JP2019014771A

JP2019014771A - 水性塗料組成物、塗膜および物品

Info

Publication number: JP2019014771A
Application number: JP2017130589A
Authority: JP
Inventors: 佳史一瀬; Yoshifumi Ichinose
Original assignee: Nippon Paint Holdings Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Holdings Co Ltd
Priority date: 2017-07-03
Filing date: 2017-07-03
Publication date: 2019-01-31

Abstract

【課題】塗膜の追従性を確保しながら、良好な耐傷つき性と外観とを有する塗膜を形成可能な水性塗料組成物を提供すること。追従性を確保しながら、良好な耐傷つき性と外観とを有する塗膜および当該塗膜を有する物品を提供すること。【解決手段】繊維と、樹脂と、前記繊維を分散可能な分散剤と、を含む、水性塗料組成物。当該水性塗料組成物を用いた、塗膜。当該塗膜を有する、物品。【選択図】図１

Description

本発明は、水性塗料組成物、塗膜および物品に関する。

塗膜にはその塗膜が設けられている被塗物の外観を向上させる機能だけでなく、当該被塗物を保護するために、高い耐傷つき性が要求される。

例えば、特許文献１では、耐傷性と耐酸性を更に向上せしめた硬化膜（例えば塗膜）を形成することが可能な硬化性樹脂組成物として、特定の水酸基含有アクリル樹脂と多官能イソシアネート化合物とを含有する硬化性樹脂組成物であって、特定の構造を有するソフトセグメント部を、前記水酸基含有アクリル樹脂及び多官能イソシアネート化合物の固形分全量に対して特定量有しており、かつ、ラクトン含有モノマー由来のソフトセグメント部の割合が特定量となるように調製されている硬化性樹脂組成物を提案している。

特開２００６−１７６６３２号公報

しかし、本発明者が検討した結果、特許文献１の複層塗膜では、良好な耐傷性は得られるが、被塗物の変形などに対する塗膜の追従性が十分ではないことが分かった。

これに対して、本発明者は、繊維を水性塗料組成物に配合することにより、塗膜の追従性を確保しながら良好な耐傷つき性を得られることを見出した。

しかし、繊維を水性塗料組成物に配合した場合、塗膜の外観が低下することが分かった。

そこで、本発明は、塗膜の追従性を確保しながら、良好な耐傷つき性と外観とを有する塗膜を形成可能な水性塗料組成物を提供することを目的とする。

本発明の別の目的は、追従性を確保しながら、良好な耐傷つき性と外観とを有する塗膜および当該塗膜を有する物品を提供することである。

本発明に係る水性塗料組成物は、
繊維と、
樹脂と、
前記繊維を分散可能な分散剤と、
を含む、水性塗料組成物である。これにより、塗膜の追従性を確保しながら、良好な耐傷つき性と外観とを有する塗膜を形成可能な水性塗料組成物を提供することができる。

本発明に係る水性塗料組成物の一実施形態では、前記分散剤が、
（１）分子中にヒドロキシ基、カルボキシ基およびＣＯＯＸ基（Ｘはカチオンを表す）から選択される基を合計３個以上有する、および
（２）分子中に親水性部分と、疎水性部分とを有する、
の少なくとも一つを満たす。

本発明に係る水性塗料組成物の一実施形態では、前記親水性部分が、ヒドロキシ基、ポリエチレングリコール鎖および第４級アンモニウムからなる群より選択される１つ以上である。

本発明に係る水性塗料組成物の一実施形態では、前記分散剤が、グリセリン、グリセリン誘導体、グルコース、グルコース誘導体、ポリオキシエチレンアルキルアミンおよび第４級アンモニウム塩からなる群より選択される１つ以上である。

本発明に係る水性塗料組成物の一実施形態では、前記繊維の直径が、２〜１００ｎｍであり、かつ前記繊維の長さが、０．５〜１００μｍである。

本発明に係る水性塗料組成物の一実施形態では、前記繊維が、セルロースナノファイバー、キチンナノファイバーおよびキトサンナノファイバーからなる群より選択される１種以上である。

