JPS59115367A - 水性ペイント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、二酸化チタンの含有比率ならびに望ましくな
いペイントの軟化を最低に抑えながらペイントの隠蔽性
を高めるために、複数種の不透明剤を用いて行うペイン
トの顔料配合法に関する。

背景技術 慣用のペイントは、顔料粒子を一緒に保持するだめの樹
脂バインダーを含んでいる。これらの顔料粒子は、塗装
される基体表面の欠陥をかくずものであり、このかくす
能力は［隠蔽力（ｈｉｄｅ　）　Ｊとして知られている
。最近のペイントにあっては、顔料としてのルチル形二
酸化チタンの利用に頼るところが太きいが、それは二酸
化チタンの有する隠蔽力がすぐれていることによる。残
念なことに、この顔料は高価である。

チタン顔料が高価であるため、着色小胞質ビーズ（ｐｉ
ｇｍｅｎｔｅ６−　ｖｅａｉｃｕｌａｔｅａ　ｂｅａａ
ｓ　）及び不透明ポリマー粒子といったような他の顔料
が開発された。これらの２種はいずれもペイント工業で
用いられる公知の市販製品でおって二酸化チタンに較べ
て廉価である。しかしながら、着色小胞質ビーズは、チ
タンの置換量に比例して低減する隠蔽力を完全に補うこ
とはできない。不透明ポリマー粒子は隠蔽力を高めるが
、これらは柔らかいため、多量に用いた場合には最終ペ
イント塗膜の摩擦抵抗及び洗浄抵抗を劣化させる。

発明の開示 本発明による水性ペイントは、二酸化チタン含有量が低
くてもすぐれた隠蔽力を有し、水と、樹脂バインダーと
、その水に分散させた顔料とを含み、この顔料が２０〜
８０％の顔料容積濃度（ＰＶＯ）で存在し、そして顔料
には５〜６５％のルチル形二酸化チタンが含まれ、顔料
の残余が５０／７０〜９０／１０の比率における着色小
胞質ビーズと不透明ポリマー粒子とで本質的に構成され
ているものである。

不透明ポリマー粒子の割合を限定したこと、及び顔料容
積濃度が高いわシには該ポリマー粒子の使用割合を低く
抑えたことによシ、最終ペイントに含まれる不透明ポリ
マー粒子の量はきわめて少量となシ、摩擦抵抗及び洗浄
抵抗が高く保たれる。

しかしながら、二酸化チタンを着色小胞質ビーズで完全
に置換した場合には、二酸化チタンを不透明ポリマー粒
子のみで置換した場合に較べて隠蔽力ははるかに劣るが
、摩擦抵抗及び洗浄抵抗が不肖に低下することはない。

特にことわらない限シ、本明細書に記載の割合及び比率
は、乾燥固形分を基準にした容積によるものとする。

本発明の対象となるペイントは、ペイント工業で普通利
用される性能を組合わせて有するものでアシ、艶なしペ
イント、サテンペイント（５ａｔｉｎｐａｉｎｔ　）及
び光沢ペイントとして表示される。

「艶なし」という用語はラテックスペイント工業におい
て周知であシ、反射光線の測定に６０°又は８５°の光
沢計のいずれを用いても、乾燥時の光沢が６以下の塗膜
を沈着させるペイントをさす。

「サテン」という用語もラテックスペイント工業におい
て周知であシ、乾燥時に６０°の光沢計ならば７〜２０
、そして８５°の光沢計ならば１５〜７０の光沢を示す
塗膜を沈着させるペイントをさす。光沢計の値が反射さ
れる光の割合を示すこと、及び光沢ペイントがサテンペ
イントよシも多くの光を反射させるものであることは理
解されよう。

