JPH09111154A

JPH09111154A - 水性被覆組成物

Info

Publication number: JPH09111154A
Application number: JP29494095A
Authority: JP
Inventors: Tatsushi Fukuzumi; 達志福住; Makoto Moriya; 誠守屋; Seiji Nishimura; 誠司西村
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1995-10-19
Filing date: 1995-10-19
Publication date: 1997-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】造膜性が良好で、かつ金属、プラスチック、
皮革、ガラス等への密着性に優れ、さらに被覆された物
品を高温で保管した場合でも接着によりブロッキングす
ることのない水性被覆組成物の提供。【解決手段】ビニル系単量体を水性媒体中で重合して
得られた重合体のガラス転移温度が６０℃以上であるエ
マルション（Ａ）と、ビニル系単量体を水性媒体中で重
合して得られた重合体のガラス転移温度が２０℃未満で
あるエマルション（Ｂ）とを配合し、配合されたエマル
ションにおける重合体のガラス転移温度が２５〜５５℃
の範囲となるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水性被覆組成物に
関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂を水性媒体中に分散させた水性エマ
ルションからなる被覆材は、水を媒体としているために
省資源化が計られ、さらに、溶剤を使用しないために引
火、中毒および大気汚染の危険性が小さいことなどか
ら、金属、プラスチック、皮革、ガラス等の物品表面を
被覆するため広く用いられている。

【０００３】しかしながら、水性エマルション被覆材に
よる造膜（被膜の形成）は、ポリマー粒子の融合により
行われるため、室温またはそれ以下の比較的低い温度に
おいて造膜させるためには樹脂のガラス転移温度を高く
することは困難である。

【０００４】ところで、水性エマルション被覆材の造膜
性を向上させるために、樹脂のガラス転移温度を低くし
た場合には、乾燥後にも被膜に粘着性が残存し、塵やホ
コリ等の付着に対する耐汚染性が低下するばかりでな
く、被膜が形成された製品を積み重ねて保管したり、被
膜が形成された製品の保護のために紙やフィルムで包装
した場合に、製品同士、または製品と紙等の包装体とが
接着してブロッキングする等の問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、造膜
性が良好で、かつ金属、プラスチック、皮革、ガラス等
への密着性に優れ、さらに、被覆された物品を高温で保
管した場合でも接着により、ブロッキングすることのな
い水性被覆材組成物を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、ガラス転移温度の
異なる２種の重合体エマルションを特定割合に配合して
得られ水性被覆組成物が上記の目的を達成し得ることを
見い出し、本発明を完成するに到った。

【０００７】すなわち、本発明は、ビニル系単量体を水
性媒体中で重合して得られた重合体のガラス転移温度が
６０℃以上であるエマルション（Ａ）と、ビニル系単量
体を水性媒体中で重合して得られた重合体のガラス転移
温度が２０℃未満であるエマルション（Ｂ）とのブレン
ド物であって、該ブレンド物における重合体のガラス転
移温度が２５〜５５℃であることを特徴とする水性被覆
組成物にある。

【０００８】

【発明の実施の態様】以下に、詳しく説明する。本発明
の水性被覆組成物は、ビニル系単量体を水性媒体中で重
合して得られる重合体のガラス転移温度（以下、Ｔｇと
略記する。）が６０℃以上であるエマルション（Ａ）
（以下、エマルション（Ａ）という。）と、ビニル系単
量体を水性媒体中で重合して得られる重合体のＴｇが２
０℃未満であるエマルション（Ｂ）（以下、エマルショ
ン（Ｂ）という。）とから構成される。