本発明に係る塗膜は、上記いずれかの水性塗料組成物を用いた、塗膜である。これにより、追従性を確保しながら、良好な耐傷つき性と外観とを有する塗膜を提供することができる。

本発明に係る物品は、上記塗膜を有する、物品である。これにより、追従性を確保しながら、良好な耐傷つき性と外観とを有する物品を提供することができる。

本発明によれば、塗膜の追従性を確保しながら、良好な耐傷つき性と外観とを有する塗膜を形成可能な水性塗料組成物を提供することができる。また、本発明によれば、繊維を使用せずに、架橋剤または硬化剤を使用して同程度の耐傷つき性を有する塗膜を形成する場合に比べて、人体および環境への負荷を低減した水性塗料組成物を提供することができる。また、本発明によれば、追従性を確保しながら、良好な耐傷つき性と外観とを有する塗膜および当該塗膜を有する物品を提供することができる。

図１は、実施例１の水性塗料組成物から得られた塗膜の外観の顕微鏡写真である。図２は、比較例１の水性塗料組成物から得られた塗膜の外観の顕微鏡写真である。図３は、比較例４の水性塗料組成物から得られた塗膜の外観の顕微鏡写真である。

以下、本発明の実施形態について説明する。これらの記載は、本発明の例示を目的とするものであり、本発明を何ら限定するものではない。

本発明において、２以上の実施形態を任意に組み合わせることができる。

本発明において、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて、任意に選んだ繊維１０本の直径の数平均を繊維の直径とする。本発明において、ＴＥＭを用いて、任意に選んだ繊維１０本の長さの数平均を繊維の長さとする。繊維の直径および長さの測定において、ＴＥＭの倍率は、繊維の大きさに応じて１０００倍、１００００倍または１０００００倍のいずれかの倍率とする。

本明細書では、一般的な繊維強化プラスチックは、繊維を強化材として含み、樹脂をマトリックスとしてそれ自体で独立して存在および流通し得る複合材料ないし固体製品を意味する。これに対して、本発明の塗膜は、被塗物に塗装されて存在し、それ自体で独立して存在かつ流通し得ない点で、少なくとも上記繊維強化プラスチックとは異なる。

本明細書では、固形分は不揮発成分を含む概念である。本明細書では、不揮発成分は、１０５℃で３時間加熱した場合に不揮発である成分とする。

（水性塗料組成物）
本発明に係る水性塗料組成物は、
繊維と、
樹脂と、
前記繊維を分散可能な分散剤と、
を含む、水性塗料組成物である。

以下、本発明に係る水性塗料組成物に含まれる繊維と、樹脂と、前記繊維を分散可能な分散剤について例示説明する。

＜繊維＞
繊維は、本発明に係る水性塗料組成物を用いた塗膜の追従性を確保しながら、良好な耐傷つき性を付与する働きを有する。

繊維としては、特に限定されず、例えば、天然繊維、天然由来繊維、有機繊維、無機繊維などの公知の繊維が挙げられる。繊維強化プラスチックで使用される繊維を用いてもよい。繊維は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

天然繊維としては、例えば、木綿、羊毛、麻などの天然繊維が挙げられる。

天然由来繊維としては、例えば、セルロース、ヘミセルロース、セルロースナノファイバー、キチン、キチンナノファイバー、キトサン、キトサンナノファイバーおよびこれらの誘導体などの天然由来繊維が挙げられる。本発明において、ナノファイバーは、繊維の直径が１〜１０００ｎｍのナノサイズである繊維を指す。

