JP3519119B2 - 水性コーティング用組成物およびその製法 - Google Patents
水性コーティング用組成物およびその製法Info
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- C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
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- C09D143/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing boron, silicon, phosphorus, selenium, tellurium, or a metal; Coating compositions based on derivatives of such polymers
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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- C08L43/04—Homopolymers or copolymers of monomers containing silicon
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、外装用塗料としての耐
汚染性，特に雨滲み汚染に対して優れた耐性を有する塗
料ベースとなる水性コーティング用組成物およびその製
法に関するものである。
汚染性，特に雨滲み汚染に対して優れた耐性を有する塗
料ベースとなる水性コーティング用組成物およびその製
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、外装用塗料において、耐汚染
性を向上させるための技術が数多く提案されている。特
に最近では、外装用塗料における耐汚染性の中でも、雨
滲み汚染対策が注目されており、その対策手段として形
成される塗膜表面の親水性を向上させる方法が提案され
一部で実施されている。具体的には、従来の塗料に、
界面活性剤系の親水性物質を混合する方法、水溶性オ
リゴマーを混合する方法、コロイダルシリカを混合す
る方法等があげられる。
性を向上させるための技術が数多く提案されている。特
に最近では、外装用塗料における耐汚染性の中でも、雨
滲み汚染対策が注目されており、その対策手段として形
成される塗膜表面の親水性を向上させる方法が提案され
一部で実施されている。具体的には、従来の塗料に、
界面活性剤系の親水性物質を混合する方法、水溶性オ
リゴマーを混合する方法、コロイダルシリカを混合す
る方法等があげられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
およびの方法は、各々の物質を混合することにより、
塗料の乾燥が著しく遅れるため、施工後に降雨が生じた
場合、膨れ，再乳化等が発生する恐れがある。また、上
記の方法については、耐水性，乾燥性は良好ながら、
長期間の屋外曝露によりチョーキング（塗膜面の粉化現
象）を生じ、塗膜表面が劣化する恐れがある。
およびの方法は、各々の物質を混合することにより、
塗料の乾燥が著しく遅れるため、施工後に降雨が生じた
場合、膨れ，再乳化等が発生する恐れがある。また、上
記の方法については、耐水性，乾燥性は良好ながら、
長期間の屋外曝露によりチョーキング（塗膜面の粉化現
象）を生じ、塗膜表面が劣化する恐れがある。
【０００４】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、耐汚染性はもちろん、耐水性，耐候性および被
膜強度の全てに優れた水性コーティング用組成物および
その製法の提供をその目的とする。
もので、耐汚染性はもちろん、耐水性，耐候性および被
膜強度の全てに優れた水性コーティング用組成物および
その製法の提供をその目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、下記の（Ａ）成分および（Ｂ）成分が、
下記の（Ｃ）成分によって被覆された被覆構造の微粒子
を、水性媒体中に含有する水性コーティング用組成物で
あって、上記（Ａ）成分，（Ｂ）成分および（Ｃ）成分
の重量割合が、（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）＝（４５〜８
５）：（５〜２５）：（１０〜３０）に設定されている
水性コーティング用組成物を第１の要旨とし、 （Ａ）エチレン性不飽和単量体を重合してなる水性樹
脂。 （Ｂ）水性コロイダルシリカ。 （Ｃ）下記の（ａ）〜（ｃ）から誘導される構造単位を
分子構造とする共重合体からなる水溶性樹脂。 （ａ）３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン。 （ｂ）メタクリル酸およびアクリル酸の少なくとも一
方。 （ｃ）メタクリル酸メチルおよびアクリル酸−２−エチ
ルヘキシルの少なくとも一方。 有機溶媒中で、下記の（ａ）〜（ｃ）を共重合させるこ
とにより水溶性樹脂（Ｃ成分）を作製する工程と、上記
水溶性樹脂（Ｃ成分）に、水性コロイダルシリカ（Ｂ成
分）および水性媒体を添加して上記有機溶媒を水性媒体
と置換する工程と、上記水性媒体中の水溶性樹脂（Ｃ成
分）および水性コロイダルシリカ（Ｂ成分）にエチレン
性不飽和単量体を添加して重合させ微粒子化することに
より、上記水性媒体中の水溶性樹脂（Ｃ成分）によっ
て、上記エチレン性不飽和単量体を重合してなる水性樹
