JP2006022149A

JP2006022149A - 塗料用溶剤

Info

Publication number: JP2006022149A
Application number: JP2004199330A
Authority: JP
Inventors: Kenshu Araki; 賢舟荒木; Mitsunori Sawai; 光範澤井
Original assignee: DAISHIN KAGAKU KK
Current assignee: DAISHIN KAGAKU KK
Priority date: 2004-07-06
Filing date: 2004-07-06
Publication date: 2006-01-26

Abstract

【課題】芳香族炭化水素を殆ど含有しなくとも、塗料溶解性・乾燥性を維持し、かつ従来の塗料用シンナーよりも法規制が少なく、人体と環境にも悪影響の少ない塗料用溶剤を提供する。
【解決手段】１種または２種以上の脂肪族炭化水素類と、エステル変性グリコールエーテル誘導体とを有する塗料用溶剤であって、好ましくは脂肪族炭化水素が、ノルマルパラフィン、イソパラフィンおよびナフテンから選択される１種または２種以上であり、エステル変性グリコールエーテル誘導体が、グリコールエーテル部がプロピレングリコールモノアルキルエーテルであり、エステル部が酢酸またはプロピオン酸である構成の塗料用溶剤とした。
【選択図】なし

Description

本発明は、芳香族炭化水素類を殆ど含有しなくとも、芳香族炭化水素系溶剤と同等な性能を有する塗料用希釈溶剤および、洗浄用溶剤等の塗料用溶剤に関する。

塗料用溶剤として多く用いられているシンナーは、一般にペンキと呼ばれる油性塗料の希釈・洗浄等の用途に用いられるが、他にも塗料用シンナーで希釈可能な、一液タイプ・二液タイプウレタン塗料、エポキシ塗料などの希釈・洗浄などにも多く用いられている。

塗料用シンナーとしては、一般にミネラルターペンの様な芳香族炭化水素類を多く含む石油系炭化水素混合物が多く使用されている。これらの成分であるトルエン、キシレンに代表される芳香族炭化水素類は、溶解力が強く、適度な乾燥性を持ち、塗料用シンナーに適している。

しかし、これらの芳香族炭化水素類は、近年、シックハウスなどに見られる有毒性が注目され、特定化学物質の環境への排出量の把握及び管理の改善の促進に関する法律（以下化管法という）、溶剤中毒予防規則（以下有機則という）や、各地方条例等により、使用量・排出量が管理され、環境流出の低減が推進されている。このため、これら芳香族炭化水素類を用いた塗料用溶剤も、これらの法規制の対象となり、使用が著しく制限されることとなった。

また、特開２００３−１９２９８９号公報に開示されているような脂肪族の有機酸エステルでも、種類によっては有機則によって規制される場合がある。

人体や環境への影響を極力少なくし、上記法規制に抵触するのを避けるためには、シンナーの使用量自体を削減する事が最善の方法であるが、実作業上、困難な場合が多いのが事実である。このため、芳香族炭化水素類を用いずに塗料溶解性を保ち、適度な乾燥性を有する塗料用シンナーで、且つ、法的規制からより離れた、人体や環境に配慮した塗料用溶剤が強く望まれている。
特開２００３−１９２９８９号公報

本発明の目的は、芳香族炭化水素を殆ど含有しなくとも、塗料溶解性・乾燥性を維持し、かつ従来の塗料用シンナーよりも法規制が少なく、人体と環境にも悪影響の少ない塗料用溶剤を提供することである。

すなわち、上記目的は以下の本発明の構成により達成される。
（１）１種または２種以上の脂肪族炭化水素類と、エステル変性グリコールエーテル誘導体とを有する塗料用溶剤。
（２）前記脂肪族炭化水素は、ノルマルパラフィン、イソパラフィンおよびナフテンから選択される１種または２種以上である上記（１）の塗料用溶剤。
（３）前記エステル変性グリコールエーテル誘導体は、グリコールエーテル部がプロピレングリコールモノアルキルエーテルである上記（１）または（２）の塗料用溶剤。
（４）前記エステル変性グリコールエーテル誘導体は、エステル部が酢酸またはプロピオン酸である上記（１）〜（４）のいずれかの塗料用溶剤。
（５）芳香族炭化水素系溶剤の含有量が０．１質量％以下である上記（１）〜（５）のいずれかの塗料用溶剤。

