JP7108430B2 - 拭き上げ用水性ワックス組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、拭き上げ用水性ワックス組成物に関するものであり、より詳しくは、拭き上げ時の作業性に優れ、微細な傷に対する傷消し効果を有する高光沢な塗膜を形成することのできる、拭き上げ用水性ワックス組成物に関するものである。
自動車のボディー等の塗装面に、艶等を付与するための表面処理剤としては、塗布して乾燥させるだけのコーティング組成物等のほか、施与後に布等を使用して拭き上げるワックス組成物等があり、これら表面処理剤について新たな機能をもたせる試みが行われている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、自動車塗装面等の、光沢や艶を必要とされる対象に対して、単に塗布するだけのコーティング組成物をクロスやスポンジを用いて施与した場合には、塗布スジ等の被膜の段差が生じるという問題があった。また、施工する工程やタイミングの違い等により、施工部位ごとのワックス組成物塗布量に差が生じ、光沢や艶感のムラを引き起こすという問題もあった。
一方、拭き上げ用ワックス組成物には、単に塗布するだけのコーティング組成物と違って、施与後の拭き上げ作業によって、塗布スジ等の被膜の段差を解消できるほか、ワックス組成物塗布量の違いに基づく光沢や艶感のムラをならして均一にでき、塗装面を鏡面状に仕上げることができる等の利点がある。
しかしながら、拭き上げ用ワックス組成物を用いた場合は、乾燥が早いために拭き取りが困難となり斑が生じることが多かった。これを解消すべく、乾燥遅延の目的でこれまで高沸点溶剤、オイル、およびそれらの乳化物が使用されてきた。その結果、溶剤による下地塗料の損傷やオイル残りによる汚染の原因となってきた。
特許第5733761号
従来の拭き上げ用水性ワックス組成物は、乾燥が早いために拭き取り斑が生じることが多かった。拭き取り斑を解消すべく乾燥遅延の目的で、軟らかい樹脂やシリコーンオイル等を添加した場合には、乾燥ダスト等の汚れが付着しやすいため、防汚性が低下するという問題があった。つまり、軟らかい樹脂やシリコーンオイル等を用いる目的(拭上の利便性向上や撥水性向上)と、防汚性を両立させることが困難であった。そのため、施与面に対する防汚性の付与と、乾燥が早いために生じる拭き取り斑の解消を両立することができる拭き上げ用水性ワックス組成物が求められていた。
本発明は、拭き上げ時の作業性に優れ、光沢性および防汚性に優れた傷消し効果の高い高硬度塗膜を、塗装面に対して密着性良く、強固にしかもムラ無く美しく形成することのできる、拭き上げ用水性ワックス組成物を提供することを目的とする。
本発明者は、上記の問題を解決するために鋭意検討した結果、特定の酸化セルロースナノファイバーを、拭き上げ用ワックスに含有させ、しかも塗膜に残留させることにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させた。
本発明は以下を提供する。
(1)下記(A)及び(B)を含有し、かつ(B)成分の含有量が固形分換算で、(A)成分の固形分に対して0.01~1.0質量%であり、かつ(C)を含まないことを特徴とする拭き上げ用水性ワックス組成物。
(A)乳化されたもしくは自己乳化型の水性ワックス
(B)カルボキシル基の量が0.5~3.0mmol/g、かつ平均繊維径が3~10nmである酸化セルロースナノファイバー
(C)樹脂エマルジョン
(2)(A)成分が、乳化されたもしくは自己乳化型の、シリコーンワックス、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、カルナバワックス、パラフィンワックス、及びマイクロクリスタリンワックスからなる群から選択される少なくとも1種以上であることを特徴とする、(1)に記載の拭き上げ用水性ワックス組成物。
(3)(A)成分の含有量が固形分換算で、水性ワックス組成物全体の0.5~20質量%であることを特徴とする、(1)または(2)に記載の拭き上げ用水性ワックス組成物。
