JP2002146293A

JP2002146293A - 水性エマルジョン塗料

Info

Publication number: JP2002146293A
Application number: JP2000349127A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Omoto; 博明尾本; Takashi Fujii; 隆藤井
Original assignee: Dai Nippon Toryo KK
Current assignee: Dai Nippon Toryo KK
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2002-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】ホルムアルデヒド等のＶＯＣに対する分解性に
優れている塗膜を形成することが可能な水性エマルジョ
ン塗料を提供すること。【解決手段】水性合成樹脂エマルジョン及び光触媒活性
を有する酸化チタンを含有し、更に該酸化チタン以外の
顔料を含有することができ、水性エマルジョン塗料中で
の顔料のＰＷＣが４０〜９５である水性エマルジョン塗
料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水性エマルジョン塗
料に関し、より詳しくはホルムアルデヒド等のＶＯＣ
（揮発性有機化合物）に対する分解性に優れている塗膜
を形成することができることにより壁面や天井等の室内
を塗装するのに適している水性エマルジョン塗料に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】建築物や車両等の室内の壁面や天井等を
塗装する塗料として、塗装作業の環境衛生、火災防止、
省資源等の観点から水性エマルジョン塗料が広く利用さ
れている。また、室内の環境問題の観点から、ホルムア
ルデヒド等を分解除去する課題等があるが、これらの課
題は従来の水性エマルジョン塗料では充分には解決され
ていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の問題、課題を解決するためになされたもので
あり、上記のホルムアルデヒド等のＶＯＣに対する分解
性に優れている塗膜を形成することが可能な水性エマル
ジョン塗料を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題を解決するために種々の研究を行った結果、水性エマ
ルジョン塗料に配合する顔料の少なくとも一部として光
触媒活性を有する顔料を用いること、水性エマルジョン
塗料に配合する顔料の総量を特定の範囲内の量にするこ
とにより、ホルムアルデヒド等のＶＯＣに対する分解性
に優れている塗膜を形成することが可能であるという知
見を得て、本発明を完成した。

【０００５】即ち、本発明の水性エマルジョン塗料は、
（イ）水性合成樹脂エマルジョン及び（ロ）光触媒活性
を有する酸化チタンを配合してなり、水性エマルジョン
塗料中での該酸化チタンのＰＷＣが４０〜９５であるこ
とを特徴とする。また、本発明の水性エマルジョン塗料
は、（イ）水性合成樹脂エマルジョン、（ロ）光触媒活
性を有する酸化チタン及び（ハ）上記（ロ）以外の顔料
を配合してなり、水性エマルジョン塗料中での該酸化チ
タン及び該顔料の合計ＰＷＣが４０〜９５であることを
特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に本発明について具体的に説
明する。本発明の水性エマルジョン塗料は、水性合成樹
脂エマルジョン及び光触媒活性を有する酸化チタンを必
須成分として含有し、更に該酸化チタン以外の顔料を含
有することができる。

【０００７】本発明の水性エマルジョン塗料において
は、水性合成樹脂エマルジョンとして、酢酸ビニル系、
酢酸ビニル−アクリル系、エチレン−酢酸ビニル系、ア
クリル−スチレン系、アクリル系、エポキシ系、アルキ
ド系、アクリル−アルキド系等の従来から使用されてい
る各種の水性合成樹脂エマルジョンを制限なく利用する
ことができ、また樹脂のイオン性についてはアニオン
系、カチオン系、ノニオン系、アニオン−ノニオン系、
カチオン−ノニオン系、アニオン−カチオン系等の各種
水性合成樹脂エマルジョンを利用することができる。更
に、合成樹脂エマルジョンとして、カルボニル基含有樹
脂と、ヒドラジン残基を有するヒドラジン化合物、ヒド
ラジド基を有するヒドラジド化合物又はヒドラゾン残基
を有するヒドラゾン化合物との組合せ等の自己架橋性タ
イプのものや、非架橋性タイプのもの等の各種乾燥（硬
化）タイプのものを利用することができる。

