形成塗層的方法

2023-09-20 17:02:40

專利名稱：形成塗層的方法
技術領域：
本發明涉及一種在物體上形成基本上均勻塗層的方法，具體地說，本發明涉及一種在不同區域要求具有不同塗層厚度的物體例如船舶上簡單準確地形成目標幹厚塗層的方法，不同目標幹厚塗層之間不存在色差。
現有技術物體例如船舶、鋼構件等容易經受嚴重的腐蝕，需要形成厚的、單層或多層塗層以足以抵制生鏽和腐蝕，其中一步塗覆法形成的塗層厚度達到100μm或更厚。為確保能形成這麼厚的塗層，目前使用溼式表，電磁厚度計等。然而，由於物體例如船舶、鋼構件等需要塗覆的表面大，還由於某些表面的位置不容易塗覆，因此事實上，難以在塗覆過程中通過溼式表測試塗層厚度並通過電磁厚度計完整地檢測乾燥了的塗層的整個區域，等等。在這樣的情況下，已經嘗試了多種方法來檢測在物體例如船舶、鋼構件等上形成的塗層是否達到預定厚度。
例如，日本特許公開10-216621公開了一種在物體表面上形成目標幹厚為100μm或更大的基本上均勻的塗層的方法，以固體塗料含量計，該方法中使用顏料含量為0.01-3vol％的塗料作為決定厚度的塗料，所述決定厚度的塗料中顏料的含量經調整滿足下述條件(a)所述決定厚度的塗料和所述物體之間的色差為20或更大，(b)具有所述目標幹厚的塗層與幹厚小於目標幹厚50μm的塗層之間的色差為2或更大，並且(c)具有所述目標幹厚的塗層與幹厚大於目標幹厚50μm的塗層之間的色差小於1。
然而，常規決定厚度的塗料隨著目標幹厚變大易於使塗層變得更黑。
舉例說明，對於船舶，船主根據船舶塗覆的部分要求不同厚度的塗層。因此，預先對多種目標幹厚例如100μm、200μm、400μm等配製決定厚度的塗料，每一種塗料被選擇用於一個塗覆區域。然而，常規決定厚度的塗料隨著目標幹厚變大有可能使塗層顏色變黑，結果厚區域塗層與薄區域塗層之間顏色存在輕微差異，不能使任何區域的塗層都具有一致的顏色。特別是當厚塗層區域與薄塗層區域鄰接時，它們之間顏色的差異明顯，外觀的問題由此產生。
另外，由於色差的改變是在形成的塗層仍然溼的時候通過肉眼觀察的，以便決定塗層是否達到目標幹厚，如果同類決定厚度塗料中由於目標幹厚不同而使顏色例如色調稍有差異，那麼對於操作者來說將難以控制塗層厚度。因此，塗層厚度大大不同於目標幹厚，產生質量缺陷。
發明目的因此，本發明的目的是提供一種在不同區域需要不同塗層厚度的物體表面例如船舶上準確地形成目標幹厚塗層的方法，該方法易於形成不同厚度之間不存在色差的塗層。
發明的概述針對上述目的潛心研究的結果，本發明者發現(a)當含有相對少量顏料以及高白度底質顏料的塗料被用作決定厚度的塗料，決定厚度的塗料和預塗覆物體之間的色差，具有目標幹厚的塗層和比目標幹厚塗層薄的塗層之間的色差，以及具有目標幹厚塗層和比目標幹厚塗層厚的塗層之間的色差被調整到預定值時，有可能在具有不同目標幹厚的物體表面上分別準確地形成目標幹厚塗層，易於形成不同厚度之間不存在色差的塗層，並且(b)決定厚度的塗料中使用具有高白度的底質顏料使塗層即使在更大的目標幹厚下也不易變黑。本發明基於上述發現。
根據本發明的一個實施方式，提供一種在物體表面上形成目標幹厚為100μm或更大的基本上均勻塗層的方法，以固體塗料含量計，使用含有0.01-3體積％的顏料和白度為85或更高的底質顏料的塗料作為決定厚度的塗料，決定厚度的塗料中顏料和底質顏料的含量經調整滿足下述條件(a)所述決定厚度的塗料和所述物體之間的色差為20或更大，(b)具有所述目標幹厚的塗層與幹厚小於目標幹厚50μm的塗層之間的色差為2或更大，並且(c)具有所述目標幹厚的塗層與幹厚大於目標幹厚50μm的塗層之間的色差小於1。
根據本發明的另一個實施方式，一種使用兩種或多種決定厚度的塗料在物體表面上形成具有不同目標幹厚區域的塗層的方法，其中每一個目標幹厚為100μm或更大，以固體塗料含量計，每一種決定厚度的塗料含有0.01-3vol％的顏料和白度為85或更高的底質顏料，所述決定厚度的塗料中，所述顏料和所述底質顏料的含量經調整滿足下述條件(a)所述決定厚度的塗料和所述物體之間的色差為20或更大，(b)具有所述目標幹厚的塗層與幹厚小於目標幹厚50μm的塗層之間的色差為2或更大，並且(c)具有所述目標幹厚的塗層與幹厚大於目標幹厚50μm的塗層之間的色差小於1。
兩種或多種決定厚度的塗料優選經調整滿足如下條件具有目標幹厚的任何兩種決定厚度的塗料之間的色差小於3。在上述兩個實施方式中，上述目標幹厚的塗層的對比率優選具有0.90-0.98。
如果決定厚度的塗料中不含有任何顏料或二氧化鈦之外的其它顏料，具有目標幹厚的塗層的亮度(L值)優選為60或更高。
決定厚度的塗料中的顏料優選含有二氧化鈦和其它顏料，以固體塗料含量計，二氧化鈦和其它顏料的總含量為0.1-3體積％。
物體優選為鋼板，它被塗覆上預塗底漆和/或不同顏色的決定厚度塗料作底漆。
