特許 7148237 アルマイト材の代替材料に用いることができる表面被覆基材、その基板表面にトップコート層を形成するための塗料組成物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-27

(45)【発行日】2022-10-05

(54)【発明の名称】アルマイト材の代替材料に用いることができる表面被覆基材、その基板表面にトップコート層を形成するための塗料組成物

(51)【国際特許分類】

   C09D 1/00 20060101AFI20220928BHJP

   C09D 7/47 20180101ALI20220928BHJP

   C09D 7/61 20180101ALI20220928BHJP

   B05D 7/14 20060101ALI20220928BHJP

   B05D 7/24 20060101ALI20220928BHJP

【ＦＩ】

C09D1/00

C09D7/47

C09D7/61

B05D7/14 101A

B05D7/24 302A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2017212894

(22)【出願日】2017-11-02

(65)【公開番号】P2019085459

(43)【公開日】2019-06-06

【審査請求日】2020-10-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000154794

【氏名又は名称】株式会社放電精密加工研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100110928

【弁理士】

【氏名又は名称】速水 進治

(72)【発明者】

【氏名】康 諭基泰

(72)【発明者】

【氏名】越名 崇文

【審査官】仁科 努

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－０５９６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１９４０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１０／０８４８３３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００８－００７６２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０９７７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２００２０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３２５８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２１１２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１９７０７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１７７５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１７５３５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－１６３６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１０－５３２７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１２２０３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２５９３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１７９５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第０１／０７６８６５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】実開昭６０－１７７６３４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０６－００２１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２９０３６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８５２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９９６６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０９Ｄ １／００

Ｂ０５Ｄ ７／１４

Ｂ０５Ｄ ７／２４

Ｃ０９Ｄ ７／４７

Ｃ０９Ｄ ７／６１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ａｌ系材料を含む金属基板の表面にトップコート層を形成するために用いる塗料組成物であって、
金属アルコキシドと、
溶媒と、
シリコン系表面調整剤と、を含み、
下記の手順Ａに従って測定される当該塗料組成物の接触角が２４°以下であり、下記の手順Ｂに従って測定される当該塗料組成物からなる塗膜の鉛筆硬度が７Ｈ以上である、塗料組成物。
（手順Ａ）
液体試料として当該塗料組成物５０μｌを、評価基板である溶融亜鉛めっき鋼板の表面に滴下し、室温２５°で滴下後１秒後において、前記液体試料の静的接触角（°）を測定する。前記静的接触角を上記の接触角とする。
（手順Ｂ）
当該塗料組成物を、前記Ａｌ系材料を含む金属基板に塗装し、塗膜を形成する。
ＪＩＳ Ｋ ５６００－５－４に準拠した鉛筆法により、前記塗膜の鉛筆硬度を測定する。

【請求項2】

請求項１に記載の塗料組成物であって、
下記の手順に従って測定される、１回目の絶縁破壊電圧をＡとし、５回目の絶縁破壊電圧をＢとしたとき、絶縁破壊電圧比率Ｂ／Ａが０．５以上１．１以下である、塗料組成物。
（手順）
当該塗料組成物を基板に塗装し、所定膜厚の塗膜を作成し、これを板状の試験片として使用する。
前記板状の試験片を、平行平板電極間に配置し、耐圧試験器を用い、交流電圧源（５０Ｈｚ）の電圧を印加し、前記板状の試験片の表面で放電が生じた時の電圧を、絶縁破壊電圧として測定する。
同じ前記板状の試験片に対して、繰り返し５回の耐電圧試験を行い、上記１回目の絶縁破壊電圧および上記５回目の絶縁破壊電圧（ｋＶ）を測定する。

【請求項3】

請求項１または２に記載の塗料組成物であって、
当該塗料組成物からなる塗膜のビッカース硬さが、１５Ｈｖ以上２００Ｈｖ以下である、塗料組成物。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載の塗料組成物であって、
前記シリコン系表面調整剤が、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、および／または脂肪族アルコールを含有する、塗料組成物。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載の塗料組成物であって、
前記塗料組成物が無機微粒子をさらに含む、塗料組成物。

【請求項6】

請求項５に記載の塗料組成物であって、
前記無機微粒子が、アルミナ、窒化ホウ素、ジルコニア、マイカ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、シリカ、コージライトおよび無機顔料からなる群から選択される一種以上を含む、塗料組成物。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１項に記載の塗料組成物であって、
前記金属アルコキシドが、シリコン、チタン、ジルコニウムおよびアルミニウムからなる群から選択される一種以上を含む、塗料組成物。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１項に記載の塗料組成物であって、
クロムを含有しない、塗料組成物。

【請求項9】

基板と、前記基板の表面にトップコート層と、を備えており、
前記トップコート層が、請求項１から８のいずれか１項に記載の塗料組成物からなる塗膜で構成される、表面被覆基材。

【請求項10】

請求項１～８のいずれか一項に記載の塗料組成物を、Ａｌ系材料を含む金属基板の表面に塗布する工程を含む、施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板表面にトップコート層を形成するための塗料組成物、それを用いた表面被覆基材に関する。

【背景技術】

【0002】

アルマイト材は、耐食性に優れることから、窓枠材、パネル、ポール等の建築材料、船舶、電車や自動車等の車両、家庭電気製品、電子機器、事務機器、光学機器等の電子装置等に幅広く用いられている。この種の技術として、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、アルミニウム基板に対して陽極酸化処理（アルマイト）して表面に陽極酸化皮膜（アルマイト皮膜）を形成することにより、アルマイト材が得られることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１０－０４６３９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来のサプライチェーンの一つとして、次のようなものが知られている。
基板材料が（アルミニウム材等）素材メーカーから加工メーカーに供給され、続いて、加工メーカーにおいて陽極酸化処理（アルマイト）された（必要に応じて形状加工も付与された）アルマイト材が製造メーカーに供給される。アルマイトを前提とした場合、加工メーカーに依拠する形となるため、サプライチェーンのカスタマイズが容易ではない。このような事情から、アルマイト材の市場において、アルマイト材に変わる新たな代替材料が要望されている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明者が上記の事情を踏まえて検討を進めた結果、基板のトップコート層に用いる塗料組成物において、塗膜構造の緻密度や基板に対する密着性・濡れ性を適切に制御することにより、アルマイト材と同等以上の特性を実現できることが判明した。
本発明者はさらに検討したところ、金属アルコキシドおよび溶媒を含む塗料組成物において、塗膜構造の緻密度については鉛筆硬度を指標とすることにより安定的に評価することができ、基板に対する密着性・濡れ性については接触角を指標とすることにより安定的に評価できることを見出した。このような知見に基づいて鋭意検討した結果、鉛筆硬度を所定値以上とし、接触角を所定値以下とすることにより、アルマイト材と同等以上の耐食性を有する塗膜をトップコート層として用いることを見出し、本発明を完成するに至った。