【０００８】本発明の水性エマルジョン塗料において
は、光触媒活性を有する酸化チタンとして周知のアナタ
ーゼ型酸化チタンを用いることができる。この光触媒活
性を有する酸化チタンは単独の状態でも、リン酸カルシ
ウム、アパタイト、ケイソウ土等の担体に担持させた状
態でも使用可能である。

【０００９】この酸化チタンを担持させるのに使用する
ケイソウ土としては、ケイソウ土原石を精製加工したも
ので、粉砕し必要に応じて組成調整及び粒度調整した未
焼成粉末、これを焼成処理した焼成粉末、フラックスを
添加して焼成処理した融剤焼成粉末や、それらを成形し
た粒、成形体を粉砕した粉末や細粒等を挙げることがで
きる。これらはそれぞれ単独で用いても、２種以上を組
み合わせて用いてもよい。

【００１０】これらのケイソウ土担体は、珪藻殻由来の
１００ｎｍ〜１０００ｎｍ程度の径の無数のマクロ細孔
をその表面に有し、同時に珪藻殻独特の複雑な形状と相
まって非常に起伏に富んだ表面を形成し、さらに６０〜
９０％程度の高い空隙率を有することから、光触媒活性
を有する酸化チタンに対して極めて優れた担持能力を持
っている。さらに、ケイソウ土担体はシリカを主成分と
しており、熱的にも、化学的にも安定性が高く、様々な
担持処理の操作に際して、また、製品としての固定化光
触媒の使用に際しても全く問題はない。

【００１１】本発明の水性エマルジョン塗料において
は、光触媒活性を有する酸化チタンと併用することので
きるその他の顔料、即ち光触媒活性を有する酸化チタン
以外の顔料として、水性エマルジョン塗料に一般的に用
いられている顔料、例えば酸化チタン、ベンガラ、カー
ボンブラック、フタロシアニンブルー、フタロシアニン
グリーン等の各種着色顔料、炭酸カルシウム、炭酸バリ
ウム、タルク、クレー、マイカ、シリカ、ガラスバルー
ン、シラスバルーン等の各種体質顔料、吸着性を有する
フライポンタイト、活性亜鉛華、珪酸マグネシウム等の
吸着性を有する顔料、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉなどの元素を含
む粉末、具体的にはアルミナ、活性アルミナ、ミョウバ
ン、二酸珪素、酸化珪素、活性白土、酸性白土、水酸化
マグネシウム、酸化マグネシウム、ホワイトカーボン、
ケイソウ土、カオリン等の粉末等を利用することができ
る。ケイソウ土は光触媒活性を有する酸化チタンを担持
させた状態で配合しても、担持していない状態で配合し
てもよい。これらの顔料はそれぞれ単独で使用しても、
或いは２種以上を併用してもよく、例えば各種着色顔料
及び／又は各種体質顔料と吸着性を有する顔料とを併用
することも可能である。

【００１２】水性エマルジョン塗料中でのこれらの顔料
の配合量については、顔料として光触媒活性を有する酸
化チタンのみを用いる場合でも、光触媒活性を有する酸
化チタンとその他の顔料とを併用する場合でも、ＰＷＣ
が４０〜９５、好ましくは５０〜８０となるように配合
する。

【００１３】ここで、ＰＷＣとは Pigment Weight Conc
entration （顔料質量濃度）のことであり、下記の式に
より算出される。ＰＷＣ＝［（含有顔料質量％）／（全塗料固形分質量
％）］×１００ＰＷＣが４０未満である場合には、ホルムアルデヒド等
のＶＯＣに対する分解性が十分に発揮されない。逆に９
５を越えると成膜性が低下し、塗膜に割れ、剥離等が発
生する傾向があるので好ましくない。

