JP2001323209A

JP2001323209A - 水性被覆組成物

Info

Publication number: JP2001323209A
Application number: JP2000139933A
Authority: JP
Inventors: Motomi Tanaka; 基巳田中; Tatsushi Fukuzumi; 達志福住; Takaaki Ito; 隆明伊藤
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2000-05-12
Publication date: 2001-11-22

Abstract

(57)【要約】【課題】塗装被膜にブリードアウトがなく、優れた耐
候性や低汚染性等を有しながら、アクリル系、シリコー
ン系、フッ素系等の各種の塗料で形成される被膜に対し
て密着性の良い塗装被膜が形成可能な水性被覆組成物の
提供。【解決手段】一般式：ＣＨ₂＝ＣＲ１−ＣＯＯ−Ｃ
（ＣＨ₃）₃で表されるエチレン性不飽和単量体（ａ）
と、ピペリジル基を有するエチレン性不飽和単量体
（ｂ）と、紫外線吸収性基を有するエチレン性不飽和単
量体（ｃ）と、エチレン性不飽和カルボン酸単量体
（ｄ）とを重合して得られる共重合体（Ａ）を含有する
ことを特徴とする水性被覆組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐候性の優れた水
性被覆組成物に関し、より詳しくは長期にわたって優れ
た耐候性、耐水性及び低汚染性を有するとともに、各種
塗料用樹脂に対して優れた密着性を有する被膜を形成で
き、各種水性塗料に広く利用できる水性被覆組成物に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】建築用塗料の分野においては、ユーザー
からの長期間の建物の美観の保護というニーズに応える
ため、シリコーン系やフッ素系といった耐候性に優れた
樹脂を使用したトップコート用水性塗料の開発が進んで
おり、市場開拓も進んでいる。

【０００３】一方、比較的汎用の（メタ）アクリル系樹
脂を使用した耐候性に優れる水性被覆組成物が特許２６
３７５７４号公報に開示されており、この公報にはシク
ロアルキル基含有重合性単量体と立体障害を受けたピペ
リジル基を有する重合性単量体との共重合体エマルショ
ンを使用した水性塗料が優れた耐候性を示すことが記載
されている。

【０００４】また、特公平３−４６５０６号公報には、
ブチルメタクリレートを必須成分として含有した塗料用
樹脂にヒンダートフェノール系抗酸化防止剤とベンゾト
リアゾール系紫外線吸収剤を添加すると、耐候性を向上
できることが記載されており、特開平１０−１３０４５
６号公報には、ベンゾトリアゾール基を有する重合性単
量体との共重合体エマルションを使用した水性塗料が長
時間紫外線暴露後も紫外線吸収能が低下しないという優
れた性能を有することが記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特許２
６３７５７４号公報に記載の水性塗料をトップコート用
として使用する際に、基材保護性を付与したり耐透水性
等を向上する目的で下塗塗料や中塗塗料を塗装した場
合、従来一般に用いられている中塗用塗料や下塗用塗料
の被膜はこのトップコート用水性塗料の被膜との密着性
が不足するため、剥離しやすいという問題があり、この
剥離を防止するにはこれらの塗料に代えて専用の中塗用
塗料や下塗用塗料を使用しなければならない問題があっ
た。

【０００６】また、特公平３−４６５０６号公報に記載
の塗料用組成物は、前記添加剤を配合すると経時的に塗
装被膜からブリードアウトするため、長期間にわたって
は耐候性を維持することが困難であり、さらに前記添加
剤は水性塗料の主たる媒体である水に溶解し難いため、
塗料内に均一に分散させるには分散剤等を加えて前記添
加剤をあらかじめ水に分散しておく等の手法を取る必要
があるため製法が煩雑であり、また製造された塗料の安
定性にも問題があった。特開平１０−１３０４５６号公
報に記載の塗料用組成物は、一定レベルの耐候性向上に
は有効であるものの、紫外線吸収成分に起因する黄変、
耐水性の問題等を有し、長期耐候性という観点からする
と必ずしも十分なものではなかった。

【０００７】さらに、アクリル系水性塗料をフッ素系塗
料が塗られている塗装被膜の上に補修等の目的で塗装を
行う場合、アクリル系水性塗料の塗装被膜はフッ素系塗
料の塗装被膜との密着性が悪いため、直接に重ね塗りを
行うと剥離が起きやすいという問題点があった。また、
耐候性に優れた塗料は、塗装被膜の劣化速度が遅いため
に、塗り替えを行う期間を長くすることができるが、塗
装被膜に汚れがつきやすいと塗り替え期間が長い分だけ
塗装被膜の汚れもひどくなるため、塗装被膜そのものは
劣化していないにも関わらず、汚れによって美観が損な
われた段階で塗り替えが必要となりやすいという問題点
があった。