脂（Ａ成分）微粒子を水性コロイダルシリカ（Ｂ成分）
とともに被覆させ、上記Ａ成分，Ｂ成分およびＣ成分の
重量割合が（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）＝（４５〜８５）：
（５〜２５）：（１０〜３０）の範囲で被覆された被覆
構造の微粒子を作製する工程、とを備えた水性コーティ
ング用組成物の製法を第２の要旨とする。 （ａ）３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン。 （ｂ）メタクリル酸およびアクリル酸の少なくとも一
方。 （ｃ）メタクリル酸メチルおよびアクリル酸−２−エチ
ルヘキシルの少なくとも一方。
め、本発明は、下記の（Ａ）成分および（Ｂ）成分が、
下記の（Ｃ）成分によって被覆された被覆構造の微粒子
を、水性媒体中に含有する水性コーティング用組成物で
あって、上記（Ａ）成分，（Ｂ）成分および（Ｃ）成分
の重量割合が、（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）＝（４５〜８
５）：（５〜２５）：（１０〜３０）に設定されている
水性コーティング用組成物を第１の要旨とし、 （Ａ）エチレン性不飽和単量体を重合してなる水性樹
脂。 （Ｂ）水性コロイダルシリカ。 （Ｃ）下記の（ａ）〜（ｃ）から誘導される構造単位を
分子構造とする共重合体からなる水溶性樹脂。 （ａ）３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン。 （ｂ）メタクリル酸およびアクリル酸の少なくとも一
方。 （ｃ）メタクリル酸メチルおよびアクリル酸−２−エチ
ルヘキシルの少なくとも一方。 有機溶媒中で、下記の（ａ）〜（ｃ）を共重合させるこ
とにより水溶性樹脂（Ｃ成分）を作製する工程と、上記
水溶性樹脂（Ｃ成分）に、水性コロイダルシリカ（Ｂ成
分）および水性媒体を添加して上記有機溶媒を水性媒体
と置換する工程と、上記水性媒体中の水溶性樹脂（Ｃ成
分）および水性コロイダルシリカ（Ｂ成分）にエチレン
性不飽和単量体を添加して重合させ微粒子化することに
より、上記水性媒体中の水溶性樹脂（Ｃ成分）によっ
て、上記エチレン性不飽和単量体を重合してなる水性樹
脂（Ａ成分）微粒子を水性コロイダルシリカ（Ｂ成分）
とともに被覆させ、上記Ａ成分，Ｂ成分およびＣ成分の
重量割合が（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）＝（４５〜８５）：
（５〜２５）：（１０〜３０）の範囲で被覆された被覆
構造の微粒子を作製する工程、とを備えた水性コーティ
ング用組成物の製法を第２の要旨とする。 （ａ）３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン。 （ｂ）メタクリル酸およびアクリル酸の少なくとも一
方。 （ｃ）メタクリル酸メチルおよびアクリル酸−２−エチ
ルヘキシルの少なくとも一方。
【０００６】
【作用】すなわち、本発明者らは、耐汚染性はもちろ
ん、耐水性，耐候性および被膜強度の全てに優れた外装
用塗料を得るために一連の研究を重ねた。その結果、エ
チレン性不飽和単量体を重合してなる水性樹脂〔（Ａ）
成分〕であるエマルジョンポリマー粒子および水性コロ
イダルシリカ〔（Ｂ）成分〕が特殊な共重合体からなる
水溶性樹脂〔（Ｃ）成分〕によって被覆された被覆構造
の微粒子を開発し、これを用いると、各成分の特性が発
揮されて所期の目的が達成されることを見出し本発明に
到達した。
ん、耐水性，耐候性および被膜強度の全てに優れた外装
用塗料を得るために一連の研究を重ねた。その結果、エ
チレン性不飽和単量体を重合してなる水性樹脂〔（Ａ）
成分〕であるエマルジョンポリマー粒子および水性コロ
イダルシリカ〔（Ｂ）成分〕が特殊な共重合体からなる
水溶性樹脂〔（Ｃ）成分〕によって被覆された被覆構造
の微粒子を開発し、これを用いると、各成分の特性が発
揮されて所期の目的が達成されることを見出し本発明に
到達した。
【０００７】つぎに、本発明を詳しく説明する。
【０００８】本発明の水性コーティング用組成物は、特
定の水性樹脂（Ａ成分）と、水性コロイダルシリカ（Ｂ
成分）と、特殊な水溶性樹脂（Ｃ成分）とを用いて得ら
れる被覆構造の微粒子を、水性媒体中に含有するもので
ある。
定の水性樹脂（Ａ成分）と、水性コロイダルシリカ（Ｂ
成分）と、特殊な水溶性樹脂（Ｃ成分）とを用いて得ら
れる被覆構造の微粒子を、水性媒体中に含有するもので
ある。
【０００９】上記特定の水性樹脂（Ａ成分）は、エチレ
ン性不飽和単量体を重合してなる水性樹脂である。上記
エチレン性不飽和単量体としては、酢酸ビニル，アクリ
ル酸アルキルエステル，メタクリル酸アルキルエステ
ル，スチレン，アクリロニトリル，メタクリロニトリ
ル，アクリル酸，メタクリル酸，アクリル酸のアミド
類，メタクリル酸のアミド類，メチロール化アミド類，
アルコキシメチル化アミド類，アクリル酸−２−ヒドロ
キシエチル、メタクリル酸グリシジル，ジビニルベンゼ
ン等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併
せて用いられる。また、アルキルメルカプタン等の連鎖
移動剤を併用する場合もある。特に好ましいのは、耐水
性，耐候性に優れるという点からアクリル酸アルキルエ
ステル，メタクリル酸アルキルエステル，スチレンであ
り、また２種以上併せて用いる場合の好適な組み合わせ
は、耐水性および耐候性等のバランスがとれるという点
から上記アクリル酸アルキルエステル，メタクリル酸ア
ルキルエステルおよびスチレンのなかから２種類もしく
は３種類組み合わせたものである。
