(57)【要約】【課題】  無機バインダー用増粘剤及び無機系塗料において、少量の添加で無機バインダーの粘性を大きく上昇させて無機系塗料の塗装作業性を大きく向上させられること。【解決手段】  無機バインダー用増粘剤としてグァーガム系多糖類、キサンタンガム系多糖類、ローカストビーンガム系多糖類を用い、無機バインダーとして３号珪酸ナトリウム、珪酸リチウム、珪酸カリウム、コロイダルシリカ、エチルシリケートを用いたところ、各多糖類１ｗｔ％の添加で各無機バインダーの粘度が大きく上昇し、無機系塗料としてのタレ膜厚・成膜性も大きく向上して、塗装作業性に優れた無機系塗料が得られた。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
多糖類であることを特徴とする無機バインダー用増粘剤。
【請求項２】
前記多糖類はグァーガム系、キサンタンガム系またはローカストビーンガム系のいずれか１つまたは２つ以上であることを特徴とする請求項１に記載の無機バインダー用増粘剤。
【請求項３】
シリカ系無機バインダーと少量の多糖類を含有することを特徴とする無機系塗料。
【請求項４】
シリカ系無機バインダーと少量のグァーガム系、キサンタンガム系またはローカストビーンガム系のいずれか１つまたは２つ以上の多糖類を含有することを特徴とする無機系塗料。
【請求項５】
シリカ系無機バインダー１００重量部に対して、グァーガム系、キサンタンガム系またはローカストビーンガム系のうちいずれか１つまたは２つ以上の多糖類を０．１〜１０重量部含有することを特徴とする無機系塗料。
【請求項６】
アルカリシリケート、コロイダルシリカまたはアルキルシリケートのうちいずれか１つまたは２つ以上のシリカ系無機バインダーと少量のグァーガム系、キサンタンガム系またはローカストビーンガム系のいずれか１つまたは２つ以上の多糖類を含有することを特徴とする無機系塗料。
【請求項７】
アルカリシリケート、コロイダルシリカまたはアルキルシリケートのうちいずれか１つまたは２つ以上のシリカ系無機バインダー１００重量部に対して、グァーガム系、キサンタンガム系またはローカストビーンガム系のうちいずれか１つまたは２つ以上の多糖類を０．１〜１０重量部含有することを特徴とする無機系塗料。
【請求項８】
珪酸ナトリウム・珪酸カリウム・珪酸リチウム・アンモニウムシリケートのうちから選ばれるアルカリシリケート、コロイダルシリカ、またはメチルシリケート・エチルシリケート・プロピルシリケートのうちから選ばれるアルキルシリケートのうちいずれか１つまたは２つ以上のシリカ系無機バインダー１００重量部に対して、グァーガム系、キサンタンガム系またはローカストビーンガム系のうちいずれか１つまたは２つ以上の多糖類を０．１〜１０重量部含有することを特徴とする無機系塗料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機系塗料に主として用いられる水ガラス系バインダーを始めとする無機バインダーに適度な粘度特性を与える無機バインダー用増粘剤、及びかかる増粘剤を添加した無機バインダーを用いた無機系塗料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無機バインダーを用いた無機系塗料からなる塗膜においては、耐熱性、耐薬品性、膜強度等の機能性に優れているという特徴があり、無機バインダーとしては水ガラス系バインダーが主として用いられている。その中でも、アルカリシリケート（珪酸ナトリウム・珪酸カリウム・珪酸リチウム等）、コロイダルシリカ、アルキルシリケート（エチルシリケート等）等のシリカ系バインダーが特に優れている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、これらの無機バインダーを用いた無機系塗料は塗膜の機能性には優れているが、粘性が低いため塗装作業性が悪く、成膜性が悪い、垂れ易い、乾燥時に割れ易い等の欠点を有しているため、塗装条件（吐出量、外気温度、湿度、素材状態等）によって仕上りが異なり、塗料としての適用範囲が限定される。