本発明によれば、芳香族炭化水素を殆ど含有しなくとも、塗料の溶解性・洗浄性・乾燥性が、従来の塗料用シンナーと同等であり、かつ従来の塗料用シンナーよりも法規制が少なく、より環境に配慮した塗料用溶剤提供することが可能になった。

本発明の塗料用溶剤は、１種または２種以上の脂肪族炭化水素類と、エステル変性グリコールエーテル誘導体とを有するものである。すなわち、好ましくはその組成中に芳香族炭化水素を殆ど含有せず、脂肪族炭化水素混合物、好ましくは天然ガス由来の低有害性の脂肪族炭化水素混合物と、エステル変性グリコールエーテルとを有するものである。

このように、脂肪族炭化水素混合物と、エステル変性グリコールエーテルとを有する組成とすることで、塗料溶解性・乾燥性を維持し、かつ、従来の塗料用シンナーよりも法規制の制約が少なく、人体・環境配慮型の塗料用溶剤を提供することができる。

脂肪族炭化水素としては、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカンなどのノルマルパラフィン類（直鎖パラフィン類）、３−メチルデカン、２−メチルウンデカン、２、１０−ジメチルウンデカンなどのイソパラフィン類、１−オクテン、１−ノネン、１−デセンなどのオレフィン類、メチルシクロヘキサン、ペンチルシクロヘキサン、ヘプチルシクロヘキサン、１、３、５−トリメチルシクロヘキサン、１、１、３−トリメチルシクロヘキサン、１−エチル−４−メチルシクロヘキサンなどのナフテン類等がが挙げられる。本発明では特に、ノルマルパラフィン、イソパラフィンおよびナフテンに分類されるＣ₈ 〜Ｃ₁₃の脂肪族炭化水素から選択される１種、又は２種以上が溶剤の乾燥性等の点で好ましい。これらの脂肪族炭化水素は単独で用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。さらには、これらの脂肪族炭化水素の一種類以上を主成分として含む炭化水素混合物として用いてもよい。

さらに、本発明における脂肪族炭化水素は、芳香族炭化水素を殆ど含まないため天然ガス由来のものが好ましい。天然ガス由来の脂肪族炭化水素、あるいはその２種以上の混合物は、芳香族炭化水素を殆ど含まないために、塗料に対する溶解力が小さいが、これに塗料への溶解力を有するエステル変性グリコールエーテル誘導体を配合することにより、従来使用されている塗料用シンナーとほぼ同等の性能をもつ溶剤を得ることができる。

エステル変性グリコールエーテル誘導体のグリコールエーテル部は、例えばエチレングリコールモノｉｓｏ−ブチルエーテル（沸点１６０℃）、エチレングリコールモノプロピルエーテル（沸点１４９．５℃）、エチレングリコールモノｉｓｏ−プロピルエーテル（沸点１４１℃）、ジエチレングリコールモノメチルエーテル（沸点１９４℃）、ジエチレングリコールジメチルエーテル（沸点１６２℃）、ジエチレングリコールモノエチルエーテル（沸点２０２℃）、ジエチレングリコールジエチルエーテル（沸点１８９℃）、ジエチレングリコールｎ−ブチルエーテル（沸点２３１℃）等が挙げられる。

また、プロピレングリコールエーテルおよびエーテル・エステル系としては、プロピレングリコールメチルエーテル（沸点１２０℃）、プロピレングリコールモノエチルエーテル（沸点１３２℃）、ジプロピレングリコールメチルエーテル（沸点１９０℃）、プロピレングリコールｎ−プロピルエーテル（沸点１５０℃）、ジプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル（沸点２１２℃）、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル（沸点１７０℃）、プロピレングリコール−ｉｓｏ−ブチルエーテル（沸点１５７℃）、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル（沸点２２９℃）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル（沸点１７５℃）等が挙げられる。

これらのグリコールエーテルのなかでも、エチレングリコールエーテルは、一般的な低分子のものは有害性が高いとされ、また、高分子のものはコストも高く、揮発性も低い等の理由からプロピレングリコールエーテルおよびエーテル・エステル系が好ましい。また、グリコールエーテル部の分子量が大きくなると溶剤自体の乾燥性が遅くなり、現行の塗料用シンナーの代替として不適なため、特にプロピレングリコールモノアルキルエーテルが好ましく、さらにはアルキル基の炭素数が１〜３のものが好ましい。