ン性不飽和単量体を重合してなる水性樹脂である。上記
エチレン性不飽和単量体としては、酢酸ビニル，アクリ
ル酸アルキルエステル，メタクリル酸アルキルエステ
ル，スチレン，アクリロニトリル，メタクリロニトリ
ル，アクリル酸，メタクリル酸，アクリル酸のアミド
類，メタクリル酸のアミド類，メチロール化アミド類，
アルコキシメチル化アミド類，アクリル酸−２−ヒドロ
キシエチル、メタクリル酸グリシジル，ジビニルベンゼ
ン等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併
せて用いられる。また、アルキルメルカプタン等の連鎖
移動剤を併用する場合もある。特に好ましいのは、耐水
性，耐候性に優れるという点からアクリル酸アルキルエ
ステル，メタクリル酸アルキルエステル，スチレンであ
り、また２種以上併せて用いる場合の好適な組み合わせ
は、耐水性および耐候性等のバランスがとれるという点
から上記アクリル酸アルキルエステル，メタクリル酸ア
ルキルエステルおよびスチレンのなかから２種類もしく
は３種類組み合わせたものである。
【００１０】上記Ａ成分とともに用いられる水性コロイ
ダルシリカ（Ｂ成分）は、特に限定するものではなく従
来公知の水性のコロイダルシリカがあげられる。好まし
くは、通常、負に帯電した粒子径０．０２μｍ程度の無
定形シリカ粒子が水中に分散してコロイド状態を形成し
ている分散体が望まれる。これらコロイドには粒子を安
定化するため、Ｎａ+ 等の陽イオンがカウンターイオン
として用いられるケースが多い。
ダルシリカ（Ｂ成分）は、特に限定するものではなく従
来公知の水性のコロイダルシリカがあげられる。好まし
くは、通常、負に帯電した粒子径０．０２μｍ程度の無
定形シリカ粒子が水中に分散してコロイド状態を形成し
ている分散体が望まれる。これらコロイドには粒子を安
定化するため、Ｎａ+ 等の陽イオンがカウンターイオン
として用いられるケースが多い。
【００１１】上記Ａ成分およびＢ成分とともに用いられ
る特殊な水溶性樹脂（Ｃ成分）は、下記の（ａ）〜
（ｃ）を用いて得られる共重合体からなる水溶性樹脂で
ある。
る特殊な水溶性樹脂（Ｃ成分）は、下記の（ａ）〜
（ｃ）を用いて得られる共重合体からなる水溶性樹脂で
ある。
【００１２】（ａ）３−メタクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン。 （ｂ）メタクリル酸およびアクリル酸の少なくとも一
方。 （ｃ）メタクリル酸メチルおよびアクリル酸−２−エチ
ルヘキシルの少なくとも一方。
トキシシラン。 （ｂ）メタクリル酸およびアクリル酸の少なくとも一
方。 （ｃ）メタクリル酸メチルおよびアクリル酸−２−エチ
ルヘキシルの少なくとも一方。
【００１３】上記Ｃ成分の構成要素である上記三者
（ａ）〜（ｃ）の配合割合では、重量比で、（ａ）：
（ｂ）：（ｃ）＝１：８：７７〜１０：１５：９１の範
囲に設定することが好ましい。すなわち、（ａ）の割合
が１未満では耐水性，耐汚染性が低下し、逆に１０を超
えると得られる水性エマルジョン組成物の放置安定性が
低下する傾向がみられる。そして、（ｂ）の割合が８未
満では重合時にゲル化が生じ、１５を超えると耐水性が
低下する傾向がみられるからである。なお、（ｃ）の割
合は、上記（ａ）および（ｂ）の有効範囲から算出した
ものである。
（ａ）〜（ｃ）の配合割合では、重量比で、（ａ）：
（ｂ）：（ｃ）＝１：８：７７〜１０：１５：９１の範
囲に設定することが好ましい。すなわち、（ａ）の割合
が１未満では耐水性，耐汚染性が低下し、逆に１０を超
えると得られる水性エマルジョン組成物の放置安定性が
低下する傾向がみられる。そして、（ｂ）の割合が８未
満では重合時にゲル化が生じ、１５を超えると耐水性が
低下する傾向がみられるからである。なお、（ｃ）の割
合は、上記（ａ）および（ｂ）の有効範囲から算出した
ものである。
【００１４】本発明の水性コーティング用組成物は、例
えばつぎのようにして製造される。すなわち、まず、重
合媒体である水性媒体もしくは有機溶媒あるいは水性媒
体と有機溶媒の混合物中に、重合開始剤を添加し、これ
に前記３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
（ａ），メタクリル酸およびアクリル酸の少なくとも一
方（ｂ）およびメタクリル酸メチルおよびアクリル酸−
２−エチルヘキシルの少なくとも一方（ｃ）を添加し重
合させることにより水溶性樹脂（Ｃ成分）を作製する。
ついで、上記水溶性樹脂（Ｃ成分）に、水性コロイダル
シリカ（Ｂ成分）および水性媒体を加え有機溶媒を減圧
除去し溶媒を完全に水性媒体に置換する。そして、これ
に前記エチレン性不飽和単量体を重合してなる水性樹脂
（Ａ成分）を構成する単量体および重合開始剤を添加し
重合させることにより、図１に示すように、エチレン性
不飽和単量体を重合してなる水性樹脂（Ａ成分）１およ
び水性コロイダルシリカ（Ｂ成分）２が共重合体からな
る水溶性樹脂（Ｃ成分）３によって被覆保護された被覆
構造の微粒子が、水性媒体中に含有された水性コーティ
ング用組成物が製造される。上記のような工程により製
造された被覆構造の微粒子の粒子径は、０．０３〜０．
２０μｍに設定されることが好ましく、特に好ましくは
０．０５〜０．１５μｍである。すなわち、被覆構造の
微粒子の粒径が、小さい場合は、エマルジョンの安定性
が不良となり、大き過ぎると緻密な造膜が行われず、耐
水性，耐汚染性が低下する傾向がみられるからである。
えばつぎのようにして製造される。すなわち、まず、重
合媒体である水性媒体もしくは有機溶媒あるいは水性媒
体と有機溶媒の混合物中に、重合開始剤を添加し、これ
