JPH107976A - 水分散性被覆組成物 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 改善された耐水性、耐汚染性を備えた皮膜を
形成する水分散性被覆組成物を提供する。 【解決手段】 界面活性剤の存在下、水系媒質中にて、
樹脂量に対して70〜99.9重量%のエチレン性不飽和モノ
マーとこのモノマーと共重合可能な 0.1〜10重量%の水
溶性エチレン性不飽和モノマーを含むモノマー混合物と
乳化共重合せしめて得られる、樹脂量に対して 0.5〜10
重量%の混合重量比が2/8〜8/2のエチレングリコ
ール誘導体とジエチレングリコール誘導体の混合物を造
膜助剤として含んだ、50℃以上のTg値(ポリマーのガラ
ス転移点)を有する水分散性被覆組成物。
形成する水分散性被覆組成物を提供する。 【解決手段】 界面活性剤の存在下、水系媒質中にて、
樹脂量に対して70〜99.9重量%のエチレン性不飽和モノ
マーとこのモノマーと共重合可能な 0.1〜10重量%の水
溶性エチレン性不飽和モノマーを含むモノマー混合物と
乳化共重合せしめて得られる、樹脂量に対して 0.5〜10
重量%の混合重量比が2/8〜8/2のエチレングリコ
ール誘導体とジエチレングリコール誘導体の混合物を造
膜助剤として含んだ、50℃以上のTg値(ポリマーのガラ
ス転移点)を有する水分散性被覆組成物。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水分散性被覆組成
物、特に、優れた耐久性と耐汚染性を備えた塗膜を形成
する水分散性被覆組成物に関する。
物、特に、優れた耐久性と耐汚染性を備えた塗膜を形成
する水分散性被覆組成物に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】塗料
等のコーティング剤においては、環境保全および生体
(人体)への安全衛生面の観点から、塗料の無公害化な
いしは安全衛生化が強く要望されており、従来の溶剤型
塗料に代わって、エマルジョン塗料の用途が拡大されつ
つあり、関心の高まりがみられる。 それに伴い、これ
らエマルジョン塗料においても高度の塗膜性能が要求さ
れるようになり、無機質基材に塗布された場合の塗膜の
耐久性と耐汚染性の向上は共に重要な課題として認識さ
れている。
等のコーティング剤においては、環境保全および生体
(人体)への安全衛生面の観点から、塗料の無公害化な
いしは安全衛生化が強く要望されており、従来の溶剤型
塗料に代わって、エマルジョン塗料の用途が拡大されつ
つあり、関心の高まりがみられる。 それに伴い、これ
らエマルジョン塗料においても高度の塗膜性能が要求さ
れるようになり、無機質基材に塗布された場合の塗膜の
耐久性と耐汚染性の向上は共に重要な課題として認識さ
れている。
【0003】エマルジョン塗料は、エマルジョン粒子間
の熱的融着を介して初めて均一な塗膜が形成されるた
め、ポリマーのガラス転移点(Tg値)を一層低く設定す
るか、あるいは多量の造膜助剤、可塑剤等を添加する必
要がある。 そのため、水性エマルジョンを造膜して得
られた塗膜は、溶剤系塗料による塗膜と比較して、塗膜
の耐汚染性が劣るという欠点がある。
の熱的融着を介して初めて均一な塗膜が形成されるた
め、ポリマーのガラス転移点(Tg値)を一層低く設定す
るか、あるいは多量の造膜助剤、可塑剤等を添加する必
要がある。 そのため、水性エマルジョンを造膜して得
られた塗膜は、溶剤系塗料による塗膜と比較して、塗膜
の耐汚染性が劣るという欠点がある。
【0004】最近、これらの問題に関して、フッ素含有
モノマーを共重合した水性エマルジョン、または水性エ
マルジョン同士のブレンドによる塗膜性能の向上が研究
されている。 この方法によれば、共重合可能なモノマ
ーの種類が制約され、皮膜硬度、高耐久性による皮膜の
汚染性、製造コストの面などの点においてまだ改良が必
要とされている。
モノマーを共重合した水性エマルジョン、または水性エ
マルジョン同士のブレンドによる塗膜性能の向上が研究
されている。 この方法によれば、共重合可能なモノマ
ーの種類が制約され、皮膜硬度、高耐久性による皮膜の
汚染性、製造コストの面などの点においてまだ改良が必
要とされている。
【0005】また、少ない溶剤量で均一な塗膜を得るた
めの方法として、Tg値の異なる二種類のポリマーエマル
ジョンのブレンド物を主成分とした塗料の製法がある。
この場合、溶剤量の低減、耐水性の向上は図れるもの
の、耐汚染性に関しては、低Tg値のポリマーが存在する
ため、汚染物質の除去効率が悪く、さらにはポリマー同
士の相溶性という問題が残されている。
めの方法として、Tg値の異なる二種類のポリマーエマル
ジョンのブレンド物を主成分とした塗料の製法がある。
この場合、溶剤量の低減、耐水性の向上は図れるもの
の、耐汚染性に関しては、低Tg値のポリマーが存在する
ため、汚染物質の除去効率が悪く、さらにはポリマー同
士の相溶性という問題が残されている。
【0006】また、コア/シェル型エマルジョンでは、
内層に高Tg値のポリマー組成を有するエマルジョン粒子
を、また外層に低Tg値のエマルジョン粒子を配する構成
となっており、これによりエマルジョン粒子の造膜性の
改善と、各粒子間の融着に関する、高Tg値のポリマー組
成物主導の耐汚染性の改善をも目指している。 しかし
ながら、これら両種のエマルジョンを用いて得られる塗
膜では、内層と外層とのTg値の差を大きくするに従い、
耐汚染性は相応に改善されるものの、内外両層のポリマ
ー同士の相溶性の不良に基づいた塗膜の耐久性の劣化と
いう問題点がある。 内層と外層とのTg値差が小さい場
合、ポリマーの相溶性は良好となるので、この方法は塗
膜の耐久性を向上させる目的においては、有効な手段と