本発明による水性艶なしペイントは水と、樹脂バインダ
ーと、前記の水の中に分散させた顔料とを含み、この顔
料は６０〜８０％の顔料容積濃度（ＰＶＯ）で存在し、
そして該顔料は５〜２５％のルチル形二酸化チタンを含
み、顔料の残余は、８０／２０〜９０／１０の比率にお
ける着色小胞質ビーズと不透明ポリマー粒子とによって
本質的に構成される。前記の組合せにおいて、大割合の
着色小胞質ビーズと小割合の不透明ポリマー粒子とがグ
レンドされるため、ペイントに含まれる不透明ポリマー
の量はきわめて少なく、高度の摩擦抵抗及び洗浄抵抗が
維持される。これに対し、もし二酸化チタンを着色小胞
質ビーズで完全に置換したとすれば、隠蔽力の改善は二
酸化チタンを不透明ポリマー粒子のみで置換した場合に
得られる改善の約２０チにも満たないでおろう。しかし
ながら、混合物の容積のわずか１０〜２０チを不透明ポ
リマー粒子が占める本発明のブレンドは、二酸化チタン
の代シに不透明ポリマー粒子のみを用いて得られる隠蔽
力改善の約６０チ又はそれ以上の改善をもたらす。

本発明による水性サテンペイントは水と、樹脂バインダ
ーと、前記の水に分散させた顔料とを含み、この顔料は
２５〜５０チの顔料容積濃度（ＰＶＯ）で存在し、そし
て該顔料は６０〜６０％のルチル形二酸化チタンを含み
、顔料の残余は６０／４０〜７０／３０の比率における
着色小胞質ビーズと不透明ポリマー粒子とによって本質
的に構成される。

６０〜６０％（好ましくは、少なくとも４０％）の二酸
化チタンと共に小割合の不透明ポリマー粒子を含む、こ
のようなブレンドを用いるために不透明式リマ一の割合
が低く、摩擦抵抗及び洗浄抵抗が有意にそこなわれるこ
とがない。それと同時に、着色小胞質ビーズ及び不透明
ポリマー粒子のそれぞれの割合から予測されるよりも隠
蔽力が改善される。このことは、全顔料及び二酸化チタ
ンの含有量を一定となし、２種の代用顔料のうちの１種
のみを用い、次いでそのようにして得られた隠蔽値を１
本の直線で結び、その直線からブレンドが示すであろう
隠蔽力を求めてみるとよく判る。

本発明のブレンドによって得られる隠蔽力は、前記の直
線によって示される隠蔽力よシも有意に改善されている
。

本発明による光沢ペイントにおりては、ＰＶＯが２０〜
４０％でアシ、顔料は６５〜６５％の二酸化チタンを含
み、そして顔料の残余は３０／７０〜５０１５０の比率
における着色小胞質ビーズと不透明ポリマー粒子とによ
って本質的に構成されている。

本発明は、ペイントの水性相中に樹脂が溶解又はコロイ
ド状に分散したペイントに適用可能であるが、本来は界
面活性剤の助けを借シて水性連続相中に懸濁（乳化）し
た固形樹脂の粒子が樹脂バインダーを構成しているラテ
ックスペイントニ適用されるものである。

本発明に用いられる不透明ポリマー粒子は、本発明の範
囲内の水性ペイント中における凝集（ｃｏａｌｅｓｃｅ
ｎｃｅ　）を避けるのに充分高いガラス転移温度を有す
る、一般に透明で水不溶性のポリマーであるエマルショ
ンポリマーの粒子である。これらのポリマー粒子は０．
１〜２．５μの範囲内の平均粒子寸法を有し、また入射
光線を散乱させることによって不透明化を起こす微小中
％ｊ　（ｍｉｃｒｏｖｏｉｄ）を含有する。これらの微
小空隙は種々の方法で作ることができるが、便利な方法
として、まず５〜５０重量％のアクリル酸又はメタクリ
ル酸によって典型的にもたらされるカルボン酸基を含む
膨潤可能な芯ポリマーを水性上・マルション中で重合す
る。前記のカルボン酸基があるため、揮発性のアミン又
はアンモニアによって前記の芯が膨潤可能となる。次に
、この酸含有芯の周囲にポリマー物質からなる外皮をエ
マルション重合させる。外皮で包まれた粒子を次に水性
分散液中で揮発性のアミン又はアンモニアで処理して芯
を膨潤させ、そして分散液を乾燥させることによシ、膨
潤剤を除去すると共に外皮で包まれた粒子の内部に微小
空隙をつくる。典型的な不透明ポリマー粒子及びその製
造法は、ローム・アンド・ハース社（ＲＯｈｍａｎｄ　
Ｈａａｓ　Ｃｏｍｐａｎｙ　）の欧州特許出願明細書（
公告番号：００２２６３３　　Ａ２）に開示されている
。該明細書の例１Ｃに記載の微小空隙含有生成物を本明
細書では不透明ポリマーＡと呼ぶことにし、本発明の実
施例でそれを用いることにする。

