JP2016106172A - 水性分散液 - Google Patents
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Abstract
【課題】光沢性、耐久性を保持させた上で、かつ、強アルカリ性の剥離液でなく、中性〜弱アルカリ性の剥離液を用いても剥離性の良好な床用光沢剤用の水性分散液を得ることを目的とする。【解決手段】(A)芳香族ビニル化合物系単量体由来の構成単位、及び(B)(メタ)アクリル酸単量体由来の構成単位を少なくとも含む乳化共重合体からなる水性分散液であり、上記乳化共重合体中の(A)成分の含有割合が55重量%以上80重量%以下であり、上記(B)成分の少なくとも一部が中和されてナトリウム塩又はカリウム塩となっており、(1)ガラス転移温度(Tg)が50℃以上120℃未満、(2)酸価が80mgKOH/g以上200mgKOH/g以下、(3)中和率が10%以上50%以下、(4)平均粒子径が50nm以上120nm以下の特徴を有する水性分散液を用いる。【選択図】なし
Description
この発明は、芳香族ビニル化合物系単量体由来の構成単位、及び(メタ)アクリル酸単量体由来の構成単位を少なくとも含む乳化重合体からなる水性分散液、及びこれを用いた床用光沢剤に関する。
床用光沢剤は、光沢効果を発揮するワックス成分と、床に皮膜を形成する樹脂成分とからなる。この樹脂成分は、光沢効果を阻害しない以外に、床に皮膜を形成させる点から、フィルム形成性、密着性、耐水性、耐洗剤性等に優れた性質が要求される。
このような樹脂成分として、ガラス転移温度が10〜100℃の共重合体エマルジョンポリマーと、ガラス転移温度が0〜50℃で、かつ、上記共重合体エマルジョンポリマーのガラス転移温度より低い、特定の構成単位が少ない別の共重合体エマルジョンポリマーからなるエマルジョンポリマー組成物が知られている(特許文献1)。
ところで、床用光沢剤は、リフォーム等の目的で、剥離させる場合がある。この場合、剥離液として、強アルカリ性の剥離液が用いられるのが一般的である。
しかし、このような強アルカリ性の剥離液は、使用時の安全性の問題や、廃液問題が懸念される。
そこで、この発明は、光沢性、耐久性を保持させた上で、かつ、強アルカリ性でなく、中性〜弱アルカリ性としても、剥離性の良好な床用光沢剤用の水性分散液を得ることを目的とする。
この発明は、(A)芳香族ビニル化合物系単量体由来の構成単位、及び(B)(メタ)アクリル酸単量体由来の構成単位を少なくとも含む乳化共重合体からなる水性分散液であり、上記乳化共重合体中の(A)成分の含有割合が55重量%以上80重量%以下であり、上記(B)成分の少なくとも一部が中和されてナトリウム塩又はカリウム塩となっており、下記の(1)〜(4)の特徴を有する水性分散液を用いることにより、上記課題を解決したものである。
(1)ガラス転移温度(Tg)が、50℃以上120℃未満
(2)酸価が、80mgKOH/g以上200mgKOH/g以下
(3)中和率が、10%以上50%以下
(4)平均粒子径が、50nm以上120nm以下
(1)ガラス転移温度(Tg)が、50℃以上120℃未満
(2)酸価が、80mgKOH/g以上200mgKOH/g以下
(3)中和率が、10%以上50%以下
(4)平均粒子径が、50nm以上120nm以下
この発明にかかる水性分散液は、特定の範囲のガラス転移温度、酸価、中和率及び平均粒子径を有する、芳香族ビニル化合物系単量体由来の構成単位、及び(メタ)アクリル酸単量体由来の構成単位を含むので、得られる床用光沢剤の皮膜を、中性〜弱アルカリ性の剥離剤を用いて剥離させることができる。
以下、この発明について詳細に説明する。
この発明にかかる水性分散液は、芳香族ビニル化合物系単量体由来の構成単位((A)成分)、及び(メタ)アクリル酸単量体由来の構成単位((B)成分)を少なくとも含む乳化共重合体からなる水性分散液である。
なお、本願明細書において、「(メタ)アクリル」との表現は、「アクリル又はメタクリル」を意味するものである。
この発明にかかる水性分散液は、芳香族ビニル化合物系単量体由来の構成単位((A)成分)、及び(メタ)アクリル酸単量体由来の構成単位((B)成分)を少なくとも含む乳化共重合体からなる水性分散液である。
なお、本願明細書において、「(メタ)アクリル」との表現は、「アクリル又はメタクリル」を意味するものである。
[(A)成分]
上記(A)成分の由来となる芳香族ビニル化合物系単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン等があげられる。
上記(A)成分の由来となる芳香族ビニル化合物系単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン等があげられる。
[(B)成分]
また、上記(B)成分の由来となる(メタ)アクリル酸単量体は、アクリル酸やメタクリル酸をいう。この(B)成分は、後述する中和により、少なくとも一部がナトリウム塩又はカリウム塩となっている。
また、上記(B)成分の由来となる(メタ)アクリル酸単量体は、アクリル酸やメタクリル酸をいう。この(B)成分は、後述する中和により、少なくとも一部がナトリウム塩又はカリウム塩となっている。
[(C)成分]