本発明によれば、拭き上げ時の作業性に優れ、光沢性および防汚性に優れた傷消し効果の高い高硬度塗膜を、塗装面に対して密着性良く、強固にしかもムラ無く美しく形成することのできる、拭き上げ用水性ワックス組成物を提供することができる。
以下、本発明を詳細に説明する。本発明において「~」は端値を含む。すなわち「X~Y」はその両端の値XおよびYを含む。
本発明の拭き上げ用水性ワックス組成物は、乳化されたもしくは自己乳化型の水性ワックス((A)成分)と、酸化セルロースナノファイバー((B)成分)と、を含有するものであり、(B)成分は、カルボキシル基の量が0.5~3.0mmol/g、かつ平均繊維径が3~10nmであり、(B)成分の含有量が固形分換算で、(A)成分の固形分に対して0.01~1.0質量%である。また、本発明の拭き上げ用水性ワックス組成物は、樹脂エマルジョン((C)成分)を含まない。
なお、「ワックス」という用語には、単に、「蝋(ろう)」、つまりミツロウ等の“物質名の総称”としての意味もあるほか、単に塗布するだけでなく、施与対象に艶や滑性等の各種性能を付与する目的で、例えば拭き上げその他の作業によって薄く延ばして施与する“製品としてのワックス(用途)”としての意味もある。
本発明においては、「(A)成分」における「ワックス」の場合には、“物質名の総称”を意味し、「拭き上げ用水性ワックス組成物」における「ワックス」の場合には、“製品としてのワックス(用途)”を意味する。
<(A)成分:乳化されたもしくは自己乳化型の水性ワックス>
本発明に用いる水性ワックスは、水に不溶性のワックス成分を水中に均一に分散させたものであり、界面活性剤を用いてワックス成分を水中に乳化分散したものであっても良いし、界面活性剤を用いずに自己乳化型のワックス成分を水中に乳化分散したものであっても良い。
ここで、ワックス成分としては、シリコーンワックス、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、カルナバワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、合成ワックス等が挙げられ、シリコーンワックス、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、カルナバワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスを用いることが好ましい。また、ワックス成分は、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
ワックス成分が水中に乳化分散している水性ワックスとしては、市販のものを用いてもよく、例えば、シリコーンワックスの水性ワックスとしては、アミノ変性シリコーンオイルタイプの水性ワックスである製品名:KP 2601、NP 2609、NP 2611(旭化成ワッカーシリコーン株式会社製)、製品名:POLON-MF-14、POLON-MF-14E、POLON-MF-51、KM-9771(信越化学工業株式会社製)、ジメチルシリコーンタイプの水性ワックスである製品名:C 800、SLJ 1320、NP 2412(旭化成ワッカーシリコーン株式会社製)、製品名:KM-740T、KM-860A、KM-9736、KM-9736A、KM-862T、KM-9738A、KM-752T(信越化学工業株式会社製)、シリコーンレジンオイルタイプの水性ワックスである製品名:R 2701、NP 2804(旭化成ワッカーシリコーン株式会社製)、メチルフェニルシリコーンタイプの水性ワックスである製品名:KM-9739(信越化学工業株式会社製)、長鎖アルキル変性タイプの水性ワックスである製品名:X-52-8046(信越化学工業株式会社製)、MQレジンタイプの水性ワックスである製品名:KM-9717、X-52-8005、X-51-1302M(信越化学工業株式会社製)などが挙げられる。
また、ポリエチレンワックスの水性ワックスとしては、製品名:ハイテックEシリーズ(東邦化学工業株式会社製)、製品名:EMUSTAR-0443、EMUSTAR-0436(日本精蝋株式会社製)、酸化ポリエチレンワックスの水性ワックスとしては、製品名:ハイテックEシリーズ(東邦化学工業株式会社製)、ポリプロピレンワックスの水性ワックスとしては、製品名:ハイテックPシリーズ(東邦化学工業株式会社製)などが挙げられる。