有機繊維としては、例えば、レーヨン、ポリアミド、ポリエステル、アラミドなどの有機繊維が挙げられる。

無機繊維としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維などの無機繊維が挙げられる。

繊維のうち、比較的水に分散し易い親水性の繊維としては、例えば、セルロースナノファイバー、キチンナノファイバー、キトサンナノファイバーなどが挙げられる。

繊維の長さ、直径、アスペクト比、形状などは特に限定されず、適宜選択すればよい。

本発明に係る水性塗料組成物の一実施形態では、繊維の直径は、１ｎｍ以上、２ｎｍ以上または４ｎｍ以上であり、３００ｎｍ以下、２００ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、９０ｎｍ以下である。塗膜の耐傷つき性の観点から、繊維の直径は、２ｎｍ以上または４ｎｍ以上であることが好ましい。

本発明に係る水性塗料組成物の一実施形態では、繊維の長さは、０．１μｍ以上、０．５μｍ以上、１μｍ以上または２μｍ以上であり、２００μｍ以下、１００μｍ以下または９０μｍ以下である。塗膜の耐傷つき性の観点から、繊維の長さは、１μｍ以上または２μｍ以上であることが好ましい。

本発明に係る水性塗料組成物の一実施形態では、繊維の長さと直径の比、すなわちアスペクト比は、１０以上、２０以上、２５以上、１００以上、５００以上、２０００以上、２２５００以上または３００００以上であり、５００００以下、３００００以下、２２５００以下、２０００以下または５００以下である。

本発明に係る水性塗料組成物の一実施形態では、繊維は、セルロースナノファイバー、キチンナノファイバーおよびキトサンナノファイバーからなる群より選択される１種以上である。別の実施形態では、繊維は、セルロースナノファイバー、キチンナノファイバーまたはキトサンナノファイバーである。

繊維は、繊維単体で用いてもよいし、溶液またはゲルなどの形態で用いてもよい。

水性塗料組成物における繊維の含有量は、適宜調節すればよく、特に限定されない。例えば、水性塗料組成物の全固形分量に対して、繊維の固形分の割合を、０．１〜１０質量％とすればよく、０．５〜１０質量％が好ましい。

＜樹脂＞
樹脂は、本発明に係る水性塗料組成物を用いた塗膜の塗膜形成要素として働く。

樹脂としては、従来公知の水性塗料組成物の樹脂を用いることができる。樹脂は、１種単独でまたは２種以上を組み合わせて用いてもよい。

樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテル樹脂などを挙げることができる。また、樹脂として、例えばシリコーン樹脂やアルコキシシラン縮合物などの、無機成分を含む、または、無機成分からなる高分子化合物を用いることもできる。

水性塗料組成物における樹脂の含有量は、特に限定されず、適宜調節すればよい。一実施形態では、樹脂の固形分は、水性塗料組成物の全固形分量に対して、３０〜９０質量％である。

＜繊維を分散可能な分散剤＞
繊維を分散可能な分散剤（以下、単に「分散剤Ｆ」ということがある）は、一般的な塗料組成物に配合される顔料のみを分散させるための分散剤とは区別される。顔料のみを分散させる一般的な分散剤であって、繊維を分散することができない分散剤では、水性塗料組成物を用いた塗膜において良好な外観を得ることができない。

分散剤Ｆは、繊維を分散可能な公知の分散剤を適宜選択して用いることができる。分散剤Ｆは、１種単独でまたは２種以上を組み合わせて用いてもよい。

本発明に係る水性塗料組成物の一実施形態では、前記分散剤（分散剤Ｆ）が、
（１）分子中にヒドロキシ基、カルボキシ基およびＣＯＯＸ基（Ｘはカチオンを表す）から選択される基を合計３個以上有する、および
（２）分子中に親水性部分と、疎水性部分とを有する、
の少なくとも一つを満たす。

理論に束縛されることを望むものではないが、上記（１）の分子中にヒドロキシ基、カルボキシ基およびＣＯＯＸ基（Ｘはカチオンを表す）から選択される基を合計３個以上有する分散剤Ｆ（以下、単に（１）の分散剤Ｆということがある）では、繊維を濡れさせて、濡れの効果により、塗膜の良好な外観が得られると推測される。このタイプの分散剤では分子中の上記基を合計３個以上有することにより、濡れの効果が高まり、塗膜の良好な外観が得られる。

