形成涂层的方法

专利名称：形成涂层的方法
技术领域：
本发明涉及一种在物体上形成基本上均匀涂层的方法，具体地说，本发明涉及一种在不同区域要求具有不同涂层厚度的物体例如船舶上简单准确地形成目标干厚涂层的方法，不同目标干厚涂层之间不存在色差。
现有技术物体例如船舶、钢构件等容易经受严重的腐蚀，需要形成厚的、单层或多层涂层以足以抵制生锈和腐蚀，其中一步涂覆法形成的涂层厚度达到100μm或更厚。为确保能形成这么厚的涂层，目前使用湿式表，电磁厚度计等。然而，由于物体例如船舶、钢构件等需要涂覆的表面大，还由于某些表面的位置不容易涂覆，因此事实上，难以在涂覆过程中通过湿式表测试涂层厚度并通过电磁厚度计完整地检测干燥了的涂层的整个区域，等等。在这样的情况下，已经尝试了多种方法来检测在物体例如船舶、钢构件等上形成的涂层是否达到预定厚度。
例如，日本特许公开10-216621公开了一种在物体表面上形成目标干厚为100μm或更大的基本上均匀的涂层的方法，以固体涂料含量计，该方法中使用颜料含量为0.01-3vol％的涂料作为决定厚度的涂料，所述决定厚度的涂料中颜料的含量经调整满足下述条件(a)所述决定厚度的涂料和所述物体之间的色差为20或更大，(b)具有所述目标干厚的涂层与干厚小于目标干厚50μm的涂层之间的色差为2或更大，并且(c)具有所述目标干厚的涂层与干厚大于目标干厚50μm的涂层之间的色差小于1。
然而，常规决定厚度的涂料随着目标干厚变大易于使涂层变得更黑。
举例说明，对于船舶，船主根据船舶涂覆的部分要求不同厚度的涂层。因此，预先对多种目标干厚例如100μm、200μm、400μm等配制决定厚度的涂料，每一种涂料被选择用于一个涂覆区域。然而，常规决定厚度的涂料随着目标干厚变大有可能使涂层颜色变黑，结果厚区域涂层与薄区域涂层之间颜色存在轻微差异，不能使任何区域的涂层都具有一致的颜色。特别是当厚涂层区域与薄涂层区域邻接时，它们之间颜色的差异明显，外观的问题由此产生。
另外，由于色差的改变是在形成的涂层仍然湿的时候通过肉眼观察的，以便决定涂层是否达到目标干厚，如果同类决定厚度涂料中由于目标干厚不同而使颜色例如色调稍有差异，那么对于操作者来说将难以控制涂层厚度。因此，涂层厚度大大不同于目标干厚，产生质量缺陷。
发明目的因此，本发明的目的是提供一种在不同区域需要不同涂层厚度的物体表面例如船舶上准确地形成目标干厚涂层的方法，该方法易于形成不同厚度之间不存在色差的涂层。
发明的概述针对上述目的潜心研究的结果，本发明者发现(a)当含有相对少量颜料以及高白度底质颜料的涂料被用作决定厚度的涂料，决定厚度的涂料和预涂覆物体之间的色差，具有目标干厚的涂层和比目标干厚涂层薄的涂层之间的色差，以及具有目标干厚涂层和比目标干厚涂层厚的涂层之间的色差被调整到预定值时，有可能在具有不同目标干厚的物体表面上分别准确地形成目标干厚涂层，易于形成不同厚度之间不存在色差的涂层，并且(b)决定厚度的涂料中使用具有高白度的底质颜料使涂层即使在更大的目标干厚下也不易变黑。本发明基于上述发现。
根据本发明的一个实施方式，提供一种在物体表面上形成目标干厚为100μm或更大的基本上均匀涂层的方法，以固体涂料含量计，使用含有0.01-3体积％的颜料和白度为85或更高的底质颜料的涂料作为决定厚度的涂料，决定厚度的涂料中颜料和底质颜料的含量经调整满足下述条件(a)所述决定厚度的涂料和所述物体之间的色差为20或更大，(b)具有所述目标干厚的涂层与干厚小于目标干厚50μm的涂层之间的色差为2或更大，并且(c)具有所述目标干厚的涂层与干厚大于目标干厚50μm的涂层之间的色差小于1。
根据本发明的另一个实施方式，一种使用两种或多种决定厚度的涂料在物体表面上形成具有不同目标干厚区域的涂层的方法，其中每一个目标干厚为100μm或更大，以固体涂料含量计，每一种决定厚度的涂料含有0.01-3vol％的颜料和白度为85或更高的底质颜料，所述决定厚度的涂料中，所述颜料和所述底质颜料的含量经调整满足下述条件(a)所述决定厚度的涂料和所述物体之间的色差为20或更大，(b)具有所述目标干厚的涂层与干厚小于目标干厚50μm的涂层之间的色差为2或更大，并且(c)具有所述目标干厚的涂层与干厚大于目标干厚50μm的涂层之间的色差小于1。
两种或多种决定厚度的涂料优选经调整满足如下条件具有目标干厚的任何两种决定厚度的涂料之间的色差小于3。在上述两个实施方式中，上述目标干厚的涂层的对比率优选具有0.90-0.98。
如果决定厚度的涂料中不含有任何颜料或二氧化钛之外的其它颜料，具有目标干厚的涂层的亮度(L值)优选为60或更高。
决定厚度的涂料中的颜料优选含有二氧化钛和其它颜料，以固体涂料含量计，二氧化钛和其它颜料的总含量为0.1-3体积％。
物体优选为钢板，它被涂覆上预涂底漆和/或不同颜色的决定厚度涂料作底漆。
