JP2016510082A - エアゾール缶のための水系塗料組成物 - Google Patents

Abstract

本発明はエアゾール缶のための水系塗料組成物に関し、この水系塗料組成物は：Ａ）５５〜７５重量％の塗料成分であって、上記塗料成分に対して、４０〜７５重量％の、水性媒体中のアクリレートベースの塗膜形成製剤、最高１０重量％の水混和性極性溶剤、最高３０重量％の従来の顔料、最高１５重量％の艶消し剤、２〜１５重量％の添加剤、及び最高４０重量％の添加された水を含有する、塗料成分；並びにＢ）２５〜４５重量％の噴射ガス成分であって、上記噴射ガス成分に対して少なくとも７５重量％のジメチルエーテルを含有する、噴射ガス成分を含有する。

Description

本発明は、塗料成分と、圧力容器又はエアゾール缶を介して放出するための噴射ガス成分とを含む、単一成分水系塗料組成物に関し、該単一成分水系塗料組成物は例えば、装飾目的のために、及び保護コーティングを塗布するために使用してよい。

ここ２０〜３０年間に施行された、ますます厳しくなっている環境保護法は、溶剤及びＣＯ_２排出の削減を目指したものであり、塗料中の溶剤の量を徹底的に減らすための更なる努力をする理由となったものである。これは、ハイソリッド製剤、及び更に低溶剤又は無溶剤水系塗料系の開発につながった。

一方、コーティング及び特に装飾塗料において、ドゥ・イット・ユアセルフ分野以外でも水系塗料が広範に使用され、受け入れられるようになった。専門的な部門、例えば自動車塗装及び工業用塗料の部門においても、このような系はますます関心を得た。しかしながら、このような水性塗料系の受け入れは、ブラシ、ローラ及びスプレーガンによって容易に実施される従来の塗布方法に制限されてきた。例外的な場合にのみ水系塗料がエアゾール缶と共に使用されていた（非特許文献１）。これは、エアゾール缶のための水系塗料系は、これらの保存安定性及びコーティング品質が従来の系よりも依然として劣っていたため、利用可能とすることができなかったという事実が原因でもある。

例えば「ｂｅｌｔｏｎ（登録商標）」の商品名で提供されるドゥ・イット・ユアセルフ部門のための水で希釈可能なスプレー式塗料は、例えば自動車補修目的のための専門的な分野において公知であり需要がある２成分ポリウレタン塗料の品質、耐久性、被覆力及び光沢の長所に及ばない。

特許文献１は、ドゥ・イット・ユアセルフにおける使用のための、アルキド樹脂をベースとした１成分水系塗料製剤を開示している。特許文献２は、酢酸ビニルをベースとした製剤を記載している。しかしながらこのタイプの製剤は、アクリレートをベースとした１成分水系塗料の高度な塗料特性を有していなかった。

特許文献３及び特許文献４は、容易に使用可能な水系塗料製剤を、助溶剤、界面活性剤、乾燥促進剤等といった好適な添加剤と共にスプレー缶に充填することを記載している。この製剤は特にスプレー缶と共に使用するために開発されたが、塗料特性及び溶剤又は添加剤の含有量（可能であれば製剤の１０％を超えるべきではない）に対して近頃課せられている品質要求を満たしていない。

特にスプレー缶を用いた用途のために開発された、アクリレートをベースとした結合剤及び塗料製剤も特許文献に記載されている。ここでの例は、特許文献５、特許文献６、特許文献７及び特許文献８である。しかしながらこれらのアクリレートをベースとした水系塗料は、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、プロパン及び／又はブタン等の通常の噴射剤を有するスプレー缶内での保存安定性に関して、期待に沿うものではなかった。いずれの場合においても、保存寿命は、スプレー缶内で噴射ガスと接触した状態で、少なくとも１２ヶ月、好ましくは１８ヶ月となるべきである。

独国特許第３７２８５９７号明細書 米国特許第６，０７７，８９８号明細書 米国特許第６，１３５，１６５号明細書 独国特許第１９５１１７７１号明細書 国際公開第２００１／０６４８０２号 米国特許第５９８８４５５号明細書 米国特許第５５３６７６２号明細書 特願２００５−７０７１３号明細書