【００１４】本発明の水性エマルジョン塗料において、
光触媒活性を有する酸化チタンとその他の顔料とを併用
する場合には、光触媒活性を有する酸化チタンはその他
の顔料との合計配合量の１〜８５質量％を占めることが
好ましい。配合量が合計配合量の１質量％未満である場
合には光触媒活性が十分には発揮されない。逆に配合量
が合計配合量の８５質量％を越える場合には成膜性が低
下し、塗膜に割れ、剥離等が発生する傾向があるので好
ましくない。

【００１５】本発明の水性エマルジョン塗料は、以上に
説明した水性合成樹脂エマルジョン及び光触媒活性を有
する酸化チタンを必須成分として含有し、更に該酸化チ
タン以外の顔料を含有するすることができ、その上に、
必要に応じて、メタノール、エタノール、メチルセロソ
ルブ、エチレングリコール等の各種親水性有機溶剤、中
和剤、増粘剤、分散剤、消泡剤、造膜助剤、防腐剤、防
カビ剤、抗菌剤、凍結防止剤、紫外線吸収剤等の各種添
加剤を含有することもできる。しかし、揮発性有機溶剤
を含有しないことが好ましい。

【００１６】本発明の水性エマルジョン塗料を用いる塗
装方法においては、水性エマルジョン塗料の通常の塗装
方法に従って、例えば被塗物表面にプライマーを介し
て、又はプライマーを介さないで直に、ハケ、スプレ
ー、ローラー等の塗装手段により塗装し、自然乾燥もし
くは強制乾燥することにより塗膜が形成される。

【００１７】

【実施例】以下に、本発明を実施例及び比較例により具
体的に説明する。尚、実施例及び比較例中の「部」及び
「％」は、特に断りのない限り質量基準で示す。＜水性共重合体エマルジョンの調製＞攪拌機、還流冷却
管、窒素導入管及び温度計を備えた４つ口フラスコに脱
イオン水３７５部及びアニオン性乳化剤ハイテノールＮ
Ｏ８（第一工業製薬社製商品名）０．７部を加え、フラ
スコ内を窒素で置換した後、８０℃に保持した。このフ
ラスコ中に過硫酸アンモニウム０．７部を添加し、１０
分間攪拌した。その後にスチレン２２５部、メタクリル
酸メチル２１０部、アクリル酸ブチル３００部、アクリ
ル酸７．５部及びプラクセルＡＴＦＡ１（ダイセル化学
工業社製の商品名）７．５部を含むモノマー混合物と脱
イオン水３７５部、アニオン性乳化剤ハイテノールＮＯ
８（第一工業製薬社製商品名）２２．５部及び過硫酸ア
ンモニウム３部を含む水溶液とからなるプレエマルジョ
ン（Ａ）を３時間かけて滴下した。プレエマルジョン
（Ａ）の滴下が終了してから３０分間経過後に、過硫酸
アンモニウム０．４部を脱イオン水１２部に溶かした溶
液１２．４部を３０分かけて滴下した。滴下が終了した
後さらに２時間、８０℃に保った。その後に４０℃に冷
却し、アンモニア水によりｐＨを約９に調節して、固形
分５０．３％の水性共重合体エマルジョンを得た。

【００１８】実施例１上記の水性共重合体エマルジョン１００部に、ノニオン
系界面活性剤ネオノイゲン１４０Ａ（第一工業製薬社製
商品名）１０％水溶液１０部、アニオン系界面活性剤タ
モール７３１（ローム・アンド・ハース社製商品名）１
０％水溶液１０部を加え、攪拌して均一にした後に、攪
拌しながら炭酸カルシウム７０部、沈降性硫酸バリウム
１０部、アナターゼ型酸化チタンＡ−１００（石原産業
社製商品名）５０部を加え、適量の水を加えて水性エマ
ルジョン塗料とした（ＰＷＣ＝７２）。

【００１９】＜ホルムアルデヒドガス吸着及び分解テス
ト＞内容量１０Ｌのデシケーターにホルムアルデヒドを
０．１ｍｇ封入し、１日放置した後にガス濃度をガス検
知管を用いて測定した。その結果は７ｐｐｍであった。

