JP5158536B2

JP5158536B2 - 塗料

Info

Publication number: JP5158536B2
Application number: JP2007105938A
Authority: JP
Inventors: 祐二埋橋; 正明小島
Original assignee: INA Food Industry Co Ltd
Current assignee: INA Food Industry Co Ltd
Priority date: 2007-04-13
Filing date: 2007-04-13
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2027-04-13
Also published as: JP2008260884A

Description

本発明は、糊料を添加することによって粘性が付与された塗料に関する。

塗料は、一般に、付着性を向上させるために、適度な粘性が付与されており、近年、廃棄処理などの問題から、キサンタンガムなどの水性の増粘剤を添加することによって、適度な粘性を付与している（特許文献１）。

一方、家庭などで使用される塗料は、保存場所などを確保するため、原液を水によって数十倍から数千倍に希釈させて使用されている。粘性が付与された塗料を水に希釈させて使用する場合、適度な粘性を維持する必要があるため、原液を高粘度に調整する必要がある。

特開２０００―３４４２９号公報

しかしながら、高粘度に調整された塗料は、非常に扱い難く、また均一に希釈させることができないという問題がある。一方、取り扱いを容易にし、均一に希釈されるために、原液の粘度を下げると、希釈されたものの粘度が適切でなくなり、付着性が低下するという問題がある。

そこで、本発明は、取り扱いが容易であるとともに、均一に希釈可能で、かつ水に希釈させても適度な粘度を維持することができる塗料を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するために、本発明は、糊料と粘性発現抑制剤を水に溶解させて該糊料の粘性発現を抑制することにより流動性のある液体とし、水分を含む目的物に添加されるとその粘性又はゲル化が発現されるように調整された増粘用添加液を含有させることによって、取り扱いが容易であるとともに、均一に希釈可能で、かつ水に希釈させても適度な粘度を維持することができることを見出した。すなわち、本発明は、糊料と粘性発現抑制剤を水に溶解させて該糊料の粘性発現を抑制することにより流動性のある液体とし、水分を含む目的物に添加されるとその粘性又はゲル化が発現されるように調整された増粘用添加液を含有することを特徴とする塗料である。

また、本発明は、同時に水分を含む目的物に添加されることによって粘性が発現される第一液及び第二液からなり、第一液及び第二液の少なくとも一方に塗料成分が含有された塗料である。

以上の目的を達成するために、本発明は、取り扱いが容易であるとともに、均一に希釈可能で、かつ水に希釈させても適度な粘度を維持することができる塗料を提供することができる。

本発明に係る塗料に添加される増粘用添加液は、特開２０００−４１５９４号公報や特開２００４−２０８５６２号公報に記載されているものを用いることができる。具体的には、以下の通りである。

前記粘性発現抑制剤として、糊料に対する貧溶媒を用いることができ、糊料に対する貧溶媒としては、例えば、エチルアルコールやアセトン、イソプロピルアルコール、油脂、界面活性剤等を用いることができる。このような貧溶媒を糊料に添加することによって、糊料の粘性発現を抑制することができ、さらに水分を含む目的物に添加されるとその粘性又はゲル化が発現される。

また、前記粘性発現抑制剤として、低粘性多糖類を用いることができ、低粘性多糖類としては、例えば、アラビアガム、プルラン、大豆多糖類、アラビノガラクタン等を用いることができる。このような低粘性多糖類を糊料に添加することによって、糊料の粘性発現を抑制することができ、さらに水分を含む目的物に添加されるとその粘性又はゲル化が発現される。

これらの低粘性多糖類が効果を示すのは、高濃度溶解液であり、例えばアラビアガムの場合、３〜５０％の濃度、より望ましくは、８〜３０％の濃度とし、プルランの場合、２〜２０％の濃度、より望ましくは５〜１０％の濃度とし、大豆多糖類の場合、３〜３０％の濃度、より望ましくは７〜２５％の濃度とし、アラビノガラクタンの場合、３〜５０％の濃度、より望ましくは８〜３０％の濃度とする。これら以下の濃度であると、糊料を加えたときに粘性が発現して流動性が悪くなり、増粘用添加液として好ましい低粘性状態に保つことができない。勿論糊料の濃度を低くすれば流動性を保つ液体が得られるが、水分を含む目的物に添加して粘性を発現させるという機能に劣ることになる。また上記濃度範囲を超えると、低粘性多糖類自身の粘性が大きくなり、それ自身流動性の低いものとなる。