考えられるが、塗膜の耐汚染性は逆に劣化することか
ら、耐汚染性の改善は今後の問題として残されている。
内層に高Tg値のポリマー組成を有するエマルジョン粒子
を、また外層に低Tg値のエマルジョン粒子を配する構成
となっており、これによりエマルジョン粒子の造膜性の
改善と、各粒子間の融着に関する、高Tg値のポリマー組
成物主導の耐汚染性の改善をも目指している。 しかし
ながら、これら両種のエマルジョンを用いて得られる塗
膜では、内層と外層とのTg値の差を大きくするに従い、
耐汚染性は相応に改善されるものの、内外両層のポリマ
ー同士の相溶性の不良に基づいた塗膜の耐久性の劣化と
いう問題点がある。 内層と外層とのTg値差が小さい場
合、ポリマーの相溶性は良好となるので、この方法は塗
膜の耐久性を向上させる目的においては、有効な手段と
考えられるが、塗膜の耐汚染性は逆に劣化することか
ら、耐汚染性の改善は今後の問題として残されている。
【0007】このように、有機ポリマーを用いた研究で
は、耐汚染性等の改善において限界が認められ、そのた
め、水ガラスやコロイダルシリカといった無機ポリマー
と有機ポリマーとの併用による耐久性および耐汚染性の
改良研究もまた、数多くなされている。
は、耐汚染性等の改善において限界が認められ、そのた
め、水ガラスやコロイダルシリカといった無機ポリマー
と有機ポリマーとの併用による耐久性および耐汚染性の
改良研究もまた、数多くなされている。
【0008】実際のところ、水ガラスまたはコロイダル
シリカと有機ポリマー・エマルジョンとのブレンド物を
主成分とする塗料から得られる塗膜は、硬度も高く、か
つ耐汚染性も良好であるが、無機ポリマーとエマルジョ
ンとの相互の結合作用が弱く、その結果として、塗膜の
長期的耐水性、耐アルカリ性といった耐久性の面に問題
を残す結果となっている。 そのため、無機ポリマーと
有機ポリマー・エマルジョンとの結び付きを強固にすべ
く、これら両ポリマーのブレンド物にアルコキシシラン
類を添加する方法や、アルコキシシラン基を持った重合
性モノマーを使用する方法も提案されている。 ところ
が、これら方法で得られる塗料用組成物は、それ自体の
安定性が悪く、従って、長期的な保存貯蔵に耐えられな
いなど、未だ満足できる性質が得られていないのが実情
である。
シリカと有機ポリマー・エマルジョンとのブレンド物を
主成分とする塗料から得られる塗膜は、硬度も高く、か
つ耐汚染性も良好であるが、無機ポリマーとエマルジョ
ンとの相互の結合作用が弱く、その結果として、塗膜の
長期的耐水性、耐アルカリ性といった耐久性の面に問題
を残す結果となっている。 そのため、無機ポリマーと
有機ポリマー・エマルジョンとの結び付きを強固にすべ
く、これら両ポリマーのブレンド物にアルコキシシラン
類を添加する方法や、アルコキシシラン基を持った重合
性モノマーを使用する方法も提案されている。 ところ
が、これら方法で得られる塗料用組成物は、それ自体の
安定性が悪く、従って、長期的な保存貯蔵に耐えられな
いなど、未だ満足できる性質が得られていないのが実情
である。
【0009】また、従来よりTg値の比較的高いポリマー
・エマルジョンに多量の造膜助剤を添加することによ
り、室温でも造膜させ得る塗料が提案されていた。 こ
の場合、比較的沸点の低い造膜助剤を使用すれば、多量
の溶剤添加が必要となり、相対的に少量の造膜助剤より
形成された塗膜はクラックも入りやすい。 また、沸点
の高い造膜助剤を用いれば、得られた塗膜は数日を経た
後においても依然として「ベタツキ」が残り、耐汚染性
の悪さが露呈するという具合である。 このように、造
膜助剤の選択は難しく、造膜性と塗膜性能の両立は困難
であった。
・エマルジョンに多量の造膜助剤を添加することによ
り、室温でも造膜させ得る塗料が提案されていた。 こ
の場合、比較的沸点の低い造膜助剤を使用すれば、多量
の溶剤添加が必要となり、相対的に少量の造膜助剤より
形成された塗膜はクラックも入りやすい。 また、沸点
の高い造膜助剤を用いれば、得られた塗膜は数日を経た
後においても依然として「ベタツキ」が残り、耐汚染性
の悪さが露呈するという具合である。 このように、造
膜助剤の選択は難しく、造膜性と塗膜性能の両立は困難
であった。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上述した従
来技術での課題に鑑み、耐久性、耐汚染性に優れた塗膜
を形成する有用な水分散性被覆組成物を得るべく鋭意研
究した結果、本発明を完成するに至ったものである。
来技術での課題に鑑み、耐久性、耐汚染性に優れた塗膜
を形成する有用な水分散性被覆組成物を得るべく鋭意研
究した結果、本発明を完成するに至ったものである。
【0011】そして、本願発明の要旨とするところは、
陰イオン界面活性剤および/または非イオン界面活性剤
の存在下、水系媒質中にてモノマー混合物と乳化共重合
せしめて得られる、50℃以上のTg値(ポリマーのガラス
転移点)を有する水分散性被覆組成物であって、前記モ
ノマー混合物が、樹脂量に対して(a) 70〜99.9重量%の
エチレン性不飽和モノマー、および前記(a) エチレン性
不飽和モノマーと共重合可能な(b) 0.1〜10重量%の水
溶性エチレン性不飽和モノマーを含み、そして、前記組
成物が、樹脂量に対して 0.5〜10重量%であり、かつ混
合重量比が2/8〜8/2のエチレングリコール誘導体
とジエチレングリコール誘導体の混合物を造膜助剤とし
てさらに含む、ことを特徴とした水分散性被覆組成物に
ある。
陰イオン界面活性剤および/または非イオン界面活性剤
の存在下、水系媒質中にてモノマー混合物と乳化共重合
せしめて得られる、50℃以上のTg値(ポリマーのガラス
転移点)を有する水分散性被覆組成物であって、前記モ
