JP2004099654A

JP2004099654A - 水性補修用塗料

Info

Publication number: JP2004099654A
Application number: JP2002259870A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Shimizu; 清水　和彦
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2002-09-05
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】家具、建具等の化粧材表面の傷等の補修時の仕上げ用塗料について、溶剤臭が無く、素人でも綺麗に塗れて塗装ムラや艶ムラ等も無い高品位の仕上り状態が得られる、補修用の水性塗料を提供する。
【解決手段】補修用塗料を、水性ポリウレタン、含水非晶質二酸化ケイ素、水、Ｎ−メチルピロリドン、及びトリエチルアミンを含む主剤と、ポリイソシアネート系化合物をジエチレングリコールジエチルエーテルに溶解した硬化剤とからなる２液型の水性補修用塗料とする。好ましくは、硬化剤のポリイソシアネート系化合物はヘキサメチレンジイソシアネートからなる化合物とする。
【選択図】　　　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家具、建具等の化粧された表面の傷等の補修時に仕上げ用塗料として使用する水性補修用塗料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
家具、建具等の表面は強度、美観等の点で塗料されている事が多いが、傷や汚れが付いてしまうことがある。この様な場合、該当部分を削る等して補修した後、仕上げとして、補修済み部分を被覆し、その表面部分を周囲と物性的及び意匠的に合わせ整える為に補修用塗料を塗装している。
【０００３】
しかし、塗料として有機溶剤系のものは溶剤臭がする為に、入居済みの家屋に於いては、使用が嫌がられていた。特に、近年は、シックハウスや化学物質過敏症の問題もあり、有機溶剤系の塗料は嫌がられる傾向が強くなっている。
【０００４】
一方、塗料一般として、溶剤臭や環境配慮等の点で、水性塗料が望まれており、各種組成の塗料が提案され（例えば、下記の特許文献１、特許文献２参照）、また、市販もされている。
【０００５】
なお、特許文献１には２成分系でウレタン系の水性塗料用組成物が記載されていおり、特許文献２には、樹脂ビーズ（ポリマー微粒子）を用いた水性艶消しコーティング剤が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特公平８−３２８５１号公報
【特許文献２】
特開平１０−２５１５５６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般にカラーペイントとして市販されている水性塗料は、外装用途の着色不透明品である上、塗装性の面でも、表面の仕上り状態に非常に高いレベル（塗装ムラ等を極端に嫌う）を要求される内装ドア等の建具表面の補修用塗料として適用できる性能のものではなかった。
この為、素人でも綺麗に塗れ、しかも溶剤臭も無い補修用のクリア塗料が望まれていた。
【０００８】
すなわち、本発明の課題は、溶剤臭が無く高品位の仕上り状態が得られる補修用の水性塗料を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記課題を解決すべく、本発明の水性補修用塗料では、水性ポリウレタン（Ａ）、含水非晶質二酸化ケイ素（Ｂ）、水、Ｎ−メチルピロリドン、及びトリエチルアミンを含む主剤と、ポリイソシアネート系化合物（Ｃ）及びジエチレングリコールジエチルエーテルを含む硬化剤とからなる２液型の水性補修用塗料とした。
【００１０】
この様な構成とすることにより、殆ど無臭の塗料となり、溶剤臭を嫌う人でも、冬場でも室内で窓を閉めた状態で補修作業ができる。また、揮発する有機溶剤成分も少なくなっているので、溶剤系塗料に比べて安全性も高い。
そして、溶媒、含水非晶質二酸化ケイ素等により、適度な乾燥性とレベリング性が得られる上、艶消しでも白っぽくならずに透明性が高いので、塗装の素人でも艶ムラや筋が発生せず綺麗な塗装面が得られる。従って、例えば、扉の表面等の少しのムラでも目立つ様な建具等にも適用できる。また、硬化型ウレタン塗料となる為に、表面物性も確保される。
【００１１】
なお、本発明の水性補修用塗料は、好ましくは、上記構成に於いて更に、硬化剤のポリイソシアネート系化合物がヘキサメチレンジイソシアネートからなる化合物である構成とする。この様な構成とすることで、経時的に黄変しない塗料となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、更に実施の形態を説明する。
【００１３】
〔水性ポリウレタン〕
水性ポリウレタン（Ａ）としては、代表的には、分子中に親水性基を有するポリウレタンを使用できる。
上記ポリウレタンとしては、例えば、ジイソシアネート（ａ−１）、ポリオール（ａ−２）、及び、分子内に活性水素含有基と親水性基となるアニオン性基又はアニオン形成性基とを有する化合物（ａ−３）を反応させて、ウレタンプレポリマーとし、次いで、このウレタンプレポリマーに対して、アニオン形成性基を有する場合は塩基で中和してアニオン性基を形成させた後、水に溶解又は分散させ、残留イソシアネート基を有する場合は、鎖伸長剤として水又はポリアミン（ａ−４）で鎖伸長反応を行って得たものを使用することができる。
