JPH093404A - 低揮発性有機化合物を有する水性被覆用組成物 - Google Patents

低揮発性有機化合物を有する水性被覆用組成物

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JPH093404A
JPH093404A JP8177217A JP17721796A JPH093404A JP H093404 A JPH093404 A JP H093404A JP 8177217 A JP8177217 A JP 8177217A JP 17721796 A JP17721796 A JP 17721796A JP H093404 A JPH093404 A JP H093404A
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film
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アサレ・カンサ
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Rohm and Haas Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 少量の揮発性有機化合物を有する水性被覆用
組成物を提供すること。 【解決手段】 ポリビニルアルコールが共有結合的にグ
ラフトされた少なくとも1種のラテックスポリマーバイ
ンダーを含有する水性フィルム形成性被覆用組成物であ
って、前記ラテックスポリマーバインダーは、−35℃
〜+30℃のガラス転移温度と第1の反応性基を有し、
前記ポリビニルアルコールは、前記ラテックスポリマー
バインダー中の第1の反応性基と相補性のある第2の反
応性基を有し、前記被覆用組成物は、ポリマーバインダ
ーの乾燥重量に基づいて2%未満の揮発性有機化合物を
含有する、前記水性フィルム形成性被覆用組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、少量の揮発性有機化合物(VO
C)を有する水性被覆用組成物に関する。揮発性有機化
合物の臭気、毒性および環境問題についての関心のため
に、低VOCを有する水性被覆用組成物は望ましいもの
である。本発明の水性被覆用組成物は、硬度および耐性
が望まれる用途、例えばペイント、ステイン(stain
s)、ワニス、接着剤およびマスチックス(mastics)に
有用である。
【0002】水性被覆用組成物は、物理的な力および化
学的な力に抵抗するのに充分に硬質でなければならない
が、同時に、連続したフィルムを形成するのに充分に柔
らかくなければならないポリマーバインダーを含有して
いる。フィルムの耐久性、耐水性および耐薬品性は、周
囲温度以上のガラス転移温度(Tg)を有する硬質のポ
リマーバインダーによって提供される。しかし、フィル
ム形成性であるためには、ポリマーバインダーは、ポリ
マー粒子を融合して連続フィルムにするために、周囲温
度以下の最低造膜温度(Minimun Film Formation Tempe
rature : MFFT)を有していなければならない。
【0003】米国特許第5,270,380号には、周
囲温度以下のMFFTを有する被覆用組成物から硬質の
ポリマーフィルムを提供するための2つの手段が開示さ
れている。その1つの方法には、被覆用組成物に造膜助
剤(coalescent)を添加することが含まれている。揮発
性有機化合物例えばポリマーバインダーのMFFTを一
時的に低くする造膜助剤は、被覆用組成物が、ポリマー
のTg以下の温度において、連続フィルムを形成するの
を可能にする。揮発性有機化合物の蒸発に続いて、その
結果得られたフィルムは、周囲温度以上のポリマーTg
に対応する性質を示す。低MFFTの被覆用組成物から
硬質のポリマーフィルムを得るための開示された第2の
方法には、架橋性官能基例えばアセトアセテートを有す
る低Tgポリマーバインダーを使用することが含まれて
いる。ポリマーバインダーは、周囲温度以下のTgを有
する連続フィルムを形成し、同時に官能基はフィルムが
形成される間に架橋結合を形成し、より高いTgのポリ
マーのフィルム特性と同等のフィルム特性を生じさせ
る。
【0004】造膜助剤または架橋性ポリマーを含有する
被覆用組成物が有する問題は、(1)造膜助剤が、臭
気、毒性および環境的に心配を生じさせる望ましくない
揮発性有機化合物であり、そして(2)架橋性ポリマー
組成物では、最終的なフィルム特性の発現が遅く、かつ
