って膜外へ出て、このときにアルカリ珪酸塩塗膜に微細な孔を作り、その表面をざらつかせる結果となる。その点マイカを含ませて、バリアコート組成物中の水をスムーズに膜外へ飛散させることができるようにしてあると、上記問題をよく解消できる。
【００１２】
かかるマイカの種別は特に問うものではないが、その重量平均フレーク径が４０μｍ以下の範囲にあることが好ましい。４０μｍを超えるものは、塗装作業性に難を生じるほか、バリアコート皮膜の表面がザラツキ気味になり、好ましくない。
【００１３】
無機化合物充填剤の添加量は、珪酸リチウム固形分１００重量部に対して、２５〜１５０重量部の範囲にあることが好ましい。２５重量部未満では、バリアコート組成物の塗装作業性の悪化を招くのみならず、当該組成物中の水分をスムーズに膜外へ飛散させる効果が不安定となる。１５０重量部を超えると、当該組成物は粉体リッチとなり、バリアコート皮膜は、過大な多孔質皮膜となる。このため、当該皮膜上に加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料を塗布すると、孔中に塗料が入って該孔中の空気と入れ替わるときにフクレを呈したり、塗料の加熱硬化中にフクレを発生したりする。１５０重量部を超えると、基材との密着性にも悪影響を与える結果となり、沸騰水試験や耐湿試験でフクレや剥離などを呈する。
【００１４】
バリアコート皮膜中の水分をスムーズに膜外へ飛散させることができるという作用効果は、換言すれば、無機化合物充填剤を添加することによってバリアコート皮膜が微細な多孔質皮膜となり、当該孔を通して水分を飛散させることができるようになっていることを意味する。しかるに、バリアコート皮膜上にアルカリ珪酸塩塗膜を形成したのちに、塗装基材を水に浸漬すると、とくにアルカリ珪酸塩塗膜のない塗装基材の端面などから、上記の孔を介して水分が皮膜内へ浸透するおそれがある。これを防ぐために、本発明では撥水剤を必須成分として、バリアコート皮膜内への水分の浸透を防いでいる。
【００１５】
本発明に用いられる撥水剤には、水への分散能、あるいは溶解能を有することと、加熱工程に耐え得ることができることが要件とされる。種々の化合物を検討した結果、水溶性のアルカリ・アルキルシリコネートが最適である。
【００１６】
撥水剤の添加量は、珪酸リチウム固形分１００重量部に対して、有効成分固形物で３〜２０重量部の範囲であることが好ましい。３重量部未満では、塗装基材の端面からの水の浸透を阻止することができず、２０重量部を超えると、水の浸透は阻止できるものの、バリアコート皮膜の表面の撥水性が強くなりすぎて、その表面に塗布される加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料をはじいて良好な仕上がりを得ることができない。高価な撥水剤を多量に含ませることは不経済でもある。以上より、撥水剤の好ましい添加量は、珪酸リチウム固形分１００重量部に対して、有効成分固形物で３〜２０重量部の範囲である。
【００１７】
バリアコート組成物には、その上に塗装されるアルカリ珪酸塩塗料の色安定性を図るために無機着色剤を含ませることができる。すなわち、バリアコート組成物の存在により、加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料の色合いが損なわれることを防ぐために、バリアコート組成物には無機着色剤を混合して、当該バリアコート皮膜が加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料の色に近似するものとなるようにすることが好ましい。
【００１８】
無機着色剤の添加量は、珪酸リチウム固形分１００重量部に対して、５〜４０重量部の範囲にあることが好ましい。５重量部未満では着色力が弱く、４０重量部を超えると、不経済であるばかりか当該バリアコート組成物が粉体過多となり、基材に対する密着性を阻害する。要するに、加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料の色に近似させるに足る量を、バリアコート組成物に混合すればよい。