上記乳化共重合体の構成単位としては、上記の(A)成分及び(B)成分以外に、必要に応じて、(メタ)アクリル酸エステル系単量体由来の構成単位((C)成分)を含有させてもよい。この(C)成分の由来となる(メタ)アクリル酸エステル系単量体の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸s−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸s−ペンチル、(メタ)アクリル酸1−エチルプロピル、(メタ)アクリル酸2−メチルブチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸t−ペンチル、(メタ)アクリル酸3−メチルブチル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−メチルペンチル、(メタ)アクリル酸4−メチルペンチル、(メタ)アクリル酸2−エチルブチル、(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸2−ヘプチル、(メタ)アクリル酸3−ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸3,3,5−トリメチルヘキシル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸セチル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸エイコシル、(メタ)アクリル酸ドコシル、(メタ)アクリル酸テトラコシル、(メタ)アクリル酸メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ノルボルニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸フェネチル等があげられる。これらの中でも、アルキル基の炭素原子数が1〜24の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、とりわけアルキル基の炭素原子数が1〜8の(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましい。
上記乳化共重合体の構成単位としては、上記の(A)成分及び(B)成分以外に、必要に応じて、(メタ)アクリル酸エステル系単量体由来の構成単位((C)成分)を含有させてもよい。この(C)成分の由来となる(メタ)アクリル酸エステル系単量体の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸s−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸s−ペンチル、(メタ)アクリル酸1−エチルプロピル、(メタ)アクリル酸2−メチルブチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸t−ペンチル、(メタ)アクリル酸3−メチルブチル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−メチルペンチル、(メタ)アクリル酸4−メチルペンチル、(メタ)アクリル酸2−エチルブチル、(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸2−ヘプチル、(メタ)アクリル酸3−ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸3,3,5−トリメチルヘキシル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸セチル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸エイコシル、(メタ)アクリル酸ドコシル、(メタ)アクリル酸テトラコシル、(メタ)アクリル酸メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ノルボルニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸フェネチル等があげられる。これらの中でも、アルキル基の炭素原子数が1〜24の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、とりわけアルキル基の炭素原子数が1〜8の(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましい。
[(A)、(B)、(C)の含有割合]
上記乳化共重合体における上記(A)成分の含有割合は、55重量%以上が必要で、60重量%以上が好ましい。55重量%より少ないと、皮膜の光沢が低下する場合がある。一方、含有割合の上限は、80重量%であり、75重量%が好ましく、70重量%がより好ましい。80重量%より高いと、重合反応中に重合容器の内壁や撹拌翼に付着物が生成する場合がある。
上記乳化共重合体における上記(A)成分の含有割合は、55重量%以上が必要で、60重量%以上が好ましい。55重量%より少ないと、皮膜の光沢が低下する場合がある。一方、含有割合の上限は、80重量%であり、75重量%が好ましく、70重量%がより好ましい。80重量%より高いと、重合反応中に重合容器の内壁や撹拌翼に付着物が生成する場合がある。
上記乳化共重合体における上記(B)成分の含有割合は、未中和品換算で、15重量%以上が好ましく、20重量%以上がより好ましい。15重量%より少ないと、皮膜除去時の剥離性が悪化する場合がある。一方、含有割合の上限は、25重量%がよく、20重量%が好ましい。25重量%より高いと、皮膜の耐水性が低下する場合がある。
上記(B)成分由来の単量体としては、アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも一方が用いられるが、これらの両方を併用してもよい。この場合、その使用比(未中和品換算)は、アクリル酸/メタクリル酸(重量比)で、8/92以上がよく、15/85以上がより好ましく、30/70以上がさらに好ましい。8/92より少ないと、添加物を配合したときの混合安定性が悪化する場合がある。一方、使用比の上限は、45/55がよく、40/60がより好ましい。45/55より大きいと、得られる水性分散液の粘度が高くなり、また皮膜の耐水性も悪化する場合がある。