【0006】

本発明によれば、
Ａｌ系材料を含む金属基板の表面にトップコート層を形成するために用いる塗料組成物であって、
金属アルコキシドと、
溶媒と、
シリコン系表面調整剤と、を含み、
下記の手順Ａに従って測定される当該塗料組成物の接触角が２４°以下であり、下記の手順Ｂに従って測定される当該塗料組成物からなる塗膜の鉛筆硬度が７Ｈ以上である、塗料組成物が提供される。
（手順Ａ）
液体試料として当該塗料組成物５０μｌを、評価基板である溶融亜鉛めっき鋼板の表面に滴下し、室温２５°で滴下後１秒後において、前記液体試料の静的接触角（°）を測定する。前記静的接触角を上記の接触角とする。
（手順Ｂ）
当該塗料組成物を、前記Ａｌ系材料を含む金属基板に塗装し、塗膜を形成する。
ＪＩＳ Ｋ ５６００－５－４に準拠した鉛筆法により、前記塗膜の鉛筆硬度を測定する。

【0007】

また本発明によれば、
基板と、前記基板の表面にトップコート層と、を備えており、
前記トップコート層が、上記塗料組成物からなる塗膜で構成される、表面被覆基材が提供される。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、アルマイト材の代替材料に用いることができる塗料組成物、それを用いた表面被覆基材が提供される。
また、本発明によれば、高絶縁性および高耐食性を兼ね備えており、硬度と柔軟性のバランスに優れた塗膜を実現できる塗料組成物を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態の塗料組成物からなる塗膜を説明するための図である。

【図2】耐電圧測定の結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは一致していない。

【0011】

本実施形態の塗料組成物の概要について説明する。
本実施形態の塗料組成物は、基板の表面にトップコート層を形成するために用いる塗料組成物である。この塗料組成物は、金属アルコキシドと、溶媒と、を含むことができる。当該塗料組成物を測定基板に対して滴下したとき接触角を２４°以下とすることができる。また当該塗料組成物からなる塗膜の鉛筆硬度を５Ｈ以上とすることができる。

【0012】

本発明者の知見によれば、基板のトップコート層に用いる塗料組成物において、塗膜構造の緻密度や基板に対する密着性・濡れ性を適切に制御することにより、アルマイト材と同等以上の特性を実現できることが判明した。
本発明者による鋭意検討の結果、金属アルコキシドおよび溶媒を含む塗料組成物において、塗膜構造の緻密度については鉛筆硬度を指標とすることにより安定的に評価することができ、基板に対する密着性や濡れ性については接触角（表面張力）を指標とすることにより安定的に評価できることを見出した。このような知見に基づいて鋭意検討した結果、鉛筆硬度を所定値以上とし、接触角を所定値以下とすることにより、アルマイト材と同等以上の耐食性等の塗膜特性を有する塗膜をトップコート層として用いることが見出された。

【0013】

詳細なメカニズムは定かでないが、金属アルコキシド由来の金属原子が酸素原子を介して下地基板の表面と化学的に結合すること、また塗膜と下地とが物理的に結合することによって、上記塗膜と下地基板との密着性を高められること、塗料組成物の濡れ性を高めることにより、これらの密着性を一層向上させられること、そして、塗膜自他の構造が緻密であることから、耐食性等の様々な塗膜特性を改善できると考えられる。

【0014】

本実施形態の塗料組成物によれば、アルマイト材と同等以上の優れた高耐食性を有する塗膜を実現することができる。また本実施形態の塗料組成物は、アルマイト材と比較して優れた高絶縁性を有する塗膜を実現できる。また本実施形態の塗料組成物によれば、比較的高い硬度を備えるとともに、アルマイト材と比して柔軟性を備える塗膜を実現できる。したがって、高絶縁性および高耐食性を兼ね備えており、硬度と柔軟性のバランスに優れた塗膜を実現できる。

【0015】

また、本実施形態の塗料組成物は、耐食性、絶縁性、耐酸性・耐アルカリ性、耐変形性、耐候性、耐摩耗性などの各種の塗膜特性を向上させることができる。

【0016】

さらに、本実施形態の塗料組成物の塗膜形成プロセスは、アルマイトと比べて簡単なプロセスとすることができる。
以上より、本実施形態の塗料組成物からなる塗膜をトップコート層として備える表面被覆基材は、アルマイト材の代替材料として有効であり、多種多様な用途に展開することが可能である。

【0017】

本実施形態の塗料組成物を活用することにより、従来必須であったサプライヤ（陽極酸化処理や形状加工処理を提供する加工メーカー）を経由せずに済むために、従来のサプライチェーンを容易にカスタマイズすることが可能である。競争がより激化する環境の中で、戦略的にサプライヤとのリレーションを強化・最適化し、効率的にコスト削減を実現できる。たとえば、製造メーカーは、素材メーカーから基板材料を直接仕入れ、塗料組成物の塗工処理を内製化することにより、素材メーカーに対する購買力の強化や製造コストの削減を進めることが可能である。また、製造メーカーは、素材メーカーからの仕入量を増加し、塗工処理を外注することにより、製造効率を高めて製造コストを削減することも可能である。また、処理工程を分散化、すなわち、塗工処理と形状加工処理とに別々のサプライヤを配置し、チャネルを最適化することにより、サプライチェーンの設計自由度をさらに高めることが可能である。
また、本実施形態の塗料組成物の塗膜形成プロセス（塗工処理）は、アルマイト（陽極酸化処理）と比べて簡単なプロセスとすることができる。このため、サプライチェーンの設計自由度をさらに高めることが可能である。

【0018】

本実施形態の表面被覆基材は、様々な用途に活用することができるが、例えば、自動車や電車等の車両、航空機、船舶、建築材料や電子装置等の構成部材として好適に使用することが可能である。

【0019】

以下、本実施形態の塗料組成物の成分について説明する。
本実施形態の塗料組成物は、結合剤を含むことができる。この結合剤としては、金属アルコキシドを含むことができる。

【0020】

上記金属アルコキシドは、例えば、シリコン、チタン、ジルコニウムおよびアルミニウムからなる群から選択される一種以上の金属元素を含むことができる。この中でも、金属アルコキシドは、シリコンアルコキシドを含有することができる。
上記シリコンアルコキシドは、ケイ素原子に直接結合するアルコキシ基を有するものであり、公知のシリコンアルコキシドを使用することができる。シリコンアルコキシドは、加水分解および重縮合することにより、ポリシロキサンになる。

【0021】

上記シリコンアルコキシドの一例としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ｎ－プロピルトリメトキシシラン、ｎ－プロピルトリエトキシシラン、ｉ－プロピルトリメトキシシラン、ｉ－プロピルトリエトキシシラン、γ－クロロプロピルトリメトキシシラン、γ－クロロプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３，３，３－トリフロロプロピルトリメトキシシラン、３，３，３－トリフロロプロピルトリエトキシシラン、γ－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ－メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ－メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ－メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ－メルカプトプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、３，４－エポキシシクロヘキシルエチルメトキシシラン、３，４－エポキシシクロヘキシルエチルエトキシシラン、γ－アミノプロピルメトキシシラン、γ－アミノプロピルエトキシシランなどを例示できる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記ポリシロキサンとしては、上記シリコンアルコキシド由来の構造単位を有することができ、例えば、ポリジメチルシロキサンやポリフェニルシロキサン等のオルガノポリシロキサンを用いてもよい。
なお、シリコンアルコキシドを、予め酸またはアルカリの存在下もしくは非存在下で加水分解した加水分解物、該加水分解物をさらに熟成して重縮合した部分縮合物を使用することもできる。