【０００８】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたものであり、塗装被膜にブリードアウトがな
く、優れた耐候性や低汚染性等を有しながら、アクリル
系、シリコーン系、フッ素系等の各種の塗料で形成され
る被膜に対して密着性の良い塗装被膜が形成可能な水性
被覆組成物を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】発明者らは、上記問題を
解決することを目的として鋭意検討した結果、特定の構
造を持つ単量体から得られる共重合体を含有する水性被
覆組成物で形成された被膜は、優れた耐候性と低汚染性
を有するとともに、各種の塗料で形成された被膜に対し
て良好な密着性を有することを見い出し、本発明を完成
した。

【００１０】すなわち、本発明は、下記一般式（Ｉ）で
表されるエチレン性不飽和単量体（ａ）５〜８０質量％
と、ＣＨ₂＝ＣＲ１−ＣＯＯ−Ｃ（ＣＨ₃）₃ （Ｉ）（Ｒ１は水素原子または炭素数１〜２のアルキル基を示
す。）ピペリジル基を有するエチレン性不飽和単量体（ｂ）
０．１〜１０質量％と、紫外線吸収性基を有するエチレ
ン性不飽和単量体（ｃ）０．１〜１０質量％と、エチレ
ン性不飽和カルボン酸単量体（ｄ）０．１〜１０質量％
と、その他のエチレン性不飽和単量体（ｅ）０〜９４．
７質量％とを重合して得られる共重合体（Ａ）を含有す
ることを特徴とする水性被覆組成物に関するものであ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の水性被覆組成物の主成分
である共重合体（Ａ）は、前記一般式（Ｉ）で示される
エチレン性不飽和単量体（ａ）と、ピペリジル基を有す
るエチレン性不飽和単量体（ｂ）と、紫外線吸収性基を
有するエチレン性不飽和単量体（ｃ）と、エチレン性不
飽和カルボン酸単量体（ｄ）と、必要によりその他エチ
レン性不飽和単量体（ｅ）とを重合して得られ、各単量
体単位に由来する繰り返し単位で構成される。

【００１２】本発明の水性被覆組成物に用いられる共重
合体（Ａ）は、耐候性、耐汚染性、各種塗料で形成され
る塗装被膜に対する密着性の点から、重合時の全単量体
量を１００質量％としたとき、一般式（Ｉ）で示される
エチレン性不飽和単量体（ａ）が５質量％以上であるこ
とが必要であり、１０質量％以上であることが好まし
い。また、塗装被膜の可とう性の点から、一般式（Ｉ）
で示されるエチレン性不飽和単量体（ａ）は８０質量％
以下であることが必要であり、７０質量％以下であるこ
とが好ましい。

【００１３】一般式（Ｉ）で示されるエチレン性不飽和
単量体（ａ）としては、ターシャリーブチル（メタ）ア
クリレートが挙げられる。

【００１４】また、本発明の水性被覆組成物に用いられ
る共重合体（Ａ）は、被膜の耐候性の点から、重合時の
全単量体量を１００質量％としたとき、ピペリジル基を
有するエチレン性不飽和単量体（ｂ）が０．１質量％以
上であることが必要であり、０．５質量％以上であるこ
とが好ましい。また、塗装被膜の耐水性の点から、ピペ
リジル基を有するエチレン性不飽和単量体（ｂ）は１０
質量％以下であることが必要であり、６質量％以下であ
ることが好ましい。

【００１５】ピペリジル基を有するエチレン性不飽和単
量体（ｂ）としては、紫外線安定化機能を有するものを
好適に使用することができ、例えば、下記一般式（II）
で表される化合物を使用することができる。

【００１６】

【化１】

【００１７】（Ｒ２は水素原子または炭素数１〜２のア
ルキル基、Ｘは酸素原子またはイミノ基、Ｙは水素原子
または炭素数１〜２０の炭化水素置換基を示す。）

【００１８】一般式（II）で示される化合物の具体例と
しては、４−（メタ）アクリロイルオキシ−２，２，
６，６−テトラメチルピペリジン、４−（メタ）アクリ
ロイルアミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジ
ン、４−（メタ）アクリロイルオキシ−１，２，２，
６，６−ペンタメチルピペリジン、４−（メタ）アクリ
ロイルアミノ−１，２，２，６，６−ペンタメチルピペ
リジン、４−シアノ−４−（メタ）アクリロイルオキシ
−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン等を挙げる
ことができる。これらは、１種類以上を併用することも
できる。