【０００４】
そこで、本発明は、少量の添加で無機バインダーの粘性を大きく上昇させることができ、無機バインダーを用いた無機系塗料の塗装作業性を大きく向上させることができ、適用範囲を大きく拡げることができる無機バインダー用増粘剤及び無機系塗料の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明にかかる無機バインダー用増粘剤は、多糖類であるものである。
【０００６】
請求項２の発明にかかる無機バインダー用増粘剤は、請求項１の構成において、前記多糖類はグァーガム系、キサンタンガム系またはローカストビーンガム系のいずれか１つまたは２つ以上であるものである。
【０００７】
請求項３の発明にかかる無機系塗料は、シリカ系無機バインダーと少量の多糖類を含有するものである。
【０００８】
請求項４の発明にかかる無機系塗料は、シリカ系無機バインダーと少量のグァーガム系、キサンタンガム系またはローカストビーンガム系のいずれか１つまたは２つ以上の多糖類を含有するものである。
【０００９】
請求項５の発明にかかる無機系塗料は、シリカ系無機バインダー１００重量部に対して、グァーガム系、キサンタンガム系またはローカストビーンガム系のうちいずれか１つまたは２つ以上の多糖類を０．１〜１０重量部含有するものである。
【００１０】
請求項６の発明にかかる無機系塗料は、アルカリシリケート、コロイダルシリカまたはアルキルシリケートのうちいずれか１つまたは２つ以上のシリカ系無機バインダーと少量のグァーガム系、キサンタンガム系またはローカストビーンガム系のいずれか１つまたは２つ以上の多糖類を含有するものである。
【００１１】
請求項７の発明にかかる無機系塗料は、アルカリシリケート、コロイダルシリカまたはアルキルシリケートのうちいずれか１つまたは２つ以上のシリカ系無機バインダー１００重量部に対して、グァーガム系、キサンタンガム系またはローカストビーンガム系のうちいずれか１つまたは２つ以上の多糖類を０．１〜１０重量部含有するものである。
【００１２】
請求項８の発明にかかる無機系塗料は、珪酸ナトリウム・珪酸カリウム・珪酸リチウム・アンモニウムシリケートのうちから選ばれるアルカリシリケート、コロイダルシリカ、またはメチルシリケート・エチルシリケート・プロピルシリケートのうちから選ばれるアルキルシリケートのうちいずれか１つまたは２つ以上のシリカ系無機バインダー１００重量部に対して、グァーガム系、キサンタンガム系またはローカストビーンガム系のうちいずれか１つまたは２つ以上の多糖類を０．１〜１０重量部含有するものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明にかかる無機バインダー用増粘剤は、多糖類である。ここでいう「多糖類」は、所謂「狭義の多糖類」であって、溶解度・味・化学的性質が単糖と非常に異なる高分子化合物（通常７分子以上の単糖が縮合したもの）を意味する。本発明者は日夜鋭意研究の結果、多糖類が無機バインダーに対して少量の添加で大きな増粘効果を示すことを見出し、この知見に基づき本発明を完成させた。
【００１４】
このようにして、少量の添加で無機バインダーの粘性を大きく上昇させることができる無機バインダー用増粘剤となる。
【００１５】
請求項２の発明にかかる無機バインダー用増粘剤は、多糖類のうちグァーガム系、キサンタンガム系またはローカストビーンガム系のいずれか１つまたは２つ以上である。これらの多糖類は、シリカ系無機バインダーに対する増粘効果が取り分け優れており、極く少量の添加でシリカ系無機バインダーの粘性を大きく上昇させる。
【００１６】
このようにして、少量の添加で無機バインダーの粘性を大きく上昇させることができる無機バインダー用増粘剤となる。
【００１７】
