JPH0153310B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、塗装面の厚塗り性およびレベリング
性の良好なエマルジヨン塗料組成物に関するもの
である。 近年、環境保全、安全衛生の面より、塗料の無
公害化及び安全衛生化が強く要望されてエマルジ
ヨン塗料の用途が拡大されつつあり、従来、溶剤
系塗料を使用してきた分野、たとえば、マスチツ
ク基材のトツプコート、金属のトツプコート等の
分野にも、注目が集められている。しかしながら
エマルジヨン塗料は、酢酸ビニル系、アクリル系
あるいはアクリル―スチレン系のビヒクル粒子を
水中に分散させたものを主成分とし、これに顔料
や顔料分散剤、消泡剤、増粘剤、造膜助剤、防腐
剤などを配合した分散型樹脂であるために、チク
ソトロピツク性を有しており、溶剤系塗料に較べ
て塗装面の厚塗り性及びレベリング性が悪いなど
の問題があつた。 このようなエマルジヨン塗料の問題を解決する
ための一つの方法として、エマルジヨンにヒドロ
キシエチルセルロース、メチルセルロース、ポリ
ビニルアルコール等の如き保護コロイドを使用す
ることが試みられている。この方法においては、
確かにコロイドフリータイプのエマルジヨンを使
用した塗料に較べて厚塗り性及びレベリング性は
良好になるが、少量の保護コロイドの使用では大
幅な改良は得られない。また、多量の保護コロイ
ドの利用は、エマルジヨンの合成面から見ても、
エマルジヨン粘度の上昇、グラフト化の促進によ
るゲル化等の問題があり、たとえ塗料化可能なエ
マルジヨンが得られても、作成したエマルジヨン
塗料の塗膜の耐水性及び耐アルカリ性が悪くなる
などの欠点がある。 また、エマルジヨン塗料に使用する増粘剤を従
来の繊維系誘導体から合成高分子系増粘剤に変更
する方法も試みられている。この方法において
は、確かにレベリング性の良好なエマルジヨン塗
料は得られるが、エマルジヨン塗料の貯蔵安定性
に問題があり、たとえ貯蔵安定性の良好なエマル
ジヨン塗料が得られても、ハケ塗り作業性が悪
く、厚塗り性及び肉もち感の悪い塗装面しか得ら
れない欠点がある。 更に、エマルジヨンに水溶性樹脂を混合してエ
マルジヨン塗料を作成する方法も試みられてい
る。確かに、水溶性樹脂を混合したエマルジヨン
塗料は、かぶり及びレベリング性の良好な塗装面
を提供するが、水溶性樹脂は酸価を高くしないと
水溶性化し難く、この樹脂を混合したエマルジヨ
ン塗料は塗膜の耐水性及び耐アルカリ性が悪く、
使用が限定される。そのため、酸化硬化型油成分
を使用した水溶性樹脂をエマルジヨンと混合し、
塗膜の耐久性を向上させる試みもなされている
が、合成樹脂エマルジヨンとの相溶性に問題があ
り、またエマルジヨン塗料の長所である乾燥性を
悪くする欠点がある。 本発明は、上述の諸欠点の解消について鋭意研
究した結果、完成されたものである。すなわち、
本発明によれば、エマルジヨン塗料と特定の水溶
性樹脂とから成るエマルジヨン塗料組成物、更に
詳細には、水溶性溶剤の存在下でα，β―モノエ
チレン性不飽和カルボン酸アルキルエステル及び
アルケニルベンゼンから選ばれる少なくとも１種
の単量体70〜99重量％、α，β―モノエチレン性
不飽和カルボン酸0.5〜15重量％および親水性の
非イオン性α，β―モノエチレン性不飽和単量体
0.5〜15重量％を重合させたのちアミンまたはア
ンモニアで水溶性化して得られる水溶性樹脂
（）を、樹脂固形分として100重量部のエマルジ