（１）の分散剤ＦのＣＯＯＸ基のカチオンＸとしては、例えば、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋、Ａｌ^３＋、Ｃｕ^２＋、Ｚｎ^２＋、ＮＨ_４ ^＋などが挙げられる。

同様に理論に束縛されることを望むものではないが、上記（２）の分子中に親水性部分と、疎水性部分とを有する分散剤Ｆ（以下、単に（２）の分散剤Ｆということがある）では、当該親水性部分が繊維と相溶し、疎水性部分が樹脂と相溶して、これらの相溶効果により、塗膜の良好な外観が得られると推測される。

上記（１）の分散剤Ｆとしては、例えば、グルコース、グルコース誘導体、マルトース、スクロース、スクロース誘導体、ラクトース、セロビオース、トレハロース、シクロデキストリン、グリコーゲン、アミロース、キノボースなどのデオキシ糖；グリセリン（グリセロールともいう）；ソルビトール、ソルビトール誘導体；ソルビタン脂肪酸モノエステル；ポリビニルアルコール；クエン酸などのヒドロキシ酸、およびヒドロキシ酸の塩などが挙げられる。

上記（１）の分散剤Ｆのグルコース誘導体としては、例えば、アルキルグルコシド（アルキル基の炭素数は例えば１〜８個）が挙げられる。このアルキルグルコシドの市販品としては、例えば、第一工業製薬社の製品名ノニオシド（登録商標）Ｏ−１３、Ｂ−１５などのノニオシドシリーズが挙げられる。

上記（１）の分散剤Ｆのスクロース誘導体としては、例えば、スクロースの安息香酸エステル、酢酸エステル、脂肪酸エステルなどが挙げられる。このスクロース誘導体の市販品としては、例えば、第一工業製薬社の製品名モノペット（登録商標）ＳＢ、ＳＯＡなどのモノペットシリーズ；同社の製品名コスメライク（登録商標）Ｓ−１９０、Ｓ−１６０、Ｓ−１１０、Ｓ−７０、Ｓ−５０、Ｓ−１０などのコスメライクシリーズなどが挙げられる。

上記（１）の分散剤Ｆのソルビトール誘導体としては、例えば、ソルビトールのモノエステル、ジエステル、トリエステルなどが挙げられる。

上記（１）の分散剤Ｆは、分子中のアルキル基などの疎水性部分の分子量が大きいほど、塗膜の外観に優れる。

本発明に係る水性塗料組成物の一実施形態では、上記（１）の分散剤Ｆは、グルコース、グルコース誘導体、例えばアルキルグルコシド、およびグリセリンからなる群より選択される１種以上である。

上記（２）の分散剤Ｆの親水性部分としては、前記繊維と相溶する親水性の部分であればよい。このような親水性部分としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ＣＯＯＸ基（Ｘはカチオンを表す）、ポリエチレングリコール鎖（−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎ−）、第４級アンモニウム（＞Ｎ^＋＜）、アミノ基（−ＮＨ_２および−ＮＨＲ）などが挙げられる。

上記親水性部分のうち、ヒドロキシ基は、２個以上、かつ少なくとも２個が隣り合う炭素原子に存在することが好ましい。

親水性部分のＣＯＯＸ基のカチオンＸとしては、例えば、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋、Ａｌ^３＋、Ｃｕ^２＋、Ｚｎ^２＋、ＮＨ_４ ^＋などが挙げられる。

本発明に係る水性塗料組成物の一実施形態では、前記（２）の分散剤Ｆの親水性部分が、ヒドロキシ基、ポリエチレングリコール鎖および第４級アンモニウムからなる群より選択される１つ以上である。