决定厚度的涂料优选含有至少一种选自环氧树脂和石油树脂改性的环氧树脂的粘合剂树脂，和至少一种选自胺、聚酰胺和多异氰酸酯化合物的固化剂。
本发明中，所述色差的改变是当形成的所述决定厚度的涂层仍然为湿的时候通过肉眼观察的，以便决定所述决定厚度的涂层是否达到预定厚度。
优选实施方式的详细描述[1]决定厚度涂料
(A)颜料影响决定厚度涂料的色调和亮度的着色组分主要是着色颜料。尽管底质颜料和防腐涂料也影响决定厚度涂料的色调和亮度，底质颜料的白度也是准确测试具有色差的涂层厚度的主要因素。防腐颜料由于其对船舶等的防腐作用而优选。
(1)着色颜料本发明中可以使用的着色颜料包括炭黑、二氧化钛、碱性碳酸铅、石墨、硫化锌、氧化锌、氧化铬、镍钛黄、铬钛黄、氧化铁黄、氧化铁红、氧化铁黑、酞菁蓝、酞菁绿、群青色、喹吖啶酮、偶氮红或偶氮黄颜料。这些颜料中至少优选的一种着色颜料是二氧化钛。因为二氧化钛大大地影响决定厚度涂料的色调、亮度和对比率，使涂层变成浅色，二氧化钛优选单独使用或与其它颜料结合使用。
(2)底质颜料本发明中可以使用的底质颜料包括滑石、粘土、云母、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、硅酸、硅酸盐、氧化铝水合物、硫酸钙等。其中滑石是优选的。
底质颜料的白度为85或更高，优选90或更高。该白度下，不同目标干厚不会产生色差，结果使整个涂层区域颜色一致。此外，涂层可以在每个目标干厚具有准确的厚度。具有不同白度的两种或多种底质颜料只要它们的组合白度为85或更高就可以结合使用。白度是根据JIS Z8722(1982)使用购自Kett Electric Laboratory的粉末白度测试仪C-100(滤蓝(filter Blue))测试的。
(3)防腐颜料防腐颜料优选那些用作重防腐涂层的颜料，这种防腐颜料的优选实例是金属化合物例如磷酸锌、四氧化三铅、碱性硫酸铅、低氧化铅、氰氨化铅、氰氨化钙锌、钼酸锌、钼酸铝、碱性铬酸铅、铬酸锌、铬酸锶、格酸钡等。防腐颜料也优选白色的。
(B)粘合剂树脂用于决定厚度涂料的粘合剂树脂优选为(1)环氧树脂、和(2)石油树脂改性的环氧树脂。另外，醇酸树脂、丙烯酸树脂、氯乙烯树脂、氯化烯烃树脂、氯化橡胶、乙酸乙烯酯树脂等也可以用作粘合剂树脂。
(1)环氧树脂环氧树脂可以是常规使用的固型或液型树脂，它们的实例包括双酚型环氧树脂，它是基于双酚化合物例如双酚A、F、B或其卤化衍生物和表卤醇的缩聚单元的树脂。特别优选的是双酚A的二缩水甘油醚、双酚F的二缩水甘油醚、酚醛清漆型环氧树脂、双酚化合物和烯化氧的加成物等。也可以使用日本特许公开63-30569中描述的羧酸改性的环氧树脂、日本特许公开63-30568中描述的胺改性的环氧树脂、日本特许公开61-91217中描述的磷酸改性的环氧树脂。
(2)改性的环氧树脂石油改性的环氧树脂也可以用于代替环氧树脂或与环氧树脂一起使用。
(a)石油树脂石油树脂是那些通过聚合二烯烃或石油裂解而不经过分离的单烯烃副产物得到的那些树脂。石油树脂分为C5石油树脂、C9石油树脂等。
(b)改性环氧树脂的改性是通过将环氧树脂室温下与石油树脂混合的方法得到的，或者是通过将它们在80-150℃下接触以使部分环氧树脂开环的方法得到的。改性的环氧树脂中石油树脂的含量为每100重量份环氧树脂通常为10-500重量份。
(C)固化剂环氧树脂或改性环氧树脂的固化剂优选为胺、聚酰胺或多异氰酸酯化合物，它们可以混合使用。
(1)胺固化剂胺固化剂的优选实例包括线形脂族多胺例如二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、乙氨基丙胺等，脂环族多胺，脂族多胺加成物，酮亚胺，改性脂族多胺，聚酰胺胺，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)聚酰胺固化剂聚酰胺固化剂的优选实例包括多元羧酸和多元胺缩聚形成的脂族聚酰胺，将芳环引入上述脂族聚酰胺中形成的芳族聚酰胺，脂族聚酰胺加成物，芳族聚酰胺加成物等。
(3)多异氰酸酯固化剂多异氰酸酯化合物的优选实例包括脂族多官能异氰酸酯例如六亚甲基二异氰酸酯(HMDI)，脂环族多官能异氰酸酯例如异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，多异氰酸酯化合物例如二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯(MDI)和氢化MDI，等；和这些多异氰酸酯化合物部分或全部封端官能团形成的封端多异氰酸酯化合物。