【0022】

本実施形態の塗料組成物は、金属粒子として、アルミナをさらに含むことができる。アルミナとして、コロイド状アルミナ（金属コロイド）や微粒子状アルミナ（金属微粒子）を用いることができる。

【0023】

上記金属コロイド（例えば、コロイド状のアルミナ）は、アルミナなどの無機酸化物を担体として、水および／または低級アルコール類を分散媒とする、ｐＨ２．５～６の金属酸化物ゾル（アルミナゾル）とすることができる。この金属酸化物ゾルは、固形分換算で、例えば、５～５０重量％、好ましくは５～２５重量％含有してもよい。また、金属酸化物ゾルは、安定剤として硝酸、塩酸、酢酸などの酸を含有してもよい。
上記金属微粒子は、例えば、微粒子状アルミナであり、精製アルミニウム塩の高温加水分解法で製造されたアルミナを用いることができる。微粒子状アルミナは、ｐＨ２～６の酸性水性分散液としたものを用いることもできる。
コロイド状アルミナ（金属コロイド）や微粒子状アルミナ（金属微粒子）は、例えば、平均粒径が５～２００ｎｍ、好ましくは５～１００ｎｍ、より好ましくは５～５０ｎｍのものである。

【0024】

上記結合剤は、上記オルガノアルコキシシラン、コロイド状アルミナ（金属コロイド）または微粒子状アルミナ（金属微粒子）、および親水性有機溶媒を含むことができる。このような結合剤としては、例えば、日研株式会社製のセラミカＧ－９２－６、日研株式会社製Ｇ－９０等が挙げられる。

【0025】

上記親水性有機溶媒は、例えば、アルコール類、グリコール類、エステル類、エーテル類、ケトン類などである。アルコール類としては、炭素数１～８の脂肪族アルコール、例えばメタノール、エタノール、ｎ－プロパノール、ｉ－プロパノール、ｎ－ブタノール、ｓｅｃ－ブタノール、ｔ－ブタノール、ｎ－ペンタノール、ｎ－ヘキサノール、４－メチル－２－ペンタノール、４－メチル－ｎ－ペンタノールなどが挙げられる。グリコール類としては、例えばエチレングリコール、プロピレングリコールが挙られる。エステル類としては、前記アルコール類およびグリコール類のギ酸、酢酸、プロピオン酸などのエステル、具体的にはギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸ブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸エチルなどを例示できる。上記エーテル類として、前記アルコール類およびグリコール類のアルキルエーテルなど、具体的にはジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、メチルエチルエーテル、エチルブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルなどが挙げられる。ケトン類としては、アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン、アセトフェノンなどが挙げられる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。この中でも、ｉ－プロパノール、ｎ－ブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、メチルエチルケトン、酢酸エチル等を使用してもよい。

【0026】

本実施形態の塗料組成物からなる塗膜中において、例えば、シリコンアルコキシド由来のＳｉＯ_２成分と、コロイド状アルミナや微粒子状アルミナ由来のＡｌ_２Ｏ_３成分と、で構成される固形物を形成することができる。
本実施形態の塗料組成物中において、上記固形物の含有量は、固形分換算で、例えば、１０～５０重量％、好ましくは２０～４０重量％である。
また塗膜中において、Ａｌ_２Ｏ_３成分の含有量は、固形物全体に対して、固形分換算で、例えば、１０～４５重量％、好ましくは１５～４０重量％とすることができる。

【0027】

本実施形態において、塗料組成物の固形分とは、塗料組成物中における不揮発分を指し、水や溶媒等の揮発成分を除いた残部を指す。また、本実施形態において、塗料組成物全体に対する含有量とは、塗料組成物が溶媒を含む場合には、塗料組成物のうちの溶媒を除く固形分全体に対する含有量を指す。

【0028】

本実施形態の塗料組成物は、界面活性剤を含むことができる。この界面活性剤として、例えば、シリコン系表面調整剤を含むことができる。これにより、塗料組成物において、表面張力を低減し、下地への濡れ性やレベリング性を高めることができる。

【0029】

上記シリコン系表面調整剤としては、例えば、ビックケミー・ジャパン製のＢＹＫ－３００、ＢＹＫ－３０１、ＢＹＫ－３０２、ＢＹＫ－３０６、ＢＹＫ－３０７、ＢＹＫ－３１０、ＢＹＫ－３１５、ＢＹＫ－３２０、ＢＹＫ－３２２、ＢＹＫ－３２３、ＢＹＫ－３２５、ＢＹＫ－３３０、ＢＹＫ－３３１、ＢＹＫ－３３３、ＢＹＫ－３３７、ＢＹＫ－３４１、ＢＹＫ－３４４、ＢＹＫ－３４５、ＢＹＫ－３４６、ＢＹＫ－３４７、ＢＹＫ－３４８、ＢＹＫ－３４９、ＢＹＫ－３７０、ＢＹＫ－３７５、ＢＹＫ－３７７、ＢＹＫ－３７８、ＢＹＫ－ＵＶ３５００、ＢＹＫ－ＵＶ３５１０、ＢＹＫ－ＵＶ３５７０等が挙げられる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
この中でも、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンを含有するシリコン系表面調整剤を使用することができる。この上記シリコン系表面調整剤はｎ－オクタノール等の脂肪族アルコール（例えば、炭素数が６～２０の脂肪族アルコール）を含有してもよい。

【0030】

本実施形態の塗料組成物は、フィラーを含むことができる。このフィラーとして、無機微粒子を用いることができる。

【0031】

上記無機微粒子としては、例えば、アルミナ、窒化ホウ素、ジルコニア、マイカ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、シリカ、コージライトおよび無機顔料からなる群から選択される一種以上を含むことができる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。この中でも、耐熱性や平滑性の観点から、アルミナを使用することができる。

【0032】

上記無機微粒子の形状としては、例えば、球状、真球状、板状、粒状などが挙げられる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。この中でも、耐食性の観点から、球状であることが好ましい。

【0033】

上記無機微粒子の粒径の下限値としては、例えば、０．０２μｍ以上であり、０．１μｍ以上が好ましく、０．２μｍ以上がより好ましい。また、上記フィラーの粒径の上限値としては、例えば、５μｍ以下であり、１．５μｍ以下が好ましく、０．９μｍ以下がより好ましい。このような数値範囲内とすることにより、トップコート層の耐食性を高めることが可能になる。上記無機微粒子の粒径は、メジアン径（平均粒径Ｄ５０）とすることができる。