上記（２）の分散剤Ｆの疎水性部分としては、前記樹脂と相溶する疎水性の部分であればよい。このような疎水性部分としては、例えば、分子末端などの炭素数４以上の炭化水素基などが挙げられる。疎水性部分の分子量が大きいほど、塗膜の外観に優れる。

上記（２）の分散剤Ｆとしては、例えば、グルコース誘導体、グリセリン誘導体、一般式Ｒ−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２ＯＨの化合物（Ｒは、炭素数４以上の炭化水素基である。例えば、１，２−ヘキサンジオール）、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリアミン、第４級アンモニウム塩などが挙げられる。一般式Ｒ−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２ＯＨの化合物の炭化水素基Ｒの炭素数は、例えば、４〜２０である。

上記（２）の分散剤Ｆのグルコース誘導体としては、例えば、上記（１）で挙げたアルキルグルコシド（アルキル基の炭素数は例えば１〜８個）が挙げられる。炭素数は、４個以上であることが好ましい。

上記（２）の分散剤Ｆのグリセリン誘導体としては、例えば、グリセロールモノオレエート、グリセロールモノステアレートなどのグリセリン脂肪酸モノエステルなどが挙げられる。このグリセリン脂肪酸モノエステルの市販品としては、例えば、花王社の製品名レオドール（登録商標）ＭＯ−６０、ＭＳ−１６５Ｖなどのレオドールシリーズなどが挙げられる。

上記（２）の分散剤Ｆのポリオキシエチレンアルキルアミンとしては、例えば、一般式Ｒ−Ｎ−［（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｍ−Ｈ］_２の化合物（Ｒは、炭素数４〜２０の炭化水素基、２つあるｍは同じであってもよいし、異なっていてもよい）などが挙げられる。このポリオキシエチレンアルキルアミンの市販品としては、例えば、松本油脂製薬社の製品名ゾンテス（登録商標）ＡＬ−１０などのゾンテスＡＬシリーズ；第一工業製薬社の製品名アミラヂン（登録商標）Ｄなどが挙げられる。

上記（２）の分散剤Ｆの第４級アンモニウム塩としては、例えば、一般式［ＮＲ^１Ｒ^２Ｒ^３Ｒ^４］^＋Ｘ⁻で表される化合物などが挙げられる。式中、Ｒ^１〜Ｒ^４は、それぞれ、独立して炭素数１〜２０の炭化水素基およびポリエチレングリコール鎖から選択され、Ｘ⁻は、ＯＨ⁻、Ｃｌ⁻、Ｂｒ⁻、Ｒ^５ＳＯ_３ ⁻またはＲ^５ＯＳＯ_３ ⁻、Ｒ^５ＣＯ_２ ⁻であり、Ｒ^５は、炭素数１〜２０のアルキル基である。この第４級アンモニウム塩の市販品としては、例えば、第一工業製薬社の製品名カチオーゲン（登録商標）ＴＭＬなどのカチオーゲンシリーズ；花王社の製品名コータミン（登録商標）２４Ｐなどのコータミンシリーズ、花王社の製品名サニゾール（登録商標）Ｃなどのサニゾールシリーズなどが挙げられる。

本発明に係る水性塗料組成物の一実施形態では、前記分散剤Ｆが、グリセリン、グリセリン誘導体、グルコース、グルコース誘導体、ポリオキシエチレンアルキルアミンおよび第４級アンモニウム塩からなる群より選択される１つ以上である。

本発明に係る水性塗料組成物の一実施形態では、分散剤Ｆが、上記（１）と（２）の少なくとも一つを満たすが、分散剤Ｆが（１）と（２）の両方を満たしてもよい。例えば、グルコース誘導体のアルキルグルコシドが、炭素数４以上のアルキル基（疎水性部分）を有し、グルコース部分の隣り合う３つの炭素原子にヒドロキシ基を３個（親水性部分）有する化合物であってもよい。