Ａｅｒｏｓｏｌ Ｒｅｐｏｒｔ ＦＥＡ， ２０１１

このことから、本発明の目的は、水性結合剤を含む塗料製剤を提供することである。この塗料製剤は、スプレー缶の結合剤成分の１０重量％未満の有機溶剤及び１５重量％の添加剤を含み、噴射ガスの影響下でエアゾール缶内で少なくとも１２ヶ月の保存安定性を有し、塗料製剤が噴霧される際に生じる剪断力に対する機械的安定性を提供し、十分に早く乾燥する。またこの塗料製剤は、優れた状態、不透明性、所望の光沢レベル及び硬度を特徴とする。アクリレートをベースとした従来の塗料製剤を用いて達成された良好な結果を考慮し、この塗料製剤もアクリレート塗料であるものとする。

この目的を、請求項１において定義される水系塗料組成物を提供することによって達成する。好ましい実施形態は、従属請求項から明らかになる。

本発明による水系塗料組成物は、塗料成分Ａ及び噴射ガス成分Ｂで構成される。この塗料成分は、組成物全体の５５〜７５重量％に相当し、噴射ガス成分は２５〜４５重量％の範囲である。噴射ガス成分は、噴射剤成分に対して少なくとも７５重量％の量のジメチルエーテルで構成される。少量のプロパン及び／又はブタンも存在してよく、更にＣＯ_２、Ｎ_２Ｏ、圧縮空気、窒素及び／又はアルゴンが噴射剤を補助するものとして機能する。

噴射ガスのＤＭＥ含有量は好ましくは９０％超である。特に好ましくは、噴射ガス組成物は、ジメチルエーテルで構成される。

通例、塗料成分は、結合剤、水、必要に応じて顔料、添加剤、必要に応じて充填剤、必要に応じて任意に艶消し剤、及び必要に応じて任意に１つ若しくは複数の助溶剤で構成される。助溶剤は（存在する場合）水混和性であり、そのため助溶剤は確実に水と混合できるよう極性でもある。

塗料成分の量は、水系塗料組成物の５５〜７５重量％、好ましくは５５〜６５重量％の範囲である。この塗料成分は、塗料成分に対して４０〜７５重量％の、アクリレートをベースとした塗膜形成製剤を含有する。好ましいものはアクリレート共重合体であり、特に好ましいものはスチレンアクリレート共重合体である。結合剤製剤において、塗膜形成剤は水性媒体中、例えば従来のラテックスの形態の又はコアシェル構造としてのコロイド水分散液中に存在する。従来のラテックスの場合、近い粒度分布が有利であると考えられる。

塗膜形成製剤中、塗膜形成剤自体の量は３０〜５５重量％、特に４０〜５０重量％、特に好ましくは４３〜４７重量％であり、残部は主に水で構成される。

好適な塗膜形成剤の例として、スチレンアクリレート共重合体が既に挙げられている。これらは、上に明記した固形分を有する水性媒体中に存在し得る。

塗膜形成剤は通常、５〜６０℃の範囲、特に２０〜４５℃の最低造膜温度ＭＦＴを有する。スチレンアクリレート共重合体において、スチレン含有量は好ましくは、４０重量％未満、特に３０重量％未満である。酸価は例えば、２０〜７０ｍｇＫＯＨ／ｇ、特に２５〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇである。

エアゾール缶のための本発明の水系塗料組成物の安定性及び機能に関して、混合の方法及び技術は非常に重要である。結合剤成分のための塗膜形成製剤を水性媒体中の製剤として提供することは、特別な意義を有する。この製剤に混合されるのは、更なる添加剤及び溶剤、及び必要と考えられる場合艶消し剤、顔料、及び充填剤であり、最後に噴射剤が添加される。

特に分散体及びラテックスである水性媒体中の塗膜形成製剤は、水性系の極性の変化に対する感受性が極めて高い。添加剤及び助溶剤の両方並びに特に最後の噴射剤は極性に作用し、極性を変化させる。特に、本発明に従って添加されるジメチルエーテルの量は、この点において有意な影響を有する。

ＤＭＥは、標準圧力において−２３℃、及び５バールの圧力下で２４℃の沸点を有する、従来より入手可能な液状化できるガスである。３５重量％のＤＭＥは水に溶ける。

ＤＭＥの水溶性は、スプレー缶内での本発明の水性塗料組成物の保存安定性に関して重要である。その溶剤特性のためにＤＭＥは、結合剤製剤中の結合剤の状態に多大な影響を有する。即ち、完全に充填されたエアゾール缶を加圧する際に、ＤＭＥは結合剤成分の状態の変化を引き起こし得る。