不透明ポリマーＡにあっては、芯は６９．６５％のメチ
ルメタクリレ−１−１２９，８５％のメタクリル酸及ヒ
０．５％のエチレングリコール　ジアクリレートのコポ
リマーでおって、その平均粒子直径は００６５μである
。ＰＨ１０におけるこの芯のアンモニアによる膨潤比は
容積で約１２である。メチルメタクリレートを重合させ
て前記の芯の外皮を作ることによって平均直径を１．０
μとなし、外皮に包まれた粒子を水酸化アンモニウムで
中和してから９５℃に加熱して１．１５μに粒子を膨潤
させた後、アンそニアを蒸発させて内部空隙を形成する
。

本発明に用いられる着色小胞質ビーズは、一般に不透明
ポリマー粒子よシも大きく、そしてビーズを構成するポ
リマーによって壁が作）出されている、複数個の小さな
気泡（ｃｅｌｌ　）又は小胞（ｖｅｅｉｃｌｅ　）を含
んでいる。これらのビーズは、６〜６０μの平均粒子直
径を有し、そして通常ルチル形の二酸化チタンである、
重量（乾燥）で１０〜５５％の微細に分割された顔料を
含んでいる。これらの小胞質ビーズは市販品として入手
することができるし、またカーショウ（Ｋｅｒｓｈａｗ
　）らによる１９７６年１月２０日付の米国特許第６．
９３３，５７９号明細書にも記載されている。

これらは、一般にビーズ直径対平均小胞直径比が少なく
とも５：１の楕円体である。

顔料容積濃度は艶なし、サテン又は光沢ペイントの製造
に重要である。従って前記のとときｐｖａの狭い範囲は
、これらのペイントにとって必須の要件である。

本発明における二酸化チタンの使用割合も重要である。

好ましい実施におけるルチル形二酸化チタンの割合は、
艶なしペイントであれば７〜１５裂、サテンペイントで
あれば少なくとも４０％、そして光沢ペイントであれば
４０〜５０チである。

この割合はペイントのコストを最低に抑え、しかも同時
に隠蔽力の改善を最大にする。

本発明のペイントが屋内に使われるか、屋外に使われる
かによって本発明のパラメーターが変化することはない
。しかしながら、所望の不透明度を得るのに役立つ不透
明ポリマー粒子内の空隙を破壊するような高められた硬
化温度は本発明にとって逆効果をもたらすので、本発明
では空気乾燥ペイントが本来意図される。

隠蔽力にほとんど寄与することのない割合でエキステン
ダー粒子を含ませることがラテックスペイントにおいて
普通であることを認識すべきである。例としてここに示
すシリカ又は炭酸カルシウムからなるこの種のエキステ
ンダー粒子は、ペイントに含まれる全粒子状物質含有量
の最高約６０チまでの量（サテンペイントの場合には最
高的２０％まで）で普通含まれるが、これらによって本
発明の相乗効果に変化が起きることはない。

本明細書に記載の３種類の顔料は所望の不透明度を得る
だめのものであるが、特定の目的、例えば所望の色づけ
をするとか、又はその他の光学的効果を付与する目的で
他の顔料又は着色剤を少量添加してもよいことは明白で
あろう。従って、顔料のうち、さきに述べた６種類のも
のがペイントの隠蔽力を決定するので、顔料はそれらの
６種で本質的に構成される。