【００２０】６ミルの隙間を有するドクターブレードを
用いて上記の塗料をアルミ板上に塗装し、常温で２週間
乾燥させた。この塗装板を内容量１０Ｌのデシケーター
に入れ、上記と同様にホルムアルデヒドを０．１ｍｇ封
入し、暗幕にて覆った。１日放置した後にガス濃度をガ
ス検知管を用いて測定した。その結果は４ｐｐｍであ
り、吸着がみられた。このデシケーター内をブラックラ
イト（１ｍＷ／ｃｍ²）にて３時間照射した後、ガス濃
度をガス検知管を用いて測定した。その結果は２ｐｐｍ
であった。

【００２１】実施例２実施例１で用いた炭酸カルシウム７０部を炭酸カルシウ
ム４５部及びフライポンタイトを２５部に変更した以外
は、実施例１の場合と同様にして水性エマルジョン塗料
を調製した。実施例１の場合と同様にして塗装板を形成
し、実施例１の場合と同様にしてホルムアルデヒドガス
吸着及び分解テストを行った。その結果は、１日後のガ
ス濃度が３ｐｐｍであった。さらにブラックライトを照
射した後のガス濃度は２ｐｐｍであった。

【００２２】比較例１上記の水性共重合体エマルジョン１００部に、ノニオン
系界面活性剤ネオノイゲン１４０Ａ（第一工業製薬社製
商品名）１０％水溶液１０部、アニオン系界面活性剤タ
モール７３１（ローム・アンド・ハース社製商品名）１
０％水溶液１０部を加え、攪拌して均一にした後に、攪
拌しながら炭酸カルシウム５部を加え、適量の水を加え
て水性エマルジョン塗料とした（ＰＷＣ＝９）。

【００２３】実施例１の場合と同様にして塗装板を形成
し、実施例１の場合と同様にしてホルムアルデヒドガス
吸着及び分解テストを行った。その結果は、１日後のガ
ス濃度が６ｐｐｍであった。さらにブラックライトを照
射してもそのガス濃度は変わらなかった。

【００２４】

【発明の効果】本発明の水性エマルジョン塗料は、ホル
ムアルデヒド等のＶＯＣに対する分解性に優れている塗
膜を形成することができ、壁材、天井材の表面コーティ
ング用塗料として好適に使用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4G069 AA03 AA08 AA09 AA11 BA04A BA04B BA04C BA22A BA22B BA22C BB16B BC09B BC09C BC13B BC13C CA01 CA07 CA10 CA17 DA06 EA08 FA03 FB23 4J038 CB051 CF021 CG001 CJ251 DB001 DD121 DD231 HA216 KA04 KA07 KA08 KA12 KA20 MA08 MA10 NA02 NA17 NA27 PB05 PB07 PC02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（イ）水性合成樹脂エマルジョン及び
（ロ）光触媒活性を有する酸化チタンを配合してなり、
水性エマルジョン塗料中での該酸化チタンのＰＷＣが４
０〜９５であることを特徴とする水性エマルジョン塗
料。
【請求項２】（イ）水性合成樹脂エマルジョン、（ロ）
光触媒活性を有する酸化チタン及び（ハ）上記（ロ）以
外の顔料を配合してなり、水性エマルジョン塗料中での
該酸化チタン及び該顔料の合計ＰＷＣが４０〜９５であ
ることを特徴とする水性エマルジョン塗料。
【請求項３】上記（ロ）の光触媒活性を有する酸化チタ
ンの配合量が、上記（ハ）の顔料との合計配合量の１〜
８５質量％を占めていることを特徴とする請求項２記載
の水性エマルジョン塗料。
【請求項４】上記（ハ）の顔料の一部として吸着能を有
する顔料が配合されていることを特徴とする請求項２又
は３に記載の水性エマルジョン塗料。
【請求項５】揮発性有機溶剤を含まないことを特徴とす
る請求項１〜４の何れかに記載の水性エマルジョン塗
料。