【００１４】
なお、ジイソシアネート（ａ−１）としては、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の芳香脂肪族ジイソシアネート等のジイソシアネートが使用される。
【００１５】
また、ポリオール（ａ−２）としては、例えば、ポリエーテルポリオール（ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等）、ポリエステルポリオール（ポリエチレンアジペートジオール、ポリブチレンアジペートジオール等）、ポリカーボネートジオール（ポリヘキサメチレンカーボネートジオール、ポリブチレンカーボネートジオール等）、アクリルポリオール等の数平均分子量５００〜５０００程度の高分子ポリオール、或いは、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール等の数平均分子量３００以下の低分子ジオール等が使用される。
【００１６】
なお、アクリルポリオールとしては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸−ｎ−プロピル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸−ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸エチルヘキシル等の（メタ）アクリル酸アルキルエステル単量体等の１種又は２種以上と、（メタ）アクリル酸−２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸−２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸−２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル等の分子中に水酸基を有する（メタ）アクリル酸エステル単量体の１種又は２種以上と、更に必要に応じ、スチレン単量体等とを共重合させて得られた共重合体で、水酸基を複数有するものが使用される。なお、（メタ）アクリルとは、アクリル又はメタクリルの意味である。
【００１７】
また、水性ポリウレタン分子中に親水性基を導入する為の化合物である、分子内に活性水素含有基とアニオン性基又はアニオン形成性基とを有する化合物（ａ−３）としては、例えば、ヒドロキシル基とカルボキシル基との組合わせを代表例として挙げれば、乳酸、ジメチロールプロピオン酸等の化合物、及びこれらを揮発性塩基（例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類）、不揮発性塩基（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物）などの中和剤で中和した中和物等が使用される。なお、これら中和剤の中で特に好ましいものはアミン類等の揮発性塩基であり、アミン類の中でも特に好ましいものは、低揮発性等の点でトリエチルアミンである。なお、アミン類としてはトリメチルアミンもあるが、トリエチルアミンに比較して揮発性が高く、臭気（独特の悪臭）の問題もある。
【００１８】
また、鎖伸長剤とする上記ポリアミン（ａ−４）としては、例えば、ブチルアミン、モノエタノールアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ヒドラジン、トリエチレンテトラミン等が使用される。
【００１９】
なお、水性ポリウレタンの配合量は、主剤全量に対して３０〜４０質量％程度が好ましい。配合量が少なすぎると粘度が低すぎて塗料が流れ易く、配合量が多すぎると粘度が高すぎてレベリングが悪くなる。
【００２０】
〔含水非晶質二酸化ケイ素〕
含水非晶質二酸化ケイ素（Ｂ）は、水性補修用塗料で補修された部分の塗装面の艶が周囲の部分と違和感が無い様に艶調整する為に、艶消し剤として配合するものである。また、含水非晶質二酸化ケイ素によって、塗料の流動性を調整でき、適度なレベリング性も得られる。なお、艶消し剤としては、ポリマー微粒子の樹脂ビーズ等も知られており、樹脂ビーズは透明性も高いので、塗料を樹脂ビーズで艶消しとしても補修部分が白っぽくならない点で好都合である。しかしながら、含水非晶質二酸化ケイ素の方が、樹脂ビーズに比べて、補修部分とその周りの部分との艶の馴染み（補修部分の艶が周囲と異なって見え難く、艶が周囲と一体となって見え易い事）が良い点で、より好ましい。
【００２１】
なお、含水非晶質二酸化ケイ素は、一次粒子径が１０〜５０ｎｍ程度で、それが一次或いは二次の凝集体となったものが使用される。また、含水非晶質二酸化ケイ素の配合量は、主剤全量に対して、１〜１０質量％程度である。
なお、艶調整が不要で高艶が良い場合は無添加でも良いが、塗布時の流動性を適度に調整して、適度なレベリング性を得る為には、１質量％以上は配合するのが好ましい。また、配合量が１０質量％超過となると、流動性が低下してレベリング性が悪くなり過ぎる他、艶消し度合いも大きくなり、周囲との艶の馴染みも低下する。
【００２２】
〔水、Ｎ−メチルピロリドン〕
