JPH0753908A - 水系コーティング組成物 - Google Patents

水系コーティング組成物

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JPH0753908A
JPH0753908A JP20495393A JP20495393A JPH0753908A JP H0753908 A JPH0753908 A JP H0753908A JP 20495393 A JP20495393 A JP 20495393A JP 20495393 A JP20495393 A JP 20495393A JP H0753908 A JPH0753908 A JP H0753908A
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JP
Japan
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water
nitrate
degree
cross
coating composition
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Withdrawn
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JP20495393A
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English (en)
Inventor
Toshioki Nakayama
勤興 中山
Takao Hamatsu
高夫 浜津
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】塗料、印刷インキ、ペーパーコーティング、繊
維加工、磁性塗料及び導電性ペースト等の機能性コーテ
ィング材料に利用できる水系コーティング組成物におい
て、使用する有機溶剤を大幅に減らすことにより、溶剤
揮散による大気汚染、作業環境の悪化、火災の危険性な
どの問題が改善され、更に耐水性に良好な皮膜を得る水
系コーティング組成物を提供することを目的とする。 【構成】無水グルコース残基1個あたりの硝酸エステル
基置換度が0.2以上、カルボキシアルキルエーテル基
置換度が0.05以上であるカルボキシアルキルセルロ
ースの硝酸エステル類60.0〜99.9重量%と架橋
剤0.1〜40.0重量%からなることを特徴とする水
系コーティング組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明の水系コーティング組成物
は、塗料、印刷インキ、ペーパーコーティング、繊維加
工、磁性塗料及び導電性ペースト等に用いられる機能性
コーティング材料に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ニトロセルロースやセルロースア
セテートブチレート等のセルロースエステル類が乾燥
性、耐熱性の点から塗料、印刷インキ、ペーパーコーテ
ィング、繊維加工、磁性塗料及び導電性ペースト等の機
能性コーティング材料として利用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ニトロ
セルロースやセルロースアセテートブチレート等のセル
ロースエステル類は、多量の有機溶剤を使用するため、
揮散溶剤による大気汚染、作業環境の悪化、火災の危険
性などの問題がある。また、その問題を改善するために
水系のセルロースアセテートブチレートが提案されてい
る。しかし、それを用いたコーティング皮膜は、耐水性
に劣り、更に保存時に加水分解をおこすため増粘する等
の物性的に不安定である問題点があった。
【0004】
【課題を解決する為の手段】前記課題を解決するため
に、水系のカルボキシアルキルセルロースの硝酸エステ
ル類を採用することにより使用する有機溶剤を大幅に減
らすことができ、揮散溶剤による大気汚染、作業環境、
火災の危険性は改善される。更に、架橋剤とカルボキシ
アルキルセルロースの硝酸エステル類より得られる架橋
皮膜は耐水性に良好であることを見出し本発明に至っ
た。
【0005】すなわち、本発明は、無水グルコース残基
1個あたりの硝酸エステル基置換度が0.2以上、カル
ボキシアルキルエーテル基置換度が0.05以上であっ
て、カルボキシアルキルセルロースの硝酸エステル類6
0.0〜99.9重量%と架橋剤0.1〜40.0重量
%を含有してなることを特徴とする水系コーティング組
成物に関するものである。
【0006】本発明に使用するカルボキシアルキルセル
ロースの硝酸エステル類とは、カルボキシメチルセルロ
ース、カルボキシエチルセルロース等のカルボキシアル
キルセルロース類を公知の硝酸エステル化用混酸、例え