決定厚度的塗料優選含有至少一種選自環氧樹脂和石油樹脂改性的環氧樹脂的粘合劑樹脂，和至少一種選自胺、聚醯胺和多異氰酸酯化合物的固化劑。
本發明中，所述色差的改變是當形成的所述決定厚度的塗層仍然為溼的時候通過肉眼觀察的，以便決定所述決定厚度的塗層是否達到預定厚度。
優選實施方式的詳細描述[1]決定厚度塗料
(A)顏料影響決定厚度塗料的色調和亮度的著色組分主要是著色顏料。儘管底質顏料和防腐塗料也影響決定厚度塗料的色調和亮度，底質顏料的白度也是準確測試具有色差的塗層厚度的主要因素。防腐顏料由於其對船舶等的防腐作用而優選。
(1)著色顏料本發明中可以使用的著色顏料包括炭黑、二氧化鈦、鹼性碳酸鉛、石墨、硫化鋅、氧化鋅、氧化鉻、鎳鈦黃、鉻鈦黃、氧化鐵黃、氧化鐵紅、氧化鐵黑、酞菁藍、酞菁綠、群青色、喹吖啶酮、偶氮紅或偶氮黃顏料。這些顏料中至少優選的一種著色顏料是二氧化鈦。因為二氧化鈦大大地影響決定厚度塗料的色調、亮度和對比率，使塗層變成淺色，二氧化鈦優選單獨使用或與其它顏料結合使用。
(2)底質顏料本發明中可以使用的底質顏料包括滑石、粘土、雲母、碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸鋇、矽酸、矽酸鹽、氧化鋁水合物、硫酸鈣等。其中滑石是優選的。
底質顏料的白度為85或更高，優選90或更高。該白度下，不同目標幹厚不會產生色差，結果使整個塗層區域顏色一致。此外，塗層可以在每個目標幹厚具有準確的厚度。具有不同白度的兩種或多種底質顏料只要它們的組合白度為85或更高就可以結合使用。白度是根據JIS Z8722(1982)使用購自Kett Electric Laboratory的粉末白度測試儀C-100(濾藍(filter Blue))測試的。
(3)防腐顏料防腐顏料優選那些用作重防腐塗層的顏料，這種防腐顏料的優選實例是金屬化合物例如磷酸鋅、四氧化三鉛、鹼性硫酸鉛、低氧化鉛、氰氨化鉛、氰氨化鈣鋅、鉬酸鋅、鉬酸鋁、鹼性鉻酸鉛、鉻酸鋅、鉻酸鍶、格酸鋇等。防腐顏料也優選白色的。
(B)粘合劑樹脂用於決定厚度塗料的粘合劑樹脂優選為(1)環氧樹脂、和(2)石油樹脂改性的環氧樹脂。另外，醇酸樹脂、丙烯酸樹脂、氯乙烯樹脂、氯化烯烴樹脂、氯化橡膠、乙酸乙烯酯樹脂等也可以用作粘合劑樹脂。
(1)環氧樹脂環氧樹脂可以是常規使用的固型或液型樹脂，它們的實例包括雙酚型環氧樹脂，它是基於雙酚化合物例如雙酚A、F、B或其滷化衍生物和表滷醇的縮聚單元的樹脂。特別優選的是雙酚A的二縮水甘油醚、雙酚F的二縮水甘油醚、酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚化合物和烯化氧的加成物等。也可以使用日本特許公開63-30569中描述的羧酸改性的環氧樹脂、日本特許公開63-30568中描述的胺改性的環氧樹脂、日本特許公開61-91217中描述的磷酸改性的環氧樹脂。
(2)改性的環氧樹脂石油改性的環氧樹脂也可以用於代替環氧樹脂或與環氧樹脂一起使用。
(a)石油樹脂石油樹脂是那些通過聚合二烯烴或石油裂解而不經過分離的單烯烴副產物得到的那些樹脂。石油樹脂分為C5石油樹脂、C9石油樹脂等。
(b)改性環氧樹脂的改性是通過將環氧樹脂室溫下與石油樹脂混合的方法得到的，或者是通過將它們在80-150℃下接觸以使部分環氧樹脂開環的方法得到的。改性的環氧樹脂中石油樹脂的含量為每100重量份環氧樹脂通常為10-500重量份。
(C)固化劑環氧樹脂或改性環氧樹脂的固化劑優選為胺、聚醯胺或多異氰酸酯化合物，它們可以混合使用。
(1)胺固化劑胺固化劑的優選實例包括線形脂族多胺例如二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、乙氨基丙胺等，脂環族多胺，脂族多胺加成物，酮亞胺，改性脂族多胺，聚醯胺胺，芳族胺，改性芳族胺，芳族多胺例如二氨基二苯甲烷等，改性芳族多胺等。
(2)聚醯胺固化劑聚醯胺固化劑的優選實例包括多元羧酸和多元胺縮聚形成的脂族聚醯胺，將芳環引入上述脂族聚醯胺中形成的芳族聚醯胺，脂族聚醯胺加成物，芳族聚醯胺加成物等。
(3)多異氰酸酯固化劑多異氰酸酯化合物的優選實例包括脂族多官能異氰酸酯例如六亞甲基二異氰酸酯(HMDI)，脂環族多官能異氰酸酯例如異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)，多異氰酸酯化合物例如二苯基甲烷-4，4』-二異氰酸酯(MDI)和氫化MDI，等；和這些多異氰酸酯化合物部分或全部封端官能團形成的封端多異氰酸酯化合物。
(D)組分含量(1)粘合劑樹脂和固化劑以每100重量份固體粘合劑計，固化劑的含量優選為5-200重量份。當固化劑的含量小於5重量份時，得到的塗層交聯密度低，因此硬度、耐候性、耐腐蝕性、耐熱性、防水性等差。另一方面，當固化劑含量超過200重量份時，得到的塗層變脆。固化劑與粘合劑樹脂的優選重量比為20/100-100/100。