【００１９】
また、塗装性を改善するために、当該バリアコート組成物に水を添加できることは言うまでもない。
【００２０】
本発明に係るバリアコート組成物は、良く脱脂して水濡れの良好になった塩基腐食金属製の鋼板に塗装し、常温からおよそ１０分程度かけて１４０度以上の硬化温度にまで昇温したのち、当該硬化温度で１０分以上キープし水分を膜外へ飛散せしめたのち、塗装鋼板を室温まで冷却してバリアコート皮膜を形成する。次いで、このバリアコート皮膜上に、加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料を、その仕様に基づいて塗装・加熱硬化させて、アルカリ珪酸塩塗膜を形成する。
【００２１】
バリアコート皮膜の膜厚は、５〜５０μｍの範囲とすることが好ましい。５μｍ未満では基材（塩基腐食金属性の鋼板）をバリアーするに足らず、５０μｍを超えると、加熱時に皮膜から水が容易に抜け難く、フクレや爪飛びのような現象が発生し、有効な皮膜が得られない。さらに、安定性（塗装のしやすさ）や経済性を考慮すると、１０〜４０μｍの範囲にすることが好ましい。
【００２２】
バリアコート組成物は、特に加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料を塩基腐食金属材料に塗布する際に用いられて好適であるが、鋼材、ステンレス材、チタン材などの塩基腐食性のない基材の下塗り剤としても使用できることは言うまでもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下の実験１〜８により、本発明に係るバリアコート組成物の特性及び、各種数値の臨界的意義を明らかにする。
【００２４】
（実験１：バリアコート組成物（珪酸リチウム）の塩基腐食金属材料に対するバリアー性）
モル比3.４の珪酸リチウム（珪酸リチウム３５、日本化学工業（株）製）水溶液の固形分１００重量部に対して、無機化合物充填剤としてのマイカ（クラライトマイカ４００Ｗ、（株）クラレ製）を１００重量部、および水を全組成物中４５０重量部になるように混合した組成物をポリ容器の中に入れ、さらに、分散媒体として２mmφチタンビーズを加えて、ペイントシェーカーで１時間混合分散して、本発明に係るバリアコート組成物（但し撥水剤無し）を得た。
【００２５】
次に、市販のアルミニウム合金板（Ａ１１００、１００×１００×２mm、（サンドペーパーで、アルミ合金板表面にある酸化皮膜を研磨して除去し、市販のアルカリ脱脂剤で脱脂、水洗いしたもの））、市販の溶融亜鉛めっき鋼板（１００×１００×２mm（サンドペーパーで研磨し洗浄したもの））、および市販のマグネシウム合金板（ＡＺ６１、１００×１００×２mm（酸洗し洗浄したもの））に、先のバリアコート組成物を硬化皮膜厚さでおよそ２０μｍの厚み寸法となるようにスプレー塗装した。これらを電気炉で常温から２００℃まで約１０分間かけて昇温し、さらに２００℃で１０分間保持したのち、電気炉から取り出して常温まで冷却した。
【００２６】
市販のモル比３の珪酸カリウム水溶液（Ａ珪酸カリ、日本化学工業（株）製）、およびモル比３の珪酸ナトリウム水溶液（Ｊ珪酸ソーダ３号、日本化学工業（株）製）のそれぞれ１００ｇに対して、白色酸化チタン（ＴＩＴＡＮＩＸ  ＪＲ−６００Ｅ、テイカ（株）製）１０ｇ、無機化合物充填剤としてのマイカ（クラライトマイカ３００Ｗ、（株）クラレ製）１０ｇ、塗装適正を得るための水２０ｇ、分散媒体として２mmφチタンビーズを加えて、先と同様にペイントシェーカーで１時間混合分散して、カリウム系とナトリウム系の２種の加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料を得た。
【００２７】