ヨン塗料（）に、樹脂固形分として２〜65重量
部添加して成ることを特徴とする、塗装面の厚塗
り性およびレベリング性の良好なエマルジヨン塗
料組成物、が提供される。尚、本発明のエマルジ
ヨン塗料組成物の作成にあたつては、水溶性樹脂
（）にエマルジヨン塗料（）を添加しても、
何等問題はない。 本発明で用いるエマルジヨン塗料は、通常の方
法ならびに組成によつて得られたものであつて、
例えば、アクリル樹脂系、アクリル―スチレン樹
脂系、酢酸ビニル樹脂系などのような一般に市販
されている合成樹脂エマルジヨンをいう。 本発明で用いるアミンまたはアンモニア中和型
水溶性樹脂を製造するのに使用される上記のα，
β―モノエチレン性不飽和カルボン酸アルキルエ
ステルとしては、アクリル酸と１〜18個の炭素数
を有するアルカノールとのエステル、メタクリル
酸と１〜18個の炭素数を有するアルカノールとの
エステル等があり、アルケニルベンゼンとして
は、スチレン、ビニルトルエン、α―メチルスチ
レン等が挙げられる。 α，β―モノエチレン性不飽和カルボン酸とし
ては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、
イタコン酸、マレイン酸、フマール酸等が挙げら
れる。 親水性の非イオン性α，β―モノエチレン性不
飽和単量体としては、メトキシポリエチレングリ
コールのアクリレートまたはメタクリレート、ポ
リエチレングリコールのアクリレートまたはメタ
クリレート、２―ヒドロキシエチルアクリレー
ト、２―ヒドロキシプロピルアクリレート、２―
ヒドロキシエチルメタクリレート、２―ヒドロキ
シプロピルメタクリレート等の如きα，β―モノ
エチレン性カルボン酸のヒドロキシアルキルエス
テル、アクリルアミド、メタクリルアミド、およ
びそれらのメチロール化物とアルキルエーテル化
物、Ｎ，Ｎ―ジメチルアミノエチルアクリレー
ト、Ｎ，Ｎ―ジメチルアミノエチルメタクリレー
ト等が挙げられるが、メトキシポリエチレングリ
コールのアクリレートまたはメタクリレート、ポ
リエチレングリコールのアクリレートまたはメタ
クリレートが特に好ましい。 本発明で用いる水溶性樹脂は、α，β―モノエ
チレン性不飽和カルボン酸アルキルエステル及び
アルケニルベンゼンから選ばれる少なくとも１種
の単量体、α，β―モノエチレン性不飽和カルボ
ン酸並びに親水性の非イオン性α，β―モノエチ
レン性不飽和単量体の３成分を必須不可欠とする
ものである。α―β―モノエチレン性不飽和カル
ボン酸アルキルエステル及びアルケニルベンゼン
から選ばれる少なくとも１種の単量体は、エマル
ジヨン塗料との相溶性及び塗膜の耐久性のために
有効である。α，β―モノエチレン性不飽和カル
ボン酸と親水性の非イオン性α，β―モノエチレ
ン性不飽和単量体との併用は、エマルジヨン塗料
との相溶性及び作成した塗料の厚塗り性、レベリ
ング性および耐久性に関与する。 従来の水溶性樹脂を含有するエマルジヨン塗料
組成物においては、水溶化を充分に行なうことが
でき、かつ、エマルジヨン塗料との相溶性の良好
な水溶性樹脂をつくるためには、α，β―モノエ
チレン性不飽和カルボン酸を多量に必要とし、そ
の場合、作成したエマルジヨン塗料は塗膜の耐久
性が著しく悪くなり、使用する分野が著しく限定
された。 これに対して、本発明では、親水性の非イオン
性α，β―モノエチレン性不飽和単量体を追加し
て３成分にすることにより、水溶性樹脂を水溶化
するためのα，β―モノエチレン性不飽和カルボ
ン酸の使用量を減少して塗膜の劣化を抑えること