(2)顏料以固體塗料含量計，顏料的總含量優選為10-60體積％。顏料的總含量更優選為15-45體積％。由於有些粘合劑樹脂為淺色，因此顏料的總含量應根據使用的粘合劑的類型而調整。
(a)著色顏料由於決定厚度的塗料應對下面的表面具有極小的掩蓋能力，因此決定厚度的塗料中含有少量著色顏料。通常，著色顏料的總含量為固體塗料含量的0.01-3體積％。當著色顏料的總含量小於0.01體積％時，決定厚度的塗料對製品或底漆的遮蓋能力非常小，以致於塗層和物體之間甚至厚度大約為100μm時也基本上沒有色差，難以確定得到的塗層的厚度。另一方面，當著色顏料的總含量超過3體積％時，決定厚度的塗料表現出太大的遮蓋力，達到目標厚度之前色差消失。當二氧化鈦被單獨用作著色顏料或與其它顏料結合作著色顏料時，著色顏料的總含量優選為0.1-3體積％。當加入了底質顏料和/或防腐顏料時，以100體積％總顏料計，著色顏料的總含量優選為0.3-7體積％。
(b)底質顏料當加入了底質顏料時，以固體塗料含量計，其含量優選為60體積％或更少。當底質顏料的含量超過60體積％時，決定厚度的塗料失去了成膜性。底質顏料的含量下限優選為10體積％。
(c)防腐顏料以固體塗料含量計，防腐顏料的含量優選為0-10體積％。即使防腐顏料的含量超過10體積％，防腐效果的進一步提高也不可能達到，由此導致底質顏料含量的降低，這將不利地導致塗料費用的增加。
(E)其它組分本發明的決定厚度的塗料除了粘合劑、固化劑和顏料之外，可以含有有機溶劑、添加劑等。
(1)有機溶劑本發明中可以使用廣泛用於塗料中的有機溶劑或它們的混合物。有機溶劑的優選實例包括芳族烴例如甲苯、二甲苯等，脂族烴例如正丁烷、庚烷等，主要含有脂族烴和少量芳族烴的具有不同沸點的石油餾分，酯例如乙酸丁酯、二乙酸炔屬鄰二醇酯。乙酸2-乙氧基乙酯，酮例如甲基異丁基酮等，醇例如丁醇等，醚例如乙二醇單丁基醚等。
(2)添加劑決定厚度的塗料可以進一步含有通用的紫外吸收劑、表面調整劑、粘度改性劑、防流淌劑、流平劑、顏料分散劑、增塑劑、消泡劑等。色差決定厚度的塗料應當滿足(a)決定厚度的塗料和物體之間的色差為20或更大，(b)具有目標幹厚的塗層與幹厚小於目標幹厚50μm的塗層之間的色差為2或更大，並且(c)具有目標幹厚的塗層與幹厚大於目標幹厚50μm的塗層之間的色差小於1。色差的測試是根據通用方法使用比色計例如SM顏色計算機(SM-7CH，購自Suga Test Instruments Co.，Ltd)完成的。
(1)與物體的色差決定厚度的塗料與被塗覆度物體之間的色差為20或更大。滿足該條件下，有可能通過肉眼觀察，隨著決定厚度的塗層厚度接近預定塗層厚度(溼態)，與物體之間的色差是如何改變的。優選的是，與物體之間的色差為35或更大。
(2)與幹厚小於目標幹厚50μm的塗層之間的色差因為幹厚小於目標幹厚50μm的塗層是即將完成之前的塗層，因此除非形成的塗層和目標幹厚塗層之間至少存在少量色差，那麼將不可能測試塗層是否達到目標厚度。因此，具有目標幹厚的塗層和幹厚小於目標幹厚50μm的塗層之間的色差為2或更大是必要的。該色差優選為3或更大。然而，如果在即將達到目標幹厚之前具有比3更大的色差，不同厚度相鄰塗層之間的色差太大，在塗覆表面上留下顯著的斑點。因此，該色差的上限優選為10，更優選為5。
(3)與幹厚大於目標幹厚50μm的塗層之間的色差因為幹厚大於目標幹厚50μm的塗層是厚度超過目標厚度的塗層，因此與目標幹厚的塗層之間的色差應當儘可能地小。因此，具有目標幹厚的塗層與幹厚大於目標幹厚50μm的塗層之間的色差小於1是必要的。該色差優選小於0.5。對比率通過控制對比率以及色差，可以顯著地提高決定塗層的哪個厚度是接近目標幹厚的準確性。該對比率是表示塗層是如何很好地遮蓋底層的一種係數，通過控制決定厚度的塗料中顏料的含量，在100μm或更大的有利厚度的塗層中，優選調整為0.90-0.98。該對比率優選為0.92-0.95。如果該對比率設定的低，塗層將比所需要的更厚，導致所用的決定厚度的塗層用量增加。另一方面，如果該對比率設定的高，塗層將不能達到目標厚度，難以達到所需的效果。幹塗層的對比率可以根據JIS K 5400中「7.2對比率的測試」中定義的方法測試。亮度(L值)如果決定厚度的塗料中不使用任何顏料或二氧化鈦之外的其它顏料，具有目標幹厚的塗層的亮度(L值)優選為60或更多，更優選70或更多。如果使用的決定厚度的塗料滿足該條件，那麼塗層的厚度將可以容易地確定。上述白度值可以通過調整著色顏料(包括二氧化鈦和白度為85或更大的底質顏料)的含量而達到。該白度是通過根據JIS Z 8105的方法測試的。塗覆方法根據本發明的決定厚度的塗料的塗覆方法可以為(1)直接將決定厚度的塗料塗覆在物體表面上的方法，或(2)將預塗底漆和/或不同顏色的決定厚度的塗料塗覆在物體表面上，然後在其上塗覆上具有目標顏色的決定厚度的塗料的方法，這兩種方法中，決定厚度的塗料的塗覆是在觀察形成的塗層和物體或底漆(預塗底漆或不同顏色的決定厚度的塗層)之間色差的改變的同時完成的，直到得到的塗層達到目標厚度(溼態)。具體地說，塗層和物體或底漆之間色差的改變是在形成的塗層仍然為溼的時候通過肉眼觀察的，以便檢測得到的塗層是否達到目標厚度。因為色差的改變不依賴於塗層的狀態(溼或幹)，溼態下觀察的結果也適用於不經過改變的幹塗層的厚度。