【0034】

上記無機微粒子は、分散性の観点から、例えば、溶媒に分散させたスラリー状態で使用されていてもよい。すなわち、本実施形態の塗料組成物は、無機微粒子を溶媒中に分散させたスラリー状物質（以下、スラリーと呼称する。）を含有してもよい。また、スラリーは、分散剤を含有してもよい。

【0035】

上記スラリー濃度（固形分である無機微粒子の含有比率）は、上記スラリー全体に対して、例えば、３重量％以上８０重量％以下でもよく、５重量％以上６０重量％以下でもよく、１０重量％以上５０重量％以下でもよい。

【0036】

また、上記スラリーの配合量は、上記結合剤１００重量％に対して、例えば、１重量％以上８０重量％以下でもよく、３重量％以上６０重量％以下でもよく、５重量％以上５０重量％以下でもよい。

【0037】

また、本実施形態の塗料組成物中において、無機微粒子の含有量の下限値は、結合剤の固形分（例えば、ＳｉＯ_２成分およびＡｌ_２Ｏ_３成分）の含有量１００部に対して、例えば、１００部より大きく、好ましくは１２０部以上であり、より好ましくは１４０部以上である。一方で、フィラーの含有量の上限値は、結合剤の固形分の含有量１００部に対して、例えば、３００部以下でもよく、２００部以下でもよい。

【0038】

上記スラリーに用いる溶媒は、例えば、沸点が１００℃以上、２２０℃以下の高沸点溶媒を含むことができる。この高沸点溶媒の沸点の上限値としては、例えば、２２０℃以下であり、好ましくは２１０℃以下である。これにより、低い温度での加熱や乾燥によって塗膜を成膜することが可能になる。高沸点溶媒の沸点の下限値としては、例えば、１００℃以上でもよく、１０５℃以上でもよい。これにより、室温等の保管環境において、溶媒の蒸発を抑制できるため保管性を高めることができる。また、塗膜特性の再現性を良好なものとすることができる。

【0039】

上記高沸点溶媒としては、例えば、イソブタノール（沸点１０８℃）、プロパギルアルコール（沸点１１３．６℃）、ｎ－ブタノール（沸点１１７．５℃）、プロピレングリコールモノメチルエーテル（沸点１２１℃）、酢酸ブチル（沸点１２７℃）、エチルセロソルブ（沸点１３６℃）、プロピルセロソルブ（沸点１５０℃）、ブチルセロソルブ（沸点１７１．２℃）、エチレングリコールモノアセテート（沸点１８８℃）、酢酸２－エトキシエチル（沸点１５６．８℃）、エチルジグリコール（沸点２０２．７℃）等が挙げられる。

【0040】

一方、上記スラリーに用いる溶媒は、沸点が５０℃以上１００℃未満の低沸点溶媒を含むことができる。
上記低沸点溶媒としては、例えば、メチルアルコール（６４．７°Ｃ）、エチルアルコール（７８．３７℃）、イソプロピルアルコール（沸点８２．４℃）などの低分子量アルコールが挙げられる。これにより、より低温環境下や乾燥環境下において塗膜を成膜することが可能になる。

【0041】

本実施形態の塗料組成物は溶媒を含むことができる。この溶媒は、単独溶媒または混合溶媒であってもよい。上記溶媒としては、上記結合剤由来の溶媒であっても、スラリー由来の溶媒であってもよく、その他の溶媒を含むこともできる。上記溶媒としては、上述の親水性有機溶媒、高沸点溶媒、低沸点溶媒から選択することができる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【0042】

本実施形態の塗料組成物は、必要に応じて、上述した成分以外の他の成分を含むことができる。

【0043】

また、本実施形態の塗料組成物は、環境に配慮する観点から、六価クロム、三価クロム等のクロム成分を含まないクロムフリー塗料組成物とすることができる。これにより、安全性に優れた塗料組成物を実現できる。本実施形態によれば、上記蒸気コートおよび上記クロムフリー塗料組成物を使用することにより、環境負荷を非常に低減させることが可能になる。

【0044】

本実施形態の塗料組成物の製造方法は、公知の方法を使用することができ、特に限定されないが、例えば、無機微粒子を溶媒に混合してスラリーを調製し、得られたスラリーと上記結合剤とを混合することにより、塗料組成物を得ることができる。必要に応じて、塗料組成物に、結合剤の硬化触媒を添加することができる。添加するタイミングは、任意でよい。

【0045】

本実施形態において、上記結合剤のポットライフを長くする観点から、結合剤とその硬化触媒とは別々の容器に保管することができる。また、結合剤および無機微粒子を含む塗料組成物についても、同様に、結合剤用の硬化触媒（例えば、硝酸などの上記安定剤）とは別々に保管することができる。塗料組成物に硬化触媒を加えたものは、すぐに使用することが好ましいが、冷暗所に保存すれば、例えば、１日から１週間以内であれば、実用上問題ないことが多い。

【0046】

以下、本実施形態の塗料組成物を使用した施工方法について説明する。

【0047】

本実施形態の施工方法は、塗料組成物からなる塗膜を基板の表面に形成する塗膜形成工程を含むものである。この施工方法により、基板の表面にトップコート層を形成することができる。

【0048】

上記施工方法において、塗膜を形成する方法は、公知の方法を利用できるが、例えば、スプレー塗装を利用することができる。すなわち、塗膜形成工程は、例えば、スプレーにより塗料組成物を基板に塗布する工程を含むことができる。これより、大面積の被塗装物に対して効率的に塗装を施すことが可能になる。また、塗膜の膜厚制御も容易になる。

【0049】

スプレー塗装は、例えば、被塗装物である基板の表面に、霧状の塗料組成物を吹き付けることができる。スプレー塗装を行うブースの湿度は、例えば、６０％以下であり、好ましくは５５％以下であり、より好ましくは５０％以下である。このように、乾燥条件を適切に制御することにより、塗膜の形成効率を高めることができる。

【0050】

形成された塗膜に対して、さらに乾燥工程を行うことができる。この乾燥工程は、加熱処理とともに乾燥処理を行ってもよく、乾燥処理後に加熱処理を行ってもよい。また、乾燥工程において、乾燥風、温風、乾燥温風等の気流を塗膜に接触させてもよい。これにより、乾燥効率を高めることができるとともに、塗膜全体を均一に乾燥させることができる。

【0051】

また、加熱処理に関して、上記乾燥工程は、例えば、２２０℃以下の温度で、好ましくは１００℃～２００℃、より好ましくは１３０℃～１９０℃、さらに好ましくは１５０℃～１８０℃の温度で、塗膜を加熱乾燥する工程を含むことができる。

【0052】

以上の施工方法により、基板の表面にトップコート層として、塗料組成物からなる塗膜を形成することができる。

【0053】

なお、本実施形態の塗料組成物を補修の目的で使用することも可能である。
本実施形態の補修方法は、基板の表面に対して、上記塗料組成物を用いて補修する補修工程を含むことができる。補修工程の実施前に、基板の表面を洗浄してもよい。塗膜を形成する方法は、上述の施工方法を利用することができる。たとえば、スプレー塗装を用いることにより、より簡便に補修を行うことが可能である。これにより、表面被覆基材の耐食性を維持することができる。