ができるのみならず、はじめて、厚塗り性および
レベリング性の著しく向上した塗料組成物を得る
ことができたのである。 この効果は、従来の水溶性樹脂を含有するエマ
ルジヨン塗料組成物の性質からは予測されない効
果であり、３成分系の水溶性樹脂をつくることに
よつて奏される相乗効果である。斯くして、本発
明で用いる水溶性樹脂は、上記３成分を必須とす
るものであり、これらのうちの１成分でも欠ける
と、本発明の目的は達成されない。 α，β―モノエチレン性不飽和カルボン酸は、
0.5〜15重量％好ましくは１〜10重量％が使用さ
れる。0.5重量％未満では、エマルジヨン塗料と
水溶性樹脂との相溶性が悪くなり、作成したエマ
ルジヨン塗料は相分離を起こし、また、15重量％
より多いと、塗膜の耐久性、特にスレート板、フ
レキシブル板等のアルカリ性物質を含有する基材
では、素材の影響をうけて塗膜の劣化を招く。 親水性の非イオン性α，β―モノエチレン性不
飽和単量体は、0.5〜15重量％好ましくは１〜10
重量％が使用される。0.5重量％未満では、酸基
モノマーの使用量減少並びに厚塗り性およびレベ
リング性の向上に効果がなく、また、15重量％よ
り多いと、塗膜の耐久性が悪くなる。 本発明における水溶性樹脂成分の割合は、エマ
ルジヨン塗料の樹脂固形分100重量部に対して、
樹脂固形分で２〜65重量部好ましくは４〜40重量
部であり、この範囲で使用してはじめて、厚塗り
性およびレベリング性の良好なエマルジヨン塗料
組成物を得ることができる。この範囲よりはずれ
ると、塗膜の耐久性が著しく損われて塗料として
使用に耐えなくなるおそれや、厚塗り性およびレ
ベリング性の著しい向上に有効に働かなくなるお
それが生じ、本発明の効果を期待することができ
なくなる。 水溶性溶剤としては、エチルセロソルブ、ブチ
ルセロソルブ等の如きセルソルブ系溶剤、カルビ
トール、ブチルカルビトール等の如きカルビトー
ル系溶剤、ジエチレングリコールジメチルエーテ
ル等の如きセルソルブアセテート系溶剤、イソプ
ロピルアルコール等の如きアルコール系溶剤など
を適宜に使用することができる。 本発明のエマルジヨン塗料組成物は、はけ塗
り、スプレー塗装、ローラ塗装等により、スレー
ト板、石材、紙、金属等に適用できるが、従来の
エマルジヨン塗料に較べて、厚塗り性およびレベ
リング性が特に優れ、塗面状態が著しく改善され
ているために、従来溶剤系塗料を使用したきたマ
スチツク基材のトツプコート、金属のトツプコー
ト等にも適用できるのが大きな特徴である。 次に、本発明を実施例に従つて具体的に説明す
る。以下において、部及び％は重量基準である。 実施例 １ (1) エマルジヨン塗料の製造 以下の配合により、常法により重合を行なつ
た。 脱イオン水 105部 メチルメタクリレート 58部 ２―エチルヘキシルアクリレート 40部 アクリル酸 ２部 ポリオキシエチレングリコールノニルフエニル
エーテル ５部 過硫酸カリウム 0.5部 重合反応終了後、少量のアンモニアを加えてPH
を8.0に調整した。このエマルジヨン塗料の不揮
発分は50％、粘度は200センチポイズであつた。 (2) 水溶性樹脂の製造 還流冷却器、撹拌機、温度計、滴下ロート及び
不活性ガス導入口を備えたフラスコ中へ、エチル
セロソルブ90部を仕込む。フラスコ温度を80℃に
加熱して、ブチルアクリレート40部、メチルメタ
クリレート49部、スチレン３部、アクリル酸６部
及びメトキシポリエチレングリコールメタクリレ
ート（エチレングリコール９モル付加）２部から