さらに、前記粘性発現抑制剤として、糊料と反応性のあるイオンを用いることができ、糊料と反応性のあるイオンとしては、例えば、カリウムやカルシウム、マグネシウム等の金属イオンを用いることができる。このような反応性のあるイオンを糊料に添加することによって、糊料の粘性発現を抑制することができ、さらに水分を含む目的物に添加されるとその粘性又はゲル化が発現される。これら反応性のあるイオンの添加量が微量であると、まず液の粘性を下げる方向に作用する。更にこれらの二価の金属イオンの反応を制御するために、金属封鎖の目的でクエン酸ナトリウムやメタリン酸ナトリウムを併用することも有効である。

またさらに、前記粘性発現抑制剤として、低分子の糖質を用いることができ、低分子の糖質としては、例えば、砂糖あるいはエリスリトール等を用いることができる。このような低分子の糖質を高濃度で糊料に添加することによって、糊料の粘性発現を抑制することができ、さらに水分を含む目的物に添加されるとその粘性又はゲル化が発現される。

貧溶媒、低粘性多糖類、低分子の糖質又は糊料と反応性のあるイオンと組み合わせて用いられる糊料としては、グアーガム、ローカストビーンガム、タラガム、キサンタンガム、タマリンドガム、トラガントガム、カラヤガム、コンニャクマンナン、ＣＭＣナトリウム、アルギン酸ナトリウム、ペクチン、アゾトバクタービネランジガム、カラギナン、化工澱粉、カシアガム、サイリュームシードガム、ＣＭＣ及びメチルセルロースなどがあり、これらを単独で用いても良く、また二以上を組み合わせて用いても良い。

また、前記粘性発現抑制剤として、アルギン酸ナトリウム、ペクチン及びＣＭＣナトリウムのいずれか一以上を用い、その場合、前記糊料として、キサンタンガムを用いることができる。このようにキサンタンガムにアルギン酸ナトリウム、ペクチン及びＣＭＣナトリウムのいずれかを添加することによって、糊料の粘性発現を抑制することができ、さらに水分を含む目的物に添加されるとその粘性又はゲル化が発現される。アルギン酸ナトリウムは、平均分子量５０００〜１００００００、ペクチンは、平均分子量５０００〜１００００００、ＣＭＣナトリウムは、平均分子量５０００〜１２０００００であることが好ましく、このようにアルギン酸ナトリウム、ペクチン及びＣＭＣナトリウムの平均分子量の調整は、アルギン酸ナトリウム、ペクチン及びＣＭＣナトリウムの酸又は熱などによる加水分解により行うことができる。

また、本発明に係る塗料用増粘用添加液において、キサンタンガムとアルギン酸ナトリウムの割合は、１：０．２〜１０、キサンタンガムと平均分子量５０００〜１００００００のアルギン酸ナトリウムの割合は、１：０．１〜２０、キサンタンガムとペクチンの割合は、１：０．２〜１０、キサンタンガムと平均分子量５０００〜１００００００のペクチンの割合は、１：０．１〜２０、キサンタンガムとＣＭＣナトリウムの割合は、１：０．２〜１０、キサンタンガムと平均分子量５０００〜１２０００００のＣＭＣナトリウムの割合は、１：０．１〜２０であることが好ましい。水に溶解して増粘又はゲル化が抑制されている場合において、キサンタンガムとアルギン酸ナトリウムの組合せのこれらの水溶液中の含有量は、１〜３０％、好ましくは２〜１５％、キサンタンガムと平均分子量５０００〜１００００００のアルギン酸ナトリウムの組合せのこれらの水溶液中の含有量は、１〜４０％、好ましくは２〜２０％、キサンタンガムとペクチンの組合せのこれらの水溶液中の含有量は、１〜３０％、好ましくは２〜１５％、キサンタンガムと平均分子量５０００〜１００００００のペクチンの組合せのこれらの水溶液中の含有量は、１〜４０％、好ましくは２〜２０％、キサンタンガムとＣＭＣナトリウムの組合せのこれらの水溶液中の含有量は、１〜３０％、好ましくは２〜１５％、キサンタンガムと平均分子量５０００〜１２０００００のＣＭＣナトリウムの組合せのこれらの水溶液中の含有量は、１〜４０％、好ましくは２〜２０％であることが好ましい。