硬度の劣ったフィルムを生じさせることである。
【0005】本発明者は、ラテックスのポリマーバイン
ダーに意図的に結合されたポリビニルアルコールが、周
囲温度以下におけるTgを持つバインダーを含有する被
覆用組成物から、秀れた硬さおよび耐性を有するフィル
ムを生成することを見出した。従って、本発明は、揮発
性有機化合物をほとんどまたは全く含まない被覆用組成
物の配合を可能にする。
【0006】本発明の第1の態様においては、ポリビニ
ルアルコールが共有結合的にグラフトされた少なくとも
1種のラテックスポリマーバインダーを含有する水性フ
ィルム形成性被覆用組成物であって、前記ラテックスポ
リマーバインダーは、−35℃〜+30℃のガラス転移
温度と第1の反応性基を有し、前記ポリビニルアルコー
ルは、前記ラテックスポリマーバインダー中の第1の反
応性基と相補性のある第2の反応性基を有し、前記被覆
用組成物は、ポリマーバインダーの乾燥重量に基づいて
2%未満の揮発性有機化合物を含有する、前記水性フィ
ルム形成性被覆用組成物が提供される。
【0007】本発明の第2の態様においては、ポリマー
バインダーの乾燥重量に基づいて、2%未満の揮発性有
機化合物を含有する水性被覆用組成物から形成された、
より大きな硬度および耐性を有するフィルムを提供する
方法であって、(a)−35℃〜+30℃の範囲のガラ
ス転移温度(Tg)と第1の反応性基を有する少なくと
も1種のラテックスポリマーバインダーと、前記ラテッ
クスポリマーバインダーの第1の反応性基と相補性のあ
る第2の反応性基を有するポリビニルアルコールとを混
合し、(b)前記被覆用組成物を基体に適用し、そして
(c)前記被覆用組成物を乾燥してフィルムを形成させ
ることを含む、前記の方法が提供される。
【0008】本発明のポリビニルアルコール(PVO
H)およびラテックスのポリマーバインダーの両方は、
少なくとも1種の相補性のある反応性基を有している。
本明細書において使用される用語「反応性基(reactabl
e group)」は、炭素原子に結合した原子または原子の
群を意味し、単位としてのその存在がポリマーに特徴的
な性質を与えるものをいう。また、用語「官能化された
(functionalized)」は、少なくとも1種の反応性基を
有する化合物を意味する。また、用語「相補性のある
(complementary)」は、ポリビニルアルコールおよび
ラテックスポリマーが、それぞれの反応性基の反応的な
相互作用によって化学的に結合されることを意味する。
この結合は共有結合によって提供される。本発明の好ま
しい反応性基は、ベーター−ケトエステル、アルデヒ
ド、アミン、酸無水物、イソシアネート、エポキシおよ
びヒドラジドである。それぞれのペアにおける第1およ
び第2の反応性基は、ラテックスポリマーまたはポリビ
ニルアルコールのどちらに存在していてもよい。例え
ば、相補性の反応基には、 (a)ベーター−ケトエステル‐アルデヒド (b)ベーター−ケトエステル‐アミン (c)アミン−アルデヒド (d)アミン−イソシアネート (e)アミン−エポキシ (f)アミン−酸無水物 (g)アルデヒド−ヒドラジド がある。
【0009】好ましい相補性のある反応性ペアは、ベー
ター−ケトエステル基を有するラテックスポリマーバイ
ンダーと、アルデヒドまたはアミンのいずれかを末端基
とするポリビニルアルコールとのペアである。最も好ま
しくは、ラテックスポリマーバインダーのベーター−ケ
トエステル基がアセトアセテートであり、そしてポリビ
ニルアルコールがアルデヒドを末端基として有するもの
である。
【0010】本発明において有用なラテックスポリマー
バインダーは、ホモポリマー、コポリマー、またはその
ようなポリマーの混合物である。本発明において有用な
ポリマーは、周囲温度において乾燥により連続フィルム
を形成することが可能なポリマーである。ラテックスポ
リマーは、示差走査熱量法(DSC)によって測定し
て、−35℃〜+30℃のガラス転移温度を有する少な
くとも1種のポリマー成分を含んでいる。好ましくは、
ポリマーのTgは、−20℃〜+25℃の範囲内であ
り、最も好ましくは−10℃〜+20℃の範囲内であ
る。
【0011】ラテックスポリマーバインダーは、当業界
においてよく知られている従来の重合技術によって造る
ことができる。ラテックスポリマーを製造する好ましい
方法は、従来の乳化重合による方法である。本発明に有
用なラテックスポリマーは、特定の粒子サイズ、形状ま
たは分子量のものには制限されない。粒子サイズによっ