更に、ＤＭＥはエアゾール形成に大いに影響を及ぼし、従って水系塗料調製物を用いて達成可能な塗装結果に影響する。

従って、本発明が提供する水系塗料調製物を処方する際に、塗膜形成製剤、助溶剤、添加剤、艶消し剤、顔料、充填剤物質及び噴射剤の微調整は重要な問題である。全ての成分を注意深く調整しなければならないが、当業者はこのような調整を、標準的な方法に従って好適な製剤を検査することにより実施してよい。

水系塗料組成物の極性は、助溶剤並びに場合によっては例えばプロパン及び／又はブタンといった助噴射剤によって修正してよい。

本発明に従って使用するアクリレート共重合体又はスチレンアクリレート共重合体をベースとした塗膜形成剤は、公知の重合体構造を有する。好適なものはコロイド重合体分散体、従来のラテックス、主重合体安定化を有するラテックス、制御されたモル質量分布を有するラテックス、例えば中空球、コアシェル構造、ブラックベリー構造、反転構造を有するラテックスである。系は、自己架橋性質を有するか、又はハイブリッド系（例えばポリウレタンアクリレート及び言及した構造の混合物）であってよい。塗膜形成剤は、モノ、ジ若しくはポリイソシアネートを添加することによって、及び／又はエポキシドによって修正してよい。アクリレートベース以外の塗膜形成要素を添加してもよい。

好適な塗膜形成剤を検査及び選択する目的のために、水性分散液を所定の量の水、０．４重量％の消泡剤及び０．５重量％の湿潤剤、５重量％のエタノール又はプロパノール、並びに０．５重量％のブチルグリコールと混合し、続いて６０：４０の比でＤＭＥと共にスプレー缶に充填し、４バールで加圧する。製品を室温、場合によってはより高い温度で保管し、所定の期間後にその性能特性を検査する。

好適な塗膜形成剤とは別に、噴霧化のための溶剤及びスプレー缶のための水系塗料の塗膜形成の選択は重要である。溶剤として、水混和性極性溶剤、特にアルコール、グリコール、エステルを使用する。少量の、ベンジン又はテキサノール（これらは処方前の成分に高頻度で存在する）等の非極性溶剤も同様に存在してよい。好ましいものは、最高４つの炭素原子を有するアルコール、特にエタノール、イソプロパノール及びプロパノール、グリコール及びジグリコール、特にブチルグリコール、プロピレングリコール（ダワノールＤＰｎＢ、ダワノールＰＭ）をベースとした溶剤、Ｐｒｏｇｌｙｄｅ ＤＭＭ、酢酸エチルである。溶剤は単独で又は混合物として使用してよく、混合物が好ましい。スプレー缶内の水系塗料組成物中の全体の割合は、水系塗料組成物に対して８重量％未満であってよく、６重量％未満が好ましい。

好ましい溶剤は、特に混合物の形態の、エタノール及び／又はプロパノール及び／又はブチルグリコールである。これらは、塗料の光沢、塗膜形成品質、筋や斑点の不在に関して、優れた結果をもたらす。

水系塗料エアゾールの高い光沢保持率、良好な安定性及び保存寿命並びに状態を保証する添加剤又は安定剤は通例、湿潤剤、スリップ剤及びレべリング剤、増粘剤、腐食抑制剤、造膜助剤、並びに消泡剤の群から選択される。これらの添加剤は、結合剤成分中に、結合剤成分に対して２〜１５重量％の範囲の量で存在し、通常水系塗料組成物の５重量％未満である。同様の効果を有する添加剤の混合物を同様に使用してよいことは、言うまでもない。

分散添加剤及び／又は湿潤剤は、最も細かく分散された顔料の凝集を防止するために使用される。好適な製品は：例えばＢＡＳＦがＥＦＫＡ３５８０及び７３８０の名称で；ＢＹＫ社がＢＹＫ３４５、３４６、３４７、３４９、３４５５及びＢｙｋｏｔｏｌ ＡＱとして：並びにＴｈｅｏ ＧｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔがＷｅｔ２８０、Ｇｌｉｄｅ１１０、４０６、４５０として；並びにＯＭＧ ＢｏｒｃｈｅｒｓがＢｏｒｃｈｉ Ｇｏｌ ＬＡ１及びＬＡ５０として提供している、ポリエーテルシロキサン共重合体及び有機変性ポリシロキサンである。