請求項３の発明にかかる無機系塗料は、シリカ系無機バインダーと少量の多糖類を含有するものである。ここで、「シリカ系無機バインダー」とは、アルカリシリケート（珪酸ナトリウム・珪酸カリウム・珪酸リチウム・アンモニウムシリケート等）、コロイダルシリカ、アルキルシリケート（メチルシリケート・エチルシリケート・プロピルシリケート等）、等の珪酸化合物をいう。かかる無機バインダーに少量の多糖類を添加することによって、上述の如く無機バインダーの粘性が大きく上昇する結果、無機系塗料の塗装作業性が大きく向上し、成膜性が良好で垂れ難く、乾燥時に割れることもない。また、スプレー塗装だけでなく、ディップ塗装等も可能になり、小物部品から大面積の塗装まで、適用範囲が大きく拡がる。
【００１８】
このようにして、塗装作業性を大きく向上させることができ、適用範囲が大きく拡がる無機系塗料となる。
【００１９】
請求項４の発明にかかる無機系塗料は、シリカ系無機バインダーと少量のグァーガム系、キサンタンガム系またはローカストビーンガム系のいずれか１つまたは２つ以上の多糖類を含有する。前述の如く、多糖類の中でもグァーガム系、キサンタンガム系またはローカストビーンガム系は、シリカ系無機バインダーに対する増粘効果が取り分け優れており、極く少量の添加でシリカ系無機バインダーの粘性を大きく上昇させる。したがって、無機系塗料の塗装作業性が大きく向上し、成膜性が良好で垂れ難く、乾燥時に割れることもない。また、スプレー塗装だけでなく、ディップ塗装等も可能になり、小物部品から大面積の塗装まで、適用範囲が大きく拡がる。
【００２０】
このようにして、塗装作業性を大きく向上させることができ、適用範囲が大きく拡がる無機系塗料となる。
【００２１】
請求項５の発明にかかる無機系塗料は、シリカ系無機バインダー１００重量部に対して、グァーガム系、キサンタンガム系またはローカストビーンガム系のうちいずれか１つまたは２つ以上の多糖類を０．１〜１０重量部、より好ましくは０．５〜３重量部含有する。前述の如く、多糖類の中でもグァーガム系、キサンタンガム系またはローカストビーンガム系は、シリカ系無機バインダーに対する増粘効果が取り分け優れており、極く少量の添加でシリカ系無機バインダーの粘性を大きく上昇させる。したがって、シリカ系無機バインダー１００重量部に対して０．１〜１０重量部添加するだけで、無機系塗料の塗装作業性が大きく向上し、成膜性が良好で垂れ難く、乾燥時に割れることもない。また、スプレー塗装だけでなく、ディップ塗装等も可能になり、小物部品から大面積の塗装まで、適用範囲が大きく拡がる。
【００２２】
ここで、シリカ系無機バインダー１００重量部に対して０．１重量部未満の添加では増粘効果が小さいので好ましくなく、１０重量部を超えて添加すると膜の強度が小さくなるので好ましくない。
【００２３】
このようにして、塗装作業性を大きく向上させることができ、適用範囲が大きく拡がる無機系塗料となる。
【００２４】
請求項６の発明にかかる無機系塗料は、アルカリシリケート、コロイダルシリカまたはアルキルシリケートのうちいずれか１つまたは２つ以上のシリカ系無機バインダーと少量のグァーガム系、キサンタンガム系またはローカストビーンガム系のいずれか１つまたは２つ以上の多糖類を含有する。シリカ系無機バインダーの中でもアルカリシリケート、コロイダルシリカ、アルキルシリケートは、多糖類による増粘効果が取り分け大きく、極く少量の添加で粘性が大きく上昇する。したがって、無機系塗料の塗装作業性が大きく向上し、成膜性が良好で垂れ難く、乾燥時に割れることもない。また、スプレー塗装だけでなく、ディップ塗装等も可能になり、小物部品から大面積の塗装まで、適用範囲が大きく拡がる。
【００２５】
このようにして、塗装作業性を大きく向上させることができ、適用範囲が大きく拡がる無機系塗料となる。
【００２６】
