JPH0476076A - 耐汚染性が良好なエマルション塗料組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエマルション塗料組成物に係り、更に詳しくは
空気中の塵埃等が塗膜に付着し難く、また付着しても簡
単に洗い流すことができるエマルション塗料組成物に関
するものである。

〔従来の技術〕

エマルション樹脂塗料は、有機溶剤を含有しないので、
火災や中毒の心配もな（大気を汚染することがな（、溶
剤型塗料と比較し粘度が低（高濃度で使用できるという
大きな利点を有し、日本では１９８９年度２０数万ｔか
生産され全塗料生産量の約１０％もの量を占めるに至っ
ている。また塗装作業性がよ（後始末が容易で、速乾性
であるので、特に建物、建築物用として多（使用されて
いる。このようにエマルション樹脂塗料は多くの利点を
有しているものの、塗膜には汚れが付着し易（また−旦
付着した汚れは落ち難いという大きな欠点を有している
のが実情である。これらの欠点を解決する手段として顔
料容積濃度を小さ（したり、また、ビヒクルとして使用
するエマルション樹脂のカラス転移点（Ｔｇ）を高くし
たりすることが考えられる。また内装用としては自己架
橋型アクリル共重合体エマルションをバインダーとして
使用することが特開平２−１８４６５号公報にて既に提
案されている。しかし、これらの塗料は、通常市販の塗
料よりはかなり良好なものの、その改善の程度には限度
があり、本質的な解決とはならないのか実情であり、特
に屋外で使用される場合対策か立てられないことか多い
。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、その塗膜に汚れか付着し難くまた一旦
付着しても簡単にこれを洗い流すことかでき、従来溶剤
型塗料で塗装されていた分野をも代替し得る耐久性が良
好なエマルション樹脂塗料組成物を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕 本発明者らは上記のような問題点を解決するために種々
研究を重ねた結果、本発明をなしたものである。

すなわち、本発明は３級アミノ基含有アクリルモノマー
が１〜１０重量％とその他の成分としてこれと共重合か
可能なアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル
、メタクリル酸エステル又はスチレンの１種以上を成分
とする重合性ビニルモノマーを重合開始剤の存在下で共
重合して得られるエマルション樹脂１００重量部に対し
て１分子中に２個以上のグリシジル基を有するエポギシ
当量が５００未満の液状エポギシ樹脂を５〜２０重量部
配合して得られる樹脂を塗料用ビヒクルとして顔料と共
に用いることを特徴とする耐汚染性か良好なエマルショ
ン塗料組成物、および使用される顔料の顔料容積濃度（
ＰＶＣ）か１０〜６０％であることを特徴とする耐汚染
性が良好なエマルション塗料組成物である。

以下、本発明の詳細な説明する。

先ず、本発明は、３級アミノ基含有アクリルモノマーを
一定量含有するアクリル系エマルション樹脂とエポギシ
エマルション樹脂とを塗料用ビヒクルとして用いること
を必須とするものである。

アクリル系エマルションは、その組成をなすモノマーを
選択することによってガラス転移点（以下Ｔｇ点）を変
えて設計することができ、一般にＴｇ点の高いエマルシ
ョン樹脂を塗料用ビヒクルとして用いると塗膜硬度は高
く、耐汚染性が良（なる反面、最低造膜温度（以下ＭＦ
Ｔ）が高（なり、造膜温度を低下させるための助剤を多
（用いて塗料処方を設計せざるを得な（なる。これらの
助剤としてはエチレングリコールエステル系やジエチレ
ングリコールエステル系の溶剤等か一般に用いられてお
り、高沸点であり、塗膜中から完全に抜は出すには常温
で数十口を必要とする。一方、Ｔｇ点の低いエマルショ
ン樹脂を塗料用ビヒクルとして用いるＭＦＴは低（なり
、助剤は少な（てすむので、塗膜に残留する量は少ない
が塗膜硬度か低（なる傾向がある。いずれにしても相反
する性質があり、常温乾燥の造膜機構の点からエマルシ
ョン樹脂塗料用のエマルション樹脂には自ら制限がある
。そこで本発明においては、非水エマルション（ＮＡＤ
）塗料ではなく、水系アクリルエマルション樹脂中に３
級アミノ基を含有させた樹脂を塗料用ビヒクルとして使
用し、更に使用時に液状エボギシ樹脂をエマルション化
した樹脂をこれに加えて塗膜を形成させることによって
この相反する性質を解決するものである。すなわち、ア
クリルエマルション樹脂中に含有する３級アミノ基とエ
ポキシエマルション樹脂中のグリシジル基とが常温で架
橋し、ポリマーの橋かけ密度か増大することで塗膜の耐
汚染性が著しく改善される。３級アミノ基含有アクリル
モノマー量はアクリルエマルション樹脂中に１〜１０重
量％必要であり、１％未満では架橋点か少ないので、耐
汚染性の性質は発揮されず１０％超では黄変等の着色が
問題となる。好ましくは３〜５％が適当である。このよ
うな３級アミノ基含有アクリルモノマーとしてはジメチ
ルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチル
メタクリレート、ジメチルアミノメチルメタクリレート
、ジエチルアミノメチルメタクリレート等がある。