上記乳化共重合体における上記(C)成分の含有割合は、単量体合計量((A)+(B)+(C))に対して、0.1重量%以上が好ましく、3重量%以上がより好ましい。0.1重量%より少ないと、皮膜の柔軟性が低下し、ヒビが入ったり、割れたりし易くなる場合がある。一方、含有割合の上限は、20重量%がよく、15重量%が好ましい。20重量%より高いと、床面への密着性が低下する場合がある。
[乳化重合]
この発明にかかる乳化重合体からなる水性分散液は、上記乳化共重合体を構成する各成分の由来となる各単量体を水性媒体中で乳化重合することにより得られる。この乳化重合は、上記各単量体を、所定の乳化剤を用いて、常法によって重合する方法、例えば、あらかじめ適量の水や上記乳化剤を仕込んだ反応容器内に、上記各単量体及び重合開始剤、連鎖移動剤等を一括、分割又は連続して仕込み、撹拌しながら乳化状態下、所定の反応条件で重合させることにより、製造することができる。
この発明にかかる乳化重合体からなる水性分散液は、上記乳化共重合体を構成する各成分の由来となる各単量体を水性媒体中で乳化重合することにより得られる。この乳化重合は、上記各単量体を、所定の乳化剤を用いて、常法によって重合する方法、例えば、あらかじめ適量の水や上記乳化剤を仕込んだ反応容器内に、上記各単量体及び重合開始剤、連鎖移動剤等を一括、分割又は連続して仕込み、撹拌しながら乳化状態下、所定の反応条件で重合させることにより、製造することができる。
上記乳化重合時における各単量体の混合物の濃度を、15〜60重量%、好ましくは30〜50重量%とすると、得られる水性分散液の粘度が低くなり、取扱い性の面から好ましい。
上記重合開始剤としては、一般に用いられるラジカル重合開始剤を用いることができ、その代表例としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩、2,2−アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシアノ吉草酸、2,2−アゾビス(2,4−ジメチル)バレロニトリル等のアゾ化合物、t−ブチルヒドロキシルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド等の過酸化物等、又はこれらのラジカル発生剤とアルコルビン酸、亜硫酸水素ナトリウム、重亜硫酸水素カリウム、及びロンガリット(ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート)等と組み合わせたレドックス開始剤等があげられる。これらは単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。これらの中でも、過硫酸塩を用いると、反応の制御性が良くなるので好ましい。過硫酸塩として過硫酸アンモニウムを用いると、後述する水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムの中和剤と併用した場合、この発明にかかる乳化重合体からなる水性分散液を用いて得られる皮膜の光沢性や耐水性と剥離性が両立するので、より好ましい。また、過硫酸ナトリウムや過硫酸カリウムを用いると、剥離性が改良される。
この重合開始剤の使用量は、上記単量体混合物100重量部に対して0.01〜3重量部が好ましい。また、上記乳化共重合反応の反応温度は、20〜95℃が好ましく、反応時間は、2〜8時間が好ましい。
上記乳化剤としては、各種公知の乳化剤を使用することができる。この乳化剤としては、アニオン系乳化剤、カチオン系乳化剤、ノニオン系乳化剤、両イオン系乳化剤があげられる。上記アニオン系乳化剤としては、オレイン酸カリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルカンスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル燐酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル燐酸エステル等があげられる。
また、カチオン系乳化剤としては、ステアリルアミン塩酸塩、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチルオクタドデシルアンモニウムクロライド等があげられる。
さらに、ノニオン系乳化剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンオキシプロピレンブロックポリマー、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等があげられる。
さらにまた、両イオン系乳化剤としては、ラウリルベタイン、ラウリルジメチルアミンオキサイド等があげられる。
さらに、ノニオン系乳化剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンオキシプロピレンブロックポリマー、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等があげられる。
さらにまた、両イオン系乳化剤としては、ラウリルベタイン、ラウリルジメチルアミンオキサイド等があげられる。
上記乳化剤の使用量は、上記単量体混合物100重量部に対し、1重量部以上がよく、2重量部以上が好ましい。1重量部より少ないと、乳化重合中や生成した水性分散液の安定性が不足する場合がある。一方、使用量の上限は、5重量部がよく、3.5重量部が好ましい。5重量部より多いと、生成する皮膜の耐水性が悪化する場合がある。
また、上記乳化剤として、分子中に重合性の炭素−炭素二重結合を有する乳化剤(以下、「反応性乳化剤」という。)を用いることもできる。この反応性乳化剤は通常の乳化剤のようにエマルジョン粒子に物理的に吸着するだけではなく、重合時に共重合されて重合体鎖に組み込まれ易くなるため、反応性乳化剤を用いて得られるエマルジョンは乳化剤の存在による耐水性の低下等の弊害が少なく、皮膜中に均一に存在するため、耐水性、基材密着性も良好になる。