また、カルナバワックスの水性ワックスとしては、製品名:EMUSTAR-0413(日本精蝋株式会社製)、パラフィンワックスの水性ワックスとしては、製品名:EMUSTAR-0135(日本精蝋株式会社製)、マイクロクリスタリンワックスの水性ワックスとしては、製品名:EMUSTAR-0001、EMUSTAR-042X(日本精蝋株式会社製)、合成ワックスの水性ワックスとしては、製品名:EMUSTAR-6315(日本精蝋株式会社製)などが挙げられる。
<(B)成分:酸化セルロースナノファイバー>
酸化セルロースナノファイバーは、セルロース原料を酸化して得られた酸化セルロースを解繊処理することにより得られる微細繊維であり、微細繊維の平均繊維長と平均繊維径は、酸化処理、解繊処理により調整することができる。
本発明に用いる酸化セルロースナノファイバーの平均繊維長は、特に限定されないが、好ましくは100nm~1μm、より好ましくは100nm~400nmである。また、本発明に用いる酸化セルロースナノファイバーの平均繊維径は3nm~10nm、好ましくは3nm~8nmである。
なお、酸化セルロースナノファイバーの平均繊維長及び平均繊維径は、電界放出型走査電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて、各繊維を観察した結果から得られる繊維長及び繊維径を平均することによって得ることができる。
酸化セルロースナノファイバーの平均アスペクト比は、通常50以上である。上限は特に限定されないが、通常は1000以下である。平均アスペクト比は、下記の式により算出することができる:
アスペクト比=平均繊維長/平均繊維径
<セルロース原料>
酸化セルロースナノファイバーの原料であるセルロース原料の由来は、特に限定されないが、例えば、植物(例えば、木材、竹、麻、ジュート、ケナフ、農地残廃物、布、パルプ(針葉樹未漂白クラフトパルプ(NUKP)、針葉樹漂白クラフトパルプ(NBKP)、広葉樹未漂白クラフトパルプ(LUKP)、広葉樹漂白クラフトパルプ(LBKP)、針葉樹未漂白サルファイトパルプ(NUSP)、針葉樹漂白サルファイトパルプ(NBSP)、サーモメカニカルパルプ(TMP)、再生パルプ、古紙等)、動物(例えばホヤ類)、藻類、微生物(例えば酢酸菌(アセトバクター))、微生物産生物等が挙げられる。本発明で用いるセルロース原料は、これらのいずれかであってもよいし2種類以上の組み合わせであってもよいが、好ましくは植物又は微生物由来のセルロース原料(例えば、セルロース繊維)であり、より好ましくは植物由来のセルロース原料(例えば、セルロース繊維)である。
セルロース原料の数平均繊維径は特に制限されないが、一般的なパルプである針葉樹クラフトパルプの場合は30~60μm程度、広葉樹クラフトパルプの場合は10~30μm程度である。その他のパルプの場合、一般的な精製を経たものは50μm程度である。例えばチップ等の数cm大のものを精製したものである場合、リファイナー、ビーター等の離解機で機械的処理を行い、50μm程度に調整することが好ましい。
<酸化>
酸化によりセルロース原料を変性して得られる酸化セルロース又はセルロースナノファイバーの絶乾質量に対するカルボキシル基の量は、0.5mmol/g以上、好ましくは0.8mmol/g以上、より好ましくは1.0mmol/g以上である。上限は、3.0mmol/g以下、好ましくは2.5mmol/g以下、より好ましくは2.0mmol/g以下である。すなわち、本発明に用いる酸化セルロースナノファイバーは、カルボキシル基の量が0.5mmol/g~3.0mmol/gであり、0.8mmol/g~2.5mmol/gが好ましく、1.0mmol/g~2.0mmol/gがより好ましい。