【0054】

以下、本実施形態の塗料組成物の特性について説明する。

【0055】

図１は、本実施形態の塗料組成物からなる塗膜を説明するための図である。
本実施形態の表面被覆基材は、図１（ａ）に示すように、基板１０と、基板１０の表面に形成された、塗料組成物からなる塗膜（トップコート層２０）と、を備えることができる。
また、基板１０の表面には、図１（ｂ）に示すように、表面処理等によりベース層３０が形成されていてもよい。ベース層３０としては、例えば、防食皮膜を用いることができる。上記防食皮膜は、アルミニウムを含むＡｌ製犠牲皮膜で構成されていてもよい。
このような場合、塗膜は、単層でもよく、異なる配合で形成された層が積層した多層でもよい。

【0056】

上記塗料組成物の接触角の上限値は、たとえば、２４°以下であり、好ましくは２２°以下であり、より好ましくは２１°以下であり、さらに好ましくは２０°以下である。これにより、耐食性などの塗膜特性を高めることができる。一方、上記接触角の下限値は、特に限定されないが、例えば、０°以上でもよく、１°以上でもよく、５°以上でもよい。これにより、塗膜ダレを抑制し、塗膜を厚膜化することができる。

【0057】

本実施形態における塗料組成物の接触角は、たとえば、評価基板の表面に所定量の塗料組成物を滴下し、室温２５℃で滴下後における塗料組成物の静的接触角とすることができる。評価基板として溶融亜鉛めっき鋼板等の鋼板を使用し、滴下量として５０μｌを使用できる。

【0058】

上記塗料組成物からなる塗膜の鉛筆硬度の下限値は、たとえば、５Ｈ以上であり、好ましくは６Ｈ以上であり、より好ましくは７Ｈ以上であり、さらに好ましくは８Ｈ以上である。これにより、耐食性などの塗膜特性を高めることができる。一方、上記鉛筆硬度の上限値は、特に限定されないが、例えば、９Ｈ以下としてもよい。
本実施形態における鉛筆硬度は、たとえば、鉛筆法により測定することができる。

【0059】

本発明者の知見によれば、次のような新たな塗膜特性が見出された。
本実施形態の塗料組成物からなる塗膜において、繰り返し絶縁破壊試験を実施した後も、耐電圧機能が発揮されること、すなわち、繰り返しの絶縁破壊時における絶縁回復性（絶縁耐久性）という新規の塗膜特性が見出された。このような絶縁回復性は、アルマイト材には見られない特性である。細なメカニズムは定かでないが、塗膜中において、電圧終了後に電子分布の再配列が生じるために、絶縁破壊後に絶縁性が回復すると考えられる。

【0060】

さらに鋭意検討した結果、１回目の絶縁破壊電圧に対する、所定回目の絶縁破壊電圧の絶縁破壊電圧比率を指標として採用することにより、絶縁回復性を安定的に評価できることが判明した。
上記塗料組成物からなる塗膜に対して交流電圧を印加し、放電が生じた時の電圧を測定する耐電圧試験を５回繰り返し行い、１回目の絶縁破壊電圧をＡとし、５回目の絶縁破壊電圧をＢとしたとき、絶縁破壊電圧比率Ｂ／Ａは、たとえば、０．５以上１．１以下であり、好ましくは０．６以上１．０９以下であり、より好ましくは０．７以上１．０８以下であり、さらに好ましくは０．８以上１．０５以下である。これにより、絶縁回復性に優れた塗膜を実現することが可能である。

【0061】

本実施形態において、５回目の絶縁破壊電圧（Ｂ）の下限値は、たとえば、１０ｋｖ／ｍｍ以上であり、好ましくは１５ｋｖ／ｍｍ以上であり、より好ましくは２０ｋｖ／ｍｍ以上であり、さらに好ましくは５０ｋｖ／ｍｍ以上である。これにより、高絶縁性を備える塗膜を実現することができる。一方、上記５回目の絶縁破壊電圧（Ｂ）の上限値は、特に限定されないが、例えば、４００ｋｖ／ｍｍ以下でもよく、３５０ｋｖ／ｍｍ以下でもよく、３００ｋｖ／ｍｍ以下でもよい。

【0062】

本実施形態における絶縁破壊電圧は、たとえば、試験片として塗膜を使用し、耐圧試験器を用いて測定することができる。

【0063】

上記塗料組成物からなる塗膜のビッカース硬さは、たとえば、１５Ｈｖ以上２００Ｈｖ以下であり、好ましくは３０Ｈｖ以上１９０Ｈｖ以下であり、より好ましくは５０Ｈｖ以上１８０Ｈｖ以下である。このような数値範囲とすることにより、比較的硬度が硬く柔軟性にも優れた塗膜を実現することができる。また、安定した表面硬度を実現することができる。
本実施形態におけるビッカース硬さは、たとえば、ＪＩＳ Ｂ ７７２５に準拠し、マイクロビッカース試験機を用いて測定することができる。

【0064】

本実施形態では、たとえば塗料組成物中に含まれる各成分の種類や配合量、塗料組成物の調製方法等を適切に選択することにより、上記接触角、絶縁破壊電圧比率Ｂ／Ａ、５回目の絶縁破壊電圧（Ｂ）およびビッカース硬さを制御することが可能である。これらの中でも、たとえば、界面活性剤の種類や添加量、フィラー含有量と結合剤中の固形分（ＳｉＯ_２成分およびＡｌ_２Ｏ_３成分）の含有量の含有比率、スラリー中のフィラーの分散度合い等を適切に調整することが、上記接触角、絶縁破壊電圧比率Ｂ／Ａ、５回目の絶縁破壊電圧（Ｂ）およびビッカース硬さを所望の数値範囲とするための要素として挙げられる。

【0065】

上述の密着性の向上のメカニズムに加えて、詳細なメカニズムは定かでないが、基板表面の凹凸にフィラーや結合剤中の非晶質部（ＳｉＯ_２成分およびＡｌ_２Ｏ_３成分等）が効率的に配置して充填されるため、緻密かつ表面平滑に成膜された塗膜が得られることから、その塗膜において各種の塗膜特性を向上させることができる、と考えられる。

【0066】

また、本実施形態の塗膜の膜厚は、目的に応じて適宜調整することができるが、その上限値は、例えば、１００μｍ以下であり、好ましくは５０μｍ以下であり、より好ましくは３０μｍ以下であり、さらに好ましくは２０μｍ以下である。薄層とした場合でも、表面平滑性に優れたトップコート層を形成することができる。一方で、塗膜の膜厚の下限値は、特に限定されないが、例えば、１μｍ以上でもよく、２μｍ以上でもよい。