て制限されないが、本発明の好ましい態様においては、
直径が30〜300ナノメーターの範囲にある粒子サイ
ズを有するラテックスポリマーが使用される。
【0012】ラテックスポリマーは、少なくとも1種の
第1の反応性基を有しており、かつより多くの反応性基
を含んでいてもよい。反応性基は、官能単量体の使用、
または重合後の官能化によりポリマーに導入することが
できる。好ましくは、ラテックスバインダーは、ベータ
ー−ケトエステル官能基、最も好ましくはアセトアセテ
ート官能基、を有している。アセトアセテート官能基を
導入するための有用な単量体の例には、アセトアセトキ
シエチル アクリレート、アセトアセトキシエチル メ
タクリレート(AAEM)、アセトアセトキシプロピル
メタクリレート(AAPM)、アリル アセトアセテ
ート、アセトアセトキシ メタクリレート、および2,
3‐ジ(アセトアセトキシ)プロピル メタクリレート
がある。本発明においては、任意の量の官能基を使用で
きるが、ベーター−ケトエステル官能性単量体の好まし
いレベルは、ポリマーバインダーの全重量に基づいて8
〜30重量%である。本発明の態様として、ポリビニル
アルコールとの結合に加えて、ベーター−ケトエステル
官能基は、また他の反応、例えば架橋反応に関与する。
【0013】ラテックスポリマーバインダーは、少なく
とも1種のエチレン性不飽和単量体、例えば、アルキル
基は1〜18個の炭素原子を含むアルキルアクリレート
およびアルキルメタクリレート、アクリルアミドまたは
置換アクリルアミド、スチレンまたは置換スチレン、ブ
タジエン、酢酸ビニル、またはその他のビニルエステ
ル、並びにビニル単量体、例えば塩化ビニル、塩化ビニ
リデン、N‐ビニルピロリドン、アクリロニトリル、ま
たはメタクリロニトリル、およびエチレンから造ること
ができる。また、少量の共重合可能なエチレン性不飽和
単量体のを、0.1%〜10%の範囲内で使用すること
もできる。ベーター‐ケトエステル官能単量体をポリマ
ーに組み入れるときは、酢酸ビニルのような他のアセテ
ート官能単量体を使用しないことが好ましい。
【0014】本発明のフィルム形成性ラテックスポリマ
ーは、それを基体に適用するときは、実質的に熱可塑性
の、または実質的に非架橋のポリマーである。意図的に
または偶発的に生起した少量の架橋が存在していてもよ
い。しかし、フィルム形成物の品質が、この架橋によっ
て物質的に害されてはならない。
【0015】ポリビニルアルコールは、当業界において
公知の化学反応によって官能化することができ、その結
果、少なくとも1種の第2の反応性基を有するポリビニ
ルアルコールを得ることができる。ポリビニルアルコー
ルを官能化するための好ましい方法は、酸化剤例えば過
ヨウ素酸ナトリウムによって、1,2‐グリコール結合
において酸化的に開裂させる方法である。開裂の量、お
よびその結果によって得られたアルデヒド末端基を有す
るポリビニルアルコールの官能基および分子量の程度
は、酸化剤の相対量によって調節される。官能化された
ポリビニルアルコールの好ましい分子量は、ポリアクリ
ル酸を標準試料として使用するGPCによって測定して
400〜5,000の範囲である。
【0016】それぞれの相補性のある反応性基を有する
官能化されたラテックスポリマーバインダーおよび官能
化されたポリビニルアルコールを、水性被覆用組成物中
においていくつかの方法で化合させる。水性被覆用組成
物をラテックスバインダーを用いて配合し、次いでその
水性被覆用組成物に官能化されたポリビニルアルコール
を添加することができる。好ましくは、最初に、官能化
されたポリビニルアルコールをラテックスバインダーと
化合させ、そして均質になるまで室温においてすくなく
とも3時間ブレンドする。次いで、このブレンドを水性
被覆用組成物中に配合する。ポリビニルアルコールは、
ラテックスバインダーの第1の反応性基のモル当量に基
づいて、0.01〜1モル当量の比率の第2の反応性基
をラテックスバインダーと化合させる。好ましくは、ポ
リビニルアルコールは、全ポリマー固形分に基づいて2
〜16重量%の、最も好ましくは約12重量%の量で存
在させる。
【0017】本発明の好ましい態様は、造膜助剤を含ま
ない水性被覆用組成物である。本明細書で用いられる用
語「造膜助剤を含まない(coalescent‐free)」は、被
覆用組成物が、大気圧において約250℃より低い沸点
を有する有機化合物として本明細書において定義される
「揮発性有機化合物」を含まないことを意味する。しか