好適な消泡剤は、変性ポリジメチルシロキサンであり、例えばＢＡＳＦが提供しているＤｅｈｙｄｒａｎ１２９３、２２９３及びＥＦＫＡ２５５０、２５８０、Ｆｏａｍｓｔａｒ Ａ３８及びＭＦ３２４、Ａｓｈｌａｎｄが提供しているＤｒｅｗｐｌｕｓ Ｓ４３７４、Ｔｈｅｏ Ｇｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔが提供しているＡｉｒｅｘ９０１Ｗ、Ｆｏａｍｅｘ８０５及び８２２、ＯＭＧ Ｂｏｒｃｈｅｒｓが提供しているＢｏｒｃｈｉ Ｇｏｌ ＬＡ２００及びＢｏｃｈｅｒｓ ＡＦ０６７０等である。

腐食抑制剤として、例えば有機酸ベースの、亜硝酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩非含有の製品、例えばＲａｙｂｏ社によるＲａｙｂｏ ９０を使用できる。

増粘剤及びチキソトロープ剤は、これらが脱混合を防止できるため、スプレー缶内の水系塗料の安定性に対する影響を有する。これらはまた、塗料のレオロジー特性を調整するためにも使用され、状態、付着及び不透明といった塗料特性に作用する。好適な増粘剤及びチキソトロープ剤は例えば：ＢＡＳＦがＣｏｌｌａｃｒａｌ ＰＵ７０、ＤＳＸ３２９０及び３２９１の名称で提供している；ＢＹＫ社がＢＹＫ４２５の名称で提供している；Ｔｈｅｏ ＧｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔがＶｉｓｋｏｐｌｕｓ ３０３０、３０６０として提供している；ＯＭＧ ＢｏｒｃｈｅｒｓがＢｏｒｃｈｉ Ｇｅｌ ０６２０、ＰＷ２５及びＴＨＩＸ９２１として提供している疎水変性エトキシル化ウレタンである。増粘剤及びチキソトロープ剤は、０．２〜４．０重量％の範囲の量で塗料成分中に存在してよい。

消泡剤は添加剤の別の要素であり、泡を抑制でき、又は泡を破裂させることができる。消泡剤は、各水性系及び用途に注意深く適合させなければならない。好適な消泡剤の例は、既に上に挙げた。結合剤成分中での好ましい量は、０．１〜２重量％、特に０．１〜１重量％、特に好ましくは０．２〜０．８重量％の範囲である。

一般に、添加剤混合物のために１つの及び同一のカテゴリの複数の添加剤を使用することが有利であることが証明されている。

更に、本発明が提供する組成物は、結合剤成分中に、表面の平滑度及び硬度を改善するため作用剤、例えば変性パラフィンワックスのアニオン性エマルジョン（ＢＹＫ社が「Ａｑｕａｃｅｒ」の名称で複数の異なるタイプを提供している）を依然として含有してよい。

更に、例えば顔料親和性基を含む有機変性重合体等の湿潤剤を含んでよい。このために、Ｔｈｅｏ Ｇｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔ社（Ｄｉｓｐｅｒｓ）、ＢＡＳＦ社（Ｄｉｓｐｅｘ、ＥＦＫＡ ６２２５）、及びＯＭＧ Ｂｏｒｃｈｅｒｓ社（Ｂｏｒｃｈｉ Ｇｅｎ）が提供している複数の製品を使用してよい。

最後に、塗料成分は特に、ｐＨ調節のためのアミン、塗膜形成目的のための補助剤等も含有してよい。これらの薬剤は通例、結合剤成分に対して最高０．３重量％の量で存在する。

本発明の水系塗料組成物は、クリアコートの形態で調製してよいが、いずれの所望の色で提供してもよい。この目的のために、本発明の水系塗料組成物は、顔料を塗料組成物の最高３０重量％の量で含有し、上記顔料は通例、ペースト、調合物として、又は粉砕された形態で直接添加してよい。顔料は例えば、二酸化チタン、スート、フタロシアニン、ＤＤＰ、モリブデン酸塩、ペリレン（ｐｅｒｌｅｎｅｓ）、キナクリドン、酸化鉄、バナジウム酸ビスマス及び他の着色系をベースとしたものである。好適な調製物の例は、ＢＡＳＦ社製のＬｕｃｏｎｙｌ及びＸＦａｓｔという名称のものである。顔料調製物は好ましくは、分散剤及び湿潤剤と共に用いられる。着色を補助することを目的とする添加剤は、塗料組成物に対して０．１〜４重量％の範囲、好ましくは０．１〜２重量％の範囲、及び特に好ましくは０．１〜１．０重量％の量で存在する。