【００１９】さらに、本発明の水性被覆組成物に用いら
れる共重合体（Ａ）は、被膜の耐候性の点から、重合時
の全単量体量を１００質量％としたとき、紫外線吸収性
基を有するエチレン性不飽和単量体（ｃ）が０．１質量
％以上であることが必要であり、０．５質量％以上であ
ることが好ましい。また、塗装被膜の耐水性の点から、
紫外線吸収性基を有するエチレン性不飽和単量体（ｃ）
は１０質量％以下であることが必要であり、６質量％以
下であることが好ましい。

【００２０】紫外線吸収性基を有するエチレン性不飽和
単量体（ｃ）としては、下記一般式（III）で表される
ようなベンゾトリアゾール系紫外線吸収基を有するエチ
レン性不飽和単量体や、下記一般式（IV）で表されるよ
うなベンゾフェノン系紫外線吸収基を有するエチレン性
不飽和単量体を使用することができる。

【００２１】

【化２】

【００２２】（Ｒ３は水素原子または炭素数１〜２のア
ルキル基、Ｒ４は炭素数１〜１５の直鎖もしくは分岐し
た炭化水素置換基または環状構造を持つ炭化水素置換
基、Ｒ５は炭素数１〜２５の直鎖もしくは分岐した炭化
水素置換基または環状構造を持つ炭化水素置換基）

【００２３】

【化３】

【００２４】（Ｒ６は水素原子または炭素数１〜２のア
ルキル基、Ｒ７は炭素数１〜１５の直鎖もしくは分岐し
た炭化水素置換基、または環状構造を持つ炭化水素置換
基、Ｒ８は炭素数１〜２５の直鎖もしくは分岐した炭化
水素置換基または環状構造を持つ炭化水素置換基）

【００２５】上記一般式（III）の具体例としては、２
−［２'−ヒドロキシ−５'−（メタ）アクリロイルオキ
シエチルフェニル］−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−
［２'−ヒドロキシ−３'−ターシャリーブチル−５'−
（メタ）アクリロイルオキシエチルフェニル］−２Ｈ−
ベンゾトリアゾール、２−［２'−ヒドロキシ−３'−タ
ーシャリーアミル−５'−（メタ）アクリロイルオキシ
エチルフェニル］−２Ｈ−ベンゾトリアゾール等を挙げ
ることができ、上記一般式（IV）の具体例としては、２
−ヒドロキシ−４−［３−（メタ）アクリロイルオキシ
−２−ヒドロキシプロポキシ］ベンゾフェノン、２，
２'−ジヒドロキシ−４−［３−（メタ）アクリロイル
オキシ−２−ヒドロキシプロポキシ］ベンゾフェノン等
を挙げることができる。これらは必要に応じて１種類以
上を併用することもできる。

【００２６】また、本発明の水性被覆組成物に用いられ
る共重合体（Ａ）は、重合時の全単量体量を１００質量
％としたとき、エチレン性不飽和カルボン酸単量体
（ｄ）が０．１〜１０質量％の範囲であることが必要で
あり、２〜１０質量％の範囲が好ましく、２〜８質量％
の範囲がより好ましい。

【００２７】エチレン性不飽和カルボン酸単量体（ｄ）
が０．１質量％以上とすることによって水性被覆組成物
の分散安定性が向上し、本発明の水性被覆組成物に顔料
を入れて着色した場合、凝集物が発生するような問題を
回避することができる。エチレン性不飽和カルボン酸単
量体が１０質量％以下とすることによって、この水性被
覆組成物を使用して得られる被膜の耐水性を低下させる
ことなく分散安定性を維持することができる。

【００２８】本発明の水性被覆組成物に使用されるエチ
レン性不飽和カルボン酸単量体（ｄ）としては、（メ
タ）アクリル酸、イタコン酸、シトラコン酸、マレイン
酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノブチル、イ
タコン酸モノメチル、イタコン酸モノブチル、ビニル安
息香酸、シュウ酸モノヒドロキシエチル（メタ）アクリ
レート等を挙げることができる。

【００２９】さらに、エチレン性不飽和カルボン酸単量
体単位（ｄ）としては、下記一般式（Ｖ）で示される化
合物が好ましい。このような構造を持つエチレン性不飽
和カルボン酸単量体を使用することで金属基材等に対す
る優れた密着性を付与できる。

【００３０】ＣＨ₂＝ＣＲ９−ＣＯＯ−Ｒ10−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｒ11−ＣＯＯＨ (Ｖ) （Ｒ９は水素原子または炭素数１〜２のアルキル基、Ｒ
10は炭素数１〜１２の直鎖または分岐したアルキレン
基、Ｒ11は炭素数２〜１５の直鎖もしくは分岐した炭化
水素置換基または環状構造を持つ炭化水素置換基を示
す。）