ノマー混合物が、樹脂量に対して(a) 70〜99.9重量%の
エチレン性不飽和モノマー、および前記(a) エチレン性
不飽和モノマーと共重合可能な(b) 0.1〜10重量%の水
溶性エチレン性不飽和モノマーを含み、そして、前記組
成物が、樹脂量に対して 0.5〜10重量%であり、かつ混
合重量比が2/8〜8/2のエチレングリコール誘導体
とジエチレングリコール誘導体の混合物を造膜助剤とし
てさらに含む、ことを特徴とした水分散性被覆組成物に
ある。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の水分散性被覆組成物で
は、水を主成分とする分散媒にポリマー系分散質が分散
したものを使用する。
は、水を主成分とする分散媒にポリマー系分散質が分散
したものを使用する。
【0013】分散質の平均粒子径は、通常10〜 500nmの
範囲とする。 これはすなわち、粒子径が10nm以下のも
のを得ようとすると、粘度などの関係上、低固形分にな
る傾向があり、塗料ベースとしては実用的でないこと、
また、粒子径が 500nmより大きくなると、耐久性の低下
をきたすことを考慮して決定した。
範囲とする。 これはすなわち、粒子径が10nm以下のも
のを得ようとすると、粘度などの関係上、低固形分にな
る傾向があり、塗料ベースとしては実用的でないこと、
また、粒子径が 500nmより大きくなると、耐久性の低下
をきたすことを考慮して決定した。
【0014】次に、乳化重合方法については特に限定さ
れた方法はなく、例えば、水、乳化剤、開始剤の存在下
でラジカル重合可能な、(a) エチレン性不飽和モノマー
および(b) 水溶性エチレン性不飽和モノマーの混合物を
滴下するモノマー滴下法;ラジカル重合可能な、(a) エ
チレン性不飽和モノマーおよび(b) 水溶性エチレン性不
飽和モノマーの混合物を、水、乳化剤の存在下で乳化
し、それを滴下しながら重合を行うプレエマルジョン
法;あるいは、水、乳化剤、開始剤、(a) エチレン性不
飽和モノマーおよび(b) 水溶性エチレン性不飽和モノマ
ーの混合物すべての存在下でラジカル重合を行う一浴重
合法などが、本発明において使用できる。
れた方法はなく、例えば、水、乳化剤、開始剤の存在下
でラジカル重合可能な、(a) エチレン性不飽和モノマー
および(b) 水溶性エチレン性不飽和モノマーの混合物を
滴下するモノマー滴下法;ラジカル重合可能な、(a) エ
チレン性不飽和モノマーおよび(b) 水溶性エチレン性不
飽和モノマーの混合物を、水、乳化剤の存在下で乳化
し、それを滴下しながら重合を行うプレエマルジョン
法;あるいは、水、乳化剤、開始剤、(a) エチレン性不
飽和モノマーおよび(b) 水溶性エチレン性不飽和モノマ
ーの混合物すべての存在下でラジカル重合を行う一浴重
合法などが、本発明において使用できる。
【0015】また、モノマー滴下法、プレエマルジョン
法では、総滴下量の1〜50重量%、好ましくは、3〜30
重量%を重合開始時に予め添加できる。 安全性の面か
らすれば、モノマー滴下法、プレエマルジョン法が好ま
しく、プレエマルジョン法の方が特に好ましい。
法では、総滴下量の1〜50重量%、好ましくは、3〜30
重量%を重合開始時に予め添加できる。 安全性の面か
らすれば、モノマー滴下法、プレエマルジョン法が好ま
しく、プレエマルジョン法の方が特に好ましい。
【0016】本発明に適用可能な上記(a) エチレン性不
飽和モノマーとしては、例えば、アクリル酸メチル、ア
クリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチ
ル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、
アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル、ア
クリル酸ステアリル、メタクリル酸メチル、メタクリル
酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチ
ル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシ
ル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸ラウ
リル、メタクリル酸ステアリルなどの(メタ)アクリル
酸のC1〜C24のアルキルまたはシクロアルキルエステ
ル;ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチル
メタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒ
ドロキシプロピルメタクリレートなどの(メタ)アクリ
ル酸のC2〜C8のヒドロキシアルキルエステル;スチ
レン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、N−ビニ
ルピロリドン、ビニルピリジンなどの芳香族不飽和モノ
マー;グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレ
ートなどのエポキシ基含有の(メタ)アクリル酸エステ
ル;アクリル酸1-メチル2-イミダゾリドン、アクリル酸
1-エチル2-イミダゾリドン、メタクリル酸1-メチル2-イ
ミダゾリドン、メタクリル酸1-エチル2-イミダゾリドン
などの(メタ)アクリル酸のイミダゾール環含有のC1
〜C24のアルキルエステル;アクリル酸1-メチル2-ピロ
リドン、アクリル酸1-エチル2-ピロリドン、メタクリル
酸1-メチル2-ピロリドン、メタクリル酸1-エチル2-ピロ
リドンなどの(メタ)アクリル酸のピロール環含有のC