(D)组分含量(1)粘合剂树脂和固化剂以每100重量份固体粘合剂计，固化剂的含量优选为5-200重量份。当固化剂的含量小于5重量份时，得到的涂层交联密度低，因此硬度、耐候性、耐腐蚀性、耐热性、防水性等差。另一方面，当固化剂含量超过200重量份时，得到的涂层变脆。固化剂与粘合剂树脂的优选重量比为20/100-100/100。
(2)颜料以固体涂料含量计，颜料的总含量优选为10-60体积％。颜料的总含量更优选为15-45体积％。由于有些粘合剂树脂为浅色，因此颜料的总含量应根据使用的粘合剂的类型而调整。
(a)着色颜料由于决定厚度的涂料应对下面的表面具有极小的掩盖能力，因此决定厚度的涂料中含有少量着色颜料。通常，着色颜料的总含量为固体涂料含量的0.01-3体积％。当着色颜料的总含量小于0.01体积％时，决定厚度的涂料对制品或底漆的遮盖能力非常小，以致于涂层和物体之间甚至厚度大约为100μm时也基本上没有色差，难以确定得到的涂层的厚度。另一方面，当着色颜料的总含量超过3体积％时，决定厚度的涂料表现出太大的遮盖力，达到目标厚度之前色差消失。当二氧化钛被单独用作着色颜料或与其它颜料结合作着色颜料时，着色颜料的总含量优选为0.1-3体积％。当加入了底质颜料和/或防腐颜料时，以100体积％总颜料计，着色颜料的总含量优选为0.3-7体积％。
(b)底质颜料当加入了底质颜料时，以固体涂料含量计，其含量优选为60体积％或更少。当底质颜料的含量超过60体积％时，决定厚度的涂料失去了成膜性。底质颜料的含量下限优选为10体积％。
(c)防腐颜料以固体涂料含量计，防腐颜料的含量优选为0-10体积％。即使防腐颜料的含量超过10体积％，防腐效果的进一步提高也不可能达到，由此导致底质颜料含量的降低，这将不利地导致涂料费用的增加。
(E)其它组分本发明的决定厚度的涂料除了粘合剂、固化剂和颜料之外，可以含有有机溶剂、添加剂等。
(1)有机溶剂本发明中可以使用广泛用于涂料中的有机溶剂或它们的混合物。有机溶剂的优选实例包括芳族烃例如甲苯、二甲苯等，脂族烃例如正丁烷、庚烷等，主要含有脂族烃和少量芳族烃的具有不同沸点的石油馏分，酯例如乙酸丁酯、二乙酸炔属邻二醇酯。乙酸2-乙氧基乙酯，酮例如甲基异丁基酮等，醇例如丁醇等，醚例如乙二醇单丁基醚等。
(2)添加剂决定厚度的涂料可以进一步含有通用的紫外吸收剂、表面调整剂、粘度改性剂、防流淌剂、流平剂、颜料分散剂、增塑剂、消泡剂等。色差决定厚度的涂料应当满足(a)决定厚度的涂料和物体之间的色差为20或更大，(b)具有目标干厚的涂层与干厚小于目标干厚50μm的涂层之间的色差为2或更大，并且(c)具有目标干厚的涂层与干厚大于目标干厚50μm的涂层之间的色差小于1。色差的测试是根据通用方法使用比色计例如SM颜色计算机(SM-7CH，购自Suga Test Instruments Co.，Ltd)完成的。
(1)与物体的色差决定厚度的涂料与被涂覆度物体之间的色差为20或更大。满足该条件下，有可能通过肉眼观察，随着决定厚度的涂层厚度接近预定涂层厚度(湿态)，与物体之间的色差是如何改变的。优选的是，与物体之间的色差为35或更大。
(2)与干厚小于目标干厚50μm的涂层之间的色差因为干厚小于目标干厚50μm的涂层是即将完成之前的涂层，因此除非形成的涂层和目标干厚涂层之间至少存在少量色差，那么将不可能测试涂层是否达到目标厚度。因此，具有目标干厚的涂层和干厚小于目标干厚50μm的涂层之间的色差为2或更大是必要的。该色差优选为3或更大。然而，如果在即将达到目标干厚之前具有比3更大的色差，不同厚度相邻涂层之间的色差太大，在涂覆表面上留下显著的斑点。因此，该色差的上限优选为10，更优选为5。
(3)与干厚大于目标干厚50μm的涂层之间的色差因为干厚大于目标干厚50μm的涂层是厚度超过目标厚度的涂层，因此与目标干厚的涂层之间的色差应当尽可能地小。因此，具有目标干厚的涂层与干厚大于目标干厚50μm的涂层之间的色差小于1是必要的。该色差优选小于0.5。对比率通过控制对比率以及色差，可以显著地提高决定涂层的哪个厚度是接近目标干厚的准确性。该对比率是表示涂层是如何很好地遮盖底层的一种系数，通过控制决定厚度的涂料中颜料的含量，在100μm或更大的有利厚度的涂层中，优选调整为0.90-0.98。该对比率优选为0.92-0.95。如果该对比率设定的低，涂层将比所需要的更厚，导致所用的决定厚度的涂层用量增加。另一方面，如果该对比率设定的高，涂层将不能达到目标厚度，难以达到所需的效果。干涂层的对比率可以根据JIS K 5400中“7.2对比率的测试”中定义的方法测试。亮度(L值)如果决定厚度的涂料中不使用任何颜料或二氧化钛之外的其它颜料，具有目标干厚的涂层的亮度(L值)优选为60或更多，更优选70或更多。如果使用的决定厚度的涂料满足该条件，那么涂层的厚度将可以容易地确定。上述白度值可以通过调整着色颜料(包括二氧化钛和白度为85或更大的底质颜料)的含量而达到。