先に作製したバリアコート組成物の塗装板に、両塗料を硬化皮膜厚さで、およそ２０μｍとなるようにスプレー塗装した。比較のためバリアコート組成物を塗装しない板に同様に塗装して、全ての試験板を電気炉で常温から２００℃までおよび１０分間かけて昇温し、さらに２００℃で２０分間保持したのち、電気炉から取り出し、塗膜のフクレの有無を目視で観察した。その結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
表１より、珪酸リチウムは、アルカリ度の大きい、換言すればモル比の小さい溶液でも塩基腐食金属と反応しないことがわかる。また、バリアコートの有無からも明らかなように、バリアコートの無いものは、加熱硬化型珪酸アルカリ塗料の加熱時において、塩基腐食金属と激しく反応し、水素ガスを発生して塗膜のフクレや剥離が見られた。一方、バリアコートの有るものはフクレは見られず、したがって本発明の有効成分である珪酸リチウムが、加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料の下塗り剤として極めて有効であることが確認できた。
【００３０】
（実験２：バリアコート組成物中の撥水剤の役割）
モル比3.４の珪酸リチウム（珪酸リチウム３５：同上）水溶液と、モル比7.８の珪酸リチウム（商品名：珪酸リチウム７５、日本化学工業（株）製）水溶液を７：３の割合で混合した水溶液の固形分１００重量部に対して、無機化合物充填剤としてのマイカ（クラライトマイカ３００Ｗ  （株）クラレ製）を８０重量部、白色酸化チタン（Ｒ−５５０、石原産業（株）製）２０重量部、撥水剤としてのアルカリ・アルキルシリコネート（ドライシールＣ、東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製）を、表２に示すように固形分（有効成分）で０〜２０重量部まで変化させ、その夫々を混合分散させて、８種のバリアコート組成物を調整した。
【００３１】
次に、実験１と同様に処理したアルミニウム合金板（Ａ１１００、１００×１００×２mm）に、上記８種のバリアコート組成物のそれぞれを、実験１と同条件で塗装・硬化し、室温まで冷却して、８個の塗装鋼板を得た。加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料としては、特願平９−１５７３３９号公報に開示されている水性純無機塗料を用いた。具体的には、可溶性珪酸カリウム（Ａ珪酸カリ（同上））２５０ｇと、水性シリカゾル（スノーテックス２０、日産化学工業（株）製）２６０ｇと、アニオン系有機化合物（ＴＳＷ−８７０、ＧＥ東芝シリコーン（株）製）３ｇを混合して、９０〜１００℃で３０分加熱・攪拌し、水を加えて全量が６３０ｇにしてモル比5.４、２４％水溶液を得て、この水溶液３２０ｇに、無機顔料（白色ルチル型酸化チタン）Ｒ−５５０（同上）１５ｇ、無機充填剤（クラライトマイカ４００Ｗ、（株）クラレ製）２０ｇ、および水１０ｇを加えて、実験１と同様に塗料化した。次に、先に作製した８個の塗装鋼板のそれぞれに、この塗料を硬化膜厚がおよそ２５μｍとなるように塗布して、８個の試験体を得た。
【００３２】
【表２】
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【００３３】
それぞれの試験体を水中に１０時間浸漬したとき、および沸騰水中に２時間浸漬したときの水の塗膜への浸透の有無を目視にて観察した。その結果を表２に示す。なお、表中の○は塗膜への浸透が観察されなかったもの、△は僅かに浸透が観察されたもの、×は顕著に浸透が観察されたものを示している。
【００３４】
表２より、撥水剤の添加は、水の塗膜への浸透防止に一役を果たしていることがわかる。その添加量は、珪酸リチウム固形分換算１００重量部に対する撥水剤固形分（有効成分）で３重量部以上であれば好ましく、経済性を考慮するならば３〜１０重量部が最も好ましい範囲である。
【００３５】
（実験３：珪酸リチウムのモル比と塩基腐食金属材料に対するバリアー性）