酸化の方法は特に限定されないが、1つの例としては、N-オキシル化合物、及び、臭化物、ヨウ化物若しくはこれらの混合物からなる群より選択される物質の存在下で酸化剤を用いて水中でセルロース原料を酸化する方法が挙げられる。この方法によれば、セルロース表面のグルコピラノース環のC6位の一級水酸基が選択的に酸化され、アルデヒド基、カルボキシル基、及びカルボキシレート基からなる群より選ばれる基が生じる。反応時のセルロース原料の濃度は特に限定されないが、5質量%以下が好ましい。
N-オキシル化合物とは、ニトロキシラジカルを発生しうる化合物をいう。ニトロキシルラジカルとしては例えば、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシル(TEMPO)が挙げられる。N-オキシル化合物としては、目的の酸化反応を促進する化合物であれば、いずれの化合物も使用できる。
N-オキシル化合物の使用量は、原料となるセルロースを酸化できる触媒量であれば特に制限されない。例えば、絶乾1gのセルロースに対して、0.01mmol以上が好ましく、0.02mmol以上がより好ましい。上限は、10mmol以下が好ましく、1mmol以下がより好ましく、0.5mmol以下が更に好ましい。従って、N-オキシル化合物の使用量は絶乾1gのセルロースに対して、0.01~10mmolが好ましく、0.01~1mmolがより好ましく、0.02~0.5mmolがさらに好ましい。
臭化物とは臭素を含む化合物であり、例えば、臭化ナトリウム等の、水中で解離してイオン化可能な臭化アルカリ金属が挙げられる。また、ヨウ化物とはヨウ素を含む化合物であり、例えば、ヨウ化アルカリ金属が挙げられる。臭化物又はヨウ化物の使用量は、酸化反応を促進できる範囲で選択すればよい。臭化物及びヨウ化物の合計量は絶乾1gのセルロースに対して、0.1mmol以上が好ましく、0.5mmol以上がより好ましい。上限は、100mmol以下が好ましく、10mmol以下がより好ましく、5mmol以下が更に好ましい。従って、臭化物及びヨウ化物の合計量は絶乾1gのセルロースに対して、0.1~100mmolが好ましく、0.1~10mmolがより好ましく、0.5~5mmolがさらに好ましい。
酸化剤は、特に限定されないが例えば、ハロゲン、次亜ハロゲン酸、亜ハロゲン酸、過ハロゲン酸、それらの塩、ハロゲン酸化物、過酸化物などが挙げられる。中でも、安価で環境負荷が少ないことから、次亜ハロゲン酸又はその塩が好ましく、次亜塩素酸又はその塩がより好ましく、次亜塩素酸ナトリウムが更に好ましい。酸化剤の使用量は、絶乾1gのセルロースに対して、0.5mmol以上が好ましく、1mmol以上がより好ましく、3mmol以上が更に好ましい。上限は、500mmol以下が好ましく、50mmol以下がより好ましく、25mmol以下が更に好ましい。従って、酸化剤の使用量は絶乾1gのセルロースに対して、0.5~500mmolが好ましく、0.5~50mmolがより好ましく、1~25mmolがさらに好ましく、3~25mmolが最も好ましい。N-オキシル化合物を用いる場合、酸化剤の使用量はN-オキシル化合物1molに対して1mol以上が好ましい。上限は、40molが好ましい。従って、酸化剤の使用量はN-オキシル化合物1molに対して1~40molが好ましい。
酸化反応時のpH、温度等の条件は特に限定されず、一般に、比較的温和な条件であっても酸化反応は効率よく進行する。反応温度は4℃以上が好ましく、15℃以上がより好ましい。上限は40℃以下が好ましく、30℃以下がより好ましい。従って、温度は4~40℃が好ましく、15~30℃程度、すなわち室温であってもよい。反応液のpHは、8以上が好ましく、10以上がより好ましい。上限は、12以下が好ましく、11以下がより好ましい。従って、反応液のpHは、好ましくは8~12、より好ましくは10~11程度である。通常、酸化反応の進行に伴ってセルロース中にカルボキシル基が生成するため、反応液のpHは低下する傾向にある。そのため、酸化反応を効率よく進行させるためには、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ性溶液を添加して、反応液のpHを上記の範囲に維持することが好ましい。酸化の際の反応媒体は、取扱い性の容易さや、副反応が生じにくいこと等の理由から、水が好ましい。