1〜C24のアルキルエステル;アクリル酸1-メチル2-オ
キサゾリドン、アクリル酸1-エチル2-オキサゾリドン、
メタクリル酸1-メチル2-オキサゾリドン、メタクリル酸
1-エチル2-オキサゾリドンなどの(メタ)アクリル酸の
オキサゾール環含有のC1〜C24のアルキルエステル;
または前述した化合物の一種以上の組み合わせなどがあ
る。
飽和モノマーとしては、例えば、アクリル酸メチル、ア
クリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチ
ル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、
アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル、ア
クリル酸ステアリル、メタクリル酸メチル、メタクリル
酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチ
ル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシ
ル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸ラウ
リル、メタクリル酸ステアリルなどの(メタ)アクリル
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ル;ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチル
メタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒ
ドロキシプロピルメタクリレートなどの(メタ)アクリ
ル酸のC2〜C8のヒドロキシアルキルエステル;スチ
レン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、N−ビニ
ルピロリドン、ビニルピリジンなどの芳香族不飽和モノ
マー;グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレ
ートなどのエポキシ基含有の(メタ)アクリル酸エステ
ル;アクリル酸1-メチル2-イミダゾリドン、アクリル酸
1-エチル2-イミダゾリドン、メタクリル酸1-メチル2-イ
ミダゾリドン、メタクリル酸1-エチル2-イミダゾリドン
などの(メタ)アクリル酸のイミダゾール環含有のC1
〜C24のアルキルエステル;アクリル酸1-メチル2-ピロ
リドン、アクリル酸1-エチル2-ピロリドン、メタクリル
酸1-メチル2-ピロリドン、メタクリル酸1-エチル2-ピロ
リドンなどの(メタ)アクリル酸のピロール環含有のC
1〜C24のアルキルエステル;アクリル酸1-メチル2-オ
キサゾリドン、アクリル酸1-エチル2-オキサゾリドン、
メタクリル酸1-メチル2-オキサゾリドン、メタクリル酸
1-エチル2-オキサゾリドンなどの(メタ)アクリル酸の
オキサゾール環含有のC1〜C24のアルキルエステル;
または前述した化合物の一種以上の組み合わせなどがあ
る。
【0017】さらに、本発明に適用可能な上記(b) 水溶
性エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、アクリ
ル酸、メタクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、ポリオ
キシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート;アクリ
ルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−ブトキ
シメチルアクリルアミド;または前述した化合物の一種
以上の組み合わせなどがある。
性エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、アクリ
ル酸、メタクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、ポリオ
キシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート;アクリ
ルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−ブトキ
シメチルアクリルアミド;または前述した化合物の一種
以上の組み合わせなどがある。
【0018】次に、上記 (a)エチレン性不飽和モノマー
および(b) 水溶性エチレン性不飽和モノマーの使用量と
しては、全樹脂量に対して下記の範囲の量を選択する。
すなわち、 (a) エチレン性不飽和モノマー:90〜99.5重量%、好ま
しくは95〜99重量%、および (b) 水溶性エチレン性不飽和モノマー:0.5 〜10重量
%、好ましくは1〜5重量%、とする。
および(b) 水溶性エチレン性不飽和モノマーの使用量と
しては、全樹脂量に対して下記の範囲の量を選択する。
すなわち、 (a) エチレン性不飽和モノマー:90〜99.5重量%、好ま
しくは95〜99重量%、および (b) 水溶性エチレン性不飽和モノマー:0.5 〜10重量
%、好ましくは1〜5重量%、とする。
【0019】本発明で使用される乳化剤としては、アニ
オン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界面活
性剤などが挙げられる。 具体的には、アニオン系界面
活性剤として、例えば、高級アルコールの脂肪酸エステ
ル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、脂肪族スルホン