ば、硫酸/硝酸/水からなる混酸で反応を行い、カルボ
キシアルキルセルロース中に含まれる硝酸エステル基置
換度が0.2以上、カルボキシアルキルエーテル基置換
度が0.05以上のものであり、更に詳しくは特開平5
−39301号、特開平5−39302号に示された水
性セルロース誘導体を言う。硝酸エステル基置換度が
0.2未満では、処理皮膜の耐水性が不十分になり、カ
ルボキシアルキルエーテル基置換度が0.05未満で
は、水に対する溶解性が低下するため、使用する有機溶
剤の量が増える。
【0007】カルボキシルアルキルセルロースの硝酸エ
ステル類は、含まれるカルボキシル基が一部中和されて
いてもかまわない。中和剤としては、アルカリ金属イオ
ン、アンモニウムイオンまたは一塩基性有機アミンが使
用できる。本発明でいう架橋剤とは、カルボキシルアル
キルセルロースの硝酸エステル類の構造中に含まれるカ
ルボキシル基または水酸基と反応することにより分子間
結合を行った架橋皮膜を形成させるものを言う。
【0008】本発明に使用する架橋剤としては、カルボ
キシル基、水酸基と反応し得るアミノ基、エポキシ基、
アジリジン基、オキサゾリン基等の官能基を有する化合
物または、亜鉛、アルミニウム、チタン、ジルコニウム
系等の有機金属キレート化合物を使用することができ
る。アミノ基を有する化合物としては、メラミン樹脂、
ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂等があげられる。
【0009】エポキシ基を有する化合物としては、ジグ
リシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエ
ーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、プロピレン
グリコールジグリシジルエーテル、ブタンジオールジグ
リシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジル
エーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグ
リセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリ
グリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、ブチ
ルグリシジルエーテル、フエニルグリシジルエーテル、
アルキルフェノールグリシジルエーテル、ポリエチレン
グリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリ
コールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコール
ジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグ
リシジルエーテル、グリセリンポリグリシジルエーテ
ル、ジグリセリンポリグリシジルエーテル、トリメチロ
ールプロパンポリグリシジルエーテル、クレジルグリシ
ジルエーテル、脂肪族ジグリシジルエーテル、多官能グ
リシジルエーテル、3級脂肪酸モノグリシジルエーテ
ル、スピログリコールジグリシジルエーテル等があげら
れる。
【0010】アジリジン基を有する化合物としては、例
えば、日本触媒(株)のケミタイトPZ−33等があげ
られる。オキサゾリン基を有する化合物としては、オキ
サゾリン基を持ったポリマーとして、例えば、日本触媒
(株)のエポクロスK1010E、K1020E、K1
030E、CX−K2010E、CX−K2020E、
CX−K2030E等があげられる。
【0011】有機金属キレート化合物としては、炭酸ア
ンモニウム亜鉛、ジ−n−ブトキシビス(トリエタノー
ルアミン)チタネート、テトラ−オクチレングリコール
チタネート、ジ−イソ−プロポキシビス(アセチルアセ
トン)チタネート、ジ−ヒドロキシビス(ラクテイクア
シッド)チタネート、ジ−イソ−プロポキシビス(アセ
ト酢酸エチル)チタネート、ポリ−(ヒドロキシチタン
ステアレート)等のチタン系キレート化合物やジ−イソ
−プロポキシアルミニウムモノエチルアセトアセテー
ト、ジ−イソ−プロポキシアルミニウムモノメチルアセ
トアセテート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセ
テート)、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス
(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(ア
セチルアセトアセトネート)、アルミニウム−ジ−n−
ブトキサイド−モノ−メチルアセトアセテート、アルミ
