JP2000053940A - 低汚染型塗料用平滑剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えばメチルシリケートなどのようなシリケ
ート類が配合されている低汚染型塗料に、その低汚染性
を損なうこと無しに、平滑塗装性を付与することが可能
な平滑剤を提供する。 【解決手段】 付加モル数が２〜１０のポリオキシエチ
レン基を持つアクリル酸エステル又はメタアクリル酸エ
ステル３０〜９０重量％とアルキル基の炭素数が２〜９
のアクリル酸アルキルエステル及び／又はアルキルビニ
ルエーテル１０〜７０重量％とを共重合することにより
得られる数平均分子量が２,０００〜６０,０００の共重
合体を少量添加することにより、低汚染効果を損なうこ
となく、平滑性に優れた美しい塗装膜を得ることが出来
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、低汚染型塗料、例
えばメチルシリケート、エチルシリケートなどのような
シリケート類が配合されている低汚染型塗料に、その低
汚染効果を損なうことなく、平滑性を付与する平滑剤に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、塗料を被塗物に塗装する場合に
は、平滑剤を配合しないと、はじきや、クレーターなど
が発生して、美しい塗膜を得ることはできない。しか
し、メチルシリケート、エチルシリケートなどのような
シリケート類を用いることによって塗膜表面を親水化し
た低汚染型塗料に、一般の平滑剤を用いようとすると、
添加した平滑剤が塗膜表面に配向し、塗膜表面の親水化
を妨げる欠陥があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、都市部の大気中
には、自動車の排気ガスや工場の煤煙等により、微粒子
の疎水性物質が多く含まれている。この疎水性物質は建
築物の水平面に堆積し降雨時に汚濁水となって垂直面に
流れ落ち、疎水性の塗膜表面に付着し、雨筋状の汚れを
発生させる。雨筋汚れを防止する方法として、塗料にメ
チルシリケートやエチルシリケートなどのようなシリケ
ート類を配合し、塗膜表面を親水化（水の接触角を小さ
くする）した塗料が上市されている。

【０００４】こうしたシリケート類を用いた低汚染型塗
料は、塗装時の平滑性を改善するために平滑剤を配合す
ると、平滑剤の方が一般的に塗料樹脂組成物より界面張
力が低いために塗膜表面に配向し、低汚染型塗料の親水
化を妨げ、その結果として低汚染性の機能を阻害する傾
向がみられる。

【０００５】従って、本発明の目的は、シリケート類を
配合した低汚染型塗料の低汚染性を損なうことなく、良
好な平滑性を得ることができる、平滑剤（レベリング
剤）を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、様々な検
討を重ねた結果、付加モル数が２〜１０のポリオキシエ
チレン基を持つアクリル酸エステル又はメタアクリル酸
エステルとアルキル基の炭素数が２〜９のアクリル酸ア
ルキルエステル及び／又はアルキルビニルエーテルとか
ら得られる特定の数平均分子量を有する共重合体が、低
汚染型塗料に、その低汚染性を損なうことなく、良好な
平滑性を与え得ることを発見した。斯くして、本発明に
よれば、一般式

【０００７】

【化３】

【０００８】［式中、Ｒ₁は水素原子又はメチル基、Ｒ₂
は水素原子又は炭素原子数１〜４のアルキル基、ａは２
〜１０の整数をそれぞれ表わす。］で示される付加モル
数が２〜１０のポリオキシエチレン基を持つアクリル酸
エステル又はメタアクリル酸エステル３０〜９０重量％
（好ましくは４０〜８０重量％）と、一般式

【０００９】

【化４】

【００１０】［式中、Ｒ₃は炭素原子数２〜９のアルキ
ル基を表わす。］で示されるアルキル基の炭素数が２〜
９であるアクリル酸アルキルエステル及び／又は一般式 Ｈ₂Ｃ＝ＣＨ−Ｏ−Ｒ₄ ［式中、Ｒ₄は炭素原子数２〜９のアルキル基を表わ
す。］で示されるアルキル基の炭素数が２〜９であるア
ルキルビニルエーテル１０〜７０重量％（好ましくは２
０〜６０重量％）とを共重合することにより得られる、
数平均分子量が２,０００〜６０,０００（好ましくは
３,０００から２０,０００）の共重合体よりなることを
特徴とする低汚染型塗料用平滑剤が提供される。