酸化反応における反応時間は、酸化の進行の程度に従って適宜設定することができ、通常は0.5時間以上である。上限は通常は6時間以下、好ましくは4時間以下である。従って、酸化における反応時間は通常0.5~6時間、例えば0.5~4時間程度である。
酸化は、2段階以上の反応に分けて実施してもよい。例えば、1段目の反応終了後に濾別して得られた酸化セルロースを、再度、同一又は異なる反応条件で酸化させることにより、1段目の反応で副生する食塩による反応阻害を受けることなく、効率よく酸化させることができる。
カルボキシル化(酸化)方法の別の例として、オゾン処理により酸化する方法が挙げられる。この酸化反応により、セルロースを構成するグルコピラノース環の少なくとも2位及び6位の水酸基が酸化されると共に、セルロース鎖の分解が起こる。オゾン処理は通常、オゾンを含む気体とセルロース原料とを接触させることにより行われる。
気体中のオゾン濃度は、50g/m3以上であることが好ましい。上限は、250g/m3以下であることが好ましく、220g/m3以下であることがより好ましい。従って、気体中のオゾン濃度は、50~250g/m3であることが好ましく、50~220g/m3であることがより好ましい。オゾン添加量は、セルロース原料の固形分100質量部に対し、0.1質量部以上であることが好ましく、5質量部以上であることがより好ましい。上限は、通常30質量部以下である。従って、オゾン添加量は、セルロース原料の固形分100質量部に対し、0.1~30質量部であることが好ましく、5~30質量部であることがより好ましい。
オゾン処理温度は、通常0℃以上であり、好ましくは20℃以上である。上限は通常50℃以下である。従って、オゾン処理温度は、通常0~50℃であり、20~50℃であることが好ましい。オゾン処理時間は、通常は1分以上であり、好ましくは30分以上である。上限は通常360分以下である。従って、オゾン処理時間は、通常は1~360分程度であり、30~360分程度が好ましい。オゾン処理の条件が上述の範囲内であると、セルロースが過度に酸化及び分解されることを防ぐことができ、酸化セルロースの収率が良好となる。
オゾン処理後に得られる結果物に対しさらに、酸化剤を用いて追酸化処理を行ってもよい。追酸化処理に用いる酸化剤は、特に限定されないが、例えば、二酸化塩素、亜塩素酸ナトリウム等の塩素系化合物;酸素、過酸化水素、過硫酸、過酢酸などが挙げられる。追酸化処理の方法としては、例えば、これらの酸化剤を水又はアルコール等の極性有機溶媒中に溶解して酸化剤溶液を作成し、酸化剤溶液中にセルロース原料を浸漬させる方法が挙げられる。
酸化セルロースナノファイバーに含まれるカルボキシル基、カルボキシレート基、アルデヒド基の量は、酸化剤の添加量、反応時間等の酸化条件をコントロールすることで調整することができる。
カルボキシル基量の測定方法の一例を以下に説明する。酸化セルロースの0.5質量%スラリー(水分散液)60mLを調製し、0.1M塩酸水溶液を加えてpH2.5とした後、0.05Nの水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpHが11になるまで電気伝導度を測定する。電気伝導度の変化が緩やかな弱酸の中和段階において消費された水酸化ナトリウム量(a)から、下式を用いて算出することができる:
カルボキシル基量〔mmol/g酸化セルロース又は酸化セルロースナノファイバー〕=a〔mL〕×0.05/酸化セルロース又は酸化セルロースナノファイバーの質量〔g〕
<解繊>
酸化セルロース原料の解繊は、セルロース原料に変性処理を施す前に行ってもよいし、後に行ってもよい。また、解繊は、一度に行ってもよいし、複数回行ってもよい。複数回の場合それぞれの解繊の時期はいつでもよい。
解繊に用いる装置は特に限定されないが、例えば、高速回転式、コロイドミル式、高圧式、ロールミル式、超音波式などのタイプの装置が挙げられ、高圧又は超高圧ホモジナイザーが好ましく、湿式の高圧又は超高圧ホモジナイザーがより好ましい。装置は、セルロース原料又は変性セルロース(通常は分散液)に強力なせん断力を印加できることが好ましい。装置が印加できる圧力は、50MPa以上が好ましく、より好ましくは100MPa以上であり、さらに好ましくは140MPa以上である。これらの圧力を印加することができる湿式の高圧又は超高圧ホモジナイザーを用いることにより、解繊を効率的に行うことができる