【００３１】一般式（Ｖ）で表されるエチレン性不飽和
カルボン酸単量体（ｄ）としては、テトラヒドロフタル
酸モノヒドロキシエチル（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、マ
レイン酸モノヒドロキシプロピル（メタ）アクリレー
ト、マレイン酸モノヒドロキシエチル（メタ）アクリレ
ート、テトラヒドロフタル酸モノヒドキシブチル（メ
タ）アクリレート等が挙げられる。

【００３２】その他のエチレン性不飽和単量体（ｅ）
は、必要に応じて適宜選択して使用することができ、こ
の使用量（質量百分率）は、前記単量体（ａ）〜（ｄ）
の質量百分率との合計が１００質量％となる量が用いら
れる。共重合体（Ａ）は、前記単量体（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）及び（ｄ）のみで重合して得てもよいが、単量体
（ｅ）を０．１〜９４．７質量％の範囲で使用するの
が、得られる被膜の特性のバランスが取りやすくなる点
で好ましい。より好ましくは、１５〜８０質量％の範囲
である。

【００３３】その他のエチレン性不飽和単量体（ｅ）と
しては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）
アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉ−
ブチル（メタ）アクリレート、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）アクリレー
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、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、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、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、アク
リルアミド、ダイアセトンアクリルアミド等が挙げられ
る。これらは、必要に応じて１種類以上を適宜選択して
使用することができるが、中でも、ｎ−ブチル（メ
タ）アクリレート、ｉ−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）アクリレートが好ましい。

【００３４】本発明の水性被覆組成物を構成する共重合
体（Ａ）は、得られる塗装被膜の非粘着性、耐汚染性の
点から、Ｆｏｘの計算式により求められる計算ガラス転
位温度（Ｔｇ）が−２０℃以上であることが好ましく、
−１０℃以上がより好ましい。また、冷熱サイクル試験
での耐クラック性の点から７０℃以下が好ましく、６０
℃以下がより好ましい。

【００３５】なお、Ｆｏｘの式とは、共重合体のガラス
転移温度についての下記の関係式である。

【００３６】１／Ｔｇ＝Σ（Ｗｉ／Ｔｇｉ）（Ｗｉはモノマーｉの質量分率、Ｔｇｉはモノマーｉの
ホモポリマーのＴｇを示す。）

【００３７】本発明の水性被覆組成物を構成する共重合
体（Ａ）は、前記単量体（ａ）〜（ｅ）を溶液重合法、
懸濁重合法、乳化重合法により重合させて得ることがで
きるが、乳化重合によりエマルションの形態をとる共重
合体（Ａ）であることが、水性被覆組成物の貯蔵安定性
や硬度、耐汚染性などの諸物性の点から好ましい。

【００３８】乳化重合による本発明に用いられるエマル
ションを得るためには、界面活性剤の存在下、単量体混
合物を重合系内に供給し、水溶性開始剤により重合を行
わせる方法や、有機過酸化物とチオ硫酸ナトリウム等の
還元剤を組み合わせたレドックス系開始剤により重合を
行わせる方法等の方法を使用することができる。

【００３９】本発明に使用する界面活性剤としては、公
知のアニオン性、カチオン性、及びノニオン性の界面活
性剤、さらには高分子乳化剤が挙げられ、界面活性剤成
分中にエチレン性不飽和結合を持つ、いわゆる反応性乳
化剤も使用することができる。

【００４０】また、単量体の重合系中への供給方法は、
従来公知の手法を用いることができ、特に限定されるも
のではない。

【００４１】乳化重合法により得られるエマルション
は、重合後、塩基性化合物の添加により系のｐＨを中性
領域〜弱アルカリ性すなわちｐＨが６．５〜１０．０程
度の範囲に調整することで系の安定性を高めることがで
きる。

【００４２】添加される塩基性化合物としては、アンモ
ニア、トリエチルアミン、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。

【００４３】本発明の水性被覆組成物は、共重合体
（Ａ）１００質量部に対し、界面活性剤が０．１〜１０
質量部の範囲で含有されているのが好ましい。０．１質
量部以上の界面活性剤が存在することによって、水性被
覆組成物の貯蔵安定性が向上し、界面活性剤存在下に乳
化重合する場合には重合時の安定性も向上する。また、
界面活性剤を１０質量部以下とすることによって、耐水
性を損なうことなく塗料化配合時の安定性、経時的安定
性等を維持することができる。より好ましくは、０．５
〜６質量部の範囲である。

【００４４】共重合体（Ａ）の分子量を調整する場合に
は、分子量調整剤としてｎ−ドデシルメルカプタン、ｔ
−ドデシルメルカプタン、α−メチルスチレンダイマー
等の連鎖移動剤を用いることで調整が可能である。

【００４５】本発明の水性被覆組成物は、コーティング
材料用としての高度な性能を発現させるために、各種顔
料、消泡剤、顔料分散剤、スリップ剤、防腐剤、可塑剤
等を添加して使用することもできる。