【００１１】本発明の共重合体において、付加モル数が
２〜１０のポリオキシエチレン基を持つアクリル酸エス
テル又はメタアクリル酸エステル（以下ポリオキシエチ
レンモノマーと表記）の重量％が３０％より少ないと、
平滑剤自身が十分な低汚染性を示すための親水性を阻害
する。また、９０重量％より多くなると、平滑性を付与
する効果が得られにくくなる。ポリオキシエチレンモノ
マー中のポリオキシエチレンの付加モル数が２モルより
少ないと、親水性を持たせる効果が十分でなくなり、低
汚染効果を得ることが出来ない。また、１０モルより多
くなると、平滑性が得にくくなると同時に、塗装膜の耐
水性を損なうなど、物性面での悪影響が懸念される。

【００１２】アルキル基の炭素数が２〜９のアクリル酸
エステル又はアルキルビニルエーテルモノマーを１０〜
７０重量％共重合するのは、良好な平滑性を得る効果を
出すためであり、該炭素数が２〜９以外のモノマーで
は、十分な平滑性を与えることは出来ない。

【００１３】合成した共重合体の数平均分子量が、２０
００より小さい場合又は６００００より大きい場合は、
塗料に配合した重合体が、塗装時に塗料表面に配向する
能力が十分ではない為に、十分な平滑性を得ることが出
来ない。

【００１４】付加モル数が２〜１０のポリオキシエチレ
ン基を持つポリオキシエチレンモノマーとしては、例え
ば、日本油脂株式会社から市販されているポリエチレン
グリコールモノメタクリレートであるＰＥ−９０（付加
モル数２）、ＰＥ−２００（付加モル数４〜５）、ＰＥ
−３５０（付加モル数７〜９）；メトキシポリエチレン
グリコールモノメタクリレートであるＰＭＥ−１００
（付加モル数２）、ＰＭＥ−２００（付加モル数４）、
ＰＭＥ−４００（付加モル数９）；ポリエチレングリコ
ールモノアクリレートであるＡＥ−３５０（付加モル数
６〜８）、或いは、大阪有機化学工業株式会社から市販
されているビスコート＃１９０（エチルカルビトールア
クリレート）、等が挙げられる。

【００１５】アルキル基の炭素数が２〜９のアクリル酸
エステルとしては、例えばアクリル酸エチルエステル、
アクリル酸ノルマルプロピルエステル、アクリル酸イソ
プロピルエステル、アクリル酸ノルマルブチルエステ
ル、アクリル酸イソブチルエステル、アクリル酸ターシ
ャリーブチルエステル、アクリル酸ノルマルオクチルエ
ステル、アクリル酸２−エチルヘキシルエステル、アク
リル酸イソノニルエステル等が挙げられる。

【００１６】アルキル基の炭素数が２〜９のビニルエー
テルとしては、例えばエチルビニルエーテル、ノルマル
プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテ
ル、ノルマルブチルビニルエーテル、イソブチルビニル
エーテル、ターシャリーブチルビニルエーテル、ノルマ
ルオクチルビニルエーテル、２−エチルヘキシルビニル
エーテル等が挙げられる。

【００１７】本発明の共重合体は、上記アクリル酸アル
キルエステルモノマー及びアルキルビニルエーテルモノ
マーのそれぞれ単独及び２種以上とポリオキシエチレン
モノマーとの共重合体であることができる。共重合比
は、ポリオキシエチレンモノマーが３０〜９０重量％で
アクリル酸アルキルエステル及び／又はアルキルビニル
エーテルが１０〜７０重量％の比率である限り、どの様
な組み合わせであってもよい。

【００１８】共重合体を合成する方法としては、乳化重
合法、懸濁重合法、溶液重合法、塊状重合法などがあ
り、また、重合開始剤としては、一般に用いられるアゾ
重合開始剤や、過酸化物が用いられる。本発明は、共重
合体の機能に関する発明であるから、合成方法によって
何ら制限されるものではない。