セルロース原料の分散体に対して解繊を行う場合、分散体中のセルロース原料の固形分濃度は、通常は0.1質量%以上、好ましくは0.2質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上である。これにより、セルロース繊維原料の量に対する液量が適量となり効率的である。上限は通常10質量%以下、好ましくは6質量%以下である。これにより流動性を保持することができる。
解繊(好ましくは高圧ホモジナイザーでの解繊)、又は必要に応じて解繊前に行う分散処理に先立ち、必要に応じて予備処理を行ってもよい。予備処理は、高速せん断ミキサーなどの混合、撹拌、乳化、分散装置を用いて行えばよい。
本発明の拭き上げ用水性ワックス組成物において、(B)成分の含有量は固形分換算で、水性ワックス組成物に含まれる(A)成分の固形分に対して、光沢、作業性、耐久性の観点から、0.01~1.0質量%、より好ましくは0.02~0.8質量%である。
<(C)成分:樹脂エマルジョン>
本発明の拭き上げ用水性ワックス組成物は、(C)成分を含まない。ここで、(C)成分は、天然樹脂や合成樹脂の水性エマルジョンおよび水性ラテックスである。
上記合成樹脂の水性エマルジョンとしては、酢酸ビニル系、ウレタン系、アクリル系、ポリエステル系、エポキシ系、ポリビニルアルコール系の樹脂エマルジョンが挙げられる。具体的には、酢酸ビニル樹脂エマルジョン、ウレタン樹脂エマルジョン、アクリル樹脂エマルジョン、スチレン/アクリル共重合樹脂エマルジョン、エチレン,バーサティック酸ビニルエステル,エチレン性不飽和カルボン酸,塩化ビニル,(メタ)アクリル酸アルキルエステル等と酢酸ビニルとを共重合した酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン、等が挙げられる。
上記合成樹脂の水性ラテックスとしては、ブタジエンラテックス、クロロプレンラテックス、イソプレンラテックス、ブタジエンやイソプレン等とスチレンやアクリロニトリル等とを共重合させた共重合樹脂ラテックス、等が挙げられる。
本発明の拭き上げ用水性ワックス組成物は、上記した(A)成分および(B)成分を含み、必要に応じてその他の消泡剤、防腐剤および紫外線吸収剤等を含んでもよい。
<拭き上げ用水性ワックス組成物の製造方法>
本発明の拭き上げ用水性ワックス組成物の製造方法は、特に限定されず、水性ワックスおよび酸化セルロースナノファイバーを水中に分散させることができれば、どのような方法であってもよい。例えば、水性ワックスを水と混合し、そこへ酸化セルロースナノファイバーの水分散液を混合する方法が挙げられる。
本発明の拭き上げ用水性ワックス組成物に含まれる(A)成分の含有量は固形分換算で、光沢、拭き取り作業性の観点から、好ましくは0.5~20質量%、より好ましくは2~10質量%である。
また、本発明の拭き上げ用水性ワックス組成物は、酸化セルロースナノファイバーを含むことにより、乾燥速度を遅延させることができ、拭き上げ性に優れ、その結果、拭き取り斑の発生を抑制することができる。また、得られる塗膜は、光沢性、防汚性、傷消し効果、および密着性に優れ、硬度が高い。
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
[カルボキシル基量の測定方法]
カルボキシル化セルロースの0.5質量%スラリー(水分散液)60mLを調製し、0.1M塩酸水溶液を加えてpH2.5とした後、0.05Nの水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpHが11になるまで電気伝導度を測定し、電気伝導度の変化が緩やかな弱酸の中和段階において消費された水酸化ナトリウム量(a)から、下式を用いて算出した:
カルボキシル基量〔mmol/gカルボキシル化セルロース〕=a〔mL〕×0.05/カルボキシル化セルロース質量〔g〕。
<実施例1>