(1)直接塗覆本發明中可用的物體可以是多種鋼例如未處理鋼、噴砂的鋼(blastedsteel)、酸處理鋼、鍍鋅鋼、不鏽鋼，非鐵材料例如鋁或其合金，銅或其合金等。這些鋼或非鐵物體可以有焊線。
(2)預塗底漆和/或不同顏色決定厚度的塗料的塗覆本發明中可以使用的預塗底漆包括(a)一種主要的防腐塗料組合物，包括四烷氧基矽酸鹽水解產物的初級縮聚物、分散的溶劑。酸性膠體二氧化矽和鋅粉末(日本特許公開60-235871)；(b)一種防腐塗料組合物，包括熔點高於鋅的熔點並且電勢低於鐵的電勢的鋅合金粉末(日本特許公開60-235872)；(c)一種主要的防腐塗料組合物，包括粘合劑和透光沉降法測試的平均直徑為5-10μm的球形鋅粉，直徑為2μm或更大的鋅粉佔鋅粉總量的95體積％或更多，每100體積份得到的幹塗層中，鋅粉含量為20-60體積份，塗層的耐熱溫度為600℃或更高(日本特許公開62-141075)，或者(d)具有與上述防腐塗料組合物相似配方的防腐塗料組合物。
塗覆不同顏色的決定厚度的塗料可得到一多層塗層。在此，術語「與物體的色差」應當理解為面漆中決定厚度的塗料滿足色差的條件下，「面漆與底漆之間的色差」。具體地說，面漆應當滿足的條件為(a)面漆與底漆之間的色差為20或更大，(b)具有目標幹厚的塗層與幹厚小於目標幹厚50μm的塗層之間的色差為2或更大，和(c)具有目標幹厚的塗層與幹厚大於目標幹厚50μm的塗層之間的色差小於1。
(3)面漆的塗覆在根據本發明形成的決定厚度的塗層上還可以進一步形成面漆。可以使用的面漆是環氧樹脂塗料、氯化橡膠塗料、氯乙烯樹脂塗料、醇酸樹脂塗料、矽氧烷醇酸樹脂塗料、丙烯酸樹脂塗料、聚氨酯樹脂塗料、氟樹脂塗料、聚酯樹脂塗料、環氧丙烯酸樹脂塗料等。
本發明將通過下面的實施例進行更詳細地描述，但決不在於限制本合成實施例1-14決定厚度的塗料的製備下面將製備表1所示配方的決定厚度的塗料(塗料1-14)。將二氧化鈦著色顏料之外的其它主要組分在不鏽鋼容器中一起混合，通過自動高速攪拌器(Auto Homo-Mixer)分散到所需要的顆粒大小，然後與著色顏料漿混合。二氧化鈦和其它顏料的含量調整到在預定目標幹厚時具有所需的對比率。固化劑是通過自動高速攪拌器均勻混合所有組分製成的。
表1組分(1)(體積％)塗料1 塗料2 塗料3 塗料4 塗料5 塗料6 塗料7顏色 黃色 黃色 黃色 藍色 藍色 藍色 黃色底質顏料滑石A(2)12.61- -13.06- - -滑石B(2)-12.71- -13.10- 12.61滑石C(2)- -12.82- -13.14-以SPC(3)計的百分比21.32 21.50 21.67 22.08 22.15 22.22 21.32防腐顏料(4)4.14 4.14 4.14 4.14 4.14 4.144.14添加劑(5)1.29 1.29 1.29 1.29 1.29 1.291.29著色顏料二氧化鈦(6)0.18 0.15 0.13 0.21 0.18 0.150.18氧化鐵黃(6)0.53 0.46 0.37 - - - 0.53酞氰藍(6)- - -0.05 0.04 0.03 -著色顏料的百分比以SPC(7)計1.20 1.03 0.85 0.44 0.37 0.301.20以總顏料(8)計 3.79 3.25 2.67 1.39 1.17 0.963.79防流淌劑(9)4.87 4.87 4.87 4.87 4.87 4.874.87合成石油樹脂(10)11.43 11.43 11.43 11.43 11.43 11.43 11.43環氧多元醇(11)24.36 24.36 24.36 24.36 24.36 24.36 24.36混合溶劑(12)22.60 22.60 22.60 22.60 22.60 22.60 22.60異氰酸酯(13)17.99 17.99 17.99 17.99 17.99 17.99 17.99總量 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00說明(1)以總塗料體積計，每種組分的體積百分含量。
(2)滑石的白度滑石A98滑石B80，滑石C67。
(3)以固體塗料含量計，底質顏料的體積百分含量。
(4)鉬酸鋅(5)粉末狀水分吸收劑和反應促進劑。
(6)以決定厚度的顏料總體積計的體積百分含量。
(7)以固體塗料含量計，顏料的體積百分含量。
(8)以顏料和添加劑的總體積計，顏料的體積百分含量。