モル比3.４の珪酸リチウム水溶液（同上）水溶液と、モル比7.８の珪酸リチウム水溶液（同上）を混合し、あるいは単独で用いて、表３に示すようなモル比を有する７種の水溶液を得た。各水溶液の固形分１００重量部に対して、無機化合物充填剤としてのクラライトマイカ３００Ｗ（同上）を８０重量部、白色酸化チタン、Ｒ−５５０（同上）を２０重量部、撥水剤としてのアルカリ・アルキルシリコネート、ドライシール（同上）を固形分（有効成分）で６重量部混合し、実験１と同様に、各々のモル比のバリアコート組成物を作成した。
【００３６】
次に、実験１と同様に処理したアルミニウム合金板（Ａ１１００、１００×１００×２mm）に、上記各バリアコート組成物を実験１と同様の方法で塗装し、７個の塗装鋼板を得た。さらに、これら塗装鋼板のバリアコート皮膜上に、加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料としての実験２で用いた塗料を塗装し、７個の試験体を得た。
【００３７】
夫々の試験体に対して、実験２と同様の水中浸漬試験および沸騰水浸漬試験を行い、評価を行った。加えて、沸騰水中での塗膜のフクレの有無を目視で観察した。その結果を表３に示す。なお、水および沸騰水浸透に係る評価は、実験２と同様である。沸騰水中での塗膜のフクレの有無は、○はフクレなし、△は僅少フクレが観察されたもの、×は顕著にフクレ、剥離が観察されたものを示している。
【００３８】
【表３】
2006022251.tif 000004
【００３９】
表３より、有効な珪酸リチウムのモル比は、およそ３〜７の範囲にあることがわかる。なお、モル比が３未満では、液が不安定で使用することができなかった。
【００４０】
（実験４：バリアコート組成物中の無機充填剤（マイカ）の添加量と、バリアー性との関係）
モル比4.５の珪酸リチウム水溶液（珪酸リチウム４５、日本化学工業（株）製）と、モル比7.８の珪酸リチウム水溶液（同上）を７：３の割合で混合した水溶液の固形分１００重量部に対して、無機化合物充填剤としてのクラライトマイカ３００Ｗ（同上）を表４に示すような０〜１６０重量部の範囲で７段階の割合で混合させて、７種のバリアコート組成物を作成した。各バリアコート組成物における他の成分は、珪酸リチウム１００重量部に対して、白色酸化チタン（Ｒ−５５０（同上））２０重量部、撥水剤としてのアルカリ・アルキルシリコネート（ドライシールＣ（同上））固形分（有効成分）で７重量部の一定とした。次に、市販の亜鉛メッキ鋼板（１００×１００×0.５mm、市販のアルカリ脱脂剤で脱脂、水洗いしたもの）に、上記の各バリアコート組成物を、実験１と同条件で硬化し、室温まで冷却した。さらに、これらの各バリアコート皮膜の上に、加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料として、実験２で用いた塗料を同条件で処理し、試験体を作成した。
【００４１】
【表４】
2006022251.tif 000005
【００４２】
夫々の試験体に対して実験３の沸騰水試験と同様の試験を行い、塗膜のフクレの有無を目視で観察した。沸騰水試験における塗膜フクレの有無の評価は、○：フクレなし、△：僅少フクレが観察される、×：顕著にフクレが観察される、とした。
【００４３】
表４より、バリアコート組成物中の無機化合物充填剤（マイカ）の適正な範囲は、２５〜１５０重量部であることがわかる。２５重量部未満では、バリアコート組成物中の水分が抜け難くガス化したまま気泡が存在して沸騰水試験での塗膜フクレとなって現れ、また１５０重量部を超えると、皮膜中の粉体過多となり、基材との密着が悪くなり、フクレたり、剥離を引き起こす。
【００４４】
（実験５：無機化合物充填剤（マイカ）の重量平均フレーク径（μ）と、塗装性および皮膜表面状態との関係）