【００４６】本発明の水性被覆組成物を用いて各種材料
の表面に被膜を形成する際の塗装方法としては、噴霧コ
ート法、ローラーコート法、バーコート法、エアナイフ
コート法、刷毛塗り法、ディッピング法等の従来公知の
方法を適宜選択して使用することができる。

【００４７】本発明の水性被覆組成物をコーティング材
料として用いる場合には、室温〜１２０℃程度の温度範
囲で２分〜１週間程度乾燥することで十分に造膜した被
膜を得ることができる。

【００４８】

【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。なお、耐候性、耐汚染性、密着性、耐水性、貯蔵安
定性は以下の方法で評価した。

【００４９】評価用水性塗料の作成（クリヤー塗料の作成）水性被覆組成物（エマルショ
ン）に可塑剤としてキョウワノールＭ（協和発酵株式会
社製）を最低造膜温度が１０℃となるように適量、増粘
剤としてＲＨＥＯＬＡＴＥ３５０（ＲＨＥＯＸ社製）を
３ｗｔ％（対固形分）添加し、十分に攪拌した後にフォ
ードカップ＃４で１００秒〜１２０秒程度になるように
脱イオン水を加えて調整した。調整後、３００メッシュ
ナイロン紗を用いて濾過を行い、評価用水性クリヤー塗
料を作成した。

【００５０】（白エナメル塗料の作成）タイペークＲ−
９３０（石原産業株式会社製、硫酸法酸化チタン）１９
６．３ｇ、ＯＲＯＴＡＮＳＧ（ローム＆ハース社製、
顔料分散剤）２．１ｇ、サーフィノールＤＦ−５８
（エアプロダクツ社製、消泡剤）０．０８ｇ、プロピレ
ングリコール２９．４ｇ、脱イオン水３４．３ｇ、２８
％アンモニア水溶液１．８ｇを十分に混合した後、ガラ
スビーズを加えて高速分散機で３０分間顔料分散を行
い、次いでガラスビーズ等を３００メッシュナイロン紗
で濾別したものを評価用のミルベースとした。次に、水
性被覆組成物（エマルション）１００ｇ（固形分４５質
量％基準）に対し、上記の評価用ミルベースを４５ｇ、
キョウワノールＭを最低造膜温度が１０℃となるように
適量、ＲＨＥＯＬＡＴＥ３５０を１．５ｇ、順に加え、
十分に攪拌した後にフォードカップ＃４で１００秒〜
１４０秒程度になるように脱イオン水を加えて調整し
た。その後、再度３００メッシュナイロン紗を用いて濾
過を行い、評価用水性白エナメル塗料を作製した。

【００５１】（１）耐候性試験評価用白エナメル水性塗料を１５０ｍｍ×７０ｍｍのリ
ン酸亜鉛処理鋼板にバーコーター＃４０で塗装し、２０
℃×６５％Ｒｈの環境下で３０分間セッティングを行っ
た後に８０℃の乾燥機中で１時間乾燥を行い耐候性試験
用の塗装板を作成した。この塗装板の塗装面以外にポリ
エステルテープを張付け、耐候性試験時にかかる水滴等
が塗装面以外のところへ付着することを防止した後に、
放射照度３０Ｗ／ｍ²、照射時温度７０℃、湿潤時
温度５０℃、１サイクル１２時間（照射時間８時
間、湿潤時間４時間）に設定したスガ試験機株式会社
製デューパネル光コントロールウエザーメーターＤＰ
ＷＬ−５型に作成した塗装板を入れ、１０００時間経過
後の６０゜グロスの保持率を指標として耐候性試験を実
施した。

【００５２】（２）耐汚染性試験耐候性試験用の塗装板を屋外（名古屋市東区）の曝露台
に南面４５度となるように取り付け、６ヶ月間の曝露試
験を行い、曝露完了後の塗装板の表面に付着したゴミ等
を水洗で取り除いた後に曝露前の塗装板のＬ値と曝露後
の塗装板のＬ値の差をΔＬとして汚染性の指標とし以下
の基準で評価した。 ◎：ΔＬ値が３未満 ○：ΔＬ値が３以上５未満 ○−：ΔＬ値が５以上７未満 △：ΔＬ値が７以上９未満 ×：ΔＬ値が９以上