に前記３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
（ａ），メタクリル酸およびアクリル酸の少なくとも一
方（ｂ）およびメタクリル酸メチルおよびアクリル酸−
２−エチルヘキシルの少なくとも一方（ｃ）を添加し重
合させることにより水溶性樹脂（Ｃ成分）を作製する。
ついで、上記水溶性樹脂（Ｃ成分）に、水性コロイダル
シリカ（Ｂ成分）および水性媒体を加え有機溶媒を減圧
除去し溶媒を完全に水性媒体に置換する。そして、これ
に前記エチレン性不飽和単量体を重合してなる水性樹脂
（Ａ成分）を構成する単量体および重合開始剤を添加し
重合させることにより、図１に示すように、エチレン性
不飽和単量体を重合してなる水性樹脂（Ａ成分）１およ
び水性コロイダルシリカ（Ｂ成分）２が共重合体からな
る水溶性樹脂（Ｃ成分）３によって被覆保護された被覆
構造の微粒子が、水性媒体中に含有された水性コーティ
ング用組成物が製造される。上記のような工程により製
造された被覆構造の微粒子の粒子径は、０．０３〜０．
２０μｍに設定されることが好ましく、特に好ましくは
０．０５〜０．１５μｍである。すなわち、被覆構造の
微粒子の粒径が、小さい場合は、エマルジョンの安定性
が不良となり、大き過ぎると緻密な造膜が行われず、耐
水性，耐汚染性が低下する傾向がみられるからである。
【００１５】上記Ａ〜Ｃ成分の組み合わせにおいて、Ａ
成分およびＢ成分の組み合わせで好適なのは、Ａ成分と
してアクリル酸アルキル，メタクリル酸アルキル，スチ
レンを用い、Ｂ成分として負に帯電した水性コロイダル
シリカを用いる組み合わせである。
成分およびＢ成分の組み合わせで好適なのは、Ａ成分と
してアクリル酸アルキル，メタクリル酸アルキル，スチ
レンを用い、Ｂ成分として負に帯電した水性コロイダル
シリカを用いる組み合わせである。
【００１６】上記Ａ成分，Ｂ成分およびＣ成分の相互の
比率は、固形分重量比で、（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）＝
（４５〜８５）：（５〜２５）：（１０〜３０）に設定
する必要がある。特に好ましくは（Ａ）：（Ｂ）：
（Ｃ）＝（５５〜８０）：（１０〜２０）：（１０〜２
５）である。すなわち、Ｂ成分の比率が５未満では耐汚
染性が不良となり、２５を超えると造膜不良あるいはチ
ョーキングを生ずるようになる。また、Ｃ成分の比率が
１０未満では重合時にゲル化が生じ、３０を超えると耐
汚染性が低下するからである。なお、Ａ成分の比率は、
Ｂ成分およびＣ成分の有効範囲から算出されたものであ
る。
比率は、固形分重量比で、（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）＝
（４５〜８５）：（５〜２５）：（１０〜３０）に設定
する必要がある。特に好ましくは（Ａ）：（Ｂ）：
（Ｃ）＝（５５〜８０）：（１０〜２０）：（１０〜２
５）である。すなわち、Ｂ成分の比率が５未満では耐汚
染性が不良となり、２５を超えると造膜不良あるいはチ
ョーキングを生ずるようになる。また、Ｃ成分の比率が
１０未満では重合時にゲル化が生じ、３０を超えると耐
汚染性が低下するからである。なお、Ａ成分の比率は、
Ｂ成分およびＣ成分の有効範囲から算出されたものであ
る。
【００１７】上記製造工程における反応による副生成物
として、Ｃ成分によってＡ成分のみが被覆された微粒
子、およびＣ成分によってＢ成分のみが被覆された微粒
子が生成し、水性コーティング用組成物中に夾雑成分と
して含有される場合がある。
として、Ｃ成分によってＡ成分のみが被覆された微粒
子、およびＣ成分によってＢ成分のみが被覆された微粒
子が生成し、水性コーティング用組成物中に夾雑成分と
して含有される場合がある。
【００１８】上記有機溶媒としては、水に易溶性の有機
溶剤が好適に用いられる。例えば、アセトン，メタノー
ル，エタノール，２−プロパノール，１−プロパノー
ル，ジオキサン，エチレン，グリコール，プロピレング
リコール，グリセリン，メチルカルビトール，エチルカ
ルビトール，ブチルカルビトール，メチルセロソルブ，
エチルセロソルブ，ブチルカルビトールアセテート，ブ
チルプロピレングリコール，ブチルプロピレンジグリコ
ール等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上
併せて用いられる。
溶剤が好適に用いられる。例えば、アセトン，メタノー
ル，エタノール，２−プロパノール，１−プロパノー
ル，ジオキサン，エチレン，グリコール，プロピレング
リコール，グリセリン，メチルカルビトール，エチルカ
ルビトール，ブチルカルビトール，メチルセロソルブ，
エチルセロソルブ，ブチルカルビトールアセテート，ブ
チルプロピレングリコール，ブチルプロピレンジグリコ
ール等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上
併せて用いられる。
【００１９】上記重合開始剤としては、有機過酸化物、
例えば、ベンゾイルパーオキサイド，ｔ−ブチルハイド
ロパーオキサイド，ｔ−ブチルペロキシイソブチレー
ト，ｔ−ブチルペロキシ（２−エチルヘキサノエー
ト），ｔ−ブチルペロキシピバレート，ｔ−ブチルペロ
キシネオデカエート，クミルペロキシオキトエート，ク
ミルペロキシネオヘキサノエート，クミルペロキシネオ
デカノエート，ｔ−ヘキシルペロキシネオヘキサノエー
ト，ｔ−ヘキシルペロキシネオデカノエート等があげら
れる。また、２，２′−アゾビスイソブチロニトリル、
２，２′−アゾビス（２−シクロプロピルプロピオニト
リル）等があげられる。これらは単独でもしくは２種以
上併せて用いられる。上記重合開始剤の配合量は、全モ