【0067】

本実施形態の基板１０としては、例えば、金属基板やセラミック基板などが用いられる。
上記金属基板としては、特に限定されないが、例えば、Ａｌ系材料、Ｍｇ系材料、Ｆｅ系材料、Ｎｉ系材料、Ｃｏ系材料、Ｔｉ系材料、Ｃｕ系材料からなる群から選択される一種以上を含むことができる。また、上記セラミック基板として、セラミックス基複合材を用いてもよい。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【0068】

Ａｌ系材料としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金などが挙げられる。
Ｆｅ系材料としては、各種の鉄鋼材料および鉄基合金を用いることができ、例えば、炭素鋼、合金鋼、ニッケルクロム鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、クロム鋼、クロムモリブデン鋼、マンガン鋼、工具鋼、ステンレス鋼、耐熱鋼、窒化鋼、肌焼鋼などが挙げられる。
Ｎｉ系材料としては、例えば、Ｎｉ基合金を用いることができる。
Ｃｏ系材料としては、例えば、Ｃｏ基合金を用いることができる。
上記のＮｉ基合金、Ｃｏ基合金、Ｆｅ基合金などの超合金や他の金属材料を用いる場合、これらは、公知の添加元素を１種または２種以上含有してもよい。
なお、セラミックス基複合材としては、ＳｉＣ系やＡｌ_２Ｏ_３系等のセラミックス基複合材が挙げられる。

【0069】

Ｍｇ系材料としては、実用金属材料の中でも極めて軽い合金である。このような軽量の観点から、マグネシウム系材料は、高速輸送・大量輸送・省エネ輸送を実現する材料として、自動車、鉄道、航空機などの輸送機器産業において期待されている。

【0070】

上記Ｍｇ系材料として、アルミニウム含有マグネシウム合金基材を用いることができる。
このアルミニウム含有マグネシウム合金基材としては、マグネシウムを主成分とする合金であり、アルミニウムおよびその他の成分を含有することができる。このアルミニウム含有マグネシウム合金基材におけるマグネシウム（主成分）の含有率は、例えば、５０質量％以上であり、好ましくは７０質量％以上であり、より好ましくは８０質量％以上であり、一層好ましくは９０質量％以上であり、一方、９９質量％以下でもよく、９５質量％以下でもよく、９３質量％以下でもよい。これにより、軽量化、比強度、比剛性、振動吸収性、切削性、耐くぼみ性、寸法変化耐性、またはリサイクル性に優れた表面被覆基材が得られる。

【0071】

上記アルミニウム含有マグネシウム合金基材のアルミニウム含有率は、例えば、１～２０質量％でもよく、２～１５質量％でもよく、３～１０質量％でもよい。

【0072】

またアルミニウム含有マグネシウム合金基材は、各種目的に応じて、マグネシウムおよびアルミニウム以外の他の成分を含有することができるが、当該他の成分として、例えば、亜鉛、カルシウム、マンガン、ケイ素、ジルコニウムおよび希土類元素からなる群から選択される一種以上を含むことができる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。この中でも、アルミニウム含有マグネシウム合金基材中のカルシウムの含有率は、例えば、３質量％以下であり、好ましくは２質量％以下であり、より好ましくは１質量％以下である。さらには、アルミニウム含有マグネシウム合金基材中にカルシウムは含まれなくてもよい。

【0073】

また、アルミニウム含有マグネシウム合金基材は、銅、鉄およびニッケルなどの不純物成分を含まない高純度合金であってもよい。ここで、不純物成分を含まないとは、製造上において不可避に混入する成分を許容する意味である。

【0074】

基板１０は、特に限定されないが、板状、ロール状などの実用上使用可能な形状であればよい。すなわち、基板１０は、所定の形状に加工された状態でもよく、例えば、表面において凹凸面や湾曲面が形成されていてもよい。

【0075】

以上より、本実施形態の塗料組成物は、優れた耐食性を発揮するためトップコート層として機能する塗膜を実現できる。本実施形態の塗料組成物は、耐食性塗料、絶縁性塗料、耐酸性塗料組成物、耐アルカリ性塗料組成物、耐変形性塗料組成物、耐候性塗料組成物、耐摩耗性塗料組成物等の多機能性塗料組成物として用いることができる。このような塗料組成物は、塗工プロセスも簡易であるため、アルマイト材の代替材料として有効であり、多種多様な用途に展開することが可能である。
以下、参考形態の例を付記する。
１． 基板の表面にトップコート層を形成するために用いる塗料組成物であって、
金属アルコキシドと、
溶媒と、を含み、
当該塗料組成物の接触角が２４°以下であり、当該塗料組成物からなる塗膜の鉛筆硬度が５Ｈ以上である、塗料組成物。
２． １．に記載の塗料組成物であって、
当該塗料組成物からなる塗膜に対して交流電圧を印加し、放電が生じた時の電圧を測定する耐電圧試験を５回繰り返し行い、１回目の絶縁破壊電圧をＡとし、５回目の絶縁破壊電圧をＢとしたとき、絶縁破壊電圧比率Ｂ／Ａが０．５以上１．１以下である、塗料組成物。
３． １．または２．に記載の塗料組成物であって、
当該塗料組成物からなる塗膜のビッカース硬さが、１５Ｈｖ以上２００Ｈｖ以下である、塗料組成物。
４． １．から３．のいずれか１つに記載の塗料組成物であって、
前記塗料組成物が界面活性剤をさらに含む、塗料組成物。
５． ４．に記載の塗料組成物であって、
前記界面活性剤がシリコン系界面活性剤を含む、塗料組成物。
６． １．から５．のいずれか１つに記載の塗料組成物であって、
前記塗料組成物が無機微粒子をさらに含む、塗料組成物。
７． ６．に記載の塗料組成物であって、
前記無機微粒子が、アルミナ、窒化ホウ素、ジルコニア、マイカ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、シリカ、コージライトおよび無機顔料からなる群から選択される一種以上を含む、塗料組成物。
８． １．から７．のいずれか１つに記載の塗料組成物であって、
前記金属アルコキシドが、シリコン、チタン、ジルコニウムおよびアルミニウムからなる群から選択される一種以上を含む、塗料組成物。
９． １．から８．のいずれか１つに記載の塗料組成物であって、
クロムを含有しない、塗料組成物。
１０． １．から９．のいずれか１つに記載の塗料組成物であって、
前記基板は、金属基板を含む、塗料組成物。
１１． １０．に記載の塗料組成物であって、
前記金属基板は、Ａｌ系材料、Ｍｇ系材料、Ｆｅ系材料、Ｎｉ系材料、Ｃｏ系材料、Ｔｉ系材料、Ｃｕ系材料からなる群から選択される一種以上で構成される、塗料組成物。
１２． 基板と、前記基板の表面にトップコート層と、を備えており、
前記トップコート層が、１．から１１．のいずれか１つに記載の塗料組成物からなる塗膜で構成される、表面被覆基材。