以下実施例によって本発明を説明する。

例１−光沢ペインド ガロン ルチル形二酸化チタン　　１８３．６８　　５゜６０　
　５．６０不透明ポリマ一粒子　　　　６８．１２　　
７．９２　　４．００着色小胞質ビーズ　　　　　７４
．１９　　７．９６　　３．２０ビニルアクリルラテン クス　　　　　　　　　　４９３．３２　５４．４０　
２７．２０添加剤　　　　５０．９６　６．０８　１．
０１水　　　　　　　　　　　１５０．２７　　’１８
．０４　　０このペイントは６２チのＰＶＯを有し、二
酸化チタンが主要顔料の４４係を占め、そして着色小胞
質ビーズ対不透明ポリマー粒子の比率は４４．４１５５
．６である。摩擦抵抗及び洗浄抵抗は、二酸化チタンの
みを顔料に用いた同じペイントと本質的に同じであシ、
不透明ポリマー粒子の量が少ないわシには隠蔽力もほと
んど同じように良好である。

例２−艶なしペイント（エキステンダーを含まない）ガ
ロン 、成　分　　　　　　　　ポンド　　　　ガロン　（不
揮発分）ルチル形二酸化チタン　　１００　　　６゜１
６，１不透明ポリマ一粒子　　　　５３．６　　　６．
２　　　　３．１５着色小胞質ビーズ　　　　３７５　
　　３９．４　　　１７．４アクリルラテツクス　　　
１３８．８　　１６．０　　　　７．９添加剤　　　　
６１．４　４．２　　２．１水　　　　　　　　　　　
　２５９．５　　３１．２　　　　　０このペイントは
７５チのｐｖａを有し、二酸化チタンが主要顔料の１６
％を占め、そして着色小胞質ビーズ対不透明ポリマー粒
子の比率は８５／１５である。摩擦抵抗及び洗浄抵抗は
、二酸化チタンのみを顔料に用いた同じペイントと本質
的に同じであり、不透明ポリマー粒子の量が少ないわシ
には隠蔽力もほとんど同じように良好である。

例６−艶なしペイント（エキステンダー人シ）ガロン 成　分　　　　　　　　ポンド　　　ガロン　（不揮発
分）ルチル形二酸化チタン　　　５０，９２　　１．５
８　　　１．５８不透明ポリマ一粒子　　　　４７．３
１　　５．５０　　　２．７８着色小胞質ビーズ　　　
　３１７．７３　３３．３４　　１４．７７シリカ　エ
キステンダー　１００．３３　　４．５５　　　４．５
５アクリル　ラテックス　　１３８．７８　１５．９’
６　　　７．９０添加剤　　　　６１．４０　４．２０
　２．１４水　　　　　　　　　　　　２９０．４７　
３４．８７　　　０．００このペイントは７５チのＰＶ
Ｏを有し、二酸化チタンが主要顔料の８チを占め、そし
て着色小胞質ビーズ対不透明ポリマー粒子の比率は８４
／１６である。増量剤は全顔料の１９％である。二酸化
チタン、不透明ポリマー粒子及び着色小胞質ビーズの間
の主要顔料比が保たれている限９、顔料容ｓの最高６０
　％までのエキステンダーを加えて塗膜の性状を改善す
ることができる。この場合にもやはシ摩擦抵抗及び洗浄
抵抗は、二酸化チタンのみを顔料として用いた同じペイ
ントと本質的に同じであシ、不透明ポリマー粒子の量が
少ないわシには隠蔽力もほとんど同じように良好である
。

例４−サテンペイント ガロン 成　分　　　　　　　　ポンド　　　　ガロン　（不揮
発分）ルチル形二酸化チタン　　２０７．６４　　７，
２０　　　７．２０不透明ポリマ一粒子　　　　４０．
８７　　４．７５　　　２．４０着色小胞質ビーズ　　
　　　９２．７４　　９．９５　　　４．００添加剤　
　　　４５．９６　５．５１　０．８４水　　　　　　
　　　　　　１６６．５２　１９．９９　　　０．００
このペイントは６４％のＰＶＯを有し、二酸化チタンが
主要顔料の５６％を占め、そして着色小胞質ビーズ対不
透明ポリマー粒子の比率は６２／３８である。摩擦抵抗
及び洗浄抵抗は、二酸化チタンのみを顔料に用いた同じ
ペイントと本質的に同じであシ、不透明ポリマー粒子の
量が少ないわシには隠蔽力もほとんど同じように良好で
ある。

注１ すべての例において、不透明ポリマー粒子はペンシルバ
ニア州フィラデルフィアのローム・アンド・ハース社か
らフオパーク（Ｐｈｏｐａｑｕｅ　）　ＯＦ−４２の商
標で売出されている市販品でまかなった。