(酸化セルロースナノファイバーの製造)
針葉樹由来の漂白済み未叩解クラフトパルプ(白色度85%)5.00g(絶乾)をTEMPO(Sigma Aldrich社)39mg(絶乾1gのセルロースに対し0.05mmol)と臭化ナトリウム514mg(絶乾1gのセルロースに対し1.0mmol)を溶解した水溶液500mLに加え、パルプが均一に分散するまで撹拌した。反応系に次亜塩素酸ナトリウム水溶液を、次亜塩素酸ナトリウムが6.0mmol/gになるように添加し、酸化反応を開始した。反応中は系内のpHが低下するが、3M水酸化ナトリウム水溶液を逐次添加し、pH10に調整した。次亜塩素酸ナトリウムを消費し、系内のpHが変化しなくなった時点で反応を終了した。反応後の混合物をガラスフィルターで濾過してパルプ分離し、パルプを十分に水で洗浄することで酸化されたパルプ(カルボキシル化セルロース)を得た。この時のパルプ収率は90%であり、酸化反応に要した時間は90分、カルボキシル基量は1.6mmol/gであった。これを水で1.0%(w/v)に調整し、超高圧ホモジナイザー(20℃、150MPa)で3回処理して、酸化セルロースナノファイバー水分散液を得た。平均繊維径は3nm、アスペクト比は250であった。
(水性ワックス組成物の製造)
ビーカーに水を100g計量し、マイクロクリスタリンワックスのエマルジョン(濃度40%、製品名:EMUSTAR-0001、日本精蝋株式会社製)を1g、アミノ変性シリコーンオイルエマルジョン(濃度23%、製品名:KP 2601、旭化成ワッカーシリコーン株式会社製)を1g、ジメチルシリコーンオイルエマルジョン(濃度33%、製品名:KM-9736、信越化学工業株式会社製)を1g、撹拌しながらそれぞれ投入した。その後、シリコーンレジンオイルエマルジョン(濃度40%、製品名:R 2701、旭化成ワッカーシリコーン株式会社製)を5g投入した。最後に、上記で得られた酸化セルロースナノファイバー1%水分散液を2.96g(固形分換算で、0.0296g)投入し撹拌して、水性ワックス組成物(合計110.96g)を得た。なお、この水性ワックス組成物において、ワックス成分の合計含有量は、固形分換算で2.96gであった。
<実施例2>
酸化セルロースナノファイバー1%水分散液の量を1g(固形分換算で、0.01g)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして水性ワックス組成物(合計109g)を得た。
<実施例3>
酸化セルロースナノファイバー1%水分散液の量を0.1g(固形分換算で、0.001g)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして水性ワックス組成物(合計108.1g)を得た。
<比較例1>
酸化セルロースナノファイバー1%水分散液の量を0.01g(固形分換算で、0.0001g)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして水性ワックス組成物(合計108.01g)を得た。
<比較例2>
酸化セルロースナノファイバー1%水分散液の量を20g(固形分換算で、0.2g)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして水性ワックス組成物(合計128g)を得た。
上記で得られた各実施例および比較例で得られた水性ワックス組成物に対して、拭き上げ性、仕上がり光沢、拭き取り斑発生の有無、および耐久性(屋外暴露)について、以下の方法で評価を行った。結果を表1に示す。
<拭き上げ性>
トヨタマークXのロイヤルブラック車のボンネットパーツに対して、各実施例および比較例の水性ワックス組成物を5g/m2で塗装面にスプレーして、直後にマイクロファイバークロスで拭き取りを行い、拭き上げ作業時の抵抗及び拭き上げ作業後の仕上がりを感覚と目視にて下記基準で評価を行った。
◎:拭き上げ作業時に抵抗がほとんど感じられず、仕上がりが非常に綺麗なものであった。
○:拭き上げ作業時の抵抗は小さく、仕上がりが綺麗なものであった。
△:拭き上げ作業時にやや抵抗を感じた。また、仕上がりは、若干ムラがあった。