し、「造膜助剤を含まない」組成物を、意図的にまたは
偶発的に加えられた揮発性有機化合物、例えばある種の
市販の開始剤または界面活性剤の組成物に添加された揮
発性有機化合物、重合反応の間に生成した揮発性有機化
合物、および揮発性有機化合物の不純物の非常に少量を
含有する組成物を排除するものとして受けとるべきでは
ない。いずれにしても、揮発性有機化合物の量はポリマ
ーバインダーの乾燥重量に基づいて約2重量%より少な
い。
【0018】水性被覆用組成物は、塗料業界においてよ
く知られている従来のペイントの製造技術によって造る
ことができる。最初に、顔料および他の助剤を、例えば
カウレス(登録商標)ミキサー(Cowles(TM) mixer)に
よって提供されるような、高剪断作用下で、水性媒体中
によく分散させる。次いで、ラテックスポリマーを、所
望の他の塗料用助剤と共に低い剪断で撹拌をしながら添
加する。好ましくは、ポリビニルアルコールは、被覆用
組成物に配合する前にラテックスポリマーと化合させる
が、ラテックスポリマーの添加前または添加後に前記組
成物に添加してもよい。水性被覆用組成物には、ポリマ
ーに加えて、公知の塗料用助剤、例えば顔料、乳化剤、
増粘剤、保湿剤、充填剤、硬化剤、湿潤剤、殺生物剤、
消泡剤、着色剤、ワックス、および抗酸化剤を含ませて
もよい。また、少量の造膜助剤および可塑剤を添加して
もよい。しかし、本発明の好ましい態様は造膜助剤を含
まない被覆用組成物である。
【0019】本発明の被覆用組成物が適用される基体に
は、例えば、木材、プラスター(plaster)、セメント
質基体および予め下塗りまたは塗布された基体が包含さ
れる。好ましい基体は、室内および室外の建築上の基
体、例えば壁、天井および床、である。本発明の被覆用
組成物は、塗装業界においてよく知られている方法、例
えばエア‐アシストスプレー(air‐assistedspray)、
エアレススプレー(airless spray)、ブラシおよびロ
ーラーによって基体に適用することができる。次いで、
被覆用組成物を好ましくは周囲温度において乾燥する。
【0020】試験方法 最低造膜温度は、目視でフィルムにクラックまたは粉末
状外観が認められない、ラテックスが連続フィルムを形
成する最低温度である。MFFTは、ASTM試験方法
D2354(ASTM Test Method D2354)を使用して測定
される。1.2mmの2軸配向ポリプロピレン〔マイラ
ー(Mylar)〕フィルムを、ICIシーンMFFTバー
(ICI Sheen MFFT Bar)(SS‐3300)の上に置く。バー
を約20分間平衡させた後、試験用水性被覆用組成物
を、75ミクロンフィルムアプリケーターを使用して適
用する。次いで、約90分間乾燥させる。フィルムを乾
燥した後、フィルムを木製の圧舌器(tongue depresso
r)を用いて引掻く。MFFTは、引掻きに対するいく
らかの抵抗がある温度として記録された。また、目視の
MFFTは、フィルムがまだ連続しており、かつ白化、
クラックまたはそれらの両方による不連続が認められな
いバー温度としても記録された。
【0021】プリント抵抗性は、塗装の上に置かれた他
の表面の圧痕に抵抗する塗料の能力である。プリント抵
抗性は、塗装の硬さの関数である。ラテックスフィルム
を、0.127mm(5ミル)の開口を有するドローダ
ウンブロック(drawdown block)を使用してアルミニウ
ムパネル上にキャストする。塗布されたパネルは、25
℃および50%相対湿度において、それぞれ、1、3お
よび7日間、コンディショニングする。各パネルから
3.81cm×3.81cm(1 1/2インチ×11/2イ
ンチ)を切り取り、試験用パネルの上に次の順序で置
く:(無傷の4層で提供される)チーズクロスの3.8
1cm×3.81cm(1 1/2インチ×1 1/2イン
チ)、ナンバー8の固体ゴムのストッパー、およびスト
ッパーの上に500gの重し。次いで、重しをのせたチ
ーズクロスと共に各試験用パネルを、60℃のオーブン
中に60分間置き、60分後、試験をオーブンから取り
出し、そして重しおよびストッパーを取り除く。チーズ
クロスを取り除く前に、パネルを約30分間冷却し、次
いで、ラテックスフィルムをフィルム表面上に残ってい
るチーズクロスの圧痕の量に基づいて0〜10の尺度で
等級をつける。10は圧痕なしであり、そして0は著し
い圧痕があり、完全に不合格であることを示している。
【0022】MEK摩擦は、ラテックスフィルムの耐薬
品性の測定である。試験用ラテックスの10ミル(0.