ノマー量に対して０．５〜３重量％に設定することが好
ましい。
例えば、ベンゾイルパーオキサイド，ｔ−ブチルハイド
ロパーオキサイド，ｔ−ブチルペロキシイソブチレー
ト，ｔ−ブチルペロキシ（２−エチルヘキサノエー
ト），ｔ−ブチルペロキシピバレート，ｔ−ブチルペロ
キシネオデカエート，クミルペロキシオキトエート，ク
ミルペロキシネオヘキサノエート，クミルペロキシネオ
デカノエート，ｔ−ヘキシルペロキシネオヘキサノエー
ト，ｔ−ヘキシルペロキシネオデカノエート等があげら
れる。また、２，２′−アゾビスイソブチロニトリル、
２，２′−アゾビス（２−シクロプロピルプロピオニト
リル）等があげられる。これらは単独でもしくは２種以
上併せて用いられる。上記重合開始剤の配合量は、全モ
ノマー量に対して０．５〜３重量％に設定することが好
ましい。
【００２０】また、上記製法において、有機溶媒と重合
開始剤を用いる際の組み合わせとして、有機溶媒として
エタノール，２−プロパノール、重合開始剤として２，
２′−アゾビスイソブチロニトリルを用いるのが重合生
成物が安定に形成されるという点で好ましい。
開始剤を用いる際の組み合わせとして、有機溶媒として
エタノール，２−プロパノール、重合開始剤として２，
２′−アゾビスイソブチロニトリルを用いるのが重合生
成物が安定に形成されるという点で好ましい。
【００２１】さらに、本発明においては、上記各成分以
外に、必要に応じて連鎖移動剤が適宜に用いられる。上
記連鎖移動剤としては、例えば、水溶性または疎水性の
アルキルメルカプタン類等があげられる。
外に、必要に応じて連鎖移動剤が適宜に用いられる。上
記連鎖移動剤としては、例えば、水溶性または疎水性の
アルキルメルカプタン類等があげられる。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、本発明は、有機溶媒中
で、特定の３成分（ａ）〜（ｃ）を共重合させることに
より水溶性樹脂（Ｃ成分）を作製して、上記水溶性樹脂
（Ｃ成分）に、水性コロイダルシリカ（Ｂ成分）および
水性媒体を添加して上記有機溶媒を水性媒体と置換す
る。ついで、上記水性媒体中の水溶性樹脂（Ｃ成分）お
よび水性コロイダルシリカ（Ｂ成分）に、エチレン性不
飽和単量体を添加して重合させることにより、上記エチ
レン性不飽和単量体を重合してなる水性樹脂（Ａ成分）
および水性コロイダルシリカ（Ｂ成分）が水溶性樹脂
（Ｃ成分）によって被覆された被覆構造の微粒子を作製
する。このようにして、水性媒体中に、上記被覆構造の
微粒子が含有された水性コーティング用組成物を作製す
るものであり、しかも上記Ａ〜Ｃ成分の重量割合が特定
範囲に設定されている。このため、本発明の水性コーテ
ィング用組成物は、雨滲み汚染を主とした汚染に対する
耐性に優れ、かつ耐水性，耐候性も良好であり、しかも
被膜強度にも優れている。すなわち、本発明の水性コー
ティング用組成物中に含有される微粒子のコロイダルシ
リカ（Ｂ成分）により塗膜表面は親水性となり雨滲み汚
染が回避される。また、微粒子中に共存する水溶性樹脂
（Ｃ成分）によりコロイダルシリカ（Ｂ成分）が結合捕
獲され長期曝露によるチョーキングが防止される。さら
に、微粒子中に共存する分子量の高いエマルジョン系ポ
リマーである水性樹脂（Ａ成分）の強靱性が活かされ、
高い被膜強度が得られる。
で、特定の３成分（ａ）〜（ｃ）を共重合させることに
より水溶性樹脂（Ｃ成分）を作製して、上記水溶性樹脂
（Ｃ成分）に、水性コロイダルシリカ（Ｂ成分）および
水性媒体を添加して上記有機溶媒を水性媒体と置換す
る。ついで、上記水性媒体中の水溶性樹脂（Ｃ成分）お
よび水性コロイダルシリカ（Ｂ成分）に、エチレン性不
飽和単量体を添加して重合させることにより、上記エチ
レン性不飽和単量体を重合してなる水性樹脂（Ａ成分）
および水性コロイダルシリカ（Ｂ成分）が水溶性樹脂
（Ｃ成分）によって被覆された被覆構造の微粒子を作製
する。このようにして、水性媒体中に、上記被覆構造の
微粒子が含有された水性コーティング用組成物を作製す
るものであり、しかも上記Ａ〜Ｃ成分の重量割合が特定
範囲に設定されている。このため、本発明の水性コーテ
ィング用組成物は、雨滲み汚染を主とした汚染に対する
耐性に優れ、かつ耐水性，耐候性も良好であり、しかも
被膜強度にも優れている。すなわち、本発明の水性コー
ティング用組成物中に含有される微粒子のコロイダルシ
リカ（Ｂ成分）により塗膜表面は親水性となり雨滲み汚
染が回避される。また、微粒子中に共存する水溶性樹脂
（Ｃ成分）によりコロイダルシリカ（Ｂ成分）が結合捕
獲され長期曝露によるチョーキングが防止される。さら
に、微粒子中に共存する分子量の高いエマルジョン系ポ
リマーである水性樹脂（Ａ成分）の強靱性が活かされ、
高い被膜強度が得られる。
【００２３】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。
明する。
【００２４】まず、下記の方法に従って、水性微粒子分
散体を作製した。なお、以下の実施例において、重量部
は部と略す。
散体を作製した。なお、以下の実施例において、重量部
は部と略す。
【００２５】〔水性微粒子分散体の作製〕
攪拌翼，温度計および還流冷却器を備えた四つ口フラス
コに、下記の表１および表２に示す重合原料を投入し
た。ついで、８０℃にて５時間攪拌することにより各原
料を共重合反応させて、その後、コロイダルシリカ（ス
ノーテックス５０，日産化学社製）と水を、下記の表１
および表２に示す組成比にて混合した。さらに、有機溶
媒を減圧蒸留し完全に水と置換した。このようにして、
水性微粒子分散体を作製した。濃度はいずれも２５重量
％であった。