請求項７の発明にかかる無機系塗料は、アルカリシリケート、コロイダルシリカまたはアルキルシリケートのうちいずれか１つまたは２つ以上のシリカ系無機バインダー１００重量部に対して、グァーガム系、キサンタンガム系またはローカストビーンガム系のうちいずれか１つまたは２つ以上の多糖類を０．１〜１０重量部、より好ましくは０．５〜３重量部含有するものである。
【００２７】
前述の如く、多糖類の中でもグァーガム系、キサンタンガム系またはローカストビーンガム系は、シリカ系無機バインダーに対する増粘効果が取り分け優れており、極く少量の添加でシリカ系無機バインダーの粘性を大きく上昇させる。また、シリカ系無機バインダーの中でもアルカリシリケート、コロイダルシリカ、アルキルシリケートは、多糖類による増粘効果が取り分け大きく、極く少量の添加で粘性が大きく上昇する。したがって、シリカ系無機バインダー１００重量部に対して０．１〜１０重量部添加するだけで、無機バインダーの粘性が大きく上昇する結果、無機系塗料の塗装作業性が大きく向上し、成膜性が良好で垂れ難く、乾燥時に割れることもない。また、スプレー塗装だけでなく、ディップ塗装等も可能になり、小物部品から大面積の塗装まで、適用範囲が大きく拡がる。
【００２８】
ここで、シリカ系無機バインダー１００重量部に対して０．１重量部未満の添加では増粘効果が小さいので好ましくなく、１０重量部を超えて添加すると膜の強度が小さくなるので好ましくない。
【００２９】
このようにして、塗装作業性を大きく向上させることができ、適用範囲が大きく拡がる無機系塗料となる。
【００３０】
請求項８の発明にかかる無機系塗料は、珪酸ナトリウム・珪酸カリウム・珪酸リチウム・アンモニウムシリケートのうちから選ばれるアルカリシリケート、コロイダルシリカ、またはメチルシリケート・エチルシリケート・プロピルシリケートのうちから選ばれるアルキルシリケートのうちいずれか１つまたは２つ以上のシリカ系無機バインダー１００重量部に対して、グァーガム系、キサンタンガム系またはローカストビーンガム系のうちいずれか１つまたは２つ以上の多糖類を０．１〜１０重量部、より好ましくは０．５〜３重量部含有するものである。
【００３１】
前述の如く、多糖類の中でもグァーガム系、キサンタンガム系またはローカストビーンガム系は、シリカ系無機バインダーに対する増粘効果が取り分け優れており、極く少量の添加でシリカ系無機バインダーの粘性を大きく上昇させる。また、シリカ系無機バインダーの中でもアルカリシリケート、コロイダルシリカ、アルキルシリケートは、多糖類による増粘効果が取り分け大きく、極く少量の添加で粘性が大きく上昇する。さらに、アルカリシリケートの中でも珪酸ナトリウム・珪酸カリウム・珪酸リチウム・アンモニウムシリケートが、またアルキルシリケートの中でもメチルシリケート・エチルシリケート・プロピルシリケートが多糖類による増粘効果が大きく、バインダーとしても優れている。
【００３２】
したがって、これらのシリカ系無機バインダー１００重量部に対して０．１〜１０重量部添加するだけで、無機バインダーの粘性が大きく上昇する結果、無機系塗料の塗装作業性が大きく向上し、成膜性が良好で垂れ難く、乾燥時に割れることもない。また、スプレー塗装だけでなく、ディップ塗装等も可能になり、小物部品から大面積の塗装まで、適用範囲が大きく拡がる。
【００３３】
ここで、シリカ系無機バインダー１００重量部に対して０．１重量部未満の添加では増粘効果が小さいので好ましくなく、１０重量部を超えて添加すると膜の強度が小さくなるので好ましくない。
【００３４】
このようにして、塗装作業性を大きく向上させることができ、適用範囲が大きく拡がる無機系塗料となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００３６】
まず、代表的なシリカ系無機バインダーとして３号珪酸ナトリウム（Ｎａ2 Ｏ・３ＳｉＯ2 ）に増粘剤として多糖類を添加して、粘度の上昇程度を評価した。具体的には、３号珪酸ナトリウム１００ｇに各多糖類を１ｇ添加し、ディスパーで３０分間攪拌した後、２０℃での粘度をＢ型回転粘度計によって測定した。また、塗料としての塗装作業性についても評価した。具体的には、エアースプレーにて未処理鋼板を塗装し、タレ膜厚と成膜性を評価した。