また、本発明に係る塗料において、前記第一液及び第二液の組み合わせが、カラギナン溶液及びローカストビーンガム溶液、カラギナン溶液及び塩化カリウム溶液、キサンタンガム溶液及びローカストビーンガム溶液、キサンタンガム溶液及びグアーガム溶液、ペクチン溶液及びカルシウムイオンを含む溶液、並びにアルギン酸ナトリウム溶液及びカルシウムイオンを含む溶液のいずれかであることが好ましい。前記第一液及び第二液は、同時に溶解させて粘性を発現させても良く、いずれか一方を水に溶解させた後にそれに他方を添加して粘性を発現させても良く、また、それぞれを水に溶解させた後に両者を混合させて粘性を発現させても良い。また、塗料成分は、前記第一液及び第二液のいずれか一方に含有させても良く、双方に同一又は異なる成分を含有させても良く、双方それぞれに含有された成分を合わせることによって塗料として機能するようにしても良い。

本発明に係る塗料は、水性塗料及びエマルション塗料であり、本発明に係る塗料の組成物として、上記増粘用添加液のほか、通常水性塗料及びエマルション塗料に使用される塗料形成成分を配合することができる。

塗料形成成分としては、例えば、アマニ油、キリ油、大豆油、脱水ヒマシ油、ボイル油、スタンド油などの植物油類、およびアルキド樹脂、ビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、タールエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、タールウレタン樹脂、アルキルシリケート樹脂、塩化ゴム樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、各種水溶性樹脂などの樹脂類、および顔料、染料などの着色剤、および可塑剤、乾燥剤、表面調製剤、色分かれ防止剤、消泡剤、レオロジー調製剤、紫外線調製剤、界面活性剤などの改質剤・添加剤があげられるが特に限定するものではない。塗膜形成助成分としては水、加工油類、鉱油類、天然樹脂類、天然物誘導体類、合成樹脂類、炭化水素溶剤、アルコール類、エステル類、ケトン類、グリコール類、グリコール誘導体などがあげられるが特に限定するものではない。

増粘用添加液の添加時期は、特に限定されるものではない。また添加方法についても特に限定されるものではない。本発明の対象となる水性塗料およびエマルション塗料とは、特に限定するものではないが、例えば建物用、建築資材用、構造物用、船舶用、道路車両用、電気機械用、機械用、金属製品用、木工製品用、家庭用、道路標示用などの各種塗料としてブリキ、アルミニウム、ティンフリースチール、鉄、亜鉛、銅、亜鉛メッキ鋼板、合金メッキ合板などの金属、これらの金属にリン酸塩処理やクロメート処理を施した化学処理金属、木材、プラスチック、コンクリート、アスファルトなどに塗布することができる。さらに、水は、必須成分であるが、水は、塗布時に含有していればよい。

増粘用添加液１
先ず、アルギン酸ナトリウム（キミカ社製）１０重量部を水・エチルアルコール混合溶媒（重量比１：１）１００重量部に溶解することによって、本発明に係る塗料の実施例に配合する増粘用添加液１を作製した。この増粘用添加液１の粘度をＢ型粘度計（芝浦システム(株)製ビストメトロン：回転数６０ｒｐｍ、ローターＮｏ１、測定温度２５℃）で測定したところ、１５．５ｍＰａ・ｓであった。また、この増粘用添加液１に表１に示す割合で水を加えて希釈し、その粘度を測定したところ（ローターＮｏ３）、粘性が発現したことを確認できた。

増粘用添加液２
次に、アラビアガム（ＣＮＩ社製）１０重量部を水８５重量部に溶解し、このアラビアガム溶液にキサンタンガム６重量部を加えて溶解することによって、本発明に係る塗料の実施例に配合する増粘用添加液２を作製した。この増粘用添加液２に表２に示す割合で水を加えて希釈し、その粘度を測定したところ（ローターＮｏ３）、粘性が発現したことを確認できた。

増粘用添加液３
次に、予め食塩５重量部を加えた食塩水１００重量部に冷水可溶性カラギナン（伊那食品工業社製）５重量部を溶解することによって、本発明に係る塗料の実施例に配合する増粘用添加液３を作製した。この増粘用添加液３に表３に示す割合で水を加えて希釈し、その粘度を測定したところ（ローターＮｏ４）、粘性が発現したことを確認できた。

増粘用添加液４
次に、タラガム（伊那食品工業社製）１０重量部を糖度７０のソルビトール液（日研化成社製）１００重量部に溶解することによって、本発明に係る塗料の実施例に配合する増粘用添加液４を作製した。この増粘用添加液４に表４に示す割合で水を加えて希釈し、その粘度を測定したところ（ローターＮｏ３）、粘性が発現したことを確認できた。