上記反応性乳化剤としては、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルを基本構造として疎水基にラジカル重合性のプロペニル基を導入したノニオン性の反応性乳化剤、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルの硫酸エステル塩を基本構造として疎水基にラジカル重合性のプロペニル基を導入したアニオン系の反応性乳化剤等をあげることができる。
具体例としては、(株)ADEKA製:商品名 アデカリアソープSR−10、SR−1025、SE−10N,ER−20,ER−30、花王(株)製:商品名 ラテムルS−180、三洋化成工業(株)製:商品名 エレミノールJS−20、第一工業製薬(株)製:商品名アクアロンHS−10、日本乳化剤(株)製:商品名 アントックスMS−60等があげられる。
上記反応性乳化剤を使用する場合、その使用量は、上記単量体混合物100重量部に対し、0.1重量部以上がよく、0.5重量部以上が好ましい。0.1重量部より少ないと、反応性乳化剤を用いたことによる効果が十分得られない場合がある。一方、使用量の上限は、5重量部がよく、4.5重量部が好ましい。5重量部より多いと、粘度が高くなり、ろ過性が悪化する場合がある。
上記の水性分散液には、必要に応じて、顔料などの着色剤、ワックス、消泡剤、可塑剤、成膜助剤などを、この発明の効果を阻害しない範囲内で添加することができる。
[中和]
上記の乳化重合で得られる水性分散液中の乳化重合体は、中和剤により部分的に中和される。中和剤としては、強アルカリ性の中和剤が好ましく、特に水酸化ナトリウムや水酸化カリウムが好ましい。この水酸化ナトリウムや水酸化カリウムを用いると、重合開始剤として過硫酸アンモニウムと併用することで、この発明にかかる乳化重合体からなる水性分散液を用いて得られる皮膜の光沢性と剥離性が両立できるという特徴を発揮することができる。
上記の乳化重合で得られる水性分散液中の乳化重合体は、中和剤により部分的に中和される。中和剤としては、強アルカリ性の中和剤が好ましく、特に水酸化ナトリウムや水酸化カリウムが好ましい。この水酸化ナトリウムや水酸化カリウムを用いると、重合開始剤として過硫酸アンモニウムと併用することで、この発明にかかる乳化重合体からなる水性分散液を用いて得られる皮膜の光沢性と剥離性が両立できるという特徴を発揮することができる。
上記中和剤による上記乳化重合体の中和率は、10%以上が必要で、12%以上が好ましい。10%より小さいと、得られる水性分散液の放置安定性が悪化したり、表面塗工性が悪化し、いわゆるスジ引きが生じるおそれがある。一方、中和率の上限は、50%が必要で、30%が好ましい。50%より大きいと、得られる水性分散液の増粘が生じるおそれがある。
[乳化重合体]
上記の乳化重合で得られる水性分散液中の乳化重合体のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上が必要で、65℃以上が好ましい。50℃未満だと、光沢が出にくくなることがある。一方、Tgの上限は、120℃であり、100℃が好ましく、90℃がより好ましい。Tgが120℃を超えると、皮膜が硬くなりすぎて、塗工後にひび割れが起きるおそれがある。
上記の乳化重合で得られる水性分散液中の乳化重合体のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上が必要で、65℃以上が好ましい。50℃未満だと、光沢が出にくくなることがある。一方、Tgの上限は、120℃であり、100℃が好ましく、90℃がより好ましい。Tgが120℃を超えると、皮膜が硬くなりすぎて、塗工後にひび割れが起きるおそれがある。
また、上記の乳化重合で得られる水性分散液中の重合体の酸価は、80mgKOH/g
以上が必要で、85mgKOH/g以上が好ましい。80mgKOH/g未満だと、水性
分散液の安定性が不足する場合がある。一方、酸価の上限は、200mgKOH/gが必
要で、130mgKOH/gが好ましい。200mgKOH/gより大きいと、皮膜の耐
水性が悪化する場合がある。
以上が必要で、85mgKOH/g以上が好ましい。80mgKOH/g未満だと、水性
分散液の安定性が不足する場合がある。一方、酸価の上限は、200mgKOH/gが必
要で、130mgKOH/gが好ましい。200mgKOH/gより大きいと、皮膜の耐
水性が悪化する場合がある。
さらに、上記の乳化重合で得られる水性分散液中の重合体の平均粒子径は、50nm以上が必要で、70nm以上が好ましい。50nm未満だと、重合時に凝集しやすく、凝集物の生成が多くなる場合がある。一方、平均粒子径の上限は、120nmが必要で、90nmが好ましい。120nmより大きいと、耐水性や光沢性が悪化する場合がある。上記の平均粒子径は、動的光散乱法による粒径分布測定装置を用いて測定することができる。
[床用光沢剤(フロアーポリッシュ)]
上記の水性分散液にワックスエマルジョンを含ませることにより、床用光沢剤とすることができる。このワックスエマルジョンとしては、ポリエチレンワックス、カルナバワックス等をあげることができる。
上記の水性分散液にワックスエマルジョンを含ませることにより、床用光沢剤とすることができる。このワックスエマルジョンとしては、ポリエチレンワックス、カルナバワックス等をあげることができる。
本発明の水性分散液を用いる床用光沢剤においては、該水性分散液の一部を弾性樹脂エマルジョンで置き換えて使用してもよい。この弾性樹脂エマルジョンを用いることにより、床用光沢剤により形成される皮膜の剥離作業性を向上させることが可能となる。この弾性樹脂エマルジョンに用いられる弾性樹脂としては、エチレン−アクリル酸共重合体、ウレタン−アクリル複合樹脂などが挙げられる。