(9)購自Kusumoto Chemicals Ltd.的Disparlon A603-20X(固含量20wt％。表中表示的是包括溶劑的體積百分含量)。
(10)購自Nevcin Polymers B.V.的Necires EPX-L(固含量99wt％，表中表示的是包括溶劑的體積百分含量，合成石油樹脂與環氧多元醇的重量比為77/100(以固體計))。
(11)芳族環氧多元醇(固含量60wt％，表中表示的是含有溶劑的體積百分含量)。
(12)芳族烴溶劑和酮溶劑(重量比為1/1)。
(13)芳族多異氰酸酯(固含量75wt％，表中表示的是包括溶劑的體積百分含量，芳族多異氰酸酯和環氧多元醇的重量比為90/100(固體計))。
表1(續表)組分(1)(體積％) 塗料8 塗料9 塗料10 塗料11 塗料12 塗料13 塗料14顏色 黃色黃色黃色黃色藍色藍色藍色底質顏料滑石A(2)-12.02- -12.85 - -滑石B(2)- -12.20- - 12.92-滑石C(2)12.61- -12.40--13.00以SPC(3)計的百分比 21.32 20.32 20.63 20.96 21.7321.84 21.98防腐顏料(4)4.14 4.14 4.14 4.14 4.14 4.14 4.14添加劑(5)1.29 1.29 1.29 1.29 1.29 1.29 1.29著色顏料二氧化鈦(6)0.18 0.33 0.28 0.24 0.38 0.33 0.27氧化鐵黃(6)0.53 0.97 0.84 0.68 - - -酞氰藍(6)- - - - 0.09 0.07 0.05著色顏料的百分比以SPC(7)計 1.20 2.20 1.89 1.56 0.79 0.68 0.54以總顏料(8)計防流淌劑(9)4.87 4.87 4.87 4.87 4.87 4.87 4.87合成石油樹脂(10)11.43 11.43 11.43 11.43 11.4311.43 11.43環氧多元醇(11)24.36 24.36 24.36 24.36 24.3624.36 24.36混合溶劑(12)22.60 22.60 22.60 22.60 22.6022.60 22.60異氰酸酯(13)17.99 17.99 17.99 17.99 17.9917.99 17.99總量 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00說明(1)-(13)的意義與表1中的相同。
實施例1和2，對比實施例1-6在900mm×900mm的多個無光鋼板上塗覆15μm厚的預塗底漆(購自Nippon Paint Marine Coatings Co.，Ltd的「NIppe-Ceramo Gray」)，並在室溫下乾燥24小時或更長，得到測試板。將表1中表示的各種決定厚度的塗料(塗料1-8)無空氣噴塗在每種測試鋼板上，溼厚為400μm，目標幹厚為250μm，並置於室溫下24小時。對每種決定厚度的塗料得到的塗層，使用SM顏色計算機(SM-7CH，購自Suga Test Instruments Co.，Ltd)測試其與預塗底漆的色差。將每種塗料1-8通過塗布器以目標幹厚250μm塗布在白色對比率測試紙上後，還測試對比率和白度L值。並且，塗布在每個測試板上的決定厚度的塗料的厚度不勻性(最小厚度、最大厚度、平均厚度和標準偏差δ)是通過下述方法評價的10個操作者使用每種決定厚度的塗料以250μm的目標幹厚塗布測試板，然後在每個塗布的測試板上取30個點測試決定厚度的塗層厚度。其結果表示在表2中。
表2編號 實施例1 對比實施例1 對比實施例2預塗底漆色調灰色灰色灰色孟塞爾系亮度(1)7.1GY5.9/0.57.1GY5.9/0.57.1GY5.9/0.5決定厚度的塗料類型 塗料1 塗料2 塗料3滑石的白度(2)A B C色調 黃色黃色 黃色孟塞爾系亮度(1)2.1Y7.4/8.3 2.9Y6.3/6.2 4.2Y4.7/3.8目標幹厚(μm) 250 250 250塗層性能色差(3)42 32 19對比率(4)0.940.94 0.94白度(L值)(5)77.96 68.2951.66塗層厚度(μm)(6)最小厚度 236 205 174最大厚度 273 256 264平均厚度 254 236 214標準偏差δ11.921.9 44.7說明(1)孟塞爾系亮度說明(色調，白度/色度)(2)按照JIS Z 8722(1882)，通過白度測試儀Powder C-100(購自Kett Electric Laboratory的濾藍(filter blue))測試的白度(A98，B80，C67)。
(3)通過SM顏色計算機(SM-7CH，購自Suga Test InstrumentsCo.，Ltd)測試的幹的決定厚度塗層與預塗底漆之間的色差。
(4)按照JIS K 5400 7.2測試的。
(5)在塗布在白色對比率測試紙上的僅含有二氧化鈦作顏料的決定厚度的塗層上，按照JIS Z 8105測試的目標幹厚的亮度。