モル比4.５の珪酸リチウム水溶液、珪酸リチウム４５（同上）の固形分１００重量部に対して、表５に示すような異なるフレーク径を有する５種の無機化合物充填剤（マイカ）を７０重量部混合させて、５種のバリアコート組成物を作成した。各バリアコート組成物における他の成分は、珪酸リチウム１００重量部に対して、白色酸化チタン（Ｒ−５５０（同上））２０重量部、撥水剤としてのアルカリ・アルキルシリコネート（ドライシールＣ（同上））固形分（有効成分）で７重量部とした。次に、実験１と同様に処理したアルミニウム板（Ａ１１００、３００×３００×２mm）に、上記の各バリアコート組成物を、実験１と同条件で硬化したときのスプレー塗装性とバリアコート皮膜の表面平滑性（仕上がり）を目視で観察した。その結果を表５に示す。
【００４５】
【表５】
2006022251.tif 000006
【００４６】
表５に示すように、無機化合物充填剤（マイカ）のフレーク径（μｍ）が、４０μｍを超えると、塗装性、出来上がった皮膜表面状態ともに不良となることがわかった。このことは、当該バリアコート皮膜上に乗せる加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料塗膜も平滑性に欠けた仕上がりの悪いものとなることを意味し、従って加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料の下塗り剤としては不適である。
【００４７】
（実験６：バリアコート皮膜厚さとバリアー性）
実験４と同様の組成物で、無機化合物充填剤、クラライトマイカ３００Ｗ（同上）を９０重量部にし、実験１と同様に処理したアルミニウム合金板（Ａ１１００、１００×１００×２mm）に硬化膜厚で、表６に示すような硬化膜厚で３〜５３μｍまで変化させて、スプレー塗装し、実験１と同条件で塗装・硬化した。さらに、これらのバリアコート皮膜上に、実験２で用いた加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料を塗布形成して、試験体を作成した。
【００４８】
【表６】
2006022251.tif 000007
【００４９】
夫々の試験体において、加熱硬化水性アルカリ珪酸塩塗料が硬化したときの塗膜状態を観察し、さらに実験３の沸騰水試験と同様の試験を行い、塗膜のフクレの有無を目視で観察した。沸騰水試験での塗膜フクレの有無の評価は、○：フクレなし、△：僅少フクレが観察された、×：顕著にフクレ、剥離が観察されたものを示している。
【００５０】
表６より、バリアコート皮膜の膜厚は、５〜５０μｍの範囲が好適であることがわかる。さらに、塗装安定性、経済性を鑑みると、１０〜４０μｍの範囲が好適である。実装では１０μｍ以下では均一に基材に塗布することが難しく、５μｍ以下のコート部分ができやすい。また、４０μｍを超えると経済的であるとは言えない。
【００５１】
（実験７：バリアコート組成物の最低硬化温度条件）
実験６のバリアコート組成物を用いて、硬化膜厚で１０〜３０μｍと、３１〜４０μｍの２種の皮膜厚さとなるように塗装を行った。これらを表７に示した温度で加熱して、塗装板を得た。そのその上に加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料を実験６と同様に、同条件で試験体を作成した。なお、本実験では、表７に示す温度で１０分間加熱した。
【００５２】
【表７】
2006022251.tif 000008
【００５３】
表７より、バリアコート組成物の最低硬化温度は１４０℃であることがわかる。１４０℃以下の温度では、水分がバリアコート皮膜中に残存して、この皮膜上に塗布される加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料の硬化時に、当該水分がガス化してフクレをつくる。かかる傾向は、とくに膜厚が厚くなると顕著に現れる。
【００５４】
（実験８：バリアコート組成物の性能）
表８に示すような塩基腐食金属に、実験６と同様のバリアコート組成物で硬化膜厚がおよそ２０μｍとなるようにスプレー塗装し、実験１と同条件で硬化し、各試験体を得た。
【００５５】
【表８】
2006022251.tif 000009