本発明に係る水性塗料組成物では、上記（１）の分散剤Ｆと（２）の分散剤Ｆ以外の分散剤Ｆを用いてもよい。

本発明に係る水性塗料組成物の一実施形態では、分散剤Ｆは繊維ではない。

水性塗料組成物における分散剤Ｆの含有量は、繊維の含有量などに応じて適宜調節すればよく、特に限定されない。例えば、繊維の全固形分量に対して、分散剤Ｆの固形分の割合を、１０質量％以上、２０質量％以上、１００質量％以上、２００質量％以上または５００質量％以上、２０００質量％以下、１０００質量％以下、９６０質量％以下、５００質量％以下、２００質量％以下、１００質量％以下または５０質量％以下とすればよい。塗膜の耐傷つき性の観点から、分散剤Ｆの固形分の割合は、繊維の全固形分量に対して１０００質量％以下であることが好ましい。

＜溶剤＞
水性塗料組成物は水で希釈することができればよく、水または水と混和可能な溶媒を含んでいてもよい。溶剤の含有量は適宜調節すればよく、特に限定されない。例えば、水性塗料組成物の固形分量を、溶剤を含む水性塗料組成物の全量に対して、１０〜８０質量％とすればよい。

＜その他の成分＞
本発明に係る水性塗料組成物には、上述した成分以外に、顔料、顔料分散剤、造膜助剤、凍結防止剤、タレ防止剤、沈降防止剤、架橋促進剤、硬化剤、レベリング剤、表面調整剤、消泡剤、可塑剤、防腐剤、防カビ剤、紫外線安定剤、粘性調整剤などのその他の成分を含んでいてもよい。これらその他の成分はそれぞれ、１種単独でまたは２種以上を組み合わせて用いてもよい。

水性塗料組成物における硬化剤の含有量は、樹脂に応じて適宜調節すればよく、特に限定されない。例えば、樹脂の固形分量に対して、硬化剤の固形分の割合を、１〜１００質量％とすればよい。本発明に係る水性塗料組成物では、上述したように、繊維を水性塗料組成物に配合することにより、塗膜の追従性を確保しながら良好な耐傷つき性を得られるため、一般的な塗料で塗膜に耐傷つき性を付与するために使用される硬化剤の使用量を低減することができる。一実施形態では、同じ耐傷つき性を有する塗膜を得る場合に、繊維を配合せずに、硬化剤を使用した場合の硬化剤の使用量に比べて、本発明に係る水性塗料組成物では、硬化剤の使用量を約１０〜２５質量％に低減することができる。

＜水性塗料組成物の調製方法＞
水性塗料組成物の調製方法は特に限定されず、繊維と、樹脂と、分散剤Ｆと、必要に応じて水、硬化剤などのその他の成分とを任意の順序で混合することで調製することができる。水性塗料組成物の固形分濃度は作業性などを考慮して適宜調整する。

（塗膜）
本発明に係る塗膜は、上記いずれかの水性塗料組成物を用いた、塗膜である。これにより、追従性を確保しながら、良好な耐傷つき性と外観とを有する塗膜を提供することができる。

＜塗膜の作製方法＞
塗膜の作製方法は、特に限定されず、従来公知の塗装方法を用いることができる。例えば、ローラー、刷毛、スプレー、ロールコーターなどを用いた塗布や、塗料浴への浸漬によって塗装することができる。水性塗料組成物を塗布した後の乾燥温度は、溶剤などに応じて適宜調節すればよい。例えば、１０秒〜３０分などの短時間での乾燥が必要な場合には、４０〜２００℃とすることができ、６０〜１６０℃が好ましい。また、短時間での乾燥が必要でない場合には、例えば室温などで乾燥してもよい。