コに、下記の表１および表２に示す重合原料を投入し
た。ついで、８０℃にて５時間攪拌することにより各原
料を共重合反応させて、その後、コロイダルシリカ（ス
ノーテックス５０，日産化学社製）と水を、下記の表１
および表２に示す組成比にて混合した。さらに、有機溶
媒を減圧蒸留し完全に水と置換した。このようにして、
水性微粒子分散体を作製した。濃度はいずれも２５重量
％であった。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
【実施例１〜８】前記表１に示す水性微粒子分散体を下
記の表３および表４に示す割合で、前記と同様の四つ口
フラスコに投入し、さらに水を投入した。ついで、８０
℃下にて下記の表３および表４に示す各モノマーおよび
重合開始剤水溶液を同表に示す割合で３時間かけて滴下
投入した。さらに、２時間反応を続けて水性エマルジョ
ンを得た。なお、エマルジョン濃度は実施例１〜６は４
５重量％であり、実施例７は４０重量％、実施例８は３
５重量％であった。また、下記の表３および表４中に得
られたエマルジョンの粒子径（電子顕微鏡により測定）
を併せて示した。
記の表３および表４に示す割合で、前記と同様の四つ口
フラスコに投入し、さらに水を投入した。ついで、８０
℃下にて下記の表３および表４に示す各モノマーおよび
重合開始剤水溶液を同表に示す割合で３時間かけて滴下
投入した。さらに、２時間反応を続けて水性エマルジョ
ンを得た。なお、エマルジョン濃度は実施例１〜６は４
５重量％であり、実施例７は４０重量％、実施例８は３
５重量％であった。また、下記の表３および表４中に得
られたエマルジョンの粒子径（電子顕微鏡により測定）
を併せて示した。
【００２９】
【表３】
【００３０】
【表４】
【００３１】
【比較例１〜７】前記表２の水性微粒子分散体を下記の
表５および表６に示す割合で用いた。それ以外は実施例
１と同様にして水性エマルジョンを得た。なお、エマル
ジョン濃度は比較例１〜６は４５重量％であり、比較例
７は３０重量％であった。また、下記の表５および表６
中に得られたエマルジョンの粒子径（電子顕微鏡により
測定）を併せて示した。
表５および表６に示す割合で用いた。それ以外は実施例
１と同様にして水性エマルジョンを得た。なお、エマル
ジョン濃度は比較例１〜６は４５重量％であり、比較例
７は３０重量％であった。また、下記の表５および表６
中に得られたエマルジョンの粒子径（電子顕微鏡により
測定）を併せて示した。
【００３２】
【比較例８】前記表２の水性微粒子分散体Ｗ１０を水性
エマルジョンとして用いた。
エマルジョンとして用いた。
【００３３】
【表５】
【００３４】
【表６】
【００３５】
【比較例９】前記と同様の四つ口フラスコに、水７０部
を投入し、８０℃下において、下記に示すモノマー分散
液および重合開始剤水溶液を３時間かけて滴下した。さ
らに、２時間反応させることにより水性組成物を得た。
ついで、作製した水性組成物は、アンモニア水によって
ｐＨ８に調整した。
を投入し、８０℃下において、下記に示すモノマー分散
液および重合開始剤水溶液を３時間かけて滴下した。さ
らに、２時間反応させることにより水性組成物を得た。
ついで、作製した水性組成物は、アンモニア水によって
ｐＨ８に調整した。
【００３６】〔モノマー分散液〕
メチルメタクリレート ５３ 部
２−エチルヘキシルアクリレート ４１ 部
メタクリル酸
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン ２ 部
エレミノール ＪＳ２（三洋化成工業社製） ２ 部
水 ２０ 部
【００３７】〔重合開始剤水溶液〕
過硫酸ナトリウム ０．３部
水 １０ 部
【００３８】
【比較例１０】比較例９で作製した水性組成物に対し
て、ソリッド比２５重量％の割合でスノーテックス５０
（日産化学社製）を混合して水性混合体を得た。得られ
た水性混合体を電子顕微鏡によって観察した結果、エマ
ルジョン重合して得られた粒子径０．１μｍ程度の樹脂
と、粒子径０．０２μｍ程度のコロイダルシリカが各々
独立して混在していた。
て、ソリッド比２５重量％の割合でスノーテックス５０
（日産化学社製）を混合して水性混合体を得た。得られ
た水性混合体を電子顕微鏡によって観察した結果、エマ
ルジョン重合して得られた粒子径０．１μｍ程度の樹脂
と、粒子径０．０２μｍ程度のコロイダルシリカが各々
独立して混在していた。
【００３９】
【比較例１１】下記の表７に示す各成分を同表に示す割
合で、コロイダルシリカ共存下にてエマルジョン重合を
行い水性組成物を得た。なお、反応条件等は比較例９と
同様に設定した。得られた水性組成物はアンモニア水に
てｐＨ８に調整した。ついで、得られた水性組成物を電
子顕微鏡によって観察した結果、エマルジョン重合して
得られた粒子径０．１μｍ程度の樹脂と、粒子径０．０
２μｍ程度の硬質粒子が各々独立して混在していた。
合で、コロイダルシリカ共存下にてエマルジョン重合を
行い水性組成物を得た。なお、反応条件等は比較例９と
同様に設定した。得られた水性組成物はアンモニア水に
てｐＨ８に調整した。ついで、得られた水性組成物を電
子顕微鏡によって観察した結果、エマルジョン重合して
得られた粒子径０．１μｍ程度の樹脂と、粒子径０．０
２μｍ程度の硬質粒子が各々独立して混在していた。
【００４０】
【表７】
【００４１】このようにして得られた各実施例品および
比較例品の性能評価を行った。その結果を後記の表９〜
表１３に示す。なお、各実施例品および比較例品におけ
る（Ａ）成分，（Ｂ）成分および（Ｃ）成分のそれぞれ
のソリッド重量比を後記の表９〜表１３に併せて示し
た。
比較例品の性能評価を行った。その結果を後記の表９〜