(6)塗層相對於目標厚度的厚度不勻性(10個操作者將每種決定厚度的塗料塗布在測試板上後，在每個塗布的測試板上取30個點測試厚度)。
表2(續表)編號實施例2 對比實施例3 對比實施例4預塗底漆色調 灰色灰色 灰色孟塞爾系亮度(1)7.1GY5.9/0.57.1GY5.9/0.57.1GY5.9/0.5決定厚度的塗料類型 塗料4 塗料5 塗料6滑石的白度(2)A B C色調 藍色 藍色藍色孟塞爾系亮度(1)7.9Y6.3/8.76.4Y5.7/6.4 4.7Y3.7/4.3目標幹厚(μm) 250250 250塗層性能色差(3)37 29 17對比率(4)0.94 0.940.94白度(L值)(5)78.54 68.81 52.14塗層厚度(μm)(6)最小厚度 232199 126最大厚度 276259 259平均厚度 252218 194標準偏差δ 13.1 24.542.5說明(1)-(6)的意義與表2中的相同。
表2(續表)編號 對比實施例5對比實施例6預塗底漆色調 灰色 灰色孟塞爾系亮度(1) 7.1GY5.9/0.5 7.1GY5.9/0.5決定厚度的塗料類型 塗料7 塗料8滑石的白度(2)B C色調 黃色 黃色孟塞爾系亮度(1)2.8Y6.1/5.93.9Y4.9/3.7目標幹厚(μm) 250 250塗層性能色差(3)3526對比率(4)1.00 1.00白度(L值)(5)70.31 54.93塗層厚度(μm)(6)最小厚度 120 91最大厚度 235 209平均厚度 183 145標準偏差δ 43.2 57.6說明(1)-(6)的意義與表2中的相同。
下面，在每種決定厚度的塗料(塗料1-8)以表3中給出的溼厚和目標幹厚無空氣噴塗在每種測試板上之後，測試與目標幹厚的塗層的色差ΔE，在溼態和幹態下通過肉眼觀察每種塗層的外觀。其結果表示在表3中。
表3編號實施例1 對比實施例1對比實施例2厚度(1)ΔE(2)觀察結果(3)ΔE(2)觀察結果(3)ΔE(2)觀察結果(3)240/150μm8.9 × 7.9 Δ 4.0 Δ280/175μm4.7 Δ 4.2 □ 2.2 □320/200μm2.4 □ 2.1 ○ 1.2 360/225μm1.1 ○ 0.9  0.6 400/250μm0.0  0.0  0.0 440/275μm0.2  0.2  0.2 480/300μm0.4  0.5  0.4 說明(1)電磁厚度測試儀(購自Kett Electric Laboratory的塗層厚度測試儀LE-900)測試的溼厚度/幹厚度。
(2)SM顏色計算機(SM-7CH，購自Suga Test Instruments Co.，Ltd)測試的與目標幹厚為250μm的塗層之間的色差。
(3)肉眼觀察溼塗層和幹塗層的評價標準×預塗底漆層完全可以通過決定厚度的塗層看到。
Δ預塗底漆層明顯地可以通過決定厚度的塗層看到。
□預塗底漆層可以通過決定厚度的塗層淺淺地看到。
○預塗底漆層除了限定的可視性之外基本上被決定厚度的塗層遮蓋。
預塗底漆層完全地被決定厚度的塗層遮蓋。
表3(續表)編號實施例2 對比實施例3 對比實施例4厚度(1)ΔE(2)觀察結果(3)ΔE(2)觀察結果(3)ΔE(2)觀察結果(3)240/150μm 8.2 × 7.7Δ 3.9 □280/175μm 4.5 Δ 0.4□ 0.2 ○320/200μm 2.2 □2.0○ 1.0 360/225μm 1.0 ○0.8 0.5 400/250μm 0.0 0.0 0.0 440/275μm 0.3 0.2 0.3 480/300μm 0.5 0.5 0.6 說明(1)-(3)的意義與表3中的相同。
表3(續表)編號 對比實施例5對比實施例6厚度(1)ΔE(2)觀察結果(3)ΔE(2)觀察結果(3)240/150μm2.6 ○ 2.3 280/175μm2.1  1.1 320/200μm1.1  0.8 360/225μm0.6  0.2 400/250μm0.0  0.0 440/275μm0.2  0.2 480/300μm0.5  0.4 說明(1)-(3)的意義與表3中的相同。
表2和表3清楚的說明，塗層是否達到預定厚度可以在實施例1和2中的塗層還是溼的時候通過肉眼觀察確定。另外，實施例1和2的平均塗層厚度基本上與幹態的目標厚度相同，其標準偏差遠遠小於對比實施例1-6中的標準偏差。
實施例3，對比實施例7和8除了設定的目標幹厚為125μm之外，按照與實施例1中相同的方法使用決定厚度的塗料(塗料9-11)形成塗層。使用上述比色計，測試每種塗層與目標幹厚塗層的色差ΔE和與預塗底漆塗層的色差。使用塗布器將每種決定厚度的塗料以目標幹厚塗布在白色對比率測試紙上之後，測試對比率和白度L值。如表4所示，將這些結果與實施例1和對比實施例1和2中的結果進行比較。