塗膜の厚みは特に限定されず、用途などに応じて適宜調節すればよい。例えば、乾燥後の塗膜の厚みを１μｍ〜１ｍｍとすればよい。

（物品）
本発明に係る物品は、上記塗膜を有する、物品である。これにより、追従性を確保しながら、良好な耐傷つき性と外観とを有する物品を提供することができる。

物品としては、特に限定されない。例えば、被塗物上に塗膜を有する物品であり、建築機械、作業機械；自動車、電車、新幹線、バス、タクシーなどの車両；船；飛行機、ヘリコプターなどの航空機；戸建住宅、マンションなどの集合住宅、オフィスビル、公共施設、商業施設、研究施設、軍事施設、トンネルなどの建築物ないし建造物；天井、屋根、柱、看板、ドア、門；橋；自動販売機；道路標識；信号；街灯；ＬＥＤ方式、液晶方式、電球方式などの電光掲示板；建築現場の建築材料；石碑；墓石；包装材；などが挙げられる。

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、これらの実施例は、本発明の例示を目的とするものであり、本発明を何ら限定するものではない。特に断らない限り、配合量は、質量部を意味する。

実施例で用いた材料の詳細は以下のとおりである。
繊維１（表１中ＣＮＦと表記）：セルロースナノファイバー、第一工業製薬社の製品名レオクリスタＩ−２ＳＰ
繊維２（表１中キチンＮＦと表記）：キチンナノファイバー、マリンナノファイバー社の製品名マリンナノファイバー分散液
樹脂１：アクリル樹脂、ＤＩＣ社の製品名ＷＤ−５５１、固形分濃度４４％
樹脂２：水分散ポリエステル樹脂、ＤＩＣ社の製品名ＮＰ−５３００、固形分濃度４２％
硬化剤（表１中ＮＣＯと表記）：水性二液ウレタン塗料用硬化剤、日本ペイント・インダストリアルコーティングス社の製品名オーデウレトップ硬化剤
分散剤Ｆ１：グルコース、（１）の分散剤Ｆに相当
分散剤Ｆ２（表１中ＭＯ−６０と表記）：グリセロールモノオレエート、花王社の製品名レオドール（登録商標）ＭＯ−６０、（２）の分散剤Ｆに相当
分散剤Ｆ３（表１中ＡＬ−１０と表記）：ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル、松本油脂製薬社の製品名ゾンテス（登録商標）ＡＬ−１０、（２）の分散剤Ｆに相当
分散剤Ｆ４（表１中ＣＴＭＡＯＨと表記）：水酸化セチルトリメチルアンモニウム、東京化成工業社製１０％水溶液、（２）の分散剤Ｆに相当
分散剤Ｆ５（表１中Ｏ−１３と表記）：オクチルポリグルコシド、第一工業製薬社の製品名ノニオシド（登録商標）Ｏ−１３（濃度６０％）、（１）と（２）の分散剤Ｆに相当
比較分散剤１（表１中ＥＧと表記）：エチレングリコール
被塗物：ＴＰ技研社のガラス板（１００×１５０×２ｍｍ）およびＰＰ板（１００×２００×２ｍｍ）

繊維は、固形分濃度２％の状態で使用した。

（実施例１〜１４および比較例１〜６）
表１に示す配合で繊維と、樹脂と、硬化剤と、分散剤Ｆとを混合して、水性塗料組成物を調製した。

分散性評価
調製した水性塗料組成物をガラス板上に１０ｍｉｌｓのアプリケータで塗装し、塗装直後に、繊維の分散性を目視で観察し、以下の基準で評価した。その結果を表１に合わせて示す。
○：凝集物が目視で確認できない
×：凝集物が目視で確認できる

調製した水性塗料組成物について、以下のように、塗膜を形成した。そして、各塗膜について、後述するように、外観、耐傷つき性および伸び率を測定および評価した。その結果を表１に合わせて示す。