表１３に示す。なお、各実施例品および比較例品におけ
る（Ａ）成分，（Ｂ）成分および（Ｃ）成分のそれぞれ
のソリッド重量比を後記の表９〜表１３に併せて示し
た。
【００４２】まず、得られた各実施例品および比較例品
の水性樹脂を用い、下記の表８に示す処方に基づいて塗
料を作製した。
の水性樹脂を用い、下記の表８に示す処方に基づいて塗
料を作製した。
【００４３】
【表８】
【００４４】得られた塗料を、予めシーラーを塗布した
スレート板にウエット状態で約１ｍｍ厚で塗布した。そ
して、室温下にて１週間乾燥させることにより試験品を
作製した。そして、上記試験品を用い、下記の方法に従
って耐汚染性，耐候性，耐水性，塗膜強度，塗膜伸度を
測定した。
スレート板にウエット状態で約１ｍｍ厚で塗布した。そ
して、室温下にて１週間乾燥させることにより試験品を
作製した。そして、上記試験品を用い、下記の方法に従
って耐汚染性，耐候性，耐水性，塗膜強度，塗膜伸度を
測定した。
【００４５】〔耐汚染性〕
試験品を屋外に１年間放置して、１年後の汚染の度合い
を目視により評価した。そして、汚染の度合いの小さい
ものを○、中程度のものを△、汚染の度合いの大きいも
のを×として表示した。また、色差（△Ｅ）を色差計に
より測定した。
を目視により評価した。そして、汚染の度合いの小さい
ものを○、中程度のものを△、汚染の度合いの大きいも
のを×として表示した。また、色差（△Ｅ）を色差計に
より測定した。
【００４６】〔耐候性〕
試験品を用い、サンシャインウエザーメーターで２００
０時間後の光沢維持率（６０°−６０°）、色差（△
Ｅ）を各々変角光沢計，色差計により測定した。
０時間後の光沢維持率（６０°−６０°）、色差（△
Ｅ）を各々変角光沢計，色差計により測定した。
【００４７】〔耐水性〕
ＪＩＳ Ｋ ５６６０，耐水性評価方法に準ずる測定を
行った。試験板は耐水処理前に表面をパラフィンにて塗
り込めておく。そして、測定は、変角光沢計を用いて６
０°−６０°光沢を計測して、その維持率を耐水性の指
標とした。
行った。試験板は耐水処理前に表面をパラフィンにて塗
り込めておく。そして、測定は、変角光沢計を用いて６
０°−６０°光沢を計測して、その維持率を耐水性の指
標とした。
【００４８】〔塗膜強度および塗膜伸度〕
ＪＩＳ Ａ ６０２１に基づいて塗料をフィルム化し
て、上記ＪＩＳ Ａ ６０２１に準じて測定した。
て、上記ＪＩＳ Ａ ６０２１に準じて測定した。
【００４９】
【表９】
【００５０】
【表１０】
【００５１】
【表１１】
【００５２】
【表１２】
【００５３】
【表１３】
【００５４】上記表９〜表１３の結果から、比較例１〜
４品は耐汚染性および耐候性に劣る。また、比較例５，
６，９品は耐汚染性に劣り、しかも塗膜強度が低い。比
較例７品は耐水性に劣り、また塗膜は脆い。さらに、比
較例１０，１１品は耐候性に劣り、塗膜強度もやや低
い。これに対して、実施例品はいずれも、耐汚染性，耐
候性，耐水性の全てに優れ、しかも塗膜強度も高い。
４品は耐汚染性および耐候性に劣る。また、比較例５，
６，９品は耐汚染性に劣り、しかも塗膜強度が低い。比
較例７品は耐水性に劣り、また塗膜は脆い。さらに、比
較例１０，１１品は耐候性に劣り、塗膜強度もやや低
い。これに対して、実施例品はいずれも、耐汚染性，耐
候性，耐水性の全てに優れ、しかも塗膜強度も高い。
【図１】本発明における被覆構造の微粒子の構造を示す
説明図である。
説明図である。
１ エチレン性不飽和単量体からなる水性樹脂
２ 水性コロイダルシリカ
３ 共重合体からなる水溶性樹脂
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C09D 1/00 - 10/00
C09D 101/00 - 201/10
C08C 19/00 - 19/44
C08F 6/00 - 246/00
C08K 3/00 - 13/08
C08L 1/00 - 101/16
Claims (4)
- 【請求項１】 下記の（Ａ）成分および（Ｂ）成分が、
下記の（Ｃ）成分によって被覆された被覆構造の微粒子
を、水性媒体中に含有する水性コーティング用組成物で
あって、上記（Ａ）成分，（Ｂ）成分および（Ｃ）成分
の重量割合が、（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）＝（４５〜８
５）：（５〜２５）：（１０〜３０）に設定されている
ことを特徴とする水性コーティング用組成物。 （Ａ）エチレン性不飽和単量体を重合してなる水性樹
脂。 （Ｂ）水性コロイダルシリカ。 （Ｃ）下記の（ａ）〜（ｃ）から誘導される構造単位を
分子構造とする共重合体からなる水溶性樹脂。 （ａ）３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン。 （ｂ）メタクリル酸およびアクリル酸の少なくとも一
方。 （ｃ）メタクリル酸メチルおよびアクリル酸−２−エチ
ルヘキシルの少なくとも一方。 - 【請求項２】 被覆構造の微粒子の粒径が、０．０３〜
０．２０μｍの範囲内である請求項１記載の水性コーテ
ィング用組成物。 - 【請求項３】 有機溶媒中で、下記の（ａ）〜（ｃ）を
共重合させることにより水溶性樹脂（Ｃ成分）を作製す
る工程と、 上記水溶性樹脂（Ｃ成分）に、水性コロイダルシリカ
（Ｂ成分）および水性媒体を添加して上記有機溶媒を水
性媒体と置換する工程と、 上記水性媒体中の水溶性樹脂（Ｃ成分）および水性コロ
イダルシリカ（Ｂ成分）にエチレン性不飽和単量体を添
加して重合させ微粒子化することにより、上記水性媒体
中の水溶性樹脂（Ｃ成分）によって、上記エチレン性不
飽和単量体を重合してなる水性樹脂（Ａ成分）微粒子を