表4編號 實施例3 實施例1預塗底漆色調灰色 灰色孟塞爾系亮度(1)7.1GY5.9/0.57.1GY5.9/0.5決定厚度的塗料類型 塗料9塗料1滑石的白度(2)A A色調 黃色 黃色孟塞爾系亮度(1)1.8Y6.6/8.9 2.1Y7.4/8.3目標幹厚(μm) 125 250塗層性能色差(3)4442ΔE(4)0 2對比率(5)0.94 0.94白度(L值)(6)79.21 77.96說明(1)孟塞爾系亮度說明(色調，白度/色度)(2)按照JIS Z 8722(1882)，通過白度測試儀Powder C-100(購自Kett Electric Laboratory)測試的白度(A98，B80，C67)。
(3)通過SM顏色計算機(SM-7CH，購自Suga Test InstrumentsCo.，Ltd)測試的幹的決定厚度塗層與預塗底漆塗層之間的色差。
(4)SM顏色計算機(SM-7CH，購自Suga Test Instruments Co.，Ltd)測試的與125μm目標幹厚塗層之間的色差。
(5)按照JIS K 5400 7.2測試的。
(6)在塗布在白色對比率測試紙上的僅含有二氧化鈦作顏料的決定厚度的塗層上，按照JIS Z 8105測試的目標幹厚的亮度。
表4(續表)編號 對比實施例7對比實施例1預塗底漆色調 灰色灰色孟塞爾系亮度(1)7.1GY5.9/0.57.1GY5.9/0.5決定厚度的塗料類型 塗料10 塗料2滑石的白度(2)BB色調 黃色 黃色孟塞爾系亮度(1)2.5Y6.4/7.2 2.9Y6.3/6.2目標幹厚(μm) 125 250塗層性能色差(3)36 32ΔE(4)04對比率(5)0.94 0.94白度(L值)(6)69.9768.29說明(1)-(6)的意義與表4中的相同。
表4(續表)編號 對比實施例8 對比實施例2預塗底漆色調 灰色 灰色孟塞爾系亮度(1)7.1GY5.9/0.5 7.1GY5.9/0.5決定厚度的塗料類型塗料11 塗料3滑石的白度(2)C C色調黃色黃色孟塞爾系亮度(1)3.4Y5.2/4.54.2Y74.7/3.8目標幹厚(μm) 125250塗層性能色差(3)2519ΔE(4)0 6對比率(5)0.94 0.94白度(L值)(6)53.27 51.66說明(1)-(6)的意義與表4中的相同。
從表4可以清楚地看出，當它們之間目標幹厚不同時，實施例3和1之間的色差遠遠小於對比實施例7和1之間的色差以及對比實施例8和2之間的色差。
實施例4，對比實施例9和10通過無空氣噴塗方法在每個測試板上一起形成不同顏色的決定厚度塗料、目標幹厚為125μm的底漆和目標幹厚為250μm的面漆，並置於室溫下24小時。分別測試每種面漆與底漆之間的色差、對比率和亮度Δt。此外，通過10個操作者使用決定厚度的塗料在測試板上塗覆作底漆和面漆並在每個測試板上取30個點測試總厚度的方法，評價每個測試板上底漆和面漆總厚度的不勻性(最小厚度、最大厚度、平均厚度和標準偏差δ)。其結果表示在表5中。
表5編號實施例4 對比實施例9 對比實施例10底漆(1)類型 塗料12 塗料13 塗料14滑石的白度 A BC色調 藍色藍色 藍色孟塞爾系亮度(1)7.6B5.9/9.0 6.1B6.3/7.2 4.3B4.8/5.6目標幹厚(μm) 125 125 125對比率 0.940.94 0.94面漆(2)類型 塗料1 塗料2塗料3滑石的白度 A BC色調 黃色 黃色 黃色孟塞爾系亮度(1)2.1Y7.4/8.32.9Y6.3/6.24.2Y4.7/3.8目標幹厚(μm) 250250 250色差(3)63 5238對比率 0.94 0.94 0.94亮度(L值) 77.96 68.29 51.66總厚度(μm)(4)目標幹厚 375375 375最小厚度 354311 245最大厚度 409431 399平均厚度 379340 302標準偏差δ11.8 45.7 74.3說明(1)目標幹厚為125μm的決定厚度的塗料。
(2)目標幹厚為250μm的決定厚度的塗料。
(3)SM顏色計算機(SM-7CH，購自Suga Test Instruments Co.，Ltd)測試的底漆與面漆之間的色差。
(4)電磁厚度測試儀(購自Kett Electric Laboratory的塗層厚度測試儀LE-900)測試的面漆和底漆的總厚度。
下面，通過無空氣噴塗方法在每個測試板上一起形成不同顏色的決定厚度的塗層、目標幹厚為125μm的底漆和溼厚/幹厚為240/150μm，280/175μm，320/200μm，360/225μm，400/250μm，440/275μm，和480/300μm的面漆，並置於室溫下24小時。測試每種面漆對目標幹厚塗層的色差ΔE，並通過肉眼觀察其外觀。其結果表示在表6中。