【００５３】（３）密着性試験（塗膜との密着性試験）評価用水性クリヤー塗料をＪＩ
ＳＡ６９１０に準拠したモルタル板にｗｅｔ膜厚が
３０μｍになるように塗装し、２０℃×６５％Ｒｈの環
境下で３０分間セッティングを行った後に８０℃の乾燥
機中で１時間乾燥を行い、塗膜を形成した。塗装板を完
全に室温まで冷却した後、ルミフロンＦＥ−４０００
（旭硝子株式会社製、フッ素系エマルション）、及び下
記製造例１及び製造例２によるアクリル系エマルション
に対して、それぞれ上記評価用水性クリヤー塗料と同様
な配合を行った塗料をこの塗膜上にｗｅｔ膜厚が３０μ
ｍになるように塗装し、２０℃×６５％Ｒｈの環境下で
３０分間セッティングを行った後に８０℃の乾燥機中で
１時間乾燥を行った。この評価用塗板を室温になるまで
冷却した後、上層のフッ素系エマルション及びアクリル
系エマルションの塗装被膜のみにカッタ−ナイフで２ｍ
ｍ角の碁盤目を１００個形成し、次いで粘着テープ剥離
試験を同一箇所で３回行い、３回剥離試験を行った後に
剥離しなかったマス目を数えた。表２の密着性評価の数
値は剥離していない面積の割合（剥離していないマスの
個数）である。

【００５４】（冷間圧延鋼板との密着性試験）評価用水
性クリヤー塗料を冷間圧延鋼板にｗｅｔ膜厚が３０μｍ
になるように塗装し、２０℃×６５％Ｒｈの環境下で３
０分間セッティングを行った後に８０℃の乾燥機中で１
時間乾燥を行った。この評価用塗板を室温になるまで冷
却した後、塗装被膜にカッタ−ナイフで２ｍｍ角の碁盤
目を１００個形成し、次いで粘着テープ剥離試験を同一
箇所で３回行い、３回剥離試験を行った後に剥離しなか
ったマス目を数え、以下の基準で優劣を判断した。な
お、密着性評価の数値は剥離していない面積の割合（剥
離していないマスの個数）である。

【００５５】 ◎：１００ ○：９５〜９９ ×：９４以下

【００５６】（４）耐水性試験評価用水性クリヤー塗料をＪＩＳＡ６９１０に準拠
したモルタル板にｗｅｔ膜厚が３０μｍになるように塗
装し、２０℃×６５％Ｒｈの環境下で３０分間セッティ
ングを行った後に８０℃の乾燥機中で１時間乾燥を行っ
た。この評価用塗装板を室温になるまで冷却した後、２
０℃の純水に１２０時間塗板を浸漬し、引き上げ直後の
ツヤビケの状態より下記基準で優劣を判定した。

【００５７】 ◎：ツヤビケが無く初期の外観を維持していた ○：若干ツヤビケしているが６０度光沢保持率が９０％
以上 ○−：若干ツヤビケしているが６０度光沢保持率が８０
％以上で実用性あり △：部分的にツヤビケ有り ×：全面に顕著なツヤビケ有り

【００５８】（５）貯蔵安定性試験４０℃で１６８時間保存した後に室温で1ヶ月放置した
水性被覆組成物の粘度、ｐＨの測定および状態を観察
し、下記の基準で評価を行った。

【００５９】◎：凝集物の発生がなく、ｐＨの変化が
０．５未満で且つ粘度の変化が初期値の５％未満のもの ○：ｐＨの変化が１．０未満で且つ粘度の変化が初期値
の１０％未満のもの×：凝集物やゲル化等が発生し、コ
ーティング材料として使用できない状態になっていたも
の

【００６０】（６）総合評価総合評価は以下の基準で行った。

【００６１】◎：耐候性試験後の光沢保持率９０％以
上、耐汚染性○以上、各種塗料で形成される被膜との密
着性９０以上、冷間圧延鋼板との密着性◎、耐水性及び
貯蔵安定性○以上 ○：耐候性試験後の光沢保持率８０％以上、耐汚染性○
−以上、各種塗料で形成される被膜との密着性９０以
上、冷間圧延鋼板との密着性○以上、耐水性○−以上、
貯蔵安定性○以上 ×：耐候性試験後の光沢保持率、耐汚染性、密着性、耐
水性及び貯蔵安定性のどれか１項目でも上記基準を下回
ったもの