【０００９】エマルション（Ａ）とエマルション（Ｂ）
を構成するのに用いられるビニル重合性単量体は、少な
くとも１個の重合可能なビニル基を有するものである。
用いることのできるビニル系単量体としては、メチルメ
タクリレート、エチルアクリレート、２−エチルヘキシ
ルアクリレート、メタクリル酸等から選ばれる単量体が
好ましい例として挙げられるが、他の共重合可能なビニ
ル系単量体も併用できる。併用できるその他の共重合可
能なビニル系単量体の具体例としては、メチルアクリレ
ート、エチルメタクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アク
リレート、ｉ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチ
ル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アク
リレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ラウリ
ル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレ
ート等の炭素数１〜１８のアルキル基を有する（メタ）
アクリル酸アルキルエステル；スチレン、α−メチルス
チレン、ｐ−メチルスチレン等の芳香族ビニル化合物；
２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒド
ロキシプロピル（メタ）アクリレート等のヒドロキシア
ルキル（メタ）アクリレート；エチレングリコールジ
（メタ）アクリレート、ブチレングリコールジ（メタ）
アクリレート等のグリコールジ（メタ）アクリレート；
ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート等のアルキ
ルアミノ（メタ）アクリレート；ジメチルアミノエチル
（メタ）アクリレートメチルクロライド塩、アリル（メ
タ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メ
タ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、（メタ）アクリロニ
トリル、ベンジル（メタ）アクリレート等公知の重合性
ビニル単量体；およびアクリル酸、１，２シクロヘキサ
ンジカルボン酸モノヒドロキシエチル（メタ）アクリレ
ート、１，２シクロヘサンジカルボン酸モノヒドロキシ
プロピル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフタル酸
モノヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、５−メ
チル−１，２−シクロヘキサンジカルボン酸モノヒドロ
キシエチル（メタ）アクリレート、フタル酸モノヒドロ
キシエチル（メタ）アクリレート、フタル酸モノヒドロ
キシプロピル（メタ）アクリレート、シュウ酸モノヒド
ロキシエチル（メタ）アクリレート等のカルボキシル基
含有ビニル系単量体が挙げられる。

【００１０】エマルション（Ａ）およびエマルション
（Ｂ）は、上記したビニル系単量体の少なくとも１種を
用いて構成されるが、エマルション（Ａ）においては、
重合体のＴｇが６０℃以上、好ましくは６５℃以上とな
るようにすることが必要であり、さらに、エマルション
（Ｂ）においては、重合体のＴｇが２０℃未満、好まし
くは１５℃以下となるようにすることが必要である。

【００１１】これはエマルション（Ａ）とエマルション
（Ｂ）とを配合した場合、エマルション（Ａ）を構成す
る重合体のＴｇが６０℃未満ではブロッキングの改良効
果が小さく、また、エマルション（Ｂ）を構成する重合
体のＴｇが２０℃以上では造膜性の改良効果が小さいた
めである。

【００１２】エマルション（Ａ）とエマルション（Ｂ）
との配合は、配合されて得られたエマルション中の重合
体のＴｇが２５〜５０℃、好ましくは３０〜５０℃の範
囲となるようにすることが必要である。

【００１３】これは混合エマルション中の重合体のＴｇ
が２５℃未満の場合には造膜性は向上するものの、乾燥
後の被膜に粘着性が残り、耐汚染性と耐ブロッキングの
観点から好ましくなく、一方、重合体のＴｇが５０℃を
越えると耐ブロッキング性は向上するものの、造膜性が
低下し、通常の室温（２５℃前後）での造膜が著しく低
下するおそれがあるためである。

【００１４】本発明で使用されるエマルション（Ａ）と
エマルション（Ｂ）は乳化重合によって製造される。乳
化重合法としては、乳化剤を使用する乳化重合法あるい
は重合開始剤として過硫酸カリウム等の過硫酸系開始剤
を使用して乳化剤を使用しない、いわゆるソープフリー
乳化重合法等が挙げられる。

【００１５】乳化重合に使用する乳化剤は特に制限され
るものではなく、市販の乳化剤が使用できるが、アルキ
ルベンゼンスルホン酸アルカリ金属塩、アルカリ硫酸ア
ルカリ金属塩等のアニオン性界面活性剤やポリオキシエ
チレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフ
ェニルエーテル等のノニオン性界面活性剤等が挙げられ
る。これらの乳化剤は単独で使用しても混合して使用し
てもよい。