酸塩などが、また、ノニオン系界面活性剤として、ポリ
エチレングリコールのアルキルエステル型、アルキルエ
ーテル型、アルキルフェニルエーテル型などが、さら
に、両性界面活性剤として、アニオン部分をカルボン酸
塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、そしてカチオン部
分をアミン塩、第4級アンモニウム塩とした界面活性剤
が挙げられる。 また、上記界面活性剤に重合性官能基
を導入した反応性乳化剤なども使用できる。 これら界
面活性剤の使用割合としては、樹脂に対して 1.2〜 2.5
重量%とすることが良好な耐久性を得る上で好ましい。
オン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界面活
性剤などが挙げられる。 具体的には、アニオン系界面
活性剤として、例えば、高級アルコールの脂肪酸エステ
ル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、脂肪族スルホン
酸塩などが、また、ノニオン系界面活性剤として、ポリ
エチレングリコールのアルキルエステル型、アルキルエ
ーテル型、アルキルフェニルエーテル型などが、さら
に、両性界面活性剤として、アニオン部分をカルボン酸
塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、そしてカチオン部
分をアミン塩、第4級アンモニウム塩とした界面活性剤
が挙げられる。 また、上記界面活性剤に重合性官能基
を導入した反応性乳化剤なども使用できる。 これら界
面活性剤の使用割合としては、樹脂に対して 1.2〜 2.5
重量%とすることが良好な耐久性を得る上で好ましい。
【0020】本発明で使用されるラジカル重合開始剤と
しては、熱または還元性物質などによりラジカル分解し
てモノマーへの付加重合を開始せしめる、水溶性または
油溶性の過硫酸塩、過酸化物、アゾ化合物などが使用で
きる。 例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、
過硫酸アンモニウム、過酸化水素、t−ブチルハイドロ
パーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、
2,2-アゾビスイソブチロニトリル、2,2-アゾビス(2-ジ
アミノプロパン)ハイドロクロライドなどがあり、取扱
いの容易性からして、水溶性のものが特に好ましく、樹
脂に対して0.05〜2重量%、好ましくは 0.1〜 0.5重量
%の量が添加される。 なお、重合速度の促進、低温で
の重合を行う時は、重亜硫酸ナトリウム、塩化第一鉄、
アスコルビン酸塩、ロンガリットなどの還元剤を、ラジ
カル重合開始剤と組み合わせて使用することもできる。
また、分子量の調節のため、ドデシルメルカプタンな
どの連鎖移動剤を添加することも可能である。 本発明
で重合される水性エマルジョンは、水性エマルジョン中
のカルボキシル基を中和しなくても安定な分散性を示す
が、長期にわたって分散性を保つために、例えば、アン
モニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アミン類
を用いてpHを6〜10の範囲に調節できる。
しては、熱または還元性物質などによりラジカル分解し
てモノマーへの付加重合を開始せしめる、水溶性または
油溶性の過硫酸塩、過酸化物、アゾ化合物などが使用で
きる。 例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、
過硫酸アンモニウム、過酸化水素、t−ブチルハイドロ
パーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、
2,2-アゾビスイソブチロニトリル、2,2-アゾビス(2-ジ
アミノプロパン)ハイドロクロライドなどがあり、取扱
いの容易性からして、水溶性のものが特に好ましく、樹
脂に対して0.05〜2重量%、好ましくは 0.1〜 0.5重量
%の量が添加される。 なお、重合速度の促進、低温で
の重合を行う時は、重亜硫酸ナトリウム、塩化第一鉄、
アスコルビン酸塩、ロンガリットなどの還元剤を、ラジ
カル重合開始剤と組み合わせて使用することもできる。
また、分子量の調節のため、ドデシルメルカプタンな
どの連鎖移動剤を添加することも可能である。 本発明
で重合される水性エマルジョンは、水性エマルジョン中
のカルボキシル基を中和しなくても安定な分散性を示す
が、長期にわたって分散性を保つために、例えば、アン
モニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アミン類
を用いてpHを6〜10の範囲に調節できる。
【0021】本発明で使用される造膜助剤としては、ブ
チルセロソルブ、エチルセルソルブなどのエチレングリ
コールモノアルキルエーテルのようなエチレングリコー
ル誘導体とエチルカルビトール、ブチルカルビトールな
どのジエチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエ
チレングリコールジエチルエーテルなどのジエチレング
リコールジアルキルエーテルのようなジエチレングリコ
ール誘導体との混合物が挙げられる。 これらの混合割
合(重量比)は、エチレングリコール誘導体/ジエチレ
ングリコール誘導体として、2/8〜8/2の範囲で、
好ましくは、3/7〜7/3とする。 また、エチレン
グリコール誘導体、ジエチレングリコール誘導体は任意
の比率で数種類併用することもできる。
チルセロソルブ、エチルセルソルブなどのエチレングリ
コールモノアルキルエーテルのようなエチレングリコー
ル誘導体とエチルカルビトール、ブチルカルビトールな
どのジエチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエ
チレングリコールジエチルエーテルなどのジエチレング
リコールジアルキルエーテルのようなジエチレングリコ
ール誘導体との混合物が挙げられる。 これらの混合割
合(重量比)は、エチレングリコール誘導体/ジエチレ
ングリコール誘導体として、2/8〜8/2の範囲で、
好ましくは、3/7〜7/3とする。 また、エチレン
グリコール誘導体、ジエチレングリコール誘導体は任意
の比率で数種類併用することもできる。
【0022】これらの使用割合としては、良好な耐久性
を得るとの観点から、樹脂に対して0.5〜10重量%、好
ましくは1〜5重量%添加する。
を得るとの観点から、樹脂に対して0.5〜10重量%、好
ましくは1〜5重量%添加する。
【0023】また、本発明の水性エマルジョンは、通常
水系塗料などに添加される成分、例えば、増粘剤、消泡
剤、顔料、分散剤、染料、防腐剤なども添加できる。
水系塗料などに添加される成分、例えば、増粘剤、消泡
剤、顔料、分散剤、染料、防腐剤なども添加できる。
【0024】
【実施例】次に、実施例と比較例を示して本発明を具体
的に説明するが、本願発明がこれら開示によって限定的
に解釈されるべきでないことは勿論である。 なお、以
下の実施例と比較例での部および%の単位は、特に断り
の無い限り、すべて重量表示による。
的に説明するが、本願発明がこれら開示によって限定的
に解釈されるべきでないことは勿論である。 なお、以
下の実施例と比較例での部および%の単位は、特に断り
の無い限り、すべて重量表示による。
【0025】A.試料の調製 実施例1 攪拌機、還流冷却器、滴下濾斗、温度計を備えた2lの
4つ口フラスコに水30部、過硫酸カリウム(KPS)0.2部を
仕込み、攪拌下、系内を窒素ガスで置換し、85℃に昇温
した。 同温度にて、水17部、界面活性剤4部に、メタ
クリル酸メチル38部、アクリル酸2-エチルヘキシル6
部、アクリル酸 0.6部を混合することによって得たエマ
ルジョンを、3時間かけて滴下し、さらに、85℃で2時
間維持したあと、室温まで冷却した。 さらに、造膜助
剤としてブチルセロソルブ 1.5部とジエチレングリコー
ルジエチルエーテル 1.5部の混合液を添加し、25%アン
モニア水溶液でpHを8に調整して目的とする水性エマル
ジョン(固形分約40%)を得た。
4つ口フラスコに水30部、過硫酸カリウム(KPS)0.2部を
仕込み、攪拌下、系内を窒素ガスで置換し、85℃に昇温
した。 同温度にて、水17部、界面活性剤4部に、メタ
クリル酸メチル38部、アクリル酸2-エチルヘキシル6
部、アクリル酸 0.6部を混合することによって得たエマ
ルジョンを、3時間かけて滴下し、さらに、85℃で2時
間維持したあと、室温まで冷却した。 さらに、造膜助
剤としてブチルセロソルブ 1.5部とジエチレングリコー
ルジエチルエーテル 1.5部の混合液を添加し、25%アン
モニア水溶液でpHを8に調整して目的とする水性エマル
ジョン(固形分約40%)を得た。
【0026】実施例2 造膜助剤としてブチルセロソルブ 1.5部とジエチレング
リコールエチルメチルエーテル 1.5部の混合液を添加し
た以外は、実施例1と同様の操作で試料を調製した(固
形分約40%)。
リコールエチルメチルエーテル 1.5部の混合液を添加し
た以外は、実施例1と同様の操作で試料を調製した(固
形分約40%)。
【0027】比較例1 モノマー組成を、メタクリル酸メチル30部、アクリル酸
2-エチルヘキシル14部とした以外は、実施例1と同様の
操作で試料を調製した(固形分約40%)。
2-エチルヘキシル14部とした以外は、実施例1と同様の
操作で試料を調製した(固形分約40%)。
【0028】比較例2 造膜助剤としてブチルセロソルブ3部を添加した以外
は、実施例1と同様の操作で試料を調製した(固形分約
40%)。
は、実施例1と同様の操作で試料を調製した(固形分約
40%)。
【0029】比較例3 造膜助剤としてジエチレングリコールジエチルエーテル
3部を添加した以外は、実施例1と同様の操作で試料を
調製した(固形分約40%)。
3部を添加した以外は、実施例1と同様の操作で試料を
調製した(固形分約40%)。
【0030】実施例1−2および比較例1−3で得られ
た組成物の詳細を、下記表1にまとめた。
た組成物の詳細を、下記表1にまとめた。
【0031】
【表1】
【0032】B.水分散性被覆組成物の諸特性の検定 次に、実施例1−2および比較例1−3で得られた水分
散性被覆組成物を、スレート板に塗布量約100g/m2 でス
プレー塗装した後、 120℃で3分間乾燥させて、以下の
試験に供する皮膜試料を得た。
散性被覆組成物を、スレート板に塗布量約100g/m2 でス
プレー塗装した後、 120℃で3分間乾燥させて、以下の
試験に供する皮膜試料を得た。
【0033】1.フィルム形成性 スレート板に形成された皮膜のクラックの有無を、光学
顕微鏡(倍率: 200倍)にて観察した。
顕微鏡(倍率: 200倍)にて観察した。
【0034】2.皮膜の耐水性 スレート板に形成された皮膜を、60℃の温水に4時間浸
漬させて、その後、水で急冷し、室温で乾燥させた後の
塗膜の状態を、目視判定した。
漬させて、その後、水で急冷し、室温で乾燥させた後の
塗膜の状態を、目視判定した。
【0035】3.皮膜の耐汚染性 (1) スレート板に形成された皮膜上に、白色ワセリンにカー
ボンブラックを10%混入して調製した汚染物質の約1g
程度を、布に付けて均等の力で10往復擦り込み、その
後、40℃で一週間養生させる。 養生後、汚染物質を清
浄な布で拭き取り、水で十分に洗浄した後に、室温で乾