该白度是通过根据JIS Z 8105的方法测试的。涂覆方法根据本发明的决定厚度的涂料的涂覆方法可以为(1)直接将决定厚度的涂料涂覆在物体表面上的方法，或(2)将预涂底漆和/或不同颜色的决定厚度的涂料涂覆在物体表面上，然后在其上涂覆上具有目标颜色的决定厚度的涂料的方法，这两种方法中，决定厚度的涂料的涂覆是在观察形成的涂层和物体或底漆(预涂底漆或不同颜色的决定厚度的涂层)之间色差的改变的同时完成的，直到得到的涂层达到目标厚度(湿态)。具体地说，涂层和物体或底漆之间色差的改变是在形成的涂层仍然为湿的时候通过肉眼观察的，以便检测得到的涂层是否达到目标厚度。因为色差的改变不依赖于涂层的状态(湿或干)，湿态下观察的结果也适用于不经过改变的干涂层的厚度。
(1)直接涂覆本发明中可用的物体可以是多种钢例如未处理钢、喷砂的钢(blastedsteel)、酸处理钢、镀锌钢、不锈钢，非铁材料例如铝或其合金，铜或其合金等。这些钢或非铁物体可以有焊线。
(2)预涂底漆和/或不同颜色决定厚度的涂料的涂覆本发明中可以使用的预涂底漆包括(a)一种主要的防腐涂料组合物，包括四烷氧基硅酸盐水解产物的初级缩聚物、分散的溶剂。酸性胶体二氧化硅和锌粉末(日本特许公开60-235871)；(b)一种防腐涂料组合物，包括熔点高于锌的熔点并且电势低于铁的电势的锌合金粉末(日本特许公开60-235872)；(c)一种主要的防腐涂料组合物，包括粘合剂和透光沉降法测试的平均直径为5-10μm的球形锌粉，直径为2μm或更大的锌粉占锌粉总量的95体积％或更多，每100体积份得到的干涂层中，锌粉含量为20-60体积份，涂层的耐热温度为600℃或更高(日本特许公开62-141075)，或者(d)具有与上述防腐涂料组合物相似配方的防腐涂料组合物。
涂覆不同颜色的决定厚度的涂料可得到一多层涂层。在此，术语“与物体的色差”应当理解为面漆中决定厚度的涂料满足色差的条件下，“面漆与底漆之间的色差”。具体地说，面漆应当满足的条件为(a)面漆与底漆之间的色差为20或更大，(b)具有目标干厚的涂层与干厚小于目标干厚50μm的涂层之间的色差为2或更大，和(c)具有目标干厚的涂层与干厚大于目标干厚50μm的涂层之间的色差小于1。
(3)面漆的涂覆在根据本发明形成的决定厚度的涂层上还可以进一步形成面漆。可以使用的面漆是环氧树脂涂料、氯化橡胶涂料、氯乙烯树脂涂料、醇酸树脂涂料、硅氧烷醇酸树脂涂料、丙烯酸树脂涂料、聚氨酯树脂涂料、氟树脂涂料、聚酯树脂涂料、环氧丙烯酸树脂涂料等。
本发明将通过下面的实施例进行更详细地描述，但决不在于限制本合成实施例1-14决定厚度的涂料的制备下面将制备表1所示配方的决定厚度的涂料(涂料1-14)。将二氧化钛着色颜料之外的其它主要组分在不锈钢容器中一起混合，通过自动高速搅拌器(Auto Homo-Mixer)分散到所需要的颗粒大小，然后与着色颜料浆混合。二氧化钛和其它颜料的含量调整到在预定目标干厚时具有所需的对比率。固化剂是通过自动高速搅拌器均匀混合所有组分制成的。
表1组分(1)(体积％)涂料1 涂料2 涂料3 涂料4 涂料5 涂料6 涂料7颜色 黄色 黄色 黄色 蓝色 蓝色 蓝色 黄色底质颜料滑石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)计的百分比21.32 21.50 21.67 22.08 22.15 22.22 21.32防腐颜料(4)4.14 4.14 4.14 4.14 4.14 4.144.14添加剂(5)1.29 1.29 1.29 1.29 1.29 1.291.29着色颜料二氧化钛(6)0.18 0.15 0.13 0.21 0.18 0.150.18氧化铁黄(6)0.53 0.46 0.37 - - - 0.53酞氰蓝(6)- - -0.05 0.04 0.03 -着色颜料的百分比以SPC(7)计1.20 1.03 0.85 0.44 0.37 0.301.20以总颜料(8)计 3.79 3.25 2.67 1.39 1.17 0.963.79防流淌剂(9)4.87 4.87 4.87 4.87 4.87 4.874.87合成石油树脂(10)11.43 11.43 11.43 11.43 11.43 11.43 11.43环氧多元醇(11)24.36 24.36 24.36 24.36 24.36 24.36 24.36混合溶剂(12)22.60 22.60 22.60 22.60 22.60 22.60 22.60异氰酸酯(13)17.99 17.99 17.99 17.99 17.99 17.99 17.99总量 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00说明(1)以总涂料体积计，每种组分的体积百分含量。