水性コロイダルシリカ（Ｂ成分）とともに被覆させ、上
記Ａ成分，Ｂ成分およびＣ成分の重量割合が（Ａ）：
（Ｂ）：（Ｃ）＝（４５〜８５）：（５〜２５）：（１
０〜３０）の範囲で被覆された被覆構造の微粒子を作製
する工程、 とを備えたことを特徴とする水性コーティング用組成物
の製法。 （ａ）３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン。 （ｂ）メタクリル酸およびアクリル酸の少なくとも一
方。 （ｃ）メタクリル酸メチルおよびアクリル酸−２−エチ
ルヘキシルの少なくとも一方。 - 【請求項４】 被覆構造の微粒子の粒径が、０．０３〜
０．２０μｍの範囲内である請求項３記載の水性コーテ
ィング用組成物の製法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09884294A JP3519119B2 (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | 水性コーティング用組成物およびその製法 |
| US08/422,406 US5726235A (en) | 1994-05-12 | 1995-04-14 | Aqueous coating composition and its preparation |
| EP95108323A EP0745645A1 (en) | 1994-05-12 | 1995-05-30 | Aqueous coating composition and its preparation |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09884294A JP3519119B2 (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | 水性コーティング用組成物およびその製法 |
| EP95108323A EP0745645A1 (en) | 1994-05-12 | 1995-05-30 | Aqueous coating composition and its preparation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07305019A JPH07305019A (ja) | 1995-11-21 |
| JP3519119B2 true JP3519119B2 (ja) | 2004-04-12 |
Family
ID=26138645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09884294A Expired - Fee Related JP3519119B2 (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | 水性コーティング用組成物およびその製法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0745645A1 (ja) |
| JP (1) | JP3519119B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4143804B2 (ja) * | 2002-02-05 | 2008-09-03 | 東洋紡績株式会社 | 機能性コーティング布及びその製造方法 |
| JP2004292686A (ja) * | 2003-03-27 | 2004-10-21 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 塗料用水性組成物 |
| JP2004300308A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 外装塗料用水性被覆組成物 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1289083A (ja) * | 1969-01-30 | 1972-09-13 | ||
| EP0007190A1 (en) * | 1978-07-11 | 1980-01-23 | Imperial Chemical Industries Plc | Polymer-coated siliceous fillers for use in plastics or rubbers |
| DE3341888A1 (de) * | 1983-11-19 | 1985-05-30 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Anorganisch-organische fuellstoffe, verfahren zu deren herstellung sowie deren verwendung in polymerisierbaren massen |
-
1994
- 1994-05-12 JP JP09884294A patent/JP3519119B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-05-30 EP EP95108323A patent/EP0745645A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07305019A (ja) | 1995-11-21 |
| EP0745645A1 (en) | 1996-12-04 |
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