燥させる。 乾燥後に皮膜の状態を、目視判定した。
ボンブラックを10%混入して調製した汚染物質の約1g
程度を、布に付けて均等の力で10往復擦り込み、その
後、40℃で一週間養生させる。 養生後、汚染物質を清
浄な布で拭き取り、水で十分に洗浄した後に、室温で乾
燥させる。 乾燥後に皮膜の状態を、目視判定した。
【0036】4.皮膜の耐汚染性 (2) スレート板に形成された皮膜上に赤インキ10%溶液をス
ポット状に置き、1時間放置する。 その後、ガーゼで
インキを拭き取り、汚染性の程度を、目視判定した。
ポット状に置き、1時間放置する。 その後、ガーゼで
インキを拭き取り、汚染性の程度を、目視判定した。
【0037】以上の試験1.〜4.の試験結果を、下記
表2にまとめた。
表2にまとめた。
【0038】
【表2】
【0039】
【発明の効果】上記した一連の結果から明らかな通り、
本発明により、所期の目的であった、優れた耐水性、耐
汚染性を備えた皮膜を形成する水分散性被覆組成物の提
供が実現されたのである。
本発明により、所期の目的であった、優れた耐水性、耐
汚染性を備えた皮膜を形成する水分散性被覆組成物の提
供が実現されたのである。
【0040】また、本発明の水分散性被覆組成物は、従
来の水分散性被覆組成物の場合と同様の製造装置、製造
条件によって、容易にかつ安価に工業規模で製造でき、
有機溶剤型塗料の置換品としてコーティング剤市場に安
定して大量に提供できるなどの効果をも奏するものであ
る。
来の水分散性被覆組成物の場合と同様の製造装置、製造
条件によって、容易にかつ安価に工業規模で製造でき、
有機溶剤型塗料の置換品としてコーティング剤市場に安
定して大量に提供できるなどの効果をも奏するものであ
る。
Claims (8)
- 【請求項1】 界面活性剤の存在下、水系媒質中にてモ
ノマー混合物と乳化共重合せしめて得られる、50℃以上
のTg値(ポリマーのガラス転移点)を有する水分散性被
覆組成物であって、 前記モノマー混合物が、樹脂量に対して(a) 70〜99.9重
量%のエチレン性不飽和モノマー、および前記(a) エチ
レン性不飽和モノマーと共重合可能な 0.1〜10重量%の
(b) 水溶性エチレン性不飽和モノマーを含み、 前記組成物が、エチレングリコール誘導体とジエチレン
グリコール誘導体の混合物を、造膜助剤として、樹脂量
に対して 0.5〜10重量%含み、および前記エチレングリ
コール誘導体/ジエチレングリコール誘導体の混合重量
比が、2/8〜8/2である、 ことを特徴とする水分散性被覆組成物。 - 【請求項2】 前記界面活性剤が、高級アルコールの脂
肪酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、脂肪
族スルホン酸塩、およびこれら塩類の一種以上の組み合
わせからなるグループから選択されたアニオン系界面活
性剤である、請求項1に記載の水分散性被覆組成物。 - 【請求項3】 前記界面活性剤が、ポリエチレングリコ
ールのアルキルエステル型、アルキルエーテル型、アル
キルフェニルエーテル型、およびこれら活性剤タイプの
一種以上の組み合わせからなるグループから選択された
ノニオン系界面活性剤である、請求項1に記載の水分散
性被覆組成物。 - 【請求項4】 前記界面活性剤が、アニオン部分をカル
ボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、そしてカチ
オン部分をアミン塩、第4級アンモニウム塩とした両性
界面活性剤である、請求項1に記載の水分散性被覆組成
物。 - 【請求項5】 前記(a) エチレン性不飽和モノマーが、 アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロ
ピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリ
ル酸シクロヘキシル、アクリル酸2-エチルヘキシル、ア
クリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリル、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピ
ル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタ
クリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸2-エチルヘキシ
ル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリルな
どの(メタ)アクリル酸のC1〜C24のアルキルまたは
シクロアルキルエステル、 ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタ
クリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロ
キシプロピルメタクリレートなどの(メタ)アクリル酸
のC2〜C8のヒドロキシアルキルエステル、 スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、N−
ビニルピロリドン、ビニルピリジンなどの芳香族不飽和
モノマー、 グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートな
どのエポキシ基含有の(メタ)アクリル酸エステル、 アクリル酸1-メチル2-イミダゾリドン、アクリル酸1-エ
チル2-イミダゾリドン、メタクリル酸1-メチル2-イミダ
ゾリドン、メタクリル酸1-エチル2-イミダゾリドンなど
の(メタ)アクリル酸のイミダゾール環含有のC1〜C