【００１９】本発明で得られる低汚染型塗料用平滑剤が
適する塗料は、低汚染型塗料、特に、メチルシリケート
やエチルシリケートなどのようなシリケート類を配合し
て塗装後の塗膜表面を親水化することにより雨筋汚れを
防止するようにした低汚染型塗料である。例えば、アク
リルウレタン塗料やポリエステルウレタン塗料などのよ
うな常温乾燥型塗料又はアクリルメラミン塗料やポリエ
ステルメラミン塗料などのような焼き付け型塗料にシリ
ケート類を配合したタイプの低汚染型塗料に対して、有
効に使用することができる。

【００２０】本発明の低汚染型塗料用平滑剤を塗料に添
加する時期は任意であって、例えば、顔料を混練する過
程で、或いは、塗料を製造した後に、添加することがで
きる。

【００２１】低汚染型塗料用平滑剤の添加量は、塗料の
樹脂の種類や、顔料の配合組成などにより異なるが、通
常、固形分換算で、塗料ビヒクルに対し０.０５〜５重
量％、好ましくは、０.１〜２重量％である。

【００２２】添加量が０.０５重量％より少ないと、平
滑性を十分に与えることが出来ない。また、５重量％よ
り多い添加は、塗料の低汚染効果を阻害するので好まし
くない。

【００２３】

【発明の効果】本発明の低汚染型塗料用平滑剤は、低汚
染性が例えばシリケート類の配合により付与されている
低汚染型塗料に、その雨筋汚れ防止性能を損なうことな
く、塗装時に平滑性を与えることが可能である。

【００２４】

【実施例】次に実施例をあげて本発明をさらに詳細に説
明する。以下における「部」及び「％」は、それぞれ、
「重量部」及び「重量％」を示す。

【００２５】製造実施例１ 撹拌装置、還流冷却器、滴下ロート、温度計及び窒素ガ
ス吹き込み口を備えた１０００ｍｌの反応容器に、酢酸
ブチル１５０部を仕込み、Ｎ₂ガスを導入しながら１２
６℃に昇温した後、下に示す滴下溶液（ａ−１）を滴下
ロートにより２時間で等速滴下した。

【００２６】 滴下溶液（ａ−１） ブレンマーＰＭＥ−２００ 注１） １５０部 アクリル酸エチル ５０部 酢酸ブチル １２０部 ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエイト ２部 注１） メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート（付加モル数４モ ル）：日本油脂（株）製 滴下溶液（ａ−１）の滴下終了１時間後に、ｔ−ブチル
パーオキシ−２−エチルヘキサノエイト２部を加え、さ
らに、１２６℃を保持しながら２時間反応させた。反応
終了後、酢酸ブチルで固形分を３０％に調整し、添加剤
［Ａ−１］を得た。合成したアクリルコポリマーの数平
均分子量は、６５００であった。

【００２７】製造実施例２ 製造実施例１の滴下溶液（ａ−１）の代わりに下記の滴
下溶液（ａ−２）を用いた以外は実施例１と同様の方法
で、添加剤［Ａ−２］を得た。

【００２８】 滴下溶液（ａ−２） ブレンマーＡＥ−３５０ 注２） １８０部 イソブチルビニルエーテル １２０部 酢酸ブチル ５０部 ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエイト １５部 注２） ポリエチレングリコールモノアクリレート（付加モル数６〜８）：日本 油脂（株）製 合成したアクリル／ビニルエーテルコポリマーの数平均
分子量は、３５００であった。

【００２９】製造実施例３ 製造実施例１の滴下溶液（ａ−１）の代わりに下記の滴
下溶液（ａ−３）を用いた以外は実施例１と同様の方法
で、添加剤［Ａ−３］を得た。

【００３０】 滴下溶液（ａ−３） ブレンマーＰＭＥ−１００ 注３） １５０部 アクリル酸ノルマルブチル ２５部 イソブチルビニルエーテル ２５部 酢酸ブチル １２０部 ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエイト ２部 注３） メトキシポリエチレングリコールメタクリレート（付加モル数２モル） ：日本油脂（株）製 合成したアクリル／ビニルエーテルコポリマーの数平均
分子量は、９０００であった。

【００３１】製造実施例４ 製造実施例１の滴下溶液（ａ−１）の代わりに下記の滴
下溶液（ａ−４）を用いた以外は実施例１と同様の方法
で、添加剤［Ａ−４］を得た。

【００３２】 滴下溶液（ａ−４） ビスコート＃１９０ 注４） ２２５部 アクリル酸２−エチルヘキシル ７５部 酢酸ブチル ５０部 ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエイト ３部 注４） エチルカルビトールアクリレート：大阪有機化学工業（株）製 合成したアクリルコポリマーの数平均分子量は、１７５
００であった。