上記の水性分散液とワックスエマルジョンの使用量(乾燥重量換算)については、上記床用光沢剤100重量部(乾燥重量換算)中に、上記の水性分散液10重量部以上、かつ、ワックスエマルジョン10重量部以上がよく、水性分散液15重量部以上、かつ、ワックスエマルジョン15重量部以上が好ましい。水性分散液が10重量部未満だと、固形分含量が少なく、塗布後の乾燥性が悪化しやすく、また光沢も出にくくなることがある。また、ワックスエマルジョンが10重量部未満だと、形成される皮膜表面の滑り性が低下するおそれがある。一方、上限は、上記の水性分散液20重量部、かつ、ワックスエマルジョン30重量部がよく、水性分散液18重量部、かつ、ワックスエマルジョン25重量部が好ましい。水性分散液が20重量部より多いと、床用光沢剤の粘度が高くなって、塗布ムラができたり、取り扱いにくくなったりすることがある。また、ワックスエマルジョンが30重量部より多いと、皮膜の光沢が不足するおそれがある。
なお、この濃度範囲は目安であり、実際の床用光沢剤の配合においては、用いる樹脂成分の分子量や粒子径、その他の助剤の種類や量などを総合的に考慮して、粘度や沈降性に問題が起きないよう、上記好適範囲外の配合割合として用いることも可能である。
床用光沢剤の組成比率は上記の通りであるが、床用光沢剤を実際に用いる場合は、上記以外に可塑剤、製膜助剤、湿潤剤、等の各種助剤を本発明の効果を阻害しない範囲で適宜用いることができる。
以下、実施例を用いて、この発明をより具体的に説明する。まず、評価方法及び使用した原材料について説明する。
<評価方法>
<水性分散液の物性測定方法>
[ガラス転移温度(Tg)]
共重合体中の各構成単量体a,b,…の構成重量分率をWa,Wb,…とし、各構成単量体a,b,…の単独重合体のガラス転移温度をTga,Tgb,…としたとき、下記に示すFOXの式で、共重合であるビニル重合体のTgの値を求めた。
1/Tg=Wa/Tga+Wb/Tgb+…
<水性分散液の物性測定方法>
[ガラス転移温度(Tg)]
共重合体中の各構成単量体a,b,…の構成重量分率をWa,Wb,…とし、各構成単量体a,b,…の単独重合体のガラス転移温度をTga,Tgb,…としたとき、下記に示すFOXの式で、共重合であるビニル重合体のTgの値を求めた。
1/Tg=Wa/Tga+Wb/Tgb+…
[酸価]
(理論酸価)
得られた水性分散液の製造時の仕込量比からカルボキシル基含有量を計算し、これを中和するために要する水酸化カリウム量を算出した(単位は、「mgKOH/g」)。
(理論酸価)
得られた水性分散液の製造時の仕込量比からカルボキシル基含有量を計算し、これを中和するために要する水酸化カリウム量を算出した(単位は、「mgKOH/g」)。
[粘度]
25℃の水性分散液1kgを1リットル容のガラスビーカーにとり、ブルックフィールド型粘度計(東京計器(株)製、B型粘度計、形式BM)を用い、ローターの回転数60rpmで測定した。
25℃の水性分散液1kgを1リットル容のガラスビーカーにとり、ブルックフィールド型粘度計(東京計器(株)製、B型粘度計、形式BM)を用い、ローターの回転数60rpmで測定した。
[平均粒子径]
動的光散乱法粒度分布測定装置(大塚電子(株)製:ELS−8000)を用いて平均粒子径を測定した。
動的光散乱法粒度分布測定装置(大塚電子(株)製:ELS−8000)を用いて平均粒子径を測定した。
[pH]
約500mlの水性分散液を、気泡が混入しないように採り、試験温度25℃±1℃にて、JISZ 8802に規定するpH計に、JISZ 8805に規定するガラス電極を取り付けて測定した(JISK 6828に準拠)。
約500mlの水性分散液を、気泡が混入しないように採り、試験温度25℃±1℃にて、JISZ 8802に規定するpH計に、JISZ 8805に規定するガラス電極を取り付けて測定した(JISK 6828に準拠)。
[不揮発分]
水性分散液約1gを精秤し熱風循環乾燥機にて105℃×3時間乾燥させた後、デシケーターの中で放冷しその重量を測定した。そして、下記の式にしたがい、不揮発分を算出した。
不揮発分[%]=(乾燥後の試料の重量/乾燥前の試料の重量)×100
水性分散液約1gを精秤し熱風循環乾燥機にて105℃×3時間乾燥させた後、デシケーターの中で放冷しその重量を測定した。そして、下記の式にしたがい、不揮発分を算出した。
不揮発分[%]=(乾燥後の試料の重量/乾燥前の試料の重量)×100
[ろ過性]
ポリエチレン製(幅210mm×長さ1000mm)のろ布を用いて、自然ろ過を行い、下記の基準でろ過性を評価した。
◎…ろ過は非常に速やかで、凝集物も見られない。
○…ろ過は速やかで、凝集物もほとんど見られない。
△…ろ過速度がやや劣る。凝集物は少ない。
×…凝集物が多く、ろ過速度が著しく遅い。
ポリエチレン製(幅210mm×長さ1000mm)のろ布を用いて、自然ろ過を行い、下記の基準でろ過性を評価した。
◎…ろ過は非常に速やかで、凝集物も見られない。
○…ろ過は速やかで、凝集物もほとんど見られない。
△…ろ過速度がやや劣る。凝集物は少ない。
×…凝集物が多く、ろ過速度が著しく遅い。
<フロアーポリッシュ(床用光沢剤)物性の測定方法>
[光沢性]
得られたフロアーポリッシュ配合液を、基材((株)タジマ製:Pタイル P−60、寸法:225mm×225mm)に1回塗布し、23℃、50%RHで30分間乾燥させて試験片を得た。
次いで、鏡面光沢度測定装置(日本電色(株)製:PG−1M)を用い、光源からの入射角を60°、受光角を60°として、上記試験片の光沢度を測定した。
次いで、上記試験片に、上記フロアーポリッシュ配合液をもう1回塗布し、23℃、50%RHで30分間乾燥させた。これを用いて、上記と同様にして光沢度を測定した。
さらに、同様にして上記フロアーポリッシュ配合液をさらに1回塗布して乾燥させた後、光沢度を測定した。この3回目の光沢度測定値を「60°光沢度」と記す。