またアクリルエマルションのこれら以外のモノマーとし
ては、これらと共重合が可能なアクリル酸やメタクリル
酸またアクリル酸エステル例えばアクリル酸メチル、ア
クリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エ
チルヘキシル、アクリロニトリル等かあり、またメタク
リル酸エステル例えばメチルメタクリレート、エチルメ
タクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、ｉ−ブチル
メタクリレート、ｔ−ブチルメタクリレート、２エチル
へキシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、２
−ヒドロギシエチルメタクリレート、メタクリルアミド
等があり、その化スチレン等エチレン性不飽和基を有す
るモノマーの中からＴｇ点等を考慮し選択することかで
きる。

本発明においては、耐汚染性の点からＴｇ点は４０°Ｃ
以上が好ましい。

次にこれらのモノマーを用いてエマルションを合成する
方法であるが、重合開始剤としては、通常の乳化重合で
用いられているものが使用でき、これらとしては過硫酸
ナトリウム、過硫酸アンモニウム、アゾビスイソブチロ
ニトリルおよびその塩酸塩があげられ、またｔ−プチル
ハイドロパーオキザイド、クメンハイドロパーオキサイ
ド等の有機過酸化物も必要に応じて使用でき、更にこれ
ら過硫酸塩または過酸化物と鉄イオンなどの金属イオン
及びすトリウムスルホオキシレートホルムアルデヒド、
ピロ亜硫酸ナトリウｊ２、アスコルビン酸などの還元剤
を組合せて用いる公知のレドックス系開始剤も用いるこ
とができる。

また製造時に用いる乳化剤としては、アルギルベンゼン
スルホン酸ナトリウム、アルギルフェニルポリオキシエ
チレンサルフェートナトリウムなどのアニオン性界面活
性剤、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロ
ック共重合体などのノニオン性界面活性剤など通常の乳
化重合に用いられているものをあげることができる。こ
れらの界面活性剤は、重合性ビニルモノマーに対して０
゜５〜３重量％（固形分）で使用することか好ましい。

界面活性剤の量が０．５重量％よりも少ないと安定性に
欠ける結果となり、３重量％超では耐水性の低下をもた
らす。乳化重合時の濃度は最終エマルションの濃度か３
０〜６０重量％になるようにするのか好ましく、重合性
ビニルモノマー及びラジカル生成開始剤は一括仕込み、
連続滴下法、分割添加法など公知のいずれの方法も用い
ることができるがモノマー中に界面活性剤を加えてモノ
マーエマルションを開始剤の存在下に水中に滴下する方
法がより好ましい。乳化重合の温度も、公知の乳化重合
が行われる範囲でよ（常圧下で行うことかできる。

次にエポキシ樹脂であるが、１分子中に２個以上のグリ
シジル基を有するエポキシ当量が５００未満の液状エポ
キシ樹脂であることが必要であり、このような樹脂とし
てはビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェ
ノールＦジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡＤジ
グリシジルエーテル、水添ビスフェノールＡジグリシジ
ルエーテル等があるか、長期耐久性及び耐チヨーキング
性等を特に要求される場合には水添ビスフェノールＡジ
グリシジルエーテル等脂肪族ジグリシジルエーテルかよ
り好ましい。