また、本発明におけるエステル変性グリコールエーテル誘導体のエステル部の対応有機酸としては、下記に示すものを挙げることができる（かっこ内は炭素数を表す）。

酢酸（Ｃ２）、プロピオン酸（Ｃ３）、酪酸（Ｃ４）、吉草酸（Ｃ５）、カプロン酸（Ｃ６）、カプリル酸（Ｃ８）、さらには、一般式Ｒ₁ （Ｒ₂ ）（Ｒ₃ ）ＣＣＯＯＨ（Ｒ₁ 、Ｒ₂ 、Ｒ₃ はアルキル基を表す。）で示される分岐飽和脂肪族カルボン酸等の飽和カルボン酸、アクリル酸（Ｃ３）、クロトン酸（Ｃ４）、イソクロトン酸（Ｃ４）等の不飽和カルボン酸、マロン酸（Ｃ３）、コハク酸（Ｃ４）、マレイン酸（Ｃ４）、フマル酸（Ｃ４）等の飽和・不飽和ジカルボン酸、乳酸（Ｃ３）、リンゴ酸（Ｃ４）、酒石酸（Ｃ４）、グルタル酸（Ｃ５）、アジピン酸（Ｃ６）等のヒドロキシカルボン酸等である。これらのなかでも特に、炭素数が５，さらには４以下のものが好ましく、さらには飽和カルボン酸が好ましい。より具体的には、酢酸またはプロピオン酸である。

本発明において、塗料の溶解性のみを追及すれば脂肪族炭化水素混合物はより少なくし、その分エステル変性グリコールエーテル誘導体の含有量を多くすればよいが、それでは従来の塗料用シンナーと比較し、高コストとなる。さらに、溶解力が強過ぎる事で、重ね塗りなどの際、先に塗布した塗面の再溶解の原因にもなり得てしまう。また、塗装作業において希釈溶剤の乾燥性も大切な条件であるため、これが従来の塗料用シンナーと比べて極端に異なっていても製品自体の存在価値が低いものとなる。

従って、エステル変性グリコールエーテル誘導体の含有量は、脂肪族炭化水素またはそれらの混合物と、エステル変性グリコールエーテル誘導体それぞれの溶解力・乾燥性により若干異なるが、全組成に対して２０〜５０質量％、特に２５〜４５質量％とすることで、従来の塗料用シンナーの品質と同等の効果を得ることができる。

また、シンナーは一般に、低温になると溶解力が落ちるが、本発明の溶剤は、この場合にも従来のシンナーと同等の性能を維持することができる。さらに、塗装後の器具の洗浄などにシンナーを使用する場合、希釈の場合と異なり必然的にシンナー量は塗料より過剰となるが、この場合でも従来の塗料用シンナーと同等の洗浄力等の品質を備えている。

本発明の溶剤は、上記のように芳香族炭化水素含有量が極力少ないことが好ましく、その具体的な数値としては、芳香族炭化水素の含有量が０．１質量％以下、さらには検出限界以下であることが望ましい。

一方、用途によっては有機則や化管法の規制を受けないとされている芳香族炭化水素と混合して用いてもよく、その場合でも芳香族炭化水素の使用量を削減できるというメリットがある。

本発明の塗料用溶剤は、溶剤中毒予防規則（有機則）、特定化学物質の環境への排出量の把握及び管理の改善の促進に関する法律（化管法）の規制を受けない種類の溶剤組成物とすることができ、これらの法規制を受けないというメリットも有する。

以下、本発明についての実施例、比較例を示し、本発明をより具体的に説明する。

〔実施例１〕
下記表１に示す組成の天然ガス由来の脂肪族炭化水素混合物６５質量％と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート３５質量％を混合し、塗料用シンナーを得た。

〔実施例２〕
下記表１に示す組成の組成の天然ガス由来の脂肪族炭化水素混合物８０質量％と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２０質量％を混合し、塗料用シンナーを得た。

〔実施例３〕
下記表１に示す組成の組成の天然ガス由来の脂肪族炭化水素混合物５０質量％と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート５０質量％を混合し、塗料用シンナーを得た。