3回目の光沢度の測定結果(60°光沢度)を、下記の基準で評価した。
◎…60°光沢度が70以上
○…60°光沢度が65以上70未満
×…60°光沢度が65未満
[光沢性]
得られたフロアーポリッシュ配合液を、基材((株)タジマ製:Pタイル P−60、寸法:225mm×225mm)に1回塗布し、23℃、50%RHで30分間乾燥させて試験片を得た。
次いで、鏡面光沢度測定装置(日本電色(株)製:PG−1M)を用い、光源からの入射角を60°、受光角を60°として、上記試験片の光沢度を測定した。
次いで、上記試験片に、上記フロアーポリッシュ配合液をもう1回塗布し、23℃、50%RHで30分間乾燥させた。これを用いて、上記と同様にして光沢度を測定した。
さらに、同様にして上記フロアーポリッシュ配合液をさらに1回塗布して乾燥させた後、光沢度を測定した。この3回目の光沢度測定値を「60°光沢度」と記す。
3回目の光沢度の測定結果(60°光沢度)を、下記の基準で評価した。
◎…60°光沢度が70以上
○…60°光沢度が65以上70未満
×…60°光沢度が65未満
[耐ブラックヒールマーク性]
前記光沢性の評価と同様にして、3回のフロアーポリッシュ配合液の塗布、乾燥を行って、試験片を作成した。
次いで、ヒールマーク試験機(テスター産業(株)製:ヒールマークスネルカプセルテスター)の試験ドラムに、上記試験片をセットし、その内部に標準ゴムブロック6個を入れ、50rpmで5分間回転させた。その後、逆方向に50rpmで5分間回転させた。
試験後の試験片に付着したヒールマークの付着状態を、下記の基準で、目視にて評価した。
◎…汚れが全く付着していない。
○…汚れが少し付くが、布で容易に拭き取ることができる。
△…汚れが多く付くが、布で容易に拭き取ることができる。
×…汚れが多く付き、拭き取るのが困難である。
前記光沢性の評価と同様にして、3回のフロアーポリッシュ配合液の塗布、乾燥を行って、試験片を作成した。
次いで、ヒールマーク試験機(テスター産業(株)製:ヒールマークスネルカプセルテスター)の試験ドラムに、上記試験片をセットし、その内部に標準ゴムブロック6個を入れ、50rpmで5分間回転させた。その後、逆方向に50rpmで5分間回転させた。
試験後の試験片に付着したヒールマークの付着状態を、下記の基準で、目視にて評価した。
◎…汚れが全く付着していない。
○…汚れが少し付くが、布で容易に拭き取ることができる。
△…汚れが多く付くが、布で容易に拭き取ることができる。
×…汚れが多く付き、拭き取るのが困難である。
[耐水性]
前記光沢性の評価と同様にして、3回のフロアーポリッシュ配合液の塗布、乾燥を行い、試験片を作成した。
次いで、試験片の中央部に0.1mlの水をメスピペット滴下し、ペトリ皿で覆った。1時間静置後、ペトリ皿を除き、試験片に残っている水滴を布や紙などで吸い取って除いた後、1時間放置し、試験片の白化の様子を評価した。
◎…白化していない。
○…やや白化するが、透明感が残っている。
△…明らかに白化が見られる。
×…白化して、皮膜のフクレや剥離が起きている。
前記光沢性の評価と同様にして、3回のフロアーポリッシュ配合液の塗布、乾燥を行い、試験片を作成した。
次いで、試験片の中央部に0.1mlの水をメスピペット滴下し、ペトリ皿で覆った。1時間静置後、ペトリ皿を除き、試験片に残っている水滴を布や紙などで吸い取って除いた後、1時間放置し、試験片の白化の様子を評価した。
◎…白化していない。
○…やや白化するが、透明感が残っている。
△…明らかに白化が見られる。
×…白化して、皮膜のフクレや剥離が起きている。
[剥離性]
前記光沢性の評価と同様にして、3回のフロアーポリッシュ配合液の塗布、乾燥を行って、試験片を作成した。
次に、この試験片を50±2℃の恒温乾燥機中で、連続7日間、加熱促進処理を行った。その後、常温で1時間放置した後、ゆっくりとかき混ぜられている常温の水道水中に1時間浸漬した。次いで、試験片を引き上げて、常温で24時間放置し、50mm×150mmに裁断し、小試験片を得た。
一方、白パットを25±5℃の標準剥離剤(ラウリル硫酸ナトリウム2重量部を25±5℃のイオン交換水500重量部に加えて透明になるまでかき混ぜ、次いで、ベンジルアルコール20重量部及び2−アミノエタノール40重量部を順に加えてよく分散させた後、さらに、25±5℃のイオン交換水を加えて全量を1000重量部に調製した液)に30秒間浸漬した後に引き上げ、液垂れがほぼ収まった状態で、洗浄試験機(テスター産業(株)製:ウォッシャビリティー・テスター)に取り付けた。このとき、洗浄用しゅう動部の位置は、試験片が取り付けられる位置以外の部分とした。
次いで、上記小試験片を上記洗浄試験機に取り付け、25±5℃の上記標準剥離剤10±2mlを試験片をほぼ覆うように注ぎ、2分間放置後、洗浄試験機の運転を開始した。
洗浄試験機の駆動が25往復に達したら運転を止めて、試験片を取り外して流水で十分にすすぎ、乾燥させた後、小試験片上のフロアーポリッシュ皮膜が除去されたか否かを、下記の基準で評価した。
◎…皮膜は完全に剥離・除去されている。
○…僅かに皮膜が残っている。
△…試験片表面の一部に皮膜が残っている。
×…皮膜が剥離されていない。
前記光沢性の評価と同様にして、3回のフロアーポリッシュ配合液の塗布、乾燥を行って、試験片を作成した。
次に、この試験片を50±2℃の恒温乾燥機中で、連続7日間、加熱促進処理を行った。その後、常温で1時間放置した後、ゆっくりとかき混ぜられている常温の水道水中に1時間浸漬した。次いで、試験片を引き上げて、常温で24時間放置し、50mm×150mmに裁断し、小試験片を得た。