また１分子中に２個以上のグリシジル基を有さないと架
橋点か１つしかな（、反応か続かず性能か得られない。

そしてエポキシ当量か５００よりも大きくなると分子量
が太き（なり、エマルション化することが困難となった
り、またエマルション化するときに多量の界面活性剤を
必要とし、結果として耐水性の低下をもたらすので好ま
しくない。これらのエポキシ樹脂をエマルション化する
には、ポリオギシオクチルフェニルエーテル等ノニオン
系界面活性剤ＨＬＢ　１３〜１８のものを選択し、樹脂
に対して０．５〜２．５重量％加え、公知のコーレスミ
ギサー等を用い高速で撹拌しながら水を徐々に加えるこ
とで容易に得ることかできるし、既にノニオン系乳化剤
を添加して市販されているビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂（エポキシ当量１９５〜２１０）例えばエピクロン
ＥＭ−８５（大日本インキ化学工業＠）製）等を使用し
てもよい。

次に３級アミノ基含有アクリルエマルション樹脂に対し
て添加するエポキシエマルションの量であるが固形分比
でアクリルエマルション１００重置部に対し、エポギシ
エマルションは５〜２０重量部が必要であり、好ましく
は７〜１５重量部かよい。５重量部より少ないと架橋点
が少なく耐汚染性の点で劣り、また２０重量部よりも多
い塗膜が逆に柔らか（なり、耐汚染性の点で劣る結果と
なる。

本発明の塗料組成物は、通常のエマルション塗料の製造
方法と全く同様にして製造することができる。即ち、二
酸化チタンやカーボンブラック等の着色顔料、炭酸カル
シウム、マグネシウムシリケート、アルミニウムシリケ
ート等の体質顔料、顔料分散剤、湿潤剤、消泡剤、増粘
剤及び／又はレオロジーコントロール剤、可塑剤、造膜
助剤、防腐剤、防カビ剤、ｐＨ調節剤、防錆剤、等それ
ぞれの目的に応じて選択、組合せて使用される。

またエポギシエマルションは、使用時に、混合して使用
すればよい。また本発明の組成物は、刷毛、ローラー、
スプレー等により通常のエマルション塗料と同様の方法
にて塗装することができる。

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明の詳細な説明
する。

〔実施例〕

エマルション樹脂合成例１ 撹拌機、温度計、冷却器及び窒素ガス導入装置付き反応
器に水４８８重量部、アルキルジフェニルエーテルジ硫
酸ナトリウム塩（日本乳化剤＠）裂開品名：ニューコー
ル２７１Ａ）８重量部、ポリオキシエチレンオクチルフ
ェニルエーテル乳化剤■裂開品名：ニューコール８０６
）３重量部を仕込んで後、窒素気流中、７８°Ｃに加熱
した。

その後過硫酸すトリウム２重量部を添加後、これにメチ
ルメタクリレート２０６重量部、ブチルアクリレート１
１１重量部、メタクリル酸２０重量部からなる重合性ビ
ニルモノマーを３時間にわたってこの中に均一に滴下し
た。この間温度は７８〜８０°Ｃに保った。滴下終了後
１５分間更に７８〜８０°Ｃに温度を保った後、メチル
メタクリレート６５重量部、ブチルアクリレート３５重
量部、ジメチルアミノエチルメタクリレ・−　１−　１
　４重量部からなる重合性モノマーを４５分間にわたっ
てこの中に均一に滴下した。滴下終了後、水１０重量部
、過硫酸ナトリウム０．３重量部、ポリオキシエチレン
オクチルフェニルエーテル（前記）を加え、更に８０°
Ｃで１時間保持させた。冷却後固形分４５重量％、粘度
５　０　０ｃｐｓ　／２　５℃　ｐ　Ｈ　＝　８．　３
のエマルション樹脂を得た。

エマルション樹脂合成例２ 撹拌機、温度計、冷却器及び窒素ガス導入装置付き反応
器に水３００重量部を仕込んだ後、窒素気流中、８０°
Ｃに加熱した。その後、過硫酸ナトリウム５重量部を添
加後、水２２０重量部にポリオキシエチレン・ノニルフ
ェニルエーテルサルフェートのＮａ塩（日本乳化剤＠）
裂開品名：ニューコール５６０ＳＮ）を７．５重量部加
え、更にメチルメタクリレート１８５重量部、ブチルア
クリレート１２５重量部、ジメチルアミノエチルメタク
リレ−１・４０重量部、スチレン９０重量部、アクリル
酸１０重量部を加えて撹拌して作成したモノマーエマル
ションを内温を８０〜８５°Ｃに保ちながら３時間にわ
たってこの中に均一に滴下した。