【００３７】
実施例１としてグァーガム系多糖類を、実施例２としてキサンタンガム系多糖類を、また実施例３としてローカストビーンガム系多糖類を添加したものについて、それぞれ評価を行った。その結果を表１にまとめて示す。
【００３８】
【表１】
2005213426.tif 000002
【００３９】
表１に示されるように、実施例１〜３のいずれについても、後述するように３号珪酸ナトリウム１００ｇのみ（表２の比較例１）の粘度が２５ｍＰａ・ｓであるのと比較すると、大きく粘度が上昇しており、１ｇ添加するだけで充分な増粘効果が得られていることが分かる。また、塗装作業性についても、タレ膜厚が２０μｍ〜４０μｍと充分厚く、垂れ難くなっており、成膜性も良好である。
【００４０】
これに対して、比較のために、比較例１〜９についても同様に評価を行った。比較例１としてはブランクとして増粘剤を添加せず３号珪酸ナトリウム１００ｇのみで評価し、比較例２〜９については代表的な増粘剤を各１ｇ添加したものについて、実施例１〜３と同様の方法で評価を行った。結果を表２にまとめて示す。
【００４１】
【表２】
2005213426.tif 000003
【００４２】
表２に示されるように、代表的な増粘剤を各１ｇ添加した比較例２〜９については、比較例１と比べても分かるように全く増粘効果がみられず、タレ膜厚もいずれも５μｍ以下で垂れ易く、成膜性についてもいずれもハジキ・塗膜割れが見られ、これらの代表的な増粘剤を各１ｇ添加したものについては、全く効果がないことが分かった。
【００４３】
次に、実施例１〜３で増粘効果の見られた多糖類について、添加量を変えて増粘効果を評価した。具体的には、３号珪酸ナトリウム１００ｇに各増粘剤を(１)０．１ｇ、(２)０．５ｇ、(３)１ｇ、(４)３ｇ添加し、ディスパーで３０分攪拌後、２０℃での粘度をＢ型回転粘度計で測定した。まず、実施例１のグァーガム系多糖類を増粘剤として添加した測定結果について、表３に示す。
【００４４】
【表３】
2005213426.tif 000004
【００４５】
表３に示されるように、グァーガム系多糖類を０．１ｇしか添加しなかった場合には、顕著な増粘効果はみられない。しかし、０．５ｇ添加した場合には顕著な増粘効果がみられ、１ｇ、３ｇと増加するにしたがって粘度は加速度的に上昇して行く。この結果より、グァーガム系多糖類を増粘剤として使用する場合には、０．５ｗｔ％以上添加すれば良いことが分かる。
【００４６】
次に、実施例２のキサンタンガム系多糖類を増粘剤として添加した測定結果について、表４に示す。
【００４７】
【表４】
2005213426.tif 000005
【００４８】
表４に示されるように、キサンタンガム系多糖類については、０．１ｇしか添加しなかった場合にも顕著な増粘効果がみられ、０．５ｇ、１ｇ、３ｇと増加するにしたがって粘度は加速度的に上昇して行く。したがって、キサンタンガム系多糖類を増粘剤として使用する場合には、０．１ｗｔ％以上添加すれば良いことが分かる。
【００４９】
次に、実施例３のローカストビーンガム系多糖類を増粘剤として添加した測定結果について、表５に示す。
【００５０】
【表５】
2005213426.tif 000006
【００５１】
表５に示されるように、ローカストビーンガム系多糖類を０．１ｇ及び０．５ｇしか添加しなかった場合には、顕著な増粘効果はみられない。しかし、１ｇ添加した場合には顕著な増粘効果がみられ、３ｇ添加した場合には粘度はさらに飛躍的に増大する。したがって、ローカストビーンガム系多糖類を増粘剤として使用する場合には、１ｗｔ％以上添加すれば良いことが分かる。
【００５２】