【００３３】製造実施例５ 製造実施例１の滴下溶液（ａ−１）の代わりに下記の滴
下溶液（ａ−５）を用いた以外は実施例１と同様の方法
で、添加剤［Ａ−５］を得た。

【００３４】 滴下溶液（ａ−５） ブレンマーＰＥ−２００ 注５） １００部 アクリル酸ブチル ５０部 エチルビニルエーテル ５０部 酢酸ブチル １００部 ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエイト １５部 注５） ポリエチレングリコールモノメタクリレート（付加モル数４〜５）：日 本油脂（株）製 合成したアクリル／ビニルエーテルコポリマーの数平均
分子量は、３０００であった。

【００３５】製造比較例１ 製造実施例１の滴下溶液（ａ−１）の代わりに下記の滴
下溶液（ｎ−１）を用いた以外は実施例１と同様の方法
で、添加剤［Ｎ−１］を得た。

【００３６】 滴下溶液（ｎ−１） メタアクリル酸エチル １５０部 アクリル酸２−エチルヘキシル １５０部 酢酸ブチル １００部 ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエイト ７部 合成したアクリルコポリマーの数平均分子量は、６５０
０であった。

【００３７】製造比較例２ 製造実施例１の滴下溶液（ａ−１）の代わりに下記の滴
下溶液（ｎ−２）を用いた以外は実施例１と同様の方法
で、添加剤［Ｎ−２］を得た。

【００３８】 滴下溶液（ｎ−２） ＤＣ−１ 注６） １５０部 アクリル酸２−エチルヘキシル ５０部 酢酸ブチル １２０部 ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエイト ２部 注６） ２−メトキシエチルアクリレート：ダイヤアクリレート（株）製 合成したアクリルコポリマーの数平均分子量は、４５０
０であった。

【００３９】製造比較例３ 製造実施例１の滴下溶液（ａ−１）の代わりに下記の滴
下溶液（ｎ−３）を用いた以外は実施例１と同様の方法
で、添加剤［Ｎ−３］を得た。

【００４０】 滴下溶液（ｎ−３） アクリル酸メチル １５０部 イソブチルビニルエーテル １５０部 酢酸ブチル ５０部 ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエイト １５部 合成したアクリル／ビニルエーテルコポリマーの数平均
分子量は、３５００であった。

【００４１】製造比較例４ 製造実施例１の滴下溶液（ａ−１）の代わりに下記の滴
下溶液（ｎ−４）を用いた以外は実施例１と同様の方法
で、添加剤［Ｎ−４］を得た。

【００４２】 滴下溶液（ｎ−４） ブレンマーＰＭＥ−２００ １５０部 メタアクリル酸エチル ５０部 酢酸ブチル １２０部 ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエイト ２部 合成したアクリルコポリマーの数平均分子量は、１１０
００であった。

【００４３】製造比較例５ 市販のポリエーテル変性シリコーンオイル（日本ユニカ
ー社製品：ＦＺ−２１６１）を入手し、比較試料として
用いた。このシリコーンオイルは、水溶性であり、親水
性を持つとされているものである。数平均分子量は６０
００であった。これを添加剤［Ｎ−５］とした。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【表２】

【００４６】実施例１（アクリルウレタン常温乾燥型塗
料での試験） 第３表に示した配合の常温乾燥型アクリルウレタン樹脂
塗料組成物について、低汚染型塗料用平滑剤の性能試験
を行った。アクリル樹脂（Ａ−８５１）溶液とチタン白
（ＣＲ−９３）を試験用バッチ式サンド・ミル（五十嵐
製作所製）で１７５０ｒｐｍ×４０℃×３０分間の条件
で分散し、ミルベースを作成した。このミルベースに第
１表および第２表の添加剤を消泡剤（ディスパロンＯＸ
−８８０）と共に添加し、ラボディスパーで２０００ｒ
ｐｍで１分間分散した。塗装直前にメチルシリケート
（ＭＳ５６Ｓ）とポリイソシアネート樹脂（ＤＮ−９５
０）を加えて十分に撹拌し、接触角の測定のために、ガ
ラス板に１５０μｍのアプリケーターを用いて塗布し
た。また、平滑性と耐カーボン汚染性の試験のために、
更に希釈溶剤を用いて塗料の粘度がフォードカップ＃４
で１８秒（２０℃）になるように希釈したのち、エアス
プレーを用いて、乾燥後の塗膜が４０μｍになるように
塗装した。この塗装膜を室温で２４時間乾燥後、８０℃
で３０分間強制乾燥した。乾燥後、３０℃で９６時間塗
装板を水中に浸漬し、塗膜の表面を十分に親水化した。