【００１６】また、乳化重合において使用される重合開
始剤としては、過硫酸カリウム、過硫化アンモニウム等
の過硫酸塩系開始剤、単量体溶解性の過酸化物とロンガ
リット等還元剤とのレドックス開始剤系等の公知の開始
剤等が挙げられ、これ等は目的に応じて適宜選択して使
用される。

【００１７】さらに、必要に応じてエマルション粒子の
分子量を調節するために、上記ビニル系単量体混合物中
に、ｎ−ドデシルメルカプタン、α−メチルスチレンダ
イマー等の連鎖移動剤を添加することもできる。

【００１８】乳化重合に際しての単量体の重合系内への
供給方法としては、特に限定されず、公知の方法、例え
ば単量体を一括仕込みする法、単量体の滴下法、単量体
のプレ乳化滴下法等の方法を使用することができる。

【００１９】乳化重合により得られるエマルションは、
重合後塩基によりその系のｐＨを中性から弱アルカリ性
の範囲、すなわちｐＨを６．５〜１０．０の範囲に設定
することが系の安定性の面から好ましい。

【００２０】添加される塩基の例としては、アンモニ
ア、トリメチルアミン、プロピルアミン、ジエチルアミ
ン、トリプロピルアミン、ジブチルアミン、アミルアミ
ン、１−アミノオクタン、２−ジメチルアミノエタノー
ル、エチルアミノエタノール、２−ジエチルアミノエタ
ノール、１−アミノ−２−プロパノール、２−アミノ−
１−プロパノール、３−アミノ−１−プロパノール、１
−ジメチルアミノ−２−プロパノール、３−ジメチルア
ミノ−１−プロパノール、２−プロピルアミノエタノー
ル、エトキシプロピルアミン、アミノベンジルアルコー
ル、モルホリン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等
が挙げられる。

【００２１】本発明の水性被覆組成物を得るに当っての
エマルション（Ａ）とエマルション（Ｂ）との配合は、
塗布工程の面から混合エマルション中の固形分が４０〜
６０重量％となるようにすることが好ましい。

【００２２】本発明の水性被覆組成物においては、必要
に応じて、造膜後の塗膜の耐水性の向上、さらなる造膜
性の向上を目的として、水希釈レジン、水溶性レジンを
乾燥性や耐ブロッキング性を損ねない範囲内で添加する
こともできる。

【００２３】また、本発明の水性被覆組成物において
は、さらに、消泡剤、顔料、顔料分散剤、高融点有機溶
剤、防腐剤等を添加して用いることも可能である。

【００２４】本発明の水性被覆組成物を塗布して被覆す
ることのできる被覆製品の例としては、鉄、ステンレ
ス、アルミニウムおよびその他の金属ならびに、セメン
ト、ガラス、プラスチック等が挙げられる。

【００２５】被覆製品への水性被覆組成物の塗布方法と
しては、特に限定されず、噴霧コート法、ローラーコー
ト法、バーコート法、エアーナイフ法、流延法、刷毛塗
り法、ディッピング法等の従来公知の方法を用いること
ができる。

【００２６】

【実施例】以下に、実施例により本発明を詳細に説明す
る。実施例および比較例中の「部」は重量部を示す。ま
た、実施例および比較例における物性の評価は以下に示
す方法を用いて行った。

【００２７】（１）エマルション中の重合体のＴｇ下記のＦｏｘの式より計算で求めた。１／（Ｔｇ＋２７３）＝Σ（Ｗ₁ ／Ｔｇ₁ ）（式中、Ｗ₁ ：各共重合成分の重量分率、Ｔｇ₁ ：各共
重合成分のホモポリマーのＴｇ（Ｋ）を表わす。）