×:拭き上げ作業時に抵抗が大きく感じられた。また、仕上がりは、ムラが多く見られた。
<仕上がり光沢>
上記の拭き上げ性を評価した後のボンネットパーツに対して、仕上がり面の光沢を目視にて下記基準で評価を行った。
◎:仕上がり面には、非常に高い光沢があった。
○:仕上がり面には、高い光沢があった。
△:仕上がり面には、やや光沢があった。
×:仕上がり面には、光沢が見られなかった。
<拭き取り斑発生の有無>
上記の拭き上げ性を評価した後のボンネットパーツに対して、拭き取り斑発生の有無を目視にて観察し、下記基準で評価を行った。
◎:拭き取り斑の発生は、確認されなかった。
○:注意してみると、一部に拭き取り斑の発生が確認された。
△:拭き取り斑が、全体に若干確認された。
×:拭き取り斑が、全体に多く発生した。
<耐久性(屋外暴露)>
トヨタマークXのロイヤルブラック車のボンネットパーツに対して、各実施例および比較例の水性ワックス組成物を5g/m2で塗装面にスプレーして、直後にマイクロファイバークロスで拭き取りを行い、拭き取り後24時間室内養生を行い、その後、屋外暴露し、3カ月後に水洗を行った。ボンネットパーツ表面の光沢について、拭き取り直後と屋外暴露後を目視にて比較し、光沢持続性を下記基準で評価を行った。
◎:3カ月暴露前後で、光沢はほとんど変化がなかった。撥水性の低下も見られなかった。
○:3カ月暴露前後で、光沢は若干変化があったが、よく見ないとわからないレベルであった。撥水性の低下は若干みられた。
△:3カ月暴露前後で、光沢は変化があり、一見してわかるレベルであった。撥水性の低下がみられた。
×:3カ月暴露前後で、光沢の変化が大きいものであった。撥水性は大きく低下していた。
Figure 0007108430000001
表1に示す通り、水性ワックスおよび特定の酸化セルロースナノファイバーを所定量含む実施例1および実施例2の水性ワックス組成物を用いた場合は、拭き上げ性、仕上がり光沢、および耐久性に優れるものであり、さらに拭き取り斑の発生も確認されなかった。
一方、酸化セルロースナノファイバーの含有量が少ない比較例1の水性ワックス組成物を用いた場合は、拭き上げ性、および仕上がり光沢に劣るものであり、さらに、拭き取り斑も若干確認された。また、酸化セルロースナノファイバーの含有量が多い比較例2の水性ワックス組成物を用いた場合は、耐久性に劣るものであった。

Claims (3)

  1. 下記(A)及び(B)を含有し、かつ(B)成分の含有量が固形分換算で、(A)成分の固形分に対して0.01~1.0質量%であり、かつ(C)を含まないことを特徴とする拭き上げ用水性ワックス組成物。
    (A)水に不溶性のワックス成分を、界面活性剤を用いて水中に均一に乳化分散したもの、または、水に不溶性であって自己乳化型のワックス成分を、界面活性剤を用いずに水中に均一に乳化分散したもの、である水性ワックス
    (B)カルボキシル基の量が0.5~3.0mmol/g、かつ平均繊維径が3~10nmである酸化セルロースナノファイバー
    (C)酢酸ビニル系樹脂エマルジョン、ウレタン系樹脂エマルジョン、アクリル系樹脂エマルジョン、ポリエステル系樹脂エマルジョン、エポキシ系樹脂エマルジョン、ポリビニルアルコール系樹脂エマルジョン、ブタジエンラテックス、クロロプレンラテックス、イソプレンラテックス、及び共重合樹脂ラテックスからなる群から選択される少なくとも1種以上である樹脂エマルジョン
  2. (A)成分のワックス成分が、シリコーンワックス、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、カルナバワックス、パラフィンワックス、及びマイクロクリスタリンワックスからなる群から選択される少なくとも1種以上であることを特徴とする、請求項1に記載の拭き上げ用水性ワックス組成物。
  3. (A)成分の含有量が固形分換算で、水性ワックス組成物全体の0.5~20質量%であることを特徴とする、請求項1または2に記載の拭き上げ用水性ワックス組成物。
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