〔実施例４〕
下記表１に示す組成の組成の天然ガス由来の脂肪族炭化水素混合物２０質量％と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート８０質量％を混合し、塗料用シンナーを得た。

〔実施例５〕
プロピレングリコールモノアルキルエーテルのアルキル基の炭素数が異なるものでの効果を検証するため、下記表２に示す組成の天然ガス由来の脂肪族炭化水素混合物６５質量％と、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート３５質量％を混合し、塗料用シンナーを得た。

〔実施例６〕
エステル変性グリコールエーテル誘導体のグリコール部が異なるものでの効果を検証するため、下記表３に示す組成の天然ガス由来の脂肪族炭化水素混合物６５質量％と、ブチレングリコールモノメチルエーテルアセテート３５質量％を混合し、塗料用シンナーを得た。

〔実施例７〕
エステル変性グリコールエーテル誘導体のエステル部が異なるものでの効果を検証するため、下記表４に示す組成の天然ガス由来の脂肪族炭化水素混合物６５質量％と、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート３５質量％を混合し、塗料用シンナーを得た。

〔比較例１〕
下記に示す成分のミネラルターペンタイプの塗料用シンナーを用いた。
成分：ミネラルターペン１００％
（脂肪族炭化水素：約７２％、芳香族炭化水素：約２８％）

上記実施例１〜７、および比較例１の各サンプルを用い、以下に示す各試験を行ってそれぞれのサンプルを評価した。

（１）塗料溶解性確認試験
油性塗料、塗料用シンナー希釈型一液ウレタン塗料、塗料用シンナー希釈型ニ液ウレタン塗料、塗料用シンナー希釈型ニ液エポキシ塗料について、常温（約２５℃）と冷却状態（４℃）の状態で、塗料：溶剤（シンナー）＝５：１に希釈し、その状態を目視にて観察して希釈性能を評価した。
（２）塗料洗浄性確認試験
油性塗料、塗料用シンナー希釈型一液ウレタン塗料、塗料用シンナー希釈型ニ液ウレタン塗料、塗料用シンナー希釈型ニ液エポキシ塗料について、塗料：溶剤（シンナー）＝１：１０の割合で混合し、その状態を目視にて観察して評価した。
（３）乾燥性試験
電子天秤上に適度な大きさの濾紙を置き、その上に実施例１と比較例１の溶剤を１０μＬ滴下し、質量を測した。そのまま自然放置し、一定時間（例えば３０秒）毎に質量を測定し、質量が０になった時点を乾燥の終了とした。
各試験の結果をそれぞれ表５、６および図１に示す。なお、図１における経過指数は経過時間の目安として用いた値であり、実時間を表すものではない。

本発明の溶剤は、４℃の低温条件においても、従来の塗料用シンナーと同等の性能を維持することができた。さらに、塗装後の器具の洗浄などで溶剤量が塗料より過剰となった場合でも、比較例のシンナーと同等の洗浄力等の品質を備えていた。

本発明の塗料用溶剤は、一般にペンキと呼ばれる油性塗料の希釈・洗浄等の用途に用いられるが、他にも塗料用シンナーで希釈可能な一液タイプ・二液タイプウレタン塗料、エポキシ塗料などの希釈・洗浄などにも広く用いることが可能である。特に、従来より用いられてきた、ミネラルターペンなどの芳香族炭化水素を含有する有機溶剤により希釈可能な塗料に有用である。

実施例の発明溶剤サンプルと、比較サンプルとの乾燥性試験結果を示すグラフである。

Claims

１種または２種以上の脂肪族炭化水素類と、エステル変性グリコールエーテル誘導体とを有する塗料用溶剤。
前記脂肪族炭化水素は、ノルマルパラフィン、イソパラフィンおよびナフテンから選択される１種または２種以上である請求項１の塗料用溶剤。
前記エステル変性グリコールエーテル誘導体は、グリコールエーテル部がプロピレングリコールモノアルキルエーテルである請求項１または２の塗料用溶剤。
前記エステル変性グリコールエーテル誘導体は、エステル部が酢酸またはプロピオン酸である請求項１〜４のいずれかの塗料用溶剤。
芳香族炭化水素系溶剤の含有量が０．１質量％以下である請求項１〜５のいずれかの塗料用溶剤。