次に、これらの実施例１〜３に使用した３種類の多糖類を様々な無機バインダーの増粘剤として使用した場合の増粘効果及び塗装作業性について、評価を行った。無機バインダーとしては、比較のためにこれまで試験に用いた３号珪酸ナトリウム（Ｎａ2 Ｏ・３ＳｉＯ2 ）と、珪酸リチウム（ＳｉＯ2 ／Ｌｉ2 Ｏ＝３．５）、珪酸カリウム（ＳｉＯ2 ／Ｋ2 Ｏ＝３．５）、コロイダルシリカ（ＳｉＯ2 ＝３０％，粒子径１０〜１５ｎｍ）、エチルシリケート（ＳｉＯ2 ＝４０％）を選択した。多糖類の添加量は１ｗｔ％に統一し、ディスパーで３０分攪拌後、２０℃での粘度をＢ型回転粘度計で測定した。また、塗装作業性については、エアースプレーにて未処理鋼板を塗装し、タレ膜厚と成膜性を評価した。
【００５３】
まず、実施例１のグァーガム系多糖類を増粘剤として添加した測定結果について、表６に示す。
【００５４】
【表６】
2005213426.tif 000007
【００５５】
表６に示されるように、３号珪酸ナトリウム以外の４種類の無機バインダーについても、グァーガム系多糖類は充分な増粘効果を有している。また、タレ膜厚の値も大きく、垂れ難くなっており、成膜性についても全ての無機バインダーについて良好である。
【００５６】
次に、実施例２のキサンタンガム系多糖類を増粘剤として添加した測定結果について、表７に示す。
【００５７】
【表７】
2005213426.tif 000008
【００５８】
表７に示されるように、キサンタンガム系多糖類も３号珪酸ナトリウム以外の４種類の無機バインダーについても、充分な増粘効果を有している。また、タレ膜厚の値も大きく、垂れ難くなっており、成膜性についても全ての無機バインダーについて良好である。
【００５９】
次に、実施例３のローカストビーンガム系多糖類を増粘剤として添加した測定結果について、表８に示す。
【００６０】
【表８】
2005213426.tif 000009
【００６１】
表８に示されるように、ローカストビーンガム系多糖類を増粘剤とした場合も３号珪酸ナトリウム以外の４種類の無機バインダーについても、充分な増粘効果を有している。また、グァーガム系多糖類、キサンタンガム系多糖類と比較すると幾分小さいが、タレ膜厚の値も大きく、垂れ難くなっており、成膜性についても全ての無機バインダーについて良好である。
【００６２】
以上の結果より、グァーガム系多糖類、キサンタンガム系多糖類、ローカストビーンガム系多糖類のいずれも、無機バインダーに添加すると増粘効果を示すが、特にキサンタンガム系多糖類がより優れた増粘効果及び塗装作業性を示している。また、表６・表７・表８に示されるように、５種類の無機バインダーの中では、珪酸カリウムが特に高い粘度とタレ膜厚を示している。
【００６３】
このようにして、本実施の形態の無機バインダー用増粘剤においては、比較例２〜９に示した代表的な増粘剤とは異なり、少量の添加で無機バインダーの粘度を大きく上昇させることができ、本実施の形態の無機系塗料においては、これらの無機バインダー用増粘剤を用いることによって塗装作業性が向上して、スプレー塗装だけでなく、ディップ塗装等も可能になり、小物部品から大面積の塗装まで、適用範囲が大きく拡がる。
【００６４】
本実施の形態においては、無機バインダーとして３号珪酸ナトリウム、珪酸リチウム、珪酸カリウム、コロイダルシリカ、エチルシリケートを用いた例について説明したが、これら以外のシリカ系無機バインダー（アンモニウムシリケート、メチルシリケート、プロピルシリケート等）を用いても良く、またシリカ系以外の無機バインダーを用いることもできる。
【００６５】
また、本実施の形態においては、無機バインダー用増粘剤としてグァーガム系多糖類、キサンタンガム系多糖類、ローカストビーンガム系多糖類を用いた例について説明したが、これら以外の多糖類を用いることもできる。
【００６６】
無機バインダー用増粘剤及び無機系塗料のその他の部分の組成、成分、配合量、材質、大きさ、作製方法等についても、本実施の形態に限定されるものではない。