増粘用添加液５
次に、寒天（伊那食品工業社製）５重量部を糖度７０％のソルビトール液（日研化成社製）１００重量部と水５０重量部を加えた液に分散し加熱溶解し、得られた溶液から水６０重量部を蒸発することによって、本発明に係る塗料の実施例に配合する増粘用添加液５を作製した。この増粘用添加液５に表５に示す割合で水を加えて希釈し、その粘度を測定したところ（ローターＮｏ３）、粘性が発現したことを確認できた。

増粘用添加液６
次に、ジェランガム（ＣＰケルコ社製）２重量部を水１００部に加熱溶解後、食塩１０重量部を加えることによって、本発明に係る塗料の実施例に配合する増粘用添加液６を作製した。この増粘用添加液６に表６に示す割合で水を加えて希釈し、その粘度を測定したところ（ローターＮｏ３）、粘性が発現したことを確認できた。

増粘用添加液７
次に、平均分子量２４０００００のアルギン酸Ｎａ（大日本住友製薬社製）３重量部とキサンタンガム（ＣＰケルコ社製）の３重量部を水１００重量部に溶解することによって、本発明に係る塗料の実施例に配合する増粘用添加液７を作製した。この増粘用添加液７に表７に示す割合で水を加えて希釈し、その粘度を測定したところ（ローターＮｏ３）、粘性が発現したことを確認できた。

増粘用添加液８
次に、平均分子量３２０００００のＣＭＣ-Ｎａ（第一工業製薬社製）３重量部とキサンタンガム（ＣＰケルコ社製）の３重量部を水１００重量部に溶解することによって、本発明に係る塗料の実施例に配合する増粘用添加液８を作製した。この増粘用添加液８に表８に示す割合で水を加えて希釈し、その粘度を測定したところ（ローターＮｏ３）、粘性が発現したことを確認できた。

増粘用添加液９
次に、平均分子量４８７０００のＬＭ-ペクチン（ＣＰケルコ社製）３重量部とキサンタンガム（ＣＰケルコ社製）の３重量部を水１００重量部に溶解することによって、本発明に係る塗料の実施例に配合する増粘用添加液９を作製した。この増粘用添加液９に表９に示す割合で水を加えて希釈し、その粘度を測定したところ（ローターＮｏ３）、粘性が発現したことを確認できた。

増粘用添加液１０
次に、平均分子量２４０００００のアルギン酸Ｎａ（大日本住友製薬社製）を加水分解することにより平均分子量４２０００とし、この平均分子量４２０００のアルギン酸Ｎａの３重量部とキサンタンガム（ＣＰケルコ社製）の３重量部を水１００重量部に溶解することによって、本発明に係る塗料の実施例に配合する増粘用添加液１０を作製した。この増粘用添加液１０に表１０に示す割合で水を加えて希釈し、その粘度を測定したところ（ローターＮｏ３）、粘性が発現したことを確認できた。

増粘用添加液１１
次に、平均分子量３２０００００のＣＭＣ-Ｎａ（第一工業製薬社製）を加水分解することにより平均分子量８００００とし、この平均分子量８００００のＣＭＣ-Ｎａの３重量部とキサンタンガム（ＣＰケルコ社製）の３重量部を水１００重量部に溶解することによって、本発明に係る塗料の実施例に配合する増粘用添加液１１を作製した。この増粘用添加液１１に表１１に示す割合で水を加えて希釈し、その粘度を測定したところ（ローターＮｏ３）、粘性が発現したことを確認できた。

増粘用添加液１２
次に、平均分子量４８７０００のＬＭ-ペクチン（ＣＰケルコ社製）を加水分解することにより平均分子量３７００００とし、この平均分子量３７００００のＬＭ-ペクチンの３重量部とキサンタンガム（ＣＰケルコ社製）の３重量部を水１００重量部に溶解することによって、本発明に係る塗料の実施例に配合する増粘用添加液１２を作製した。この増粘用添加液１２に表１２に示す割合で水を加えて希釈し、その粘度を測定したところ（ローターＮｏ３）、粘性が発現したことを確認できた。

実施例１乃至１２
次に、増粘用添加液１乃至１２それぞれ２０重量部にアクリル酸共重合体１３重量部及びメラミン樹脂１．５重量部を加えて混合することによって、実施例１乃至１２に係る塗料を作製した。増粘用添加液１乃至１２は、いずれも粘性発現が抑制されており、粘度が低いので容易にこれら塗料成分と混合することができた。比較例１として、増粘添加物１乃至１２の代わりにグアーガム（伊那食品工業（株）製）の１％液を用いて塗料を同様に作製した。