(2)滑石的白度滑石A98滑石B80，滑石C67。
(3)以固体涂料含量计，底质颜料的体积百分含量。
(4)钼酸锌(5)粉末状水分吸收剂和反应促进剂。
(6)以决定厚度的颜料总体积计的体积百分含量。
(7)以固体涂料含量计，颜料的体积百分含量。
(8)以颜料和添加剂的总体积计，颜料的体积百分含量。
(9)购自Kusumoto Chemicals Ltd.的Disparlon A603-20X(固含量20wt％。表中表示的是包括溶剂的体积百分含量)。
(10)购自Nevcin Polymers B.V.的Necires EPX-L(固含量99wt％，表中表示的是包括溶剂的体积百分含量，合成石油树脂与环氧多元醇的重量比为77/100(以固体计))。
(11)芳族环氧多元醇(固含量60wt％，表中表示的是含有溶剂的体积百分含量)。
(12)芳族烃溶剂和酮溶剂(重量比为1/1)。
(13)芳族多异氰酸酯(固含量75wt％，表中表示的是包括溶剂的体积百分含量，芳族多异氰酸酯和环氧多元醇的重量比为90/100(固体计))。
表1(续表)组分(1)(体积％) 涂料8 涂料9 涂料10 涂料11 涂料12 涂料13 涂料14颜色 黄色黄色黄色黄色蓝色蓝色蓝色底质颜料滑石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)计的百分比 21.32 20.32 20.63 20.96 21.7321.84 21.98防腐颜料(4)4.14 4.14 4.14 4.14 4.14 4.14 4.14添加剂(5)1.29 1.29 1.29 1.29 1.29 1.29 1.29着色颜料二氧化钛(6)0.18 0.33 0.28 0.24 0.38 0.33 0.27氧化铁黄(6)0.53 0.97 0.84 0.68 - - -酞氰蓝(6)- - - - 0.09 0.07 0.05着色颜料的百分比以SPC(7)计 1.20 2.20 1.89 1.56 0.79 0.68 0.54以总颜料(8)计防流淌剂(9)4.87 4.87 4.87 4.87 4.87 4.87 4.87合成石油树脂(10)11.43 11.43 11.43 11.43 11.4311.43 11.43环氧多元醇(11)24.36 24.36 24.36 24.36 24.3624.36 24.36混合溶剂(12)22.60 22.60 22.60 22.60 22.6022.60 22.60异氰酸酯(13)17.99 17.99 17.99 17.99 17.9917.99 17.99总量 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00说明(1)-(13)的意义与表1中的相同。
实施例1和2，对比实施例1-6在900mm×900mm的多个无光钢板上涂覆15μm厚的预涂底漆(购自Nippon Paint Marine Coatings Co.，Ltd的“NIppe-Ceramo Gray”)，并在室温下干燥24小时或更长，得到测试板。将表1中表示的各种决定厚度的涂料(涂料1-8)无空气喷涂在每种测试钢板上，湿厚为400μm，目标干厚为250μm，并置于室温下24小时。对每种决定厚度的涂料得到的涂层，使用SM颜色计算机(SM-7CH，购自Suga Test Instruments Co.，Ltd)测试其与预涂底漆的色差。将每种涂料1-8通过涂布器以目标干厚250μm涂布在白色对比率测试纸上后，还测试对比率和白度L值。并且，涂布在每个测试板上的决定厚度的涂料的厚度不匀性(最小厚度、最大厚度、平均厚度和标准偏差δ)是通过下述方法评价的10个操作者使用每种决定厚度的涂料以250μm的目标干厚涂布测试板，然后在每个涂布的测试板上取30个点测试决定厚度的涂层厚度。其结果表示在表2中。
表2编号 实施例1 对比实施例1 对比实施例2预涂底漆色调灰色灰色灰色孟塞尔系亮度(1)7.1GY5.9/0.57.1GY5.9/0.57.1GY5.9/0.5决定厚度的涂料类型 涂料1 涂料2 涂料3滑石的白度(2)A B C色调 黄色黄色 黄色孟塞尔系亮度(1)2.1Y7.4/8.3 2.9Y6.3/6.2 4.2Y4.7/3.8目标干厚(μm) 250 250 250涂层性能色差(3)42 32 19对比率(4)0.940.94 0.94白度(L值)(5)77.96 68.2951.66涂层厚度(μm)(6)最小厚度 236 205 174最大厚度 273 256 264平均厚度 254 236 214标准偏差δ11.921.9 44.7说明(1)孟塞尔系亮度说明(色调，白度/色度)(2)按照JIS Z 8722(1882)，通过白度测试仪Powder C-100(购自Kett Electric Laboratory的滤蓝(filter blue))测试的白度(A98，B80，C67)。