24のアルキルエステル、 アクリル酸1-メチル2-ピロリドン、アクリル酸1-エチル
2-ピロリドン、メタクリル酸1-メチル2-ピロリドン、メ
タクリル酸1-エチル2-ピロリドンなどの(メタ)アクリ
ル酸のピロール環含有のC1〜C24のアルキルエステ
ル、 アクリル酸1-メチル2-オキサゾリドン、アクリル酸1-エ
チル2-オキサゾリドン、メタクリル酸1-メチル2-オキサ
ゾリドン、メタクリル酸1-エチル2-オキサゾリドンなど
の(メタ)アクリル酸のオキサゾール環含有のC1〜C
24のアルキルエステル、および前掲した化合物の一種以
上の組み合わせ、 からなるグループから選択されたモノマーである、請求
項1乃至4のいずれかに記載の水分散性被覆組成物。 - 【請求項6】 前記(b) 水溶性エチレン性不飽和モノマ
ーが、 アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、
ポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート、 アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−
ブトキシメチルアクリルアミド、および前掲した化合物
の一種以上の組み合わせ、 からなるグループから選択されたモノマーである、請求
項1乃至5のいずれかに記載の水分散性被覆組成物。 - 【請求項7】 前記エチレングリコール誘導体が、ブチ
ルセロソルブ、エチルセルソルブ、およびこれらの組み
合わせからなるグループから選択されたエチレングリコ
ールモノアルキルエーテルである、請求項1乃至6のい
ずれかに記載の水分散性被覆組成物。 - 【請求項8】 前記ジエチレングリコール誘導体が、エ
チルカルビトール、ブチルカルビトールなどのジエチレ
ングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコ
ールジエチルエーテル、およびこれらの組み合わせから
なるグループから選択されたジエチレングリコールジア
ルキルエーテルである、請求項1乃至7のいずれかに記
載の水分散性被覆組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16962996A JPH107976A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 水分散性被覆組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16962996A JPH107976A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 水分散性被覆組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH107976A true JPH107976A (ja) | 1998-01-13 |
Family
ID=15890051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16962996A Pending JPH107976A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 水分散性被覆組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH107976A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009523881A (ja) * | 2006-01-23 | 2009-06-25 | アルケマ フランス | アルキルイミダゾリドン(メタ)アクリレートをベースにした組成物 |
| WO2010102072A3 (en) * | 2009-03-06 | 2011-01-06 | Enventiv, Inc. | Temporary coatings |
| JP2013177509A (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-09 | Toyo Ink Sc Holdings Co Ltd | 帯電防止コーティング用組成物 |
| CN113583169A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-11-02 | 上海应用技术大学 | 一种双功能水性树脂 |
-
1996
- 1996-06-28 JP JP16962996A patent/JPH107976A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009523881A (ja) * | 2006-01-23 | 2009-06-25 | アルケマ フランス | アルキルイミダゾリドン(メタ)アクリレートをベースにした組成物 |
| WO2010102072A3 (en) * | 2009-03-06 | 2011-01-06 | Enventiv, Inc. | Temporary coatings |
| JP2013177509A (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-09 | Toyo Ink Sc Holdings Co Ltd | 帯電防止コーティング用組成物 |
| CN113583169A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-11-02 | 上海应用技术大学 | 一种双功能水性树脂 |
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