なる混合モノマーとパーブチル―Ｏ（ｔ―ブチル
パーオキシオクトエート、日本油脂製）１部を溶
かしたエチルセロソルブ溶液10部を別々に４時間
にわたつて滴下する。反応終了後、アンモニア水
（28％）５部と水を加えて水溶性樹脂を得た。得
られた水溶性樹脂は固形分30％で、そのPHは9.0、
粘度は1000cpsであつた。 (3) エマルジヨン塗料組成物を、以下の配合で製
造した。 酸化チタン（タイペークＲ―630、石原産業製）
25部 エチレングリコール ５部 (1)で得たエマルジヨン塗料（固形分50％） 43部 (2)で得た水溶性樹脂（固形分30％） ８部 蒸留水 ５部 顔料、エチレングリコール、水溶性樹脂及び蒸
留水を磁製ボールミルに仕込み、顔料を分散さ
せ、次いでこの顔料分散液にエマルジヨンを加え
て、よく撹拌することによつて混合した。 実施例 ２ (1) 以下の配合で、実施例１に示したと同じ方法
により、水溶性樹脂を製造した。得られた水溶
性樹脂は固形分30％で、そのPHは9.0、粘度は
1100cpsであつた。 ブチルアクリレート 40部 メチルメタクリレート 49部 スチレン ３部 アクリル酸 ６部 ポリエチレングリコールメタクリレート（EG9
モル付加） ２部 パーブチル―Ｏ １部 (2) エマルジヨン塗料組成物を、以下の配合で、
実施例１と同様の製法で製造した。 配化チタン（タイペークＲ―630） 25部 エチレングリコール ５部 実施例１の(1)で得たエマルジヨン塗料 43部 上記の水溶性樹脂 ８部 蒸留水 ５部 実施例 ３ (1) 以下の配合で、実施例１に示したと同じ方法
により、水溶性樹脂を製造した。得られた水溶
性樹脂は固形分30％で、そのPHは9.0、粘度は
1500cpsであつた。 ブチルアクリレート 40部 メチルメタクリレート 49部 スチレン ３部 アクリル酸 ４部 Ｎ―メチロールアクリルアミド ４部 パーブチル―Ｏ １部 (2) エマルジヨン塗料組成物を、以下の配合で、
実施例１と同様の製法で製造した。 酸化チタン（タイペークＲ―630） 25部 エチレングリコール ５部 VONCOAT EC−818（大日本インキ化学社製
のアクリル樹脂エマルジヨン）（固形分50％）
43部 上記の水溶性樹脂 ８部 蒸留水 ５部 比較例 １ (1) 以下の配合で、実施例１に示したと同じ方法
により、水溶性樹脂を製造した。得られた水溶
性樹脂は固形分30％で、そのPHは9.0、粘度は
3000cpsであつた。 ブチルアクリレート 40部 メチルメタクリレート 49部 スチレン ３部 アクリル酸 ８部 パーブチル―Ｏ １部 (2) エマルジヨン塗料組成物を、以下の配合で、
実施例１と同様の製法で製造した。 酸化チタン 25部 エチレングリコール ５部 実施例１で得たエマルジヨン塗料 43部 上記の水溶性樹脂 ８部 蒸留水 ５部 比較例 ２ (1) 以下の配合で、実施例１に示したと同じ方法
により、水溶性樹脂を製造した。得られた水溶
性樹脂は固形分30％で、そのPHは9.0、粘度は
1100cpsであつた。 ブチルアクリレート 40部 メチルメタクリレート 47部 スチレン ３部 メトキシポリエチレングリコールメタクリレー
ト（EG9モル付加） 10部 パーブチル―Ｏ １部 (2) エマルジヨン塗料組成物を、以下の配合で、
実施例１と同様の製法で製造した。 酸化チタン（タイペークＲ―630） 25部 エチレングリコール ５部 実施例１で得たエマルジヨン塗料 43部 上記の水溶性樹脂 ８部 蒸留水 ５部 比較例 ３ (1) 実施例１で得られたエマルジヨン塗料及び水