【００２８】（２）造膜性室温（２５℃、６０％ＲＨ）、および低温（１）（０
℃、５０％ＲＨ）、低温（２）（５℃、５０％ＲＨ）、
低温（３）（１０℃、５０％ＲＨ）の環境下でガラス板
に刷毛塗り法でエマルションを塗布し、塗布環境下で１
時間乾燥させた後、造膜性を下記の５段階で評価した。 ○…クラックの発生の少ない、きれいな膜を形成してい
る。 ○〜△…クラックの発生が少ない。 △…膜になっているがクラックが多く発生している。 △〜×…膜になりかけている部分と膜になっていない部
分とが混在している。 ×…膜になっていない（塗布部を擦るとポロポロと剥れ
る。）。

【００２９】（３）耐ブロッキング性室温（２５℃、６０％ＲＨ）において、縦１００ｍｍ×
横１００ｍｍ×厚さ１ｍｍガラス板にバーコーターの２
０番を用いて水性被覆組成物を塗布し、室温で２４時間
放置した後ガラス板を４枚重ねて固定し、５０℃および
６０℃の乾燥機に入れ２４時間加熱した後に取り出して
室温まで自然冷却し、次いで、塗布面にのせたガラス板
を取り除くときの上にのせたガラス板とエマルション被
膜との状態を耐ブロッキング性の指標として以下の３段
階で評価した。 ○…上にのせたガラス板と被膜を形成したガラス板とは
無理なく離れ、上にのせたガラス板の方には被膜が付着
していない。 △…上にのせたガラス板と被膜を形成したガラス板とは
離れるが、上にのせたガラス板の方には被膜の一部が付
着している。 ×…上にのせたガラス板と被膜を形成したガラスとが接
着されて離れない。

【００３０】エマルション製造例（１）エマルション（Ｅ−１）の製造撹拌機、温度計、還流凝縮機を備えた重合装置中に、脱
イオン水６０部、アルキルエーテル硫酸ナトリウム３部
を入れ、窒素置換を十分に行った後、昇温した。内温が
９０℃になった時点より重合装置の温度を９０℃に保ち
ながら、表１に示した量のビニル系単量体に、アルキル
エーテル硫酸ナトリウム２部、脱イオン水３５部、およ
び２８％アンモニア水０．１部を加えたプレエマルショ
ンを２時間かけて添加し、これと並行して過硫酸ナトリ
ウム０．２部を脱イオン水１０部に溶解した溶液を２時
間かけて添加した。添加終了後、ｔ−ブチルハイドロパ
ーオキサイドを０．１部添加し、内温を９５℃まで昇温
して２時間反応させた。得られたエマルションを室温ま
で冷却した後に系のｐＨを約９に調節するため、２８％
アンモニア水を添加した。表１に得られたエマルション
の物性の評価結果を示す。

【００３１】（２）エマルション（Ｅ−２〜Ｅ−１０）
の製造ビニル系単量体組成を表１に示すように変更した以外
は、エマルション（Ｅ−１）と同様な操作を繰り返して
エマルション（Ｅ−２〜Ｅ−１０）を得た。表１に得ら
れたエマルションの物性の評価結果を示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】［実施例１〜８、比較例１〜７］上記
（１）と（２）にて製造したエマルションＥ−１〜Ｅ−
１０を用い、これを表２に示す割合にて配合し、混合エ
マルション（水性被覆組成物）を得た。表２に混合エマ
ルションの造膜性、耐ブロッキング性についての評価結
果を示す。

【００３４】

【表２】

【００３５】

【発明の効果】本発明の水性被覆組成物は、低温での造
膜性と高温での耐ブロッキング性が優れているために、
造膜性の塗布作業環境への依存性を著しく低下させ、作
業性を大幅に向上させるだけではなく、製品の保管時に
も保管環境の温度の影響による、製品の性能低下とブロ
ッキングによる製品ロスを起こさず、商品価値を高める
ことができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ビニル系単量体を水性媒体中で重合して
得られた重合体のガラス転移温度が６０℃以上であるエ
マルション（Ａ）と、ビニル系単量体を水性媒体中で重
合して得られた重合体のガラス転移温度が２０℃未満で
あるエマルション（Ｂ）との配合物からなり、該配合物
における重合体のガラス転移温度が２５〜５５℃である
ことを特徴とする水性被覆組成物。