滴下終了後、更に８０°Ｃに１時間保持させた。冷却後
、アンモニア水（２８％）を２重量部加えて中和した。

固形分４５重量％、粘度３００ｃｐｓ／２５°Ｃ，ｐＨ
＝８．２のエマルション樹脂を得た。

エマルション樹脂合成例３ 撹拌機、温度計、冷却器及び窒素ガス導入装置付き反応
器に水５５０重量部、アルキルジフェニルエーテルジ硫
酸ナトリウム塩（Ｂ本乳化剤＠）股間品名；ニューコー
ル２７１Ａ）７重量部、メチルメタクリレート１００重
量部、ブチルアクリレート３５重量部、アクリル酸１９
重量部、過硫酸アンモニウム２重量部を加えて窒素気流
中で７５°Ｃに加温し、この中に更にメチルメタクリレ
ート２２７重量部、ブチルアクリレート６０重量部、ジ
エチルアミノエチルメタクリレート９重量部からなる重
合性ビニルモノマーを３時間にわたってこの中に均一に
滴下した。この間温度は７５°Ｃに保った。更に２時間
温度を保った後に３０°Ｃ以下にまて冷却し、アンモニ
ア水（２８％）を４重量部に加えて中和した。固形分４
５重量％粘度２００ｃｐｓ／２５°Ｃ，ｐＨ＝８．９の
エマルション樹脂を得た。

比較合成例１ 合成例１において用いた重合性ビニルモノマーのうち、
ジメチルアミノエチルメタクリレートの全量をメチルメ
タクリレートに代替し、合成例１と同じ操作にてエマル
ション樹脂を得た。

比較合成例２ 合成例２において用いた重合性ビニルモノマーのうち、
ジメチルアミノエチルメタクリレートの全量をスチレン
に代替し、合成例２と同じ操作にてエマルション樹脂を
得た。

比較合成例３ 合成例３において用いた重合性ビニルモノマーのうち、
ジエチルアミノエチルメタクリレ−１・の全量をメチル
メタクリレートに代替し、合成例３と同じ操作にてエマ
ルション樹脂を得た。

エポキシエマルションの作成 ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂に、ノニオン系乳化剤
を添加した自己乳化型エポキシ樹脂（大日本インキ化学
工業■製商品名エピクロンＥＭ８５）１００重量部をホ
モミキサーの付いた装置に仕込み高速撹拌を行いながら
水１５重量部を３０分かけてこれに仕込んだ。更に高速
撹拌を続けながら水６７重量部を６０分かけて加え、固
形分５５％のエマルションを得た。

塗料の調製 第１表に基づき、溶剤、二酸化チタン、顔料分散剤、湿
潤剤、消泡剤を公知の撹拌機にて充分に撹拌した後、バ
ッチ式卓上サンドミル（■カンペハピオ製）を用いて分
散処理した。更にこれに水、エマルション樹脂、造膜助
剤、防錆剤、防腐剤、増粘剤、ｐＨ調製剤、凍結防止剤
を加えて塗料を作成した。

第１表中の（１）〜（１０）の成分は以下の通りである
。

（１）溶剤・・・・・・・・・エチレングリコールメチ
ルエーテル、 （２）顔料分散剤・・・・・・ポリカルボン酸ナトリウ
ム塩　商品名タモ−ルア３１ＳＤ（ローム・アンドハー
ス社製） （３）湿潤剤・・・・・・アルギルラウリルポリエーテ
ル　商品名ニドラインＣＦ−１０（ローム・アンドハー
ス社製） （４）消泡剤・・・・・・特殊ノニオン界面活性剤　商
品名：ＳＮデフォ−マー１５４　（サンノプコ■製）（
５）造膜助剤・・・・・・２，２．４トリメチルベンタ
ンジオールモノイソブチレート　商品名：テギサノール
（イーストマンケミカル社製）（６）防錆剤・・・・・
弓５％亜硝酸ナトリウム水溶液 （７）防腐剤・・・・・・１，２ベンゾイソチアゾロン
商品名ベストサイドＦＸ（大日本インキ化学工業■製） （８）増粘剤・・・・・・特殊ポリエーテル変性ウレタ
ン　商品名ＱＲ−７０８（ローム・アンドハース社製） （９）ｐＨ調製剤・・・・・・２８％アンモニア水（１
０）凍結防止剤・・・・・・ジエチレングリコールブチ
ルエーテル 試験片の作成 ＪＩＳＫ５４１０　３．６で規定されているフレキシブ
ルボード板に上記で作成した塗料を１．０±０、１　ｃ
ｎｒ／　１　ｄｍ２になるように塗布し、常温で２時間
乾燥後、同様に更に１回塗って５日間乾燥した。