（塗膜の形成）
ガラス板上およびＰＰ板上にそれぞれ、５ｍｉｌｓのアプリケータで塗装し、室温で１０分間静置した後、８０℃で３０分間乾燥させて塗膜を形成した。

外観評価
ガラス板に形成した塗膜の外観を目視で観察し、以下の基準で評価した。
基準◎：無色透明な膜
基準○：一部にわずかな濁りがあるが、全体的に無色透明な膜
基準×：全体的に白濁した膜

実施例１、比較例１、比較例４の塗膜の顕微鏡写真をそれぞれ、図１、図２、図３に示す。

耐傷つき性評価
ガラス板上に形成した塗膜に対して、摩耗試験機を用いて、圧子を接触させて以下の条件でガラス板を固定した台を往復させて傷がつくまでの往復回数を測定し、以下の基準で評価した。
摩耗試験機：協和界面科学社製自動摩擦耗解析装置ＴＳ５０１
圧子：Ｒ接触子
荷重：２００ｇ
速度：２０ｍｍ／ｓｅｃ
往復幅：５０ｍｍ
評価基準
基準◎：１６往復以上
基準○：１１〜１５往復
基準×：１０往復以下

追従性評価
ＰＰ板に形成した塗膜を１０×１００ｍｍにサンプリングし、島津製作所社製オートグラフＡＧＳ−１０ｋＮＧにより引っ張り速度１００ｍｍ／ｍｉｎの条件で伸び率を測定し、追従性を評価した。伸び率が大きいほど、追従性が良好であることを表す。

表１および図２に示すように、分散剤Ｆを含まない比較例１では凝集物が生じて繊維の分散性が低く、塗膜の外観が不良であった。比較分散剤であるエチレングリコールを用いた比較例２も同様に繊維の分散性が低く、塗膜の外観が不良であった。表１および図３に示すように、繊維を含まない比較例４では、塗膜の外観は良好であったが、耐傷つき性に劣っていた。繊維を含まないが、硬化剤であるオーデウレトップ硬化剤を増量して耐傷つき性を高めた比較例５では、伸び率が低く、追従性に劣っていた。繊維と分散剤Ｆを含むが、樹脂を含まない比較例６では、繊維の分散性は良好であったが、樹脂を含まないため、外観が不良であった。

これに対して、実施例１〜５では、分散剤Ｆの種類を変えても、追従性を確保しながら、良好な耐傷つき性と外観とを有する塗膜を得ることができ、繊維の分散性も良好であった。分散剤Ｆを増量した実施例６、繊維のサイズや種類を変えた実施例７〜１３および樹脂の種類を変えた実施例１４でも追従性を確保しながら、良好な耐傷つき性と外観とを有する塗膜を得ることができ、繊維の分散性も良好であった。

Claims

繊維と、
樹脂と、
前記繊維を分散可能な分散剤と、
を含む、水性塗料組成物。
前記分散剤が、
（１）分子中にヒドロキシ基、カルボキシ基およびＣＯＯＸ基（Ｘはカチオンを表す）から選択される基を合計３個以上有する、および
（２）分子中に親水性部分と、疎水性部分とを有する、
の少なくとも一つを満たす、請求項１に記載の水性塗料組成物。
前記親水性部分が、ヒドロキシ基、ポリエチレングリコール鎖および第４級アンモニウムからなる群より選択される１つ以上である、請求項２に記載の水性塗料組成物。
前記分散剤が、グリセリン、グリセリン誘導体、グルコース、グルコース誘導体、ポリオキシエチレンアルキルアミンおよび第４級アンモニウム塩からなる群より選択される１つ以上である、請求項１または２に記載の水性塗料組成物。
前記繊維の直径が、２〜１００ｎｍであり、かつ前記繊維の長さが、０．５〜１００μｍである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の水性塗料組成物。
前記繊維が、セルロースナノファイバー、キチンナノファイバーおよびキトサンナノファイバーからなる群より選択される１種以上である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の水性塗料組成物。
請求項１〜６のいずれか一項に記載の水性塗料組成物を用いた、塗膜。
請求項７に記載の塗膜を有する、物品。