溶性樹脂を使用し、エマルジヨン塗料組成物
を、以下の配合で、実施例１と同様の製法で製
造した。 酸化チタン 25部 エチレングリコール ５部 実施例１で得たエマルジヨン塗料（固形分50
％） 24部 実施例１で得た水溶性樹脂（固形分30％） 28部 蒸留水 ５部 比較例 ４ (1) 実施例１で得られたエマルジヨン塗料及び水
溶性樹脂を使用し、エマルジヨン塗料組成物を
以下の配合で製造した。 （） 酸化チタン 25部 （） エチレングリコール ５部 （） アルコール系造膜助剤（テキサノール、
コダツク社製） 2.5部 （） ポリアクリル酸ソーダ系分散剤（タモー
ル731（25％）、ローム・アンド・ハース社製）
１部 （） 実施例１で得られたエマルジヨン塗料
50部 （） 実施例１で得られた水溶性樹脂 １部 上記（）〜（）をコロイドミルで充分分散
したのち、（）及び（）を加えて均一に撹拌
することによつて混合した。 試験例 実施例１〜３および比較例１〜４で得られたエ
マルジヨン塗料組成物を、水で70KUまで希釈し
てスレート板に刷毛で２回塗りし、室温で１日乾
燥したのち、塗膜試験を行なつた。 試験方法は、次の通りであつた。 厚塗り性（塗布量）：エマルジヨン塗料組成物を
水で70KUまで希釈したのち、250×150mmのス
レート板に刷手で２回塗りした時、スレート板
に付着した塗料の重量を測定した。 厚塗り性（目視）：あらかじめマジツク（黒）で
印を付けた250×150mmのスレート板に上記のエ
マルジヨン塗料組成物を刷毛で２回塗りした時
のマジツク（黒）の陰ペイ度を目視観察した。
結果を、〇（良好）＞△（普通）＞×（不良）で
表示した。 レベリング性：エマルジヨン塗料組成物を250×
150mmのスレート板に刷毛で２回塗りし、室温
で１日乾燥したのち、塗布面のハケ目を目視観
察した。結果を、〇（良好）＞△（普通）＞×
（不良）で表示した。 耐水性：エマルジヨン塗料組成物を150×50mmの
スレート板に刷毛で２回塗りし、室温で１日乾
燥したのち、常温水中に14日間浸漬して、塗膜
に発生する異常の有無を観察した。 耐アルカリ性：同様に作成した試片を５％
NaOH水溶液中に14日間浸漬して、塗膜に発
生する異常の有無を観察した。 屋外バクロ性：エマルジヨン塗料組成物を250×
150mmのスレート板に刷毛で２回塗りし、室温
で１日乾燥したのち、屋外に６ケ月バクロし、
塗膜に発生する異常の有無を観察した。 試験結果を下表に示す。この結果から、本発明
のエマルジヨン塗料組成物は優れたかぶり、レベ
リング性及び耐久性能を有していることが判る。

【表】

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 樹脂固形分として100重量部のエマルジヨン
   塗料（）に、水溶性溶剤の存在下でα，β―モ
   ノエチレン性不飽和カルボン酸アルキルエステル
   およびアルケニルベンゼンから選ばれる少なくと
   も１種の単量体70〜99重量％、α，β―モノエチ
   レン性不飽和カルボン酸0.5〜15重量％および親
   水性の非イオン性α，β―モノエチレン性不飽和
   単量体0.5〜15重量％を重合させたのちアミンま
   たはアンモニアで水溶性化した水溶性樹脂（）
   を樹脂固形分として２〜65重量部添加して成るこ
   とを特徴とする厚塗り性およびレベリング性の良
   好なエマルジヨン塗料組成物。