注２ すべての例において、着色小胞質ビーズはイリノイ州ホ
イーリングのデ・エンタブライズ社（Ｔｈｅ　Ｅｎｔｅ
ｒｐｒｉ’ｓｅ　Ｃｏｍｐａｎｉｅｓ　）製の市販製品
スピンドリフト（５ｐｉｎｄｒｉｆｔ　）　Ｐ　Ｖ　Ｂ
でまかなった。

注６ 例１及び例４に記載のビニルアクリルラテックスは、酢
酸ビニル８４重量％　、ｎ−グチルアクリレート１４重
量％及び２−ヒドロキシエチルエチレン尿素の２−ヒド
ロキシプロピルマレエート　エステル２重量条からなる
水性エマルションコポリマーであった。市販品として入
手可能な適当なラテックスは、ニューヨークのユニオン
・カーバイド社（Ｕｎｉｏｎ　０ａｒｂｉａｅ　Ｃｏｒ
ｐｏｒａｔｉｏｎ　）から販売されているＵＯＡＲ３６
７である。

例２及び例６のアクリルラテックスはローム・アンド・
ハーヌ社製のＡＣ−５８８でおる。

注４ 添加剤は、ペイントの製造に普通使用されるもの、例え
ば界面活性剤、増粘剤、防腐剤、殺菌剤、凝集溶剤、Ｐ
Ｈ調節剤、消泡剤及び乾燥剤である。

これらは本発明の重要な要素を構成するものではない。

代理人　浅　　村　　　皓 ［有］４４８２５６ ＠１９８２年１２月９日［相］米国（ＵＳ）＠４４８２
５７

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）二酸化チタンの含有量が低くても良好な隠蔽力を
   有する、好ましくは空気乾燥性の水性ペイントであって
   、水、界面活性剤で懸濁させたエマルションコポリマー
   であるのが好ましい樹脂バインダー、及び前記の水中に
   分散させた顔料を含み、該顔料が５〜６５％のルチル形
   二酸化チタンを含み、該顔料の残余が３０／７０〜９０
   ／１０の比率における着色小胞質ビーズと不透明ポリマ
   ー粒子との混合物から本質的に構成され、前記の小胞質
   ビーズが好ましくは６〜６０μの平均粒子直径を有し、
   かつ、その乾燥重量を基準にして１０〜６０％の微細に
   分割された顔料を含み、前記の不透明ポリマー粒子が、
   好ましくは、本水性ペイント中での凝集を避けるのに充
   分高いガラス転移温度と０．１〜２．５μの範囲内の平
   均粒子寸法とを有する微小空隙含有粒子からなシ、そし
   て顔料容積濃度が高いわシには不透明ポリマー粒子の割
   合が少ないため、摩擦及び洗浄に対する抵抗が過剰にそ
   こなわれることがないことを特徴とする水性ペイント。
2. （２）顔料容積濃度が６０〜８０％であシ、顔料が５〜
   ２５％のルチル形二酸化チタンを含み、顔料の残余が８
   ０／２０〜９０／１０の比率における着色小胞質ビーズ
   と不透明ポリマー粒子との混合物で本質的に構成されて
   いる、艶なし塗膜を沈着させるのに適した特許請求の範
   囲（１）に記載の水性ペイント。
3. （３）顔料容積濃度が２５〜５０％であシ、顔料が６０
   〜６０条のルチル形二酸化チタンを含み、顔料の残余が
   ６０／４０〜７０／３０の比率における着色小胞質ビー
   ズと不透明ポリマー粒子との混合物で本質的に構成され
   ている、サテン塗膜を沈着させるのに適した特許請求の
   範囲（１）に記載の水性ペイント。
4. （４）顔料容積濃度が２０〜４０襲であシ、顔料が６５
   〜６５％のルチル形二酸化チタンを含み、顔料の残余が
   ３０／７０〜５０１５０の比率における着色小胞゛質ビ
   ーズと不透明ポリマー粒子との混合物で本質的に構成さ
   れている、光沢塗膜を沈着させるのに適した、特許請求
   の範囲（１）に記載の水性ペイント。