(3)通过SM颜色计算机(SM-7CH，购自Suga Test InstrumentsCo.，Ltd)测试的干的决定厚度涂层与预涂底漆之间的色差。
(4)按照JIS K 5400 7.2测试的。
(5)在涂布在白色对比率测试纸上的仅含有二氧化钛作颜料的决定厚度的涂层上，按照JIS Z 8105测试的目标干厚的亮度。
(6)涂层相对于目标厚度的厚度不匀性(10个操作者将每种决定厚度的涂料涂布在测试板上后，在每个涂布的测试板上取30个点测试厚度)。
表2(续表)编号实施例2 对比实施例3 对比实施例4预涂底漆色调 灰色灰色 灰色孟塞尔系亮度(1)7.1GY5.9/0.57.1GY5.9/0.57.1GY5.9/0.5决定厚度的涂料类型 涂料4 涂料5 涂料6滑石的白度(2)A B C色调 蓝色 蓝色蓝色孟塞尔系亮度(1)7.9Y6.3/8.76.4Y5.7/6.4 4.7Y3.7/4.3目标干厚(μm) 250250 250涂层性能色差(3)37 29 17对比率(4)0.94 0.940.94白度(L值)(5)78.54 68.81 52.14涂层厚度(μm)(6)最小厚度 232199 126最大厚度 276259 259平均厚度 252218 194标准偏差δ 13.1 24.542.5说明(1)-(6)的意义与表2中的相同。
表2(续表)编号 对比实施例5对比实施例6预涂底漆色调 灰色 灰色孟塞尔系亮度(1) 7.1GY5.9/0.5 7.1GY5.9/0.5决定厚度的涂料类型 涂料7 涂料8滑石的白度(2)B C色调 黄色 黄色孟塞尔系亮度(1)2.8Y6.1/5.93.9Y4.9/3.7目标干厚(μm) 250 250涂层性能色差(3)3526对比率(4)1.00 1.00白度(L值)(5)70.31 54.93涂层厚度(μm)(6)最小厚度 120 91最大厚度 235 209平均厚度 183 145标准偏差δ 43.2 57.6说明(1)-(6)的意义与表2中的相同。
下面，在每种决定厚度的涂料(涂料1-8)以表3中给出的湿厚和目标干厚无空气喷涂在每种测试板上之后，测试与目标干厚的涂层的色差ΔE，在湿态和干态下通过肉眼观察每种涂层的外观。其结果表示在表3中。
表3编号实施例1 对比实施例1对比实施例2厚度(1)ΔE(2)观察结果(3)ΔE(2)观察结果(3)ΔE(2)观察结果(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 说明(1)电磁厚度测试仪(购自Kett Electric Laboratory的涂层厚度测试仪LE-900)测试的湿厚度/干厚度。
(2)SM颜色计算机(SM-7CH，购自Suga Test Instruments Co.，Ltd)测试的与目标干厚为250μm的涂层之间的色差。
(3)肉眼观察湿涂层和干涂层的评价标准×预涂底漆层完全可以通过决定厚度的涂层看到。
Δ预涂底漆层明显地可以通过决定厚度的涂层看到。
□预涂底漆层可以通过决定厚度的涂层浅浅地看到。
○预涂底漆层除了限定的可视性之外基本上被决定厚度的涂层遮盖。
预涂底漆层完全地被决定厚度的涂层遮盖。
表3(续表)编号实施例2 对比实施例3 对比实施例4厚度(1)ΔE(2)观察结果(3)ΔE(2)观察结果(3)ΔE(2)观察结果(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 说明(1)-(3)的意义与表3中的相同。
表3(续表)编号 对比实施例5对比实施例6厚度(1)ΔE(2)观察结果(3)ΔE(2)观察结果(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 说明(1)-(3)的意义与表3中的相同。
表2和表3清楚的说明，涂层是否达到预定厚度可以在实施例1和2中的涂层还是湿的时候通过肉眼观察确定。另外，实施例1和2的平均涂层厚度基本上与干态的目标厚度相同，其标准偏差远远小于对比实施例1-6中的标准偏差。
实施例3，对比实施例7和8除了设定的目标干厚为125μm之外，按照与实施例1中相同的方法使用决定厚度的涂料(涂料9-11)形成涂层。使用上述比色计，测试每种涂层与目标干厚涂层的色差ΔE和与预涂底漆涂层的色差。使用涂布器将每种决定厚度的涂料以目标干厚涂布在白色对比率测试纸上之后，测试对比率和白度L值。如表4所示，将这些结果与实施例1和对比实施例1和2中的结果进行比较。