一方、白パットを25±5℃の標準剥離剤(ラウリル硫酸ナトリウム2重量部を25±5℃のイオン交換水500重量部に加えて透明になるまでかき混ぜ、次いで、ベンジルアルコール20重量部及び2−アミノエタノール40重量部を順に加えてよく分散させた後、さらに、25±5℃のイオン交換水を加えて全量を1000重量部に調製した液)に30秒間浸漬した後に引き上げ、液垂れがほぼ収まった状態で、洗浄試験機(テスター産業(株)製:ウォッシャビリティー・テスター)に取り付けた。このとき、洗浄用しゅう動部の位置は、試験片が取り付けられる位置以外の部分とした。
次いで、上記小試験片を上記洗浄試験機に取り付け、25±5℃の上記標準剥離剤10±2mlを試験片をほぼ覆うように注ぎ、2分間放置後、洗浄試験機の運転を開始した。
洗浄試験機の駆動が25往復に達したら運転を止めて、試験片を取り外して流水で十分にすすぎ、乾燥させた後、小試験片上のフロアーポリッシュ皮膜が除去されたか否かを、下記の基準で評価した。
◎…皮膜は完全に剥離・除去されている。
○…僅かに皮膜が残っている。
△…試験片表面の一部に皮膜が残っている。
×…皮膜が剥離されていない。
[耐久性(耐洗濯性)]
前記光沢性の評価と同様にして、3回のフロアーポリッシュ配合液の塗布、乾燥を行って、試験片を作成した。
この試験片を歩行者通路に敷設し、1ヶ月間経過後の汚れ付着状況を試験片の様子を下記の基準で評価した。
◎…汚れの付着がないか、極めて少ない。
○…汚れの付着が多少見られる。
△…明らかに汚れの付着が見られる。
×…汚れが著しい。
前記光沢性の評価と同様にして、3回のフロアーポリッシュ配合液の塗布、乾燥を行って、試験片を作成した。
この試験片を歩行者通路に敷設し、1ヶ月間経過後の汚れ付着状況を試験片の様子を下記の基準で評価した。
◎…汚れの付着がないか、極めて少ない。
○…汚れの付着が多少見られる。
△…明らかに汚れの付着が見られる。
×…汚れが著しい。
[フロアーポリッシュ配合液の放置安定性]
得られたフロアーポリッシュ配合液100mlを、容量が100mlで、内径が30〜40mmの無色透明なプラチック製瓶(アズワン(株)製:ペット広口瓶)に入れて密閉し、−10℃〜−15℃に保った冷凍庫に入れた。24時間経過後に取り出し、室温にさらに24時間置いた後、試料の状態(ゲル化、相分離、固形分の沈殿の有無等)を目視で観察し、下記の基準で評価した。
◎…沈殿等はなく、放置試験前の分散液と同じ状態に戻っている。
○…分散液の状態は戻ったが、一部沈殿物やゲル状物質が含まれている。
△…ゲル化して液状に戻らない。
得られたフロアーポリッシュ配合液100mlを、容量が100mlで、内径が30〜40mmの無色透明なプラチック製瓶(アズワン(株)製:ペット広口瓶)に入れて密閉し、−10℃〜−15℃に保った冷凍庫に入れた。24時間経過後に取り出し、室温にさらに24時間置いた後、試料の状態(ゲル化、相分離、固形分の沈殿の有無等)を目視で観察し、下記の基準で評価した。
◎…沈殿等はなく、放置試験前の分散液と同じ状態に戻っている。
○…分散液の状態は戻ったが、一部沈殿物やゲル状物質が含まれている。
△…ゲル化して液状に戻らない。
<原材料>
(水性分散液)
[単量体]
・スチレンモノマー…旭化成ケミカルズ(株)製、以下「SM」と略する。
・2−エチルヘキシルアクリレート…三菱化学(株)製、以下「2EHA」と略する。
・メチルメタクリレート…三菱レイヨン(株)製、以下「MMA」と略する。
・ブチルアクリレート…三菱化学(株)製、以下、「BA」と略する。
・メタクリル酸…三菱レイヨン(株)製、以下「MAA」と略する。
・アクリル酸…三菱化学(株)製、以下「AA」と略する。
(水性分散液)
[単量体]
・スチレンモノマー…旭化成ケミカルズ(株)製、以下「SM」と略する。
・2−エチルヘキシルアクリレート…三菱化学(株)製、以下「2EHA」と略する。
・メチルメタクリレート…三菱レイヨン(株)製、以下「MMA」と略する。
・ブチルアクリレート…三菱化学(株)製、以下、「BA」と略する。
・メタクリル酸…三菱レイヨン(株)製、以下「MAA」と略する。
・アクリル酸…三菱化学(株)製、以下「AA」と略する。
[乳化剤]
・エーテルサルフェート型反応性界面活性剤…(株)ADEKA製:アデカリアソープSR−10、以下「SR10」と略する。
・ノニオン系反応性界面活性剤…(株)ADEKA製:アデカリアソープER−30、以下「ER30」と略する。
・アニオン系反応性界面活性剤…三洋化成工業(株)製:エレミノールJS−20、以下「JS−20」と略する。
・ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム…花王(株)製:ネオペレックスG−65、以下「G65」と略する。
・エーテルサルフェート型反応性界面活性剤…(株)ADEKA製:アデカリアソープSR−10、以下「SR10」と略する。
・ノニオン系反応性界面活性剤…(株)ADEKA製:アデカリアソープER−30、以下「ER30」と略する。
・アニオン系反応性界面活性剤…三洋化成工業(株)製:エレミノールJS−20、以下「JS−20」と略する。
・ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム…花王(株)製:ネオペレックスG−65、以下「G65」と略する。
[重合開始剤]
・過硫酸カリウム…(株)ADEKA製、以下「KPS」と略する。
・過硫酸アンモニウム…(株)ADEKA製、以下「APS」と略する。
・過硫酸カリウム…(株)ADEKA製、以下「KPS」と略する。
・過硫酸アンモニウム…(株)ADEKA製、以下「APS」と略する。
[中和剤]
・水酸化ナトリウム…和光純薬工業(株)製、以下「NaOH」と称する。
・水酸化カリウム…和光純薬工業(株)製、以下「KOH」と称する。
・25%アンモニア水…和光純薬工業(株)製、以下「AM」と称する。
・水酸化ナトリウム…和光純薬工業(株)製、以下「NaOH」と称する。
・水酸化カリウム…和光純薬工業(株)製、以下「KOH」と称する。
・25%アンモニア水…和光純薬工業(株)製、以下「AM」と称する。