254mm)フィルムをアルミニウムパネル上に塗布
し、そして25℃および50%相対湿度において1、
5、7および14日間乾燥する。5cm×10cmの長
方形を、これらのアルミニウムパネルから切り取り、ア
トラス、エイ、エイ、ティー、シー、シー、摩擦試験機
(Atlas a.a.t.c.c.Crockmeter)(Atlas Electric Dev
ices,Model No.CM-5)の上に置く。チーズクロス5cm
×5cmの正方形を、摩擦試験機の指にクリップし、次
いで、チーズクロスをメチルエチルケトン(MEK)で
飽和する。摩擦試験機を作動させ、パネルを横切って動
かす。MEKで飽和させていることが必要なので、ME
Kをチーズクロスに再適用する。パネルを横切ってフィ
ルムが完全に溶解したときに試験をやめる。完全に溶解
するために要したストロークの数を記録する。
【0023】粘着性はフィルムの硬さの測定である。
0.127mm(5ミル)のフィルムを、アルミニウム
パネル上にキャストし、そして25℃および50%相対
湿度において、1、3、7および14日間コンディショ
ニングする。このコンディショニングに続いて、パネル
を平らな表面上に置き、次いで、フィルム表面上に、ザ
ポンゲージ粘着性試験機(Zappon Gauge Tack tester)
(Zappon Inc.)を置く。試験機のゲージに加重を5秒
間加え、次いでそれを除き、5秒間試験機を監視する。
この手順をフィルムが不合格となるまで加重を追加して
繰り返えす。粘着性は、加重が適用され次いで除かれた
ときに、5秒以内にザポンゲージが倒れる最大の加重と
して定義される。塗布されたアルミニウムパネル上の異
なった場所においてこの試験を3回繰り返えす。この結
果を3回の測定の平均値として記録する。
【0024】耐水性は、促進応力試験によって測定され
る。配合されたラテックス被覆用組成物を、0.076
2mm(3ミル)アプリケーターを使用して、2個のア
ルミニウムパネル上にドローダウンする。それぞれ、こ
れらパネルを、25℃および50%相対湿度において、
2時間および24時間硬化させる。硬化後、これらのパ
ネルを、30分間、室温の脱イオン水中に完全に入れ
る。30分後、パネルを水中から除き、ブリスターのサ
イズおよび密度をASTM D714標準を使用して測
定する。ブリスターの大きさは、10(ブリスターな
し)〜1(1.27cmより大きな直径のブリスター)
の等級に分け、そして密度は、d〔濃密な状態(dens
e)〕、md〔中程度の濃密な状態(medium dens
e)〕、m〔中程度の密度の状態(medium)〕、f〔少
ない密度の状態(few)〕、そしてvf〔非常に少ない
密度の状態(very few)〕として示した。
【0025】ラテックスフィルムの光沢は、黒色ガラス
上に0.254mm(10ミル)試料をドローダウンす
ることによって測定する。フィルムを、25℃および5
0%相対湿度において24時間乾燥し、次いで、AST
M D523−89により、GLOSSGARDII光沢
計(Hunter Associated Laboratory,Inc.)を使用し
て、20°の反射角において測定する。
【0026】粒子サイズは、ブルックヘブンBI−90
粒子計(Brookhaven BI-90 Particle Sizer)を使用し
て光散乱法によって測定する。
【0027】ラテックス被覆用組成物の配合物 すべての試験は配合された被覆用組成物で実施した。そ
れぞれのラテックスのポリマーバインダーは、試験前に
次の方法により配合した:
【0028】 カウレスミキサー(Cowles Mixer) による混合 成分の重量 分散剤(25%固形分) 57.2 界面活性剤 8.64 界面活性剤 2.00 消泡剤 1.00 殺生物剤 1.80 溶剤を含まない増粘剤 15.00 顔料(二酸化チタン) 215.94 レットダウン成分 ラテックスポリマーバインダー(44.2%固形分) 581.49 (添加される場合にはPVOHも含んでいる) 水 94.73 (水の量は、ラテックスの固形分に基づいて調節され、PVCを保つ) 消泡剤 1.00 溶剤を含まない増粘剤 34.0 有機チタネート 2.5 特性 容量%固形分 34.9 顔料の容量濃度(PVC) 18.5