水、及び、Ｎ−メチルピロリドンは、主剤の溶剤分として配合されるものであり、Ｎ−メチルピロリドンは有機溶剤ではあるが、これを配合することによって、Ｎ−メチルピロリドンが造膜助剤として作用して造膜適性が向上する他、（水性ポリウレタンの）水分散安定性、塗料の粘度調整効果（分散剤的効果）も得られる。なお、Ｎ−メチルピロリドンは、水性ポリウレタン合成時の反応溶媒として使用することもでき、反応溶媒としてＮ−メチルピロリドン以外の有機溶剤を使用した場合には、該有機溶剤を脱溶媒後に、Ｎ−メチルピロリドンを添加すると良い。
水、及び、Ｎ−メチルピロリドンの配合量は、主剤全量に対して、水は４０〜６０質量％程度、Ｎ−メチルピロリドンは、５〜１０質量％程度が好ましい。
なお、主剤中の各成分の配合量は、それらの総計が１００質量％となる。
【００２３】
なお、主剤塗料中には、必要に応じ適宜、粘度調整の為の増粘剤として、ポリビニルアルコール、セルロース系誘導体等の水溶性樹脂を添加しても良い。
【００２４】
〔硬化剤〕
硬化剤に用いるポリイソシアネート系化合物（Ｃ）としては、低刺激性（高沸点乃至は不揮発性）の点で、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の芳香脂肪族ジイソシアネート等のジイソシアネート等の反応生成物であって、イソシアネート基を２以上有する化合物を用いるのが好ましい。例えば、該ポリイソシアネート系化合物としては、上記した各種ジイソシアネートの２量体、３量体等の多量体や、上記各種ジイソシアネートをトリメチロールプロパン等のポリオールと反応させた付加体等である。また、ポリイソシアネート系化合物が有するイソシアネート基は、ブロック剤でブロックしても良い。ブロック剤としては、ε−カプロラクタム等のラクタム類、メチルエチルケトオキシム等のオキシム類等が使用される。
【００２５】
なお、ポリイソシアネート系化合物を構成するジイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネートが、経時的に黄変しない点で好ましい。
【００２６】
ポリイソシアネート系化合物は、ブロックした上で水性エマルションとしたものを硬化剤として用いても良いが、イソシアネート基に対して非反応性で且つ水との溶解性のある有機溶剤に溶解した組成物を硬化剤として用いることができる。
この様な有機溶剤としては、グリコールエーテル類が挙げられるが、水との優れた溶解性、更に適度な揮発性（沸点：１８９℃）で乾燥性、レベリング性の点でも特に好ましい溶剤としては、ジエチレングリコールジエチルエーテルが挙げられる。
【００２７】
なお、硬化剤中の溶剤の配合割合は、ポリイソシアネート系化合物と溶剤との全量に対して、溶剤分を１０〜３０質量％程度とするのが、乾燥性、レベリング性、主剤との混合作業性等の点で好ましい。
なお、硬化剤（組成物）中には、ポリイソシアネート化合物を合成時のジイソシアネートが、通常、微量（１質量％未満）残存している。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって、更に具体的に説明する。なお、文中、「部」とあるのは、全て「質量部」である。
【００２９】
〔実施例〕
数平均分子量３０００のアクリルポリオールと、ヘキサメチレンジイソシアネート、及びジメチロールプロピオン酸（全モノマー混合物に対して１．５質量％）を反応させ、更にトリメチルアミンを添加し中和して得たポリウレタン３６．５部（トリエチルアミン１．５部含有）を、水５０部中に分散させ、更に、含水非晶質二酸化ケイ素５．０部、Ｎ−メチルピロリドン８．５部を加えて、主剤を調整した。
【００３０】
一方、硬化剤としては、ポリイソシアネート系化合物としてヘキサメチレンジイソシアネートの多量体８０部を、ジエチレングリコールジエチルエーテル２０部に溶解して硬化剤を調整した。
【００３１】
そして、主剤１００部に対して硬化剤３０部を配合して、十分に攪拌した後、更に水１３０部を加えて、水性補修用塗料を調整した。この調整した水性補修用塗料を、室温下で、建具に２０ｇ／ｍ^２（ｗｅｔ）の塗布量で塗布したところ、適度な乾燥性とレベリング性が得られ、室温状態で２０分で乾燥し、塗布部分の液垂れ、及び筋ムラも起こさずに美しい塗装面が得られた。しかも、補修部分は透明で周囲との艶ムラも無かった。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の水性補修用塗料によれば、殆ど無臭で、溶剤臭を嫌う人でも、冬場でも室内で窓を閉めた状態で補修作業ができる。
また、揮発する有機溶剤成分も少なく、溶剤系塗料に比べて安全性も高い。
また、適度な乾燥性とレベリング性が得られる上、艶消しでも白っぽくならずに透明性が高いので、塗装の素人でも艶ムラや筋が発生せず綺麗な塗装面が得られる。従って、例えば、扉の表面等の少しのムラでも目立つ様な建具等にも適用できる。
また、硬化型ウレタン塗料となる為に、表面物性も確保される。

Claims

水性ポリウレタン、含水非晶質二酸化ケイ素、水、Ｎ−メチルピロリドン、及びトリエチルアミンを含む主剤と、ポリイソシアネート系化合物、及びジエチレングリコールジエチルエーテルを含む硬化剤とからなる２液型の水性補修用塗料。
硬化剤のポリイソシアネート系化合物がヘキサメチレンジイソシアネートからなる、請求項１記載の水性補修用塗料。