(フロアーポリッシュ配合液)
・トリブトキシエチルフォスフェート(可塑剤)…大八化学工業(株)製、以下「TBEP」と略する。
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル(成膜助剤)…和光純薬工業(株)製、以下「DEGEE」と略する。
・湿潤剤…AGCセイミケミカル(株)製:サーフロン(10重量%品)、以下「サーフロン」と略する。
・アルカリ可溶性樹脂…荒川化学(株)製:アラスター700(15重量%品)。
・ポリエチレンワックスエマルジョン…東邦化学工業(株)製:ハイテックE−4000(40重量%品)。
・トリブトキシエチルフォスフェート(可塑剤)…大八化学工業(株)製、以下「TBEP」と略する。
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル(成膜助剤)…和光純薬工業(株)製、以下「DEGEE」と略する。
・湿潤剤…AGCセイミケミカル(株)製:サーフロン(10重量%品)、以下「サーフロン」と略する。
・アルカリ可溶性樹脂…荒川化学(株)製:アラスター700(15重量%品)。
・ポリエチレンワックスエマルジョン…東邦化学工業(株)製:ハイテックE−4000(40重量%品)。
〔水性分散液の製造〕
(実施例1〜10、参考例1、比較例1〜3)
攪拌機、還流冷却機及び原料投入口を備えた1Lフラスコにイオン交換水100.0重量部、及び表1に記載の乳化剤を仕込み、その内温を80℃に保ちながら、表1に記載の開始剤を添加した後、イオン交換水及び表1に記載の乳化剤の混合液に同表に記載の単量体を混合したプレエマルジョンを滴下液として3時間かけて滴下した。
滴下終了後、内温を80℃に保ちながら2時間熟成した。得られた乳化液を30℃に冷却し、表1に記載の中和剤を添加して部分中和し、水性分散液を得た。得られた水性分散液を用いて、上記の各評価を行った。その結果を表1に併せて示す。
なお、比較例2は、反応後のエマルジョン粘度が高く、また凝集物も見られたので、以後の評価を行わなかった。
(実施例1〜10、参考例1、比較例1〜3)
攪拌機、還流冷却機及び原料投入口を備えた1Lフラスコにイオン交換水100.0重量部、及び表1に記載の乳化剤を仕込み、その内温を80℃に保ちながら、表1に記載の開始剤を添加した後、イオン交換水及び表1に記載の乳化剤の混合液に同表に記載の単量体を混合したプレエマルジョンを滴下液として3時間かけて滴下した。
滴下終了後、内温を80℃に保ちながら2時間熟成した。得られた乳化液を30℃に冷却し、表1に記載の中和剤を添加して部分中和し、水性分散液を得た。得られた水性分散液を用いて、上記の各評価を行った。その結果を表1に併せて示す。
なお、比較例2は、反応後のエマルジョン粘度が高く、また凝集物も見られたので、以後の評価を行わなかった。
〔フロアーポリッシュ配合液の製造〕
実施例1〜10、参考例1、比較例1〜3で得られた各水性分散液を40.5重量部(固形分:16重量部)、TBEPを2.5重量部、DEGEEを9.0重量部、サーフロンを0.25重量部(固形分:0.025重量部)、アルカリ可溶性樹脂を4.625重量部(固形分:0.7重量部)、ポリエチレンワックスエマルジョンを8.625重量部(固形分:3.45重量部)、及びイオン交換水を35.0重量部混合し、フロアーポリッシュ配合液100.5重量部を調製した。
得られたフロアーポリッシュ配合液を用いて、上記の各評価を行った。その結果を表1併せて示す。
実施例1〜10、参考例1、比較例1〜3で得られた各水性分散液を40.5重量部(固形分:16重量部)、TBEPを2.5重量部、DEGEEを9.0重量部、サーフロンを0.25重量部(固形分:0.025重量部)、アルカリ可溶性樹脂を4.625重量部(固形分:0.7重量部)、ポリエチレンワックスエマルジョンを8.625重量部(固形分:3.45重量部)、及びイオン交換水を35.0重量部混合し、フロアーポリッシュ配合液100.5重量部を調製した。
得られたフロアーポリッシュ配合液を用いて、上記の各評価を行った。その結果を表1併せて示す。
Claims (5)
- (A)芳香族ビニル化合物系単量体由来の構成単位、(B)(メタ)アクリル酸単量体由来の構成単位、及び(C)(メタ)アクリル酸エステル系単量体由来の構成単位を少なくとも含み、さらに反応性乳化剤由来の構成単位を含有する乳化共重合体からなる水性分散液であり、
上記乳化共重合体中の(A)成分の含有割合が55重量%以上80重量%以下((B)成分は未中和品換算)であり、
上記(B)成分の少なくとも一部が中和されてナトリウム塩又はカリウム塩となっており、
下記の(1)〜(4)の特徴を有する水性分散液。
(1)ガラス転移温度(Tg)が、50℃以上120℃未満
(2)酸価が、80mgKOH/g以上200mgKOH/g以下
(3)中和率が、10%以上50%以下
(4)平均粒子径が、50nm以上120nm以下 - 上記(B)成分の含有割合が15重量%以上25重量%以下(未中和品換算)である請求項1に記載の水性分散液。
- 上記(B)成分を構成する(メタ)アクリル酸単量体として、アクリル酸及びメタクリル酸を併用し、かつ、その使用比がアクリル酸/メタクリル酸=8/92〜45/55(重量比)である請求項1又は2に記載の水性分散液。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の水性分散液を製造する方法であって、
乳化剤として反応性乳化剤を用いる水性分散液の製造方法。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の水性分散液を製造する方法、又は請求項4に記載の水性分散液の製造方法であって、
重合開始剤として過硫酸塩を用いる水性分散液の製造方法。
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