【００５６】
次に、各試験体を試験に供した。すなわち、耐沸騰水試験では、沸騰水に１０時間浸漬させた。耐アルカリ試験では、５％水酸化ナトリウム水溶液を各試験体表面に滴下し３０分放置した。耐酸試験では、５％硫酸水溶液を各試験耐表面に滴下し３０分間放置した。各試験の所定時間後の状態を表８に示す。
【００５７】
表８より、いずれの鋼板においても、バリアコート皮膜の有るものは試験体に変化はなく、耐沸騰水性および耐化学性に優れることがわかる。これに対して、バリアコート皮膜の無いものは、試験体に変化が見られ、耐沸騰水性や耐化学性に劣ることがわかる。加えて、アルミニウム・アルマイトとの比較からも明らかなように、このバリアコート皮膜が、素地を保護するに足る性能を示していることがわかる。
【実施例１】
【００５８】
実験例６と同じ調整方法でバリアコート組成物を調製し、これを実験１と同様に処理したアルミニウム合金板に、硬化膜厚で約２０μｍになるようにスプレー塗装した。この塗装板を電気炉にて室温から１８０℃まで、約１０分間かけて昇温したのち、１８０℃で１０分間保持し、その後に炉外に取り出して室温まで冷却して、バリアコート皮膜が形成された塗装鋼板を得た。
【００５９】
かかる塗装鋼板上に、実験２で使用した加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料を硬化膜厚で約２０μｍとなるようにスプレー塗装し、該塗装鋼板を電気炉にて室温から２２０℃まで約１０分間かけて昇温したのち、２２０℃で２０分間保持し、その後に炉外に取り出して、室温まで冷却した。以上のようにして得た試験体を、表９に示すような性能試験に供した。
【００６０】
【表９】
2006022251.tif 000010
【００６１】
表９より明らかなように、本発明に係るバリアコート組成物は、その上に加熱硬化される水性アルカリ珪酸塩塗料に対して、完全なバリアコート性を発揮するばかりか、水性アルカリ珪酸塩塗料塗膜の本来の性能を損なわないことが確認できた。
【実施例２】
【００６２】
モル比4.５の珪酸リチウム水溶液（珪酸リチウム４５（同上））と、モル比7.８の珪酸リチウム水溶液（珪酸リチウム７５（同上））とを５：５の割合で混合し、得られた珪酸リチウム水溶液の固形分１００重量部に対して、無機化合物充填剤として、マイカ（クラライトマイカ４００Ｗ（同上））を８５重量部、白色酸化チタン（Ｒ−５５０（同上））を２０重量部、撥水剤として、アルキリ・アルキルシリコネート（ドライシールＣ）を固形分で5.５重量部とを混合し、実験例１と同様の調製方法で、バリアコート組成物を調整した。
【００６３】
次に、表１０に示す各市販の塩基腐食金属材料を、市販アルカリ脱脂剤で洗浄、水洗いしてから、上記のバリアコート組成物を硬化膜厚で、および２０μｍとなるようにスプレー塗装した。この塗装鋼板を電気炉にて室温から１８０℃まで、約１０分間かけて昇温したのち、１８０℃で１０分間保持し、その後に炉外に取り出して室温まで冷却した。
【００６４】
この塗装鋼板上に、実験２で使用した加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料を硬化膜厚で約２０μｍとなるようにスプレー塗装し、該塗装板を電気炉にて室温から２２０℃まで約１０分間かけて昇温したのち、２２０℃で２０分間保持し、その後に炉外に取り出して、室温まで冷却した。以上のようにして得た試験体を、上記表９と同様の性能試験に供した。その結果を表１０に示す。
【００６５】
【表１０】
2006022251.tif 000011
【００６６】
表１０より明らかなように、実施例１と同様、本発明のバリアコート組成物は、その上に加熱硬化される水性アルカリ珪酸塩塗料に対して、完全なバリアコート性を発揮するばかりか、水性アルカリ珪酸塩塗料塗膜の本来の性能を損ねないことが確認された。
【実施例３】
【００６７】