【００４７】塗膜の試験の評価は以下のように行った。
耐カーボン汚染性の評価は、上記の親水化の手順（３０
℃で９６時間水中に浸せき）の段階をカーボン分散液中
で行い、その後流水で軽く洗い流して、塗膜表面に残っ
たカーボンの汚れ具合を目視で「最良」（５）から「最
悪」（１）までの５段階に評価した。また、塗膜表面の
接触角は、塗膜の表面に水の小滴を載せて１０秒後に測
定した。また、平滑性の評価は、上記と同様の５段階の
標準板を用意し、目視で評価した。以上の試験の結果を
第４表に示す。

【００４８】

【表３】

【００４９】

【表４】

【００５０】実施例２（ポリエステルメラミン焼き付け
型塗料での試験） 第５表に示した配合の焼き付け型ポリエステルメラミン
樹脂塗料組成物について、低汚染型塗料用平滑剤の性能
試験を行った。ポリエステル樹脂（Ｍ−６８０５−４
０）溶液とチタン白（ＣＲ−９３）を試験用バッチ式サ
ンド・ミル（五十嵐製作所製）で１７５０ｒｐｍ×４０
℃×３０分間の条件で分散した。これにメラミン樹脂
（Ｊ−８２０−６０及びＬ−１０５−６０）を加えて、
ラボディスパーで十分に撹拌し、ミルベースを作成し
た。このミルベースに第１表および第２表の添加剤を消
泡剤（ディスパロンＯＸ−８８１）と共に添加し、更に
メチルシリケート（ＭＳ５６Ｓ）を加えて、ラボディス
パーで２０００ｒｐｍで１分間分散した。分散後、希釈
溶剤を用いてストマー式粘度計で８０ＫＵ（２０℃）に
塗料の粘度を調整した。これを、接触角の測定のため
に、ガラス板に１５０μｍのアプリケーターを用いて塗
布し、また、平滑性と耐カーボン汚染性の試験のため
に、バーコーター＃４２を用いてブリキ板に塗布した。
塗布後３０秒間セッティングし、その後２５０℃のオー
ブンで２分間焼き付けた。室温まで冷却後、３０℃で９
６時間塗装板を水中に浸漬し、塗膜の表面を十分に親水
化した。

【００５１】塗装後の評価は、実施例１と同様に行っ
た。その結果を第６表に示す。

【００５２】

【表５】

【００５３】

【表６】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川人 滋寛 埼玉県草加市清門町536−１ Ｆターム(参考） 4J038 CE051 CG141 CH031 CH041 CH141 MA14 NA05

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式 【化１】 ［式中、Ｒ₁は水素原子又はメチル基、Ｒ₂は水素原子又
   は炭素原子数１〜４のアルキル基、ａは２〜１０の整数
   をそれぞれ表わす。］で示される付加モル数が２〜１０
   のポリオキシエチレン基を持つアクリル酸エステル又は
   メタアクリル酸エステル３０〜９０重量％と、一般式 【化２】 ［式中、Ｒ₃は炭素原子数２〜９のアルキル基を表わ
   す。］で示されるアルキル基の炭素数が２〜９であるア
   クリル酸アルキルエステル及び／又は一般式 Ｈ₂Ｃ＝ＣＨ−Ｏ−Ｒ₄ ［式中、Ｒ₄は炭素原子数２〜９のアルキル基を表わ
   す。］で示されるアルキル基の炭素数が２〜９であるア
   ルキルビニルエーテル１０〜７０重量％とを共重合する
   ことにより得られる、数平均分子量が２,０００〜６０,
   ０００の共重合体よりなることを特徴とする低汚染型塗
   料用平滑剤。