表4编号 实施例3 实施例1预涂底漆色调灰色 灰色孟塞尔系亮度(1)7.1GY5.9/0.57.1GY5.9/0.5决定厚度的涂料类型 涂料9涂料1滑石的白度(2)A A色调 黄色 黄色孟塞尔系亮度(1)1.8Y6.6/8.9 2.1Y7.4/8.3目标干厚(μm) 125 250涂层性能色差(3)4442ΔE(4)0 2对比率(5)0.94 0.94白度(L值)(6)79.21 77.96说明(1)孟塞尔系亮度说明(色调，白度/色度)(2)按照JIS Z 8722(1882)，通过白度测试仪Powder C-100(购自Kett Electric Laboratory)测试的白度(A98，B80，C67)。
(3)通过SM颜色计算机(SM-7CH，购自Suga Test InstrumentsCo.，Ltd)测试的干的决定厚度涂层与预涂底漆涂层之间的色差。
(4)SM颜色计算机(SM-7CH，购自Suga Test Instruments Co.，Ltd)测试的与125μm目标干厚涂层之间的色差。
(5)按照JIS K 5400 7.2测试的。
(6)在涂布在白色对比率测试纸上的仅含有二氧化钛作颜料的决定厚度的涂层上，按照JIS Z 8105测试的目标干厚的亮度。
表4(续表)编号 对比实施例7对比实施例1预涂底漆色调 灰色灰色孟塞尔系亮度(1)7.1GY5.9/0.57.1GY5.9/0.5决定厚度的涂料类型 涂料10 涂料2滑石的白度(2)BB色调 黄色 黄色孟塞尔系亮度(1)2.5Y6.4/7.2 2.9Y6.3/6.2目标干厚(μm) 125 250涂层性能色差(3)36 32ΔE(4)04对比率(5)0.94 0.94白度(L值)(6)69.9768.29说明(1)-(6)的意义与表4中的相同。
表4(续表)编号 对比实施例8 对比实施例2预涂底漆色调 灰色 灰色孟塞尔系亮度(1)7.1GY5.9/0.5 7.1GY5.9/0.5决定厚度的涂料类型涂料11 涂料3滑石的白度(2)C C色调黄色黄色孟塞尔系亮度(1)3.4Y5.2/4.54.2Y74.7/3.8目标干厚(μm) 125250涂层性能色差(3)2519ΔE(4)0 6对比率(5)0.94 0.94白度(L值)(6)53.27 51.66说明(1)-(6)的意义与表4中的相同。
从表4可以清楚地看出，当它们之间目标干厚不同时，实施例3和1之间的色差远远小于对比实施例7和1之间的色差以及对比实施例8和2之间的色差。
实施例4，对比实施例9和10通过无空气喷涂方法在每个测试板上一起形成不同颜色的决定厚度涂料、目标干厚为125μm的底漆和目标干厚为250μm的面漆，并置于室温下24小时。分别测试每种面漆与底漆之间的色差、对比率和亮度Δt。此外，通过10个操作者使用决定厚度的涂料在测试板上涂覆作底漆和面漆并在每个测试板上取30个点测试总厚度的方法，评价每个测试板上底漆和面漆总厚度的不匀性(最小厚度、最大厚度、平均厚度和标准偏差δ)。其结果表示在表5中。
表5编号实施例4 对比实施例9 对比实施例10底漆(1)类型 涂料12 涂料13 涂料14滑石的白度 A BC色调 蓝色蓝色 蓝色孟塞尔系亮度(1)7.6B5.9/9.0 6.1B6.3/7.2 4.3B4.8/5.6目标干厚(μm) 125 125 125对比率 0.940.94 0.94面漆(2)类型 涂料1 涂料2涂料3滑石的白度 A BC色调 黄色 黄色 黄色孟塞尔系亮度(1)2.1Y7.4/8.32.9Y6.3/6.24.2Y4.7/3.8目标干厚(μm) 250250 250色差(3)63 5238对比率 0.94 0.94 0.94亮度(L值) 77.96 68.29 51.66总厚度(μm)(4)目标干厚 375375 375最小厚度 354311 245最大厚度 409431 399平均厚度 379340 302标准偏差δ11.8 45.7 74.3说明(1)目标干厚为125μm的决定厚度的涂料。
(2)目标干厚为250μm的决定厚度的涂料。
(3)SM颜色计算机(SM-7CH，购自Suga Test Instruments Co.，Ltd)测试的底漆与面漆之间的色差。
(4)电磁厚度测试仪(购自Kett Electric Laboratory的涂层厚度测试仪LE-900)测试的面漆和底漆的总厚度。
下面，通过无空气喷涂方法在每个测试板上一起形成不同颜色的决定厚度的涂层、目标干厚为125μm的底漆和湿厚/干厚为240/150μm，280/175μm，320/200μm，360/225μm，400/250μm，440/275μm，和480/300μm的面漆，并置于室温下24小时。测试每种面漆对目标干厚涂层的色差ΔE，并通过肉眼观察其外观。其结果表示在表6中。