【００６２】（製造例１）撹拌機、冷却器、温度計を備
えた重合容器に脱イオン水６０質量部を仕込み、内温を
６０℃に昇温した。その後、メチルメタクリレート１２
質量部、ターシャリ−ブチルメタクリレート２２質量
部、スチレン２３質量部、２−エチルヘキシルアクリレ
ート３６質量部、ダイアセトンアクリルアミド３質量
部、アクリエステルＨＨ（三菱レイヨン（株）製、テト
ラヒドロフタル酸モノヒドロキシエチルメタクリレー
ト）４質量部、サンノールＮＰ−２０３０（ライオン
（株）製、アニオン系乳化剤）６質量部と脱イオン水４
０質量部を十分に混合し、５０００ｒｐｍで１０分間高
速撹拌を行い、均一な乳化状態のプレエマルション（以
下「ＰＥ液」と略す）を作製した。作製したＰＥ液５質
量部を重合容器内へ入れ、重合容器の内温を７５℃まで
昇温し、内温が安定した段階で、過硫酸ナトリウム０．
２質量部を脱イオン水５質量部に溶解したものと、亜硫
酸水素ナトリウム０．１質量部を脱イオン水５質量部に
溶解したものを添加し、１時間放置した。１時間経過後
からＰＥ液の残りと過硫酸ナトリウム０．２質量部を脱
イオン水１０質量部に溶解したものと、亜硫酸水素ナト
リウム０．１質量部を脱イオン水１０質量部に溶解した
ものを重合容器の内温を７５℃に維持しながら３時間か
けて重合容器中に滴下し、滴下完了後、内温を８０℃に
２時間維持して反応を完結した。反応完結後、冷却を行
い、エマルションを取り出し、エマルションのｐＨが
７．５〜１０の間になるように２８％アンモニア水溶液
を添加した。その後、アジピン酸ジヒドラジド１．５質
量部を添加し、製造例１のアクリル系エマルションを得
た。得られた製造例１のアクリル系エマルションの固形
分は４５．２質量％、ｐＨ＝８．９、粘度は６０ｍＰａ
・ｓであった。

【００６３】（製造例２）製造例１の単量体組成を、メ
チルメタクリレート４２質量部、２−エチルへキシルア
クリレート３６質量部、シクロヘキシルメタクリレート
２０質量部、メタクリル酸２質量部とした以外は同様な
方法で重合を行い、製造例２のアクリル系エマルション
を得た。反応完結後、冷却を行い、エマルションを取り
出し、エマルションのｐＨが７．５〜１０の間になるよ
うに２８％アンモニア水溶液を添加した。得られた製造
例２のアクリル系エマルションの固形分は４４．８質量
％、ｐＨ＝８．８、粘度は５３ｍＰａ・ｓであった。

【００６４】（実施例１）攪拌機、冷却器、温度計を備
えた重合容器に脱イオン水６０質量部を仕込み、内温を
６０℃に昇温した。その後、下記表１に示される組成の
単量体混合物１００質量部、界面活性剤及び脱イオン水
を十分に混合し、５０００ｒｐｍで１０分間高速攪拌を
行い、均一な乳化状態のプレエマルション（以下「ＰＥ
液」と略す）を作製した。作製したＰＥ液５質量部を重
合容器内へ入れ、重合容器の内温を７５℃まで昇温し、
内温が安定した段階で、過硫酸ナトリウム０．２質量部
を脱イオン水５質量部に溶解したものと、亜硫酸水素ナ
トリウム０．１質量部を脱イオン水５質量部に溶解した
ものを添加し、１時間放置した。１時間経過後からＰＥ
液の残りと過硫酸ナトリウム０．２質量部を脱イオン水
１０質量部に溶解したものと、亜硫酸水素ナトリウム
０．１質量部を脱イオン水１０質量部に溶解したものを
重合容器の内温を７５℃に維持しながら３時間かけて重
合容器中に滴下し、滴下完了後、内温を８０℃に２時間
維持して反応を完結した。反応完結後、冷却を行い、エ
マルションのｐＨが７．５〜１０の間になるように２８
％アンモニア水溶液を添加した。得られた本発明のアク
リル系エマルションの固形分（加熱残分）、粘度、ｐＨ
は下記表３に示す通りであった。また、耐候性試験、耐
汚染性試験、密着性試験、耐水性試験、貯蔵安定性試験
の結果はそれぞれ下記表３に示す通りであった。

【００６５】（実施例２〜７）実施例１と同様な方法
で、下記表１に示された組成のエマルションを調製し
た。得られた本発明のアクリル系エマルションの固形
分、粘度、ｐＨは下記表３に示す通りであった。また、
耐候性試験、耐汚染性試験、密着性試験、耐水性試験、
貯蔵安定性試験の結果はそれぞれ下記表３に示す通りで
あった。

【００６６】（比較例１〜７）実施例１と同様な方法で
下記表２に示された組成のエマルションを調製した。得
られたアクリル系エマルションの固形分、粘度、ｐＨは
下記表４に示す通りであった。ただし、比較例２は表２
に示される組成のエマルションの固形分に対し、ビス
（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニ
ル）−セバケート（重合性不飽和二重結合を含有しない
ヒンダードアミン系光安定剤）及び（２'−ヒドロキシ
−５'−メチル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール（重合性
不飽和二重結合を含有しないベンゾトリアゾール型紫外
線吸収剤）をそれぞれ外割２質量％添加し、水性被覆組
成物とした。また、耐候性試験、耐汚染性試験、密着性
試験、耐水性試験、貯蔵安定性試験の結果はそれぞれ下
記表４に示す通りであった。但し、比較例７は、塗装後
のセッティング中に被膜にクラックが発生したため性能
評価を行わなかった。