更に、塗料成分は、塗料成分に対して最高１５重量％の量の艶消し剤を含有してよい。好適なものは、例えばケイ酸ベースの、有機及び無機艶消し剤である。

本発明を、以下の実施例によってより詳細に説明する。

実施例１
塗料組成物を以下の成分を用いて製造した：

エアゾール缶内において、塗料組成物をジメチルエーテルと重量比６５：３５で混合した。良好な保存安定性を提供する水系塗料組成物が得られ、この水系塗料組成物は高い光沢特性及び良好な流れ特性をもたらした。

実施例２〜４
塗料組成物は以下の組成を有していた：

上の表に列挙した塗料成分を、ジメチルエーテルと共に、重量比６０：４０で充填した。混合は良好な保存安定性（＞１年）を提供し、高い安定性、良好な流れ特性及び優れた光沢を有する速乾塗料をもたらした。

実施例５
塗料成分は以下のように構成された：

上記の塗料成分の７３重量部を、５重量部のＸＦａｓｔ ｒｅｄ ３８５５及び２２重量部の水と混合し、その結果着色塗料成分を得た。エアゾール缶内において、着色塗料成分を噴射剤としてのジメチルエーテルと重量比６５：３５で混合した。

実施例６
水系仕上げ塗料、赤色、マットは以下のように構成された：

６０重量部の上の表に記載した塗料成分を、５重量部のＸＦａｓｔ ｒｅｄ ３８６０、３．８重量部の微細化したワックス、０．２重量部の沈降ケイ酸及び３１重量部の完全な脱塩水と混合した。

エアゾール缶内において、着色及び艶消しされた塗料成分を噴射剤としてのジメチルエーテルと重量比６５：３５で混合した。

Claims (15)

1. エアゾール缶のための水系塗料組成物において、
   Ａ）５５〜７５重量％の塗料成分であって、前記塗料成分に対して、４０〜７５重量％の、水性媒体中のアクリレートベースの塗膜形成製剤、最高１０重量％の水混和性極性溶剤、最高３０重量％の従来の顔料、最高１５重量％の艶消し剤、２〜１５重量％の添加剤、及び最高４０重量％の添加された水を含有する、塗料成分；並びに
   Ｂ）２５〜４５重量％の噴射ガス成分であって、前記噴射ガス成分に対して少なくとも７５重量％のジメチルエーテルを含有する、噴射ガス成分
   を含有する、水系塗料組成物。
2. 前記塗膜形成製剤は、３０〜５５重量％、特に４０〜５０重量％の固形分を有することを特徴とする、請求項１に記載の水系塗料組成物。
3. 前記塗膜形成製剤は、コロイド水分散液中に、又はコアシェル構造として存在するスチレンアクリレート共重合体を含有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の水系塗料組成物。
4. 前記スチレンアクリレート共重合体は、４０重量％未満、好ましくは３０重量％未満のスチレン含有量を有する、請求項３に記載の水系塗料組成物。
5. 前記塗料成分の塗膜形成剤は、５〜６０℃の範囲、特に２０〜４５°の最低造膜温度ＭＦＴを有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の水系塗料組成物。
6. 前記水混和性極性溶剤の割合は、前記塗料成分の６重量％未満であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の水系塗料組成物。
7. 前記水混和性極性溶剤はアルコールであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の水系塗料組成物。
8. 前記アルコールは、Ｃ２〜Ｃ４アルコール、グリコール、ジグリコール又はＣ１〜Ｃ４アルコールを有するグリコール若しくはジグリコールのモノエーテルであることを特徴とする、請求項７に記載の水系塗料組成物。
9. 前記塗料成分は、消泡剤を０．１〜２．０重量％の量で含有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の水系塗料組成物。
10. 前記塗料成分は、０．２〜４．０重量％の量の増粘剤及びチキソトロープ剤を含有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の水系塗料組成物。
11. ３０〜４０重量％の噴射ガス成分を特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の水系塗料組成物。
12. 前記噴射ガス成分中の少なくとも９０重量％のジメチルエーテルを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の水系塗料組成物。
13. 前記噴射ガス成分は、前記噴射ガス成分はジメチルエーテルで構成されることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の水系塗料組成物。
14. エアゾール缶内に収容される、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の水系塗料組成物。
15. 装飾又は保護塗料としての、請求項１４に記載の水系塗料組成物の使用。