モル比4.５の珪酸リチウム水溶液（珪酸リチウム４５（同上））と、モル比7.８の珪酸リチウム水溶液（珪酸リチウム７５（同上））とを６：４の割合で混合し、得られた珪酸リチウム水溶液の固形分１００重量部に対して、無機化合物充填剤として、マイカ（クラライトマイカ６００Ｗ（同上））を２０重量部、白色酸化チタン（Ｒ−５５０（同上））を２０重量部、撥水剤として、アルキリ・アルキルシリコネート（ドライシールＣ）を固形分で5.５重量部とを混合し、実験例１と同様の調製方法で、バリアコート組成物を調整した。
【００６８】
次に、市販のマグネシウム合金板（ＡＺ８０、７０×１５０×２mm）を市販のアルカリ脱脂剤で洗浄、水洗いしてから、上記のバリアコート組成物を硬化膜厚で、およそ１０μｍとなるようにスプレー塗装した。各塗装鋼板を電気炉にて室温から１８０℃まで、約１０分間かけて昇温したのち、１８０℃で１０分間保持し、その後に炉外に取り出して室温まで冷却した。
【００６９】
実験２で使用した加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料において、白色酸化チタンをパール顔料（商標名：Ｉｒｉｏｎｄｉｎ  ３００，Ｇｏｌｄ  Ｐｅａｒｌ，メルク・ジャパン（株）製）に変えて調製して得られた加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料を、上記の塗装鋼板上に、硬化膜厚で約２０μｍとなるようにスプレー塗装した。この塗装板を電気炉にて室温から２００℃まで約１０分間かけて昇温したのち、２００℃で２０分間保持し、その後に炉外に取り出して、室温まで冷却した。以上のようにして得た試験体を、上記表９と同様の性能試験に供した。その結果を表１１に示す。
【００７０】
【表１１】
2006022251.tif 000012
【００７１】
得られたアルカリ珪酸塩塗膜は、意図したとおりの素晴らしいゴールド色を呈するものであった。このことより、本発明に係るバリアコート組成物に適種の無機着色剤を適量含ませることにより、バリアコート皮膜上にアルカリ珪酸塩塗膜を色彩を損ねることなく形成できることが確認できた。また、表１１より明らかなように、本発明のバリアコート組成物は、その上に塗布形成される加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料に対して、完全なバリアコート性を発揮するものであり、性能上も申し分のないものであった。
【００７２】
以上詳しく説明したように、本発明に係るバリアコート組成物は、加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料の下塗り剤に求められる全ての要件（（１）加熱に際して塩基腐食金属材料と反応しないこと。（２）塩基腐食金属材料との密着性がよいこと。（３）バリアコート皮膜と加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料との密着性がよいこと。（４）仕上がった加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗膜が本来の性能を保持していること。）を良好に満たしている。換言すれば、本発明に係るバリアコート組成物を下塗り剤として用いることにより、平滑で美観に優れた加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗膜を、塩基腐食金属製の基材上にフクレや剥がれなどのなく安定的に形成することができる。
【００７３】
このバリアコート組成物は、アルマイト処理のような大掛かりな設備装置を必要とすることなく、公知のスプレー塗装によって塗装処理することができ、したがって、加熱硬化型水性アルカリ珪酸塩塗料の塗装コストの削減化に貢献できる。また、当該バリアコート組成物は、亜鉛処理鋼板やマグネシウム合金類などのごとく、アルマイト処理が不可能な塩基腐食性金属製の基材上にも塗布することが可能であり、従って、当該アルカリ珪酸塩塗料の適用範囲の拡大に大いに寄与できる。