【0076】

以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。

【実施例】

【0077】

＜塗料組成物の作製＞
［実施例１］
結合剤として、６０ｇのバインダ液（日研株式会社製、セラミカＧ－９２－６：ポリシリコンアルコキシドを主成分とする２液タイプのバインダ液。主剤：３に対し、硬化剤：２の割合で混合し、乾燥固化すると約２０重量％の固化物になり、固化物はガラス質で、約２０重量％のアルミナを含む。）に対して、無機微粒子として、４０ｇの下記の白スラリー１（スラリー濃度２５重量％）および、シリコン系表面調整剤として、０．５ｇのＢＹＫ－３４５を加え、約１分間混合して、塗料組成物を得た。

【0078】

（スラリー）
白スラリー１：無機微粒子（アルミナ、平均粒径Ｄ５０：０．０２μｍ、真球状）２５重量部、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭ、沸点１２１℃）７３．５重量部、および分散剤（ビックケミー社製、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ－１１１）１．５重量部を混合し、ボールミルで分散処理し、白スラリー１（スラリー濃度２５重量％）を得た。

【0079】

［比較例１］
シリコン系表面調整剤を使用しない以外は、実施例１と同様にして、塗料組成物を得た。

【0080】

＜表面被覆基材の作製＞
実施例、比較例において得られた塗料組成物を、下記の基板１にスプレー塗装して（塗装ブース内の気温は２０℃で湿度は５５％）、塗布膜を得た。続いて、塗布膜に対して、１５０℃で３０分加熱処理を実施して、基板１の表面に、トップコート層である塗膜（シリカ皮膜、膜厚：１０μｍ）を形成して、表面被覆基材を得た。

【0081】

（基板）
基板１：アルミニウム合金板（パルテック製、１ｍｍ厚、７０ｍｍ×１５０ｍｍ、製品名：Ａ６０６１Ｐ、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系）

【0082】

［比較例２］
比較例２の表面被覆基材として、アルミニウム基板の表面に陽極酸化処理して陽極酸化皮膜（アルマイト皮膜）を形成したアルマイト材（パルテック製、１ｍｍ厚、７０ｍｍ×１５０ｍｍ、製品名：Ａ６０６１Ｐ（アルマイト有り）、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ）を使用した。

【0083】

上記の塗料組成物、表面被覆基材について、以下のような評価を行った。

【0084】

（接触角）
アセトンによって表面を洗浄した後、溶融亜鉛めっき鋼板（ＳＧＣＣ材）の表面上に、５０μｌの得られた塗料組成物（液体試料）を滴下し、室温２５℃で滴下後１秒後における、その側面から液体試料の接触角を観察し、静的接触角（接触角）を測定した。単位は°である。
実施例１は２０°、比較例１は２５°であった。

【0085】

（鉛筆硬度）
ＪＩＳ Ｋ ５６００－５－４に準拠した鉛筆法により、表面被覆基材における塗膜の鉛筆硬度を測定した。
実施例１は８Ｈ、比較例１は８Ｈ、比較例２（アルマイト材）は９Ｈであった。

【0086】

（連続塩水噴霧試験：ＳＳＴ）
準備した表面被覆基材について、ＪＩＳ Ｚ２３７１に準拠し、２４ｈ～１００８ｈまで連続塩水噴霧試験を実施した。下記の基準に基づいて評価を実施した。
○：腐食が無く、良好である。
△：変色やわずかな腐食があるが、実用上は問題がない程度のレベルである。
×：腐食面積が１％以上であり、実用上の問題がある。

【0087】

実施例１の表面被覆基材において１００８ｈの試験で○を示し、比較例２のアルマイト材において１００８ｈの試験で○を示した。実施例１の塗料組成物を使用することにより、比較例２のアルマイト材と同等以上の耐食性を示すことが判明した。したがって、実施例１の塗料組成物は、耐食性塗料組成物に好適に用いることができる。

【0088】

（耐電圧測定）
下記の板状の試験片を平行平板電極（真鍮製平板電極）間に配置し、耐圧試験器（ＨＩＯＫＩ社製、耐圧試験器３１５８）を用い、交流電圧源（５０Ｈｚ）の電圧を印加し、試験片の表面で放電が生じた時の電圧（実行値）を、絶縁破壊電圧として測定した（耐電圧試験）。同じ試験片に対して、繰り返し５回の耐電圧試験を行い、各回の絶縁破壊電圧（ｋＶ）を測定した。
なお、１回目の絶縁破壊電圧をＡ（ｋＶ）とし、５回目の絶縁破壊電圧をＢ（ｋＶ）としたとき、絶縁破壊電圧比率Ｂ／Ａとする。
また、得られた塗料組成物を基板にスプレー塗装して、２０μｍ、４０μｍ、６０μｍの所定膜厚を備える塗膜を作成し、かかる塗膜のそれぞれを板状の試験片として使用した。比較例２のアルマイト材を板状の試験片として使用した。
評価結果を図２に示す。図２中、横軸は測定回数、縦軸は絶縁破壊電圧（ｋＶ）を表す。

【0089】

実施例１の２０μｍの試験片において、Ｂ：１５ｋＶ／ｍｍ、Ｂ／Ａ：０．９、実施例１の４０μｍの試験片において、Ｂ：２０ｋＶ／ｍｍ、Ｂ／Ａ：１．０、実施例１の６０μｍの試験片において、Ｂ：２２ｋＶ／ｍｍ、Ｂ／Ａ：１．０、比較例２（アルマイト材）の試験片において、Ｂ：０ｋＶ／ｍｍ、Ｂ／Ａ：０であった。

【0090】

実施例１の塗料組成物は、比較例２のアルマイト材と比べて、絶縁破壊耐性に優れた塗膜を実現できることが判明した。実施例１の塗料組成物を使用することにより、繰り返しの絶縁破壊試験時において優れた絶縁性が維持される絶縁耐久性を発揮する塗膜が得られることが分かった。したがって、実施例１の塗料組成物は、絶縁性塗料組成物に好適に用いることができる。

【0091】

（マイクロビッカース測定）
準備した表面被覆基材の表面に対して、ＪＩＳ Ｂ ７７２５に準拠し、マイクロビッカース試験機（明石社製、製品名：マイクロビッカース硬度計）を用いて、荷重０．０１、０．０２５、０．０５、０．１、０．２、０．５、１ｋｇ、加重時間３０秒の条件にて、四角錐形状の圧子を荷重することで圧痕をつけ、該圧痕の表面積（ｍｍ^２）で試験荷重（ｋｇ）を割ることにより、ビッカース硬さ（Ｈｖ）を算出した。下記のビッカース硬さ（Ｈｖ）は、荷重０．０１、０．０２５、０．０５、０．１、０．２、０．５、１ｋｇの各々で算出された値の平均値とした。
また、光学顕微鏡を用いて圧痕の外観を観察した。
ビッカース硬さの算出式＝１．８５４×Ｆ／（ｄ１×ｄ２）
Ｆ：試験荷重（ｋｇ）
ｄ１、ｄ２：圧痕の四角錐形状における２つの対角線長さ（ｍｍ）