表6編號 實施例4對比實施例9對比實施例10底漆(1)類型 塗料12 塗料13 塗料14滑石的白度 A B C色調 藍色 藍色藍色孟塞爾系亮度(1)7.6B5.9/9.0 6.1B6.3/7.24.3B4.8/5.6目標幹厚(μm)125 125 125對比率 0.94 0.94 0.94面漆(2)類型塗料1 塗料2 塗料3滑石的白度A B C色調黃色 黃色 黃色孟塞爾系亮度(1)2.1Y7.4/8.32.9Y6.3/6.24.2Y4.7/3.8厚度(1)ΔE(2)觀察結果(3)ΔE(2)觀察結果(3)ΔE(2)觀察結果(3)240/150μm7.2×7.2Δ4.2□280/175μm3.1Δ4.1□2.3○320/200μm2.0□2.2○1.1360/225μm1.2○0.90.5400/250μm0.00.00.0440/275μm0.30.30.2480/300μm0.60.50.4說明(1)目標幹厚為125μm的決定厚度的塗層。
(2)目標幹厚為150-300μm的決定厚度的塗層。
(3)使用購自Erichsen的Paint Borer518測試的溼厚度/幹厚度。
(4)與表3中的意義相同。
從表5和表6中可以清楚地看出，塗層是否達到預定厚度可以在實施例4中的塗層仍然為溼的時候通過肉眼觀察來決定。另外，幹態下，實施例4中塗層的平均厚度基本上與目標厚度相同，其標準偏差遠遠小於對比實施例9和10中的標準偏差。
如上所詳述，即使在不同區域要求不同塗層厚度的物體上，本發明方法也可以簡單準確地在每個區域以目標厚度形成塗層，並且即使不同塗層厚度之間沒有色差。因此，本發明形成塗層的方法對於在塗覆船舶等中極為有用。
權利要求
1.一種在物體表面上形成目標幹厚為100μm或更大的基本上均勻塗層的方法，以固體塗料含量計，該方法中使用含有0.01-3體積％的著色顏料和白度為85或更高的底質顏料的塗料作為決定厚度的塗料，所述決定厚度的塗料中，所述顏料和所述底質顏料的含量經調整滿足下述條件(a)所述決定厚度的塗料和所述物體之間的色差為20或更大，(b)具有所述目標幹厚的塗層與幹厚小於目標幹厚50μm的塗層之間的色差為2或更大，並且(c)具有所述目標幹厚的塗層與幹厚大於目標幹厚50μm的塗層之間的色差小於1。
2.一種使用兩種或多種決定厚度的塗料在物體表面上形成具有不同目標幹厚區域的塗層的方法，其中每一個目標幹厚為100μm或更多，以固體塗料含量計，每一種決定厚度的塗料含有0.01-3體積％的著色顏料和白度為85或更高的底質顏料，所述決定厚度的塗料中，所述顏料和所述底質顏料的含量經調整滿足下述條件(a)所述決定厚度的塗料和所述物體之間的色差為20或更大，(b)具有所述目標幹厚的塗層與幹厚小於目標幹厚50μm的塗層之間的色差為2或更大，並且(c)具有所述目標幹厚的塗層與幹厚大於目標幹厚50μm的塗層之間的色差小於1。
3.根據權利要求2的形成塗層的方法，其中兩種或多種所述決定厚度的塗料經調整滿足，具有目標幹厚的任何兩種所述決定厚度的塗料之間的色差小於3。
4.根據權利要求1-3中任一項的形成塗層的方法，其中具有目標幹厚的所述塗層的對比率為0.90-0.98。
5.根據權利要求1-4中任一項的形成塗層的方法，其中如果所述決定厚度的顏料中不含有任何著色顏料或二氧化鈦之外的其它顏料，具有所述目標幹厚的所述塗層的亮度L值為60或更大。
6.根據權利要求1-5中任一項的形成塗層的方法，其中所述決定厚度的塗料中的所述顏料包括二氧化鈦和其它顏料，以固體塗料含量計，所述二氧化鈦和所述其它著色顏料的總含量為0.1-3體積％。
7.根據權利要求1-6中任一項的形成塗層的方法，其中所述物體被塗有預塗底漆和/或不同顏色的決定厚度塗料作底漆。
8.根據權利要求1-7中任一項的形成塗層的方法，其中所述物體是鋼板。
9.根據權利要求1-8中任一項的形成塗層的方法，其中所述決定厚度的塗料含有至少一種選自環氧樹脂和石油樹脂改性的環氧樹脂的粘合劑樹脂，和至少一種選自胺、聚醯胺和多異氰酸酯化合物的固化劑。
10.根據權利要求1-9中任一項的形成塗層的方法，其中所述色差的改變是當形成的所述決定厚度的塗層仍然為溼的時候通過肉眼觀察的，以便決定所述決定厚度的塗層是否達到預定厚度。
全文摘要
一種在物體表面上形成目標幹厚為100μm或更大的基本上均勻塗層的方法,以固體塗料含量計,該方法中使用含有0.01－3vol%的著色顏料和白度為85或更高的底質顏料的塗料作為決定厚度的塗料,所述決定厚度的塗料中,所述顏料和所述底質顏料的含量經調整滿足下述條件:(a)所述決定厚度的塗料和所述物體之間的色差為20或更大,(b)具有所述目標幹厚的塗層與幹厚小於目標於厚50μm的塗層之間的色差為2或更大,並且(c)具有所述目標幹厚的塗層與幹厚大於目標幹厚50μm的塗層之間的色差小於1。
文檔編號C09D163/04GK1341493SQ0114107
公開日2002年3月27日 申請日期2001年9月1日 優先權日2000年9月1日
發明者菅原勝也, 多田俊文, 鳥飼充, 植田彰裕 申請人:日本油漆船舶漆株式會社