ニウム−ジイソブトキサイド−モノ−メチルアセトアセ
テート等のアルミニウム化合物やトリラクテートジルコ
ン酸アンモニウム、トリグリコラートジルコン酸アンモ
ニウム、炭酸ジルコニルアンモニウム等のジルコニウム
化合物があげられる。
【0012】本発明におけるカルボキシアルキルセルロ
ースの硝酸エステル類の量は60.0重量%以上、9
9.9重量%以下、架橋剤の量は0.1重量%以上、4
0.0重量%以下である。カルボキシアルキルセルロー
スの硝酸エステル類が、60.0重量%未満であると特
性である乾燥性、耐熱性が発現できず、架橋剤が0.1
重量%未満であるとコーティング組成物の架橋皮膜は得
られるものの耐水性に劣るため、実用上好ましくない。
【0013】本発明の水性コーティング組成物におい
て、組成物中に他の水溶性の樹脂を含むことができる。
水溶性の樹脂としては、水性の塗料、インキ、水性バイ
ンダー等に使用される水性樹脂であり、マレイン酸−ス
チレンコポリマー、マレイン酸−アクリル酸エステル系
コポリマー、マレイン酸−メタクリル酸エステル系コポ
リマー、アクリル酸−スチレン系コポリマー、アクリル
酸−アクリル酸エステル系コポリマー、アクリル酸−メ
タクリル酸エステル系コポリマー、ポリウレタン樹脂、
ポリアミド樹脂、シエラック、カゼイン、ポリビニルア
ルコール、または、ヒドロキシエチルセルロース、ヒド
ロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロー
ス等のセルロースエーテル類の1種または2種以上の組
み合わせが例としてあげられる。
【0014】本発明の水系コーティング組成物におい
て、使用の目的に応じて顔料及び/または染料を含むこ
とができる。顔料としては、酸化チタン、酸化鉄、カー
ボンブラック、フタロシアニンブルー、フタロシアニン
グリーン、ワッチャンレッド、キナクリドンイエロー等
の着色顔料、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、クレー等
の体質顔料、磁性酸化鉄、チタン酸バリウム、金、銀等
の機能性顔料等の1種または2種以上の組み合わせが使
用できる。染料としては、メチレンブルー、マラカイト
グリーン、ローダミン、アリザリン等公知のものが使用
できる。
【0015】本発明の水系コーティング組成物の調製及
び塗膜生成方法の一例を述べる。カルボキシアルキルセ
ルロースの硝酸エステル類の所定量を撹拌機付きの反応
密閉容器に添加し、そこへ水を規定量添加する。必要に
応じて水性溶剤、例えばアルコール類を更に規定量添加
する。それら混合系が均一になるまで撹拌を行う。次ぎ
に架橋剤を規定量添加し、完全に溶解させ、目的の粘度
になるように水系コーティング組成物を希釈調製する。
調製された本発明の水系コーティング組成物をバーコー
ターによりフィルム上に塗工し、所定温度で架橋反応と
塗膜の乾燥を進める。架橋反応と塗膜の乾燥を進める温
度は、使用する架橋剤の種類と添加量及び使用する水量
により設定される。一般的には20℃以上もしくは40
℃以上の温度において架橋反応と塗膜乾燥を進める。得
られた塗膜の耐水性の評価は以下の方法で行った。
【0016】<耐水性評価法>上記調製法にて作製した
水系コーティング組成物を、アプリケーター(10mi
l)にてガラス板上に塗工し乾燥皮膜をJIS−K54
00)に準じ、20℃で18時間水浸漬後、皮膜を取り
だし2時間放置後皮膜の状態を目視判定する。水浸漬前
後で皮膜に変化がなければ耐水性良好とした。本発明の
水系コーティング組成物は、耐水性に優れており、かつ
乾燥性、耐熱性にも優れているので塗料、インク、ペー
パーコーティング、繊維加工等のビヒクル及びその添加
剤、または磁性塗料及び導電性ペースト等のコーティン
グ樹脂及びその添加剤の機能性コーティング材料として
用いることができる。このように水性樹脂として要求さ
れる全ての用途に適用できるため、以上示した用途には
限定されない。
【0017】
【実施例】以下実施例によって本発明を更に詳細に説明
する。
【0018】
【実施例1】カルボキシメチルセルロース(カルボキシ
メチル基置換度=0.5)100gと硫酸/硝酸/水=
66.0/29.0/5.0重量%からなる混酸3リッ
トルを、5リットルの反応容器中に入れ、5℃で1時間
撹拌し、生成物を30リットルの水を入れた50リット
ルのステンレス容器中に投入後、ステンレス製フイルタ
ーを使用して分離回収し、更に、100℃で1時間乾燥
してカルボキシメチルセルロース硝酸エステルを得た。
得られたカルボキシメチルセルロース硝酸エステルは、
カルボキシル基置換度が0.5で硝酸エステル基置換度
が窒素含有量より求めて、1.7であった。
【0019】反応により得られたカルボキシメチルセル