【0092】

実施例１の表面被覆基材において、ビッカース硬さは１００Ｈｖであり、圧痕の周囲にひび割れは発生せず、圧子の引き抜き時に圧痕が僅かに小さくなることが観察された。
比較例２のアルマイト材において、ビッカース硬さは１４０Ｈｖであったが、圧痕の周囲にひび割れが発生し、圧子の引き抜き時に圧痕が変化しないことが観察された。
このため、実施例１の塗料組成物は、比較的に硬い塗膜構造ながらも、ひび割れが発生せず柔軟性に優れた塗膜構造、すなわち硬度と柔軟性のバランスに優れた塗膜構造を実現できることが判明した。したがって、実施例１の塗料組成物は、耐変形性塗料組成物として好適に用いることができる。

【0093】

（耐候性試験）
準備した表面被覆基材に対して、ＪＩＳ Ｋ ７３５０－２ １９９５に規定の暴露試験方法に準拠し、水冷式キセノンアークランプ式耐候性試験機（スガ試験機社製、製品名：低温サイクルキセノン・サンシャインロングライフウェザーメーター）を用い、照射照度６０±３Ｗ／ｍ^２、ブラックパネル温度６３℃、噴霧水量３１５０±１５０ｍｌ／ｍｉｎ、噴霧圧０．８～１．２ｋｇｆ／ｃｍ^２の条件にて、促進耐候性試験を実施した。基材表面の塗膜の目視で観察し、耐候性を評価した。

【0094】

実施例１の表面被覆基材において２００時間、変色が見られなかった。比較例２のアルマイト材において２００時間、変色が見られなかった。実施例１の塗料組成物を使用することにより、比較例２のアルマイト材と同等以上の耐候性を示すことが判明した。したがって、実施例１の塗料組成物は、耐候性（促進耐光性）塗料組成物に好適に用いることができる。

【0095】

（テーバー試験）
準備した表面被覆基材（試料寸法：１００ｍｍ×１００ｍｍ角、試料膜厚：１０μｍ）に対して、テーバー摩耗試験機（東洋精機製作所社製、製品名：ＴＡＢＥＲ型）を用いて、摩耗輪：ＣＳ－１０、回転速度：６０ｒｐｍ、回転数：１０００回、荷重：０．２５ｋｆ、または０．５ｋｆの条件にて、摩耗量（ｍｇ）を測定した。

【0096】

実施例１の表面被覆基材において、荷重：０．２５ｋｆの摩耗量は１１ｍｇであり、荷重：０．５ｋｆの摩耗量は１４ｍｇであった。比較例２のアルマイト材において、荷重：０．２５ｋｆの摩耗量は１１ｍｇであり、荷重：０．５ｋｆの摩耗量は１４ｍｇであった。実施例１の塗料組成物を使用することにより、比較的に小さい荷重に対して、アルマイト材と同程度の耐摩耗性・耐擦り傷性を示すことが判明した。したがって、実施例１の塗料組成物は、耐摩耗性塗料組成物として好適に用いることができる。

【0097】

（耐酸・塩基性試験）
試験サンプルは、次のようにして準備した。縦×横×厚み：１５０ｍｍ×７０ｍｍ×１ｍｍの鋼板（評価用ＴＰ）に対して、実施例１と同様にして表面に皮膜（シリカ皮膜）を形成したもの（試験サンプル１）を作製した。試験サンプル２として、比較例２のアルマイト材を使用した。
（１）噴霧試験
試験サンプル１、２の表面の３カ所の各々に、液濃度が異なる１Ｍ、２Ｍ、３Ｍの溶液の蒸気を６時間曝露し、外観を観察した。この噴霧試験を、塩酸、硝酸、水酸化ナトリウムのそれぞれの溶液を使用して実施した。

【0098】

実施例１の試験サンプル１において、１Ｍの塩酸：変化なし、２Ｍ、３Ｍの塩酸：かろうじて接触面が判別できた、１Ｍ、２Ｍの硝酸：変化なし、３Ｍの硝酸：わずかなに変色したが実用上問題ないレベル、１Ｍ、２Ｍ、３Ｍの水酸化ナトリウム：変化なし、の結果を示した。
比較例２の試験サンプル２において、１Ｍの塩酸：わずかな変色あり、２Ｍ、３Ｍの塩酸：乾燥しない油状の生成物が発生した、１Ｍの硝酸：変色なし、２Ｍ、３Ｍの硝酸：広範囲で変色あり、１Ｍ、２Ｍ、３Ｍの水酸化ナトリウム：変化なし、の結果を示した。

【0099】

（２）液滴試験
試験サンプル１、２の表面の３カ所の各々に、液濃度が異なる１Ｍ、２Ｍ、３Ｍの溶液の液滴５０μｌを滴下し、乾燥させた後、外観を観察した。この噴霧試験を、塩酸、硝酸、水酸化ナトリウムのそれぞれの溶液を使用して実施した。

【0100】

実施例１の試験サンプル１において、１Ｍ、２Ｍ、３Ｍの塩酸：変化なし、１Ｍ、２Ｍ、３Ｍの硝酸：滴下部分にわずかな変色が生じたが実用上問題ないレベル、また液滴広がりはなかった、１Ｍ、２Ｍ、３Ｍの水酸化ナトリウム：滴下部分にわずかな変色が生じたが実用上問題ないレベル、また液滴広がりはなかった、の結果を示した。
比較例２の試験サンプル２において、１Ｍ、２Ｍ、３Ｍの塩酸：広範囲で変色した、１Ｍ、２Ｍ、３Ｍの硝酸：液滴が簡単に広がり、広範囲で変色し、油状の生成物が発生した、１Ｍ、２Ｍ、３Ｍの水酸化ナトリウム：液滴が簡単に広がり、広い範囲で変色し、白粉状の生成物が発生した、の結果を示した。

【0101】

実施例１の塗料組成物を使用することにより、比較例２のアルマイト材と比べて、耐酸性とともに耐アルカリ性に優れた塗膜を実現できることが分かった。したがって、実施例１の塗料組成物は、耐酸性塗料組成物や耐アルカリ性塗料組成物として好適に用いることができる。

【0102】

実施例１の塗料組成物は、優れた耐食性を実現できるためトップコート層として機能することが判明した。また、実施例１の塗料組成物は、比較例２のアルマイト材と同等以上の耐食性を実現しつつも、該アルマイト材と比較して優れた絶縁性、耐酸性・アルカリ性を備える塗膜を実現できることが分かった。また、実施例１の塗料組成物は、耐食性、絶縁性、耐酸性・耐アルカリ性、耐変形性、耐候性、耐摩耗性などの各種の塗膜特性に優れた塗膜を実現できるため、多機能性塗料組成物として利用できることが示された。実施例１の塗料組成物の塗膜形成プロセスは、アルマイトと比べて簡単なプロセスとすることができる。このため、実施例１の塗料組成物は、該アルマイト材の代替材料として有効であり、多種多様な用途に展開することが可能である。

【符号の説明】

【0103】

１０ 基板
２０ トップコート層
３０ ベース層

【図1】

【図2】