表6编号 实施例4对比实施例9对比实施例10底漆(1)类型 涂料12 涂料13 涂料14滑石的白度 A B C色调 蓝色 蓝色蓝色孟塞尔系亮度(1)7.6B5.9/9.0 6.1B6.3/7.24.3B4.8/5.6目标干厚(μm)125 125 125对比率 0.94 0.94 0.94面漆(2)类型涂料1 涂料2 涂料3滑石的白度A B C色调黄色 黄色 黄色孟塞尔系亮度(1)2.1Y7.4/8.32.9Y6.3/6.24.2Y4.7/3.8厚度(1)ΔE(2)观察结果(3)ΔE(2)观察结果(3)ΔE(2)观察结果(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说明(1)目标干厚为125μm的决定厚度的涂层。
(2)目标干厚为150-300μm的决定厚度的涂层。
(3)使用购自Erichsen的Paint Borer518测试的湿厚度/干厚度。
(4)与表3中的意义相同。
从表5和表6中可以清楚地看出，涂层是否达到预定厚度可以在实施例4中的涂层仍然为湿的时候通过肉眼观察来决定。另外，干态下，实施例4中涂层的平均厚度基本上与目标厚度相同，其标准偏差远远小于对比实施例9和10中的标准偏差。
如上所详述，即使在不同区域要求不同涂层厚度的物体上，本发明方法也可以简单准确地在每个区域以目标厚度形成涂层，并且即使不同涂层厚度之间没有色差。因此，本发明形成涂层的方法对于在涂覆船舶等中极为有用。
权利要求
1.一种在物体表面上形成目标干厚为100μm或更大的基本上均匀涂层的方法，以固体涂料含量计，该方法中使用含有0.01-3体积％的着色颜料和白度为85或更高的底质颜料的涂料作为决定厚度的涂料，所述决定厚度的涂料中，所述颜料和所述底质颜料的含量经调整满足下述条件(a)所述决定厚度的涂料和所述物体之间的色差为20或更大，(b)具有所述目标干厚的涂层与干厚小于目标干厚50μm的涂层之间的色差为2或更大，并且(c)具有所述目标干厚的涂层与干厚大于目标干厚50μm的涂层之间的色差小于1。
2.一种使用两种或多种决定厚度的涂料在物体表面上形成具有不同目标干厚区域的涂层的方法，其中每一个目标干厚为100μm或更多，以固体涂料含量计，每一种决定厚度的涂料含有0.01-3体积％的着色颜料和白度为85或更高的底质颜料，所述决定厚度的涂料中，所述颜料和所述底质颜料的含量经调整满足下述条件(a)所述决定厚度的涂料和所述物体之间的色差为20或更大，(b)具有所述目标干厚的涂层与干厚小于目标干厚50μm的涂层之间的色差为2或更大，并且(c)具有所述目标干厚的涂层与干厚大于目标干厚50μm的涂层之间的色差小于1。
3.根据权利要求2的形成涂层的方法，其中两种或多种所述决定厚度的涂料经调整满足，具有目标干厚的任何两种所述决定厚度的涂料之间的色差小于3。
4.根据权利要求1-3中任一项的形成涂层的方法，其中具有目标干厚的所述涂层的对比率为0.90-0.98。
5.根据权利要求1-4中任一项的形成涂层的方法，其中如果所述决定厚度的颜料中不含有任何着色颜料或二氧化钛之外的其它颜料，具有所述目标干厚的所述涂层的亮度L值为60或更大。
6.根据权利要求1-5中任一项的形成涂层的方法，其中所述决定厚度的涂料中的所述颜料包括二氧化钛和其它颜料，以固体涂料含量计，所述二氧化钛和所述其它着色颜料的总含量为0.1-3体积％。
7.根据权利要求1-6中任一项的形成涂层的方法，其中所述物体被涂有预涂底漆和/或不同颜色的决定厚度涂料作底漆。
8.根据权利要求1-7中任一项的形成涂层的方法，其中所述物体是钢板。
9.根据权利要求1-8中任一项的形成涂层的方法，其中所述决定厚度的涂料含有至少一种选自环氧树脂和石油树脂改性的环氧树脂的粘合剂树脂，和至少一种选自胺、聚酰胺和多异氰酸酯化合物的固化剂。
10.根据权利要求1-9中任一项的形成涂层的方法，其中所述色差的改变是当形成的所述决定厚度的涂层仍然为湿的时候通过肉眼观察的，以便决定所述决定厚度的涂层是否达到预定厚度。
全文摘要
一种在物体表面上形成目标干厚为100μm或更大的基本上均匀涂层的方法,以固体涂料含量计,该方法中使用含有0.01－3vol%的着色颜料和白度为85或更高的底质颜料的涂料作为决定厚度的涂料,所述决定厚度的涂料中,所述颜料和所述底质颜料的含量经调整满足下述条件:(a)所述决定厚度的涂料和所述物体之间的色差为20或更大,(b)具有所述目标干厚的涂层与干厚小于目标于厚50μm的涂层之间的色差为2或更大,并且(c)具有所述目标干厚的涂层与干厚大于目标干厚50μm的涂层之间的色差小于1。
文档编号C09D163/04GK1341493SQ0114107
公开日2002年3月27日 申请日期2001年9月1日 优先权日2000年9月1日
发明者菅原胜也, 多田俊文, 鸟饲充, 植田彰裕 申请人:日本油漆船舶漆株式会社