ロース硝酸エステル20gとイオン交換水24.0gと
エチレングリコールモノブチルエーテル56.0gをオ
ートクレーブ中に入れ、撹拌を行った。次ぎに60℃に
加温しながら完全に溶解させ、常温にもどし、この中に
架橋剤としてジエチレンゴリコールジグリシジルエーテ
ルを8.0g添加して水系コーテイング組成物の調製を
行った。
【0020】調製した組成物をガラス板上に塗工し、8
0℃の雰囲気中に1時間放置する。得られた皮膜の耐水
性評価を行った。その結果、皮膜の変化はなく、耐水性
は良好であった。
【0021】
【実施例2】実施例1で得られたカルボキシメチルセル
ロース硝酸エステル10gとイオン交換水18.0gと
エチレングリコールモノブチルエーテル67.5gとイ
ソプロピルアルコール4.5gをオートクレーブ中に入
れ、撹拌を行った。次ぎに80℃で加温しながら完全に
溶解させ、常温にもどし、架橋剤としてアルミニウムモ
ノアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテー
ト)を0.5g添加して、水系コーティング組成物の調
製を行った。
【0022】調製した組成物をガラス板上に塗工し、8
0℃の雰囲気中に1時間放置する。得られた皮膜の耐水
性評価を行った。その結果、皮膜の変化はなく、耐水性
は良好であった。
【0023】
【実施例3】カルボキシメチルセルロース(カルボキシ
メチル基置換度=0.7)100gと硫酸/硝酸/水=
57.5/20.2/22.3重量%からなる混酸3リ
ットルを、5リットルの反応容器中に入れ、5℃で1時
間撹拌し、生成物を30リットルの水を入れた50リッ
トルのステンレス容器中に投入後、ステンレス製フイル
ターを使用して分離回収し、更に、100℃で1時間乾
燥してカルボキシメチルセルロース硝酸エステルを得
た。得られたカルボキシメチルセルロース硝酸エステル
は、カルボキシル基置換度が0.7で、硝酸エステル基
置換度が窒素含有量より求めて、1.0であった。
【0024】得られたカルボキシメチルセルロース硝酸
エステル15gとイオン交換水65.5gとエタノール
12.7gとペンタノール4.3gをオートクレーブ中
に入れ撹拌を行った。次に撹拌を停止した、中和剤とし
て28%アンモニア水を2.5gを添加して撹拌を行い
ながら、70℃で加温しながら完全に溶解させる。常温
にもどし、架橋剤としてジエチレングリコールジグリシ
ジルエーテル6.0gを添加して水系コーティング組成
物を調製した。
【0025】調製した組成物をガラス板上に塗工し、8
0℃の雰囲気中に1時間放置する。得られた皮膜の耐水
性評価を行った。その結果、皮膜の変化はなく、耐水性
は良好であった。
【0026】
【発明の効果】本発明の水系コーティング組成物は、使
用する有機溶剤を大幅に減らすことができ、揮散による
大気汚染、作業環境の悪化、火災の危険性等の問題が改
善され、更に、架橋剤の添加により耐水性の良好な架橋
皮膜が得えられる。従って、塗料、印刷インキ、ペーパ
ーコーティング、繊維加工、磁性塗料及び導電性ペース
ト等の機能性コーティング材料に利用できる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】無水グルコース残基1個あたりの硝酸エス
    テル基置換度が0.2以上、カルボキシアルキルエーテ
    ル基置換度が0.05以上であるカルボキシアルキルセ
    ルロースの硝酸エステル類60.0〜99.9重量%と
    架橋剤0.1〜40.0重量%からなることを特徴とす
    る水系コーティング組成物。
JP20495393A 1993-08-19 1993-08-19 水系コーティング組成物 Withdrawn JPH0753908A (ja)

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JP20495393A JPH0753908A (ja) 1993-08-19 1993-08-19 水系コーティング組成物

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009155537A (ja) * 2007-12-27 2009-07-16 Nippon Paint Co Ltd 水性ベース塗料組成物並びに金属調積層塗膜及びその形成方法
CN106752772A (zh) * 2016-11-24 2017-05-31 周淑华 一种速干纤维涂料
CN109293784A (zh) * 2018-09-19 2019-02-01 南通泰利达化工有限公司 一种制备羧甲基纤维素硝酸酯的工艺方法

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Effective date: 20001031