これら実施例１乃至１２に係る塗料、並びに比較例１に係る塗料を水で６０％に希釈して使用した。実施例１乃至１２に係る塗料は、いずれも粘性発現が抑制されており、粘度が低いので容易に水に均一に希釈させることができ、また水に希釈させることによって、粘性が発現され、適度な粘性を有する塗料を用時調整することができた。一方、比較例１に係る塗料は、希釈前は粘度が高いため、分散性が悪く、希釈されると粘性がなくなり、塗料として適度な粘性が得られなかった。

実施例１３乃至２４
次に、増粘用添加液１乃至１２それぞれ２０重量部に水性樹脂１０重量部，アミノ樹脂２重量部，ジエチルエタノールアミン０．５重量部を加えて混合することによって、実施例１３乃至２４に係る塗料を作製した。増粘用添加液１乃至１２は、いずれも粘性発現が抑制されており、粘度が低いので容易にこれら塗料成分と混合することができた。比較例２として増粘添加物１乃至１２の代わりにグアーガム（伊那食品工業（株）製）の１％液を用いて塗料を同様に作製した。

これら実施例１３乃至２４に係る塗料、並びに比較例２に係る塗料を水で６０％に希釈して使用した。実施例１３乃至２４に係る塗料は、いずれも粘性発現が抑制されており、粘度が低いので容易に水に均一に希釈させることができ、また水に希釈させることによって、粘性が発現され、適度な粘性を有する塗料を用時調整することができた。一方、比較例２に係る塗料は、希釈前は粘度が高いため、分散性が悪く、希釈されると粘性がなくなり、塗料として適度な粘性が得られなかった。

実施例２５
次に、実施例２５に係る塗料として、第一液及び第二液を用意した。すなわち、５重量部のＬＭペクチン、６重量部のクエン酸、４重量部のクエン酸ナトリウムを１００重量部の水に溶解し、これにアクリル酸共重合体３０重量部を加えることによって第一液を作製し、乳酸カルシウム５重量部を水１００重量部に溶解し、これにメラミン樹脂３重量部を加えることによって第二液を作製した。

次に、実施例２５に係る塗料である第一液３０重量部と第二液２０重量部を水６０重量部に分散して希釈した。実施例２５に係る塗料である第一液及び第二液は、いずれも粘度が低いので容易に水に均一に混合させることができ、また水に希釈させることによって、粘性が発現され、適度な粘性を有する塗料を用時調整することができた。

実施例２６
次に、実施例２６に係る塗料として、第一液及び第二液を用意した。すなわち、水とエタノールの混合溶媒（混合重量比は水：エタノール＝３：２）１００重量部にアルギン酸Ｎａ１０重量部を溶解し、これにアクリル酸共重合体３０重量部を加えることによって第一液を作製し、乳酸Ｃａ５重量部を水１００重量部に溶解し、これにメラミン樹脂３重量部を加えることによって第二液を作製した。

次に、実施例２６に係る塗料である第一液１０重量部と第二液１０重量部を水６０重量部に分散して希釈した。実施例２６に係る塗料である第一液及び第二液は、いずれも粘度が低いので容易に水に均一に混合させることができ、また水に希釈させることによって、粘性が発現され、適度な粘性を有する塗料を用時調整することができた。

Claims

糊料と粘性発現抑制剤を水に溶解させて該糊料の粘性発現を抑制することにより流動性のある液体とし、水分を含む目的物に添加されるとその粘性又はゲル化が発現されるように調整された増粘用添加液と塗料成分とを含有し、
粘性発現が抑制されており、水に希釈されることによって粘性が発現される塗料であって、
前記粘性発現抑制剤は、貧溶媒、アラビアガム、プルラン、大豆多糖類及びアラビノガラクタンのいずれか一以上からなる低粘性多糖類、砂糖、エリスリトール及びソルビトールのいずれか一以上からなる低分子の糖質、並びに糊料と反応性のあるイオンのいずれかであり、
前記糊料は、グアーガム、ローカストビーンガム、タラガム、キサンタンガム、タマリンドガム、トラガントガム、カラヤガム、コンニャクマンナン、ＣＭＣナトリウム、アルギン酸ナトリウム、ペクチン、アゾトバクタービネランジガム、カラギナン、化工澱粉、カシアガム、サイリュームシードガム、ＣＭＣ及びメチルセルロースのいずれか一以上であることを特徴とする塗料。
前記粘性発現抑制剤が、貧溶媒であり、前記糊料が、アルギン酸ナトリウムであることを特徴とする請求項１記載の塗料。