【００６７】表３から明らかなように、本実施例の水性
被覆組成物は、耐水性及び貯蔵安定性に優れるととも
に、耐候性、耐汚染性、及び各種塗料から得られる塗装
被膜に対する密着性に優れていた。

【００６８】これに対して、本願発明の条件を満たさな
い比較例は、耐候性、耐汚染性もしくは密着性が劣ると
ともに、エマルションとして求められる各種安定性が不
足しており、可塑剤等を配合した段階で凝集物を発生す
る場合もあった。

【００６９】

【表１】

【００７０】

【表２】

【００７１】ｔ−ＢＭＡ：ターシャリーブチルメタク
リレートｔ−ＢＡ：ターシャリーブチルアクリレート（ｂ）−１：１，２，２，６，６−ペンタメチル−４
−ピペリジルメタクリレート（ｂ）−２：２，２，６，６−テトラメチル−４−ピ
ペリジルメタクリレート（ｃ）−１：２−［２'−ヒドロキシ−５'−（メタ）
アクリロキシエチルフェニル］−２Ｈ−ベンゾトリアゾ
ール（ｃ）−２：２−ヒドロキシ−４−［３−（メタ）ア
クリロキシ−２−ヒドロキシプロポキシ］ベンゾフェノ
ンＭＡＡ：メタクリル酸ＨＨ：テトラヒドロフタル酸モノヒドロキシエ
チルメタクリレートｎ−ＢＭＡ：ノルマルブチルメタクリレート２−ＥＨＡ：２−エチルヘキシルアクリレートＣＨＭＡ：シクロヘキシルメタクリレートＭＭＡ：メチルメタクリレートＡＢＥＸ２３−Ｓ：Ｒｈｏｄｉａ（株）製
アニオン系乳化剤サンノールＮＰ−２０３０：ライオン（株）製アニ
オン系乳化剤アデカリアソープＮＥ−４０：旭電化（株）製反応性
ノニオン系乳化剤添加剤−１：ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチ
ル−４−ピペリジニル）−セバケート添加剤−２：２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチ
ル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール

【００７２】

【表３】

【００７３】

【表４】

【００７４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、塗装被膜からのブリードアウト物がなく、優
れた耐候性や耐汚染性を有しながら、アクリル系、シリ
コーン系、フッ素系等の各種の塗料で形成される被膜に
対して密着性の良い水性被覆物を提供することができ、
工業上極めて有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4J038 CC021 CC071 CC081 CF011 CF021 CG141 CG161 CG171 CH031 CH081 CH151 CH171 CH191 CJ131 GA06 GA08 KA09 MA08 MA10 MA13 NA03 NA04 NA05 NA11 4J100 AB02T AB03T AB04T AB07S AG02T AG04T AJ02S AJ08S AJ09S AL03P AL03T AL04T AL05T AL08Q AL08R AL08S AL08T AL09T AL10T AL14P AL16Q AL16R AL16S AL36S AL44S AL62T AL63T AL74S AL75T AM02T AM14Q AM15T AM21Q AM21T AR28S BA03R BA12R BA14T BA15S BA16S BA31T BA32T BA40Q BC04S BC43R BC43S BC43T BC65Q BC75R BD14Q BD14R CA03 CA06 DA25 JA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式（Ｉ）で表されるエチレン性
不飽和単量体（ａ）５〜８０質量％と、ＣＨ₂＝ＣＲ１−ＣＯＯ−Ｃ（ＣＨ₃）₃ （Ｉ）（Ｒ１は水素原子または炭素数１〜２のアルキル基を示
す。）ピペリジル基を有するエチレン性不飽和単量体（ｂ）
０．１〜１０質量％と、紫外線吸収性基を有するエチレ
ン性不飽和単量体（ｃ）０．１〜１０質量％と、エチレ
ン性不飽和カルボン酸単量体（ｄ）０．１〜１０質量％
と、その他のエチレン性不飽和単量体（ｅ）０〜９４．
７質量％とを重合して得られる共重合体（Ａ）を含有す
ることを特徴とする水性被覆組成物。
【請求項２】Ｆｏｘの式から求められる共重合体
（Ａ）の計算ガラス転移温度（Ｔｇ）が−２０℃〜７０
℃の範囲であることを特徴とする請求項１記載の水性被
覆組成物。
【請求項３】共重合体（Ａ）１００質量部に対し、界
面活性剤が０．１〜１０質量部の範囲で含有されている
ことを特徴とする請求項１又は２記載の水性被覆組成
物。