試験方法 ■耐汚染性・・・・・・６か月間自然曝露試験を行い目
視にて評価した全く汚れないものを◎、はとんど汚れな
いものを○、わずかに汚れるものを△、汚れるものを×
、汚れが著しいものを××と判定した。

■汚染除去性能・・・・・・塗膜に油性マーカー、水性
マーカー、手あか、クレヨン、カーボンペーストを付着
させ、１６時間後に、エタノール、中性洗剤、ミネラル
ターペン、ベンジン、水を用いて拭き取り、目視にて評
価した。

完全に取れるものを◎、はぼ完全に取れるものを○、わ
ずかに跡が残るものを△、跡が残るものを×、全く取れ
ないものを××と判定した。

■容器の中での状態・・・・・・Ｊ　Ｉ　Ｓ　　Ｋ　５
６６０４．３に基づいて試験を行ない評価した。

■低温安定性・・・・・・ＪＩＳ　　Ｋ２ＳＯ３４，４
に基づいて試験を行ない評価した。

■作業性・・・・・・ＪＩＳ　　Ｋ２ＳＯ３４，５に基
づいて試験を行ない評価した。

■乾燥時間・・・・・・Ｊ　Ｉ　Ｓ　　Ｋ　５６６０　
４．６に基づいて試験を行ない評価した。

■塗膜の外観・・・・・・ＪＩＳ　　Ｋ２ＳＯ３４，７
に基づいて試験を行ない評価した。

■隠ぺい率・・・・・・ＪＩＳ　　Ｋ２ＳＯ３４，８に
基づいて試験を行ない評価した。

■６０度鏡面光沢度・・・・・・ＪＩＳ　　Ｋ５６６０
４．９に基づいて試験を行ない評価した。

［相］耐水性・・・・・・ＪＩＳ　　Ｋ２ＳＯ３４，１
０に基づいて試験を行ない評価した。

■耐アルカリ性・・・・・・ＪＩＳ　　Ｋ２ＳＯ３４，
１１に基づいて試験を行ない評価した。

■耐洗浄性・・・・・・ＪＩＳ　　Ｋ２ＳＯ３４，１２
に基づいて試験を行ない評価した。

０温冷繰り返し・・・・・・ＪＩＳ　　Ｋ２ＳＯ３４，
１３に基づいて試験を行ない評価した。

［有］促進耐候性・・・・・・ＪＩＳ　　Ｋ２ＳＯ３４
，１４に基づいて試験を行ない評価した。

尚、■〜０については合格するものを○、不合格のもの
を×と判定した。

以上の試験結果を第２表に示す。

（以下余白） 〔発明の効果〕 本発明によれば耐汚染性に優れた水性塗料組成を提供す
ることが可能となり、またその地塗膜物性においても優
れており、従来エマルション塗料において使用できなか
った分野にも使用か可能であり実用上の効果は極めて顕
著である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、３級アミノ基含有アクリルモノマーが１〜１０
   重量％と、その他の成分としてこれと共重合が可能なア
   クリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタク
   リル酸エステル又はスチレンの１種以上を成分とする重
   合性ビニルモノマーを重合開始剤の存在下で共重合して
   得られるエマルション樹脂１００重量部に対して１分子
   中に２個以上のグリシジル基を有するエポキシ当量が５
   ００未満の液状エポキシ樹脂を５〜２０重量部配合して
   架橋して得られる樹脂を塗料用ビヒクルとして顔料と共
   に用いることを特徴とする耐汚染性が良好なエマルショ
   ン塗料組成物。
2. （２）、顔料容積濃度（ＰＶＣ）が１０〜６０％である
   ことを特徴とする請求項１に記載の耐汚染性が良好なエ
   マルション塗料組成物。