【0029】ポリビニルアルコールの官能化 官能化されたポリビニルアルコールを次の如く製造し
た:20重量%のポリビニルアルコール水溶液〔エアー
プロダクツ(Air Products)によるエアーボル(登録
商標)203(Airvol(TM))〕600gに、過ヨウ素酸
ナトリウム16.0gを加えた。この混合物を室温にお
いて3時間撹拌して、アルデヒドを末端基(第2反応性
基)としたポリビニルアルコールを生成させた。この手
順により、ポリアクリル酸を標準試料として使用するG
PCによって測定して分子量700を有するアルデヒド
を末端基とするポリビニルアルコールを造った。また、
過ヨウ素酸の4.0gを使用して同じ手順により、分子
量1,500を有する官能化されたポリビニルアルコー
ルを得ることにより、高い分子量のアルデヒドを末端基
とするポリビニルアルコールを造った。
【0030】実施例1 試料1の製造(比較例) 45.8%固形分のラテックスエマルションを乳化重合
により、39%ブチルアクリレート(BA)、50%メ
チルメタクリレート(MMA)、9%アセトアセトキシ
エチル メタクリレート(AAEM)および2%メタ
クリル酸(MMA)の単量体含量を有するポリマーバイ
ンダーを造った。AAEMからのアセトアセテートは第
1の反応性基である。この実施例においては、官能化さ
れたポリビニルアルコールは添加しなかった。フォック
ス式(Fox equation)から計算して、ポリ
マーのTgは+33℃であった。
【0031】実施例2 試料2の製造(比較例) 実施例1のラテックスエマルション400gに、分子量
700を有するアルデヒドを末端基とするポリビニルア
ルコールの20重量%溶液115g(4モル%)を加え
た。なお、アルデヒドは第2の反応性基である。この混
合物を室温において6時間撹拌してアルデヒド基とアセ
トアセテート基との間の反応をさせた。
【0032】実施例3 試料1および2の試験 両方共に比較例である試料1および2をラテックス被覆
用組成物配合物中に配合した。配合された被覆用組成物
を、0.0762cm(3ミル)のアプリケーターを使
用してアルミニウムパネル上にドローダウンし、そして
25℃および50%相対湿度において24時間乾燥し
た。両方の被覆用組成物はフィルム形成性ではなく、激
しいクラックを示し、触れたときにアルミニウムパネル
から薄片状にはげ落ちた。両方の被覆用組成物はフィル
ムを形成しないので、フィルムの特性の試験は実施でき
なかった。この実施例は、周囲温度以上のガラス転移温
度を有するポリマーバインダーを含有し造膜助剤を含有
しない組成物は、フィルムを形成せず被覆用組成物とし
ては有用でないことを示している。
【0033】実施例4 試料3の製造(比較例) 46.0%固形分のラテックスエマルションを逐次乳化
重合により、55%ブチルアクリレート(BA)、4
3.5%メチルメタクリレート(MMA)、1%アリル
メタクリレート(ALMA)および0.5%メタクリル
酸(MAA)のコアーポリマー40%;および50%ブ
チルアクリレート(BA)、32.5%メチルメタクリ
レート(MMA)、15%アセトアセトキシ エチルメ
タクリレート(AAEM)および2.5%メタクリル酸
(MMA)のシェルポリマー60%を造った。AAEM
からのアセトアセテートは第1の反応性基である。この
実施例は、ポリビニルアルコールが添加されていない対
照である。
【0034】実施例5 試料4の製造 試料3のラテックスエマルション400gに、分子量7
00を有する、アルデヒドを末端基とするポリビニルア
ルコールの20重量%溶液115.5g(4モル%)を
加えた。なお、アルデヒドは第2の反応性基である。こ
の混合物を室温において6時間撹拌してアルデヒド基と
アセトアセテート基との間の反応をさせた。
【0035】実施例6 試料5の製造 試料3のラテックスエマルション400gに、分子量
1,500を有するアルデヒドを末端基とするポリビニ
ルアルコールの20重量%115.5g(4モル%)を
加えた。この混合物を室温において6時間撹拌してアル
デヒド基とアセトアセテート基との間の反応をさせた。
【0036】実施例7 試料3、4および5の試験 試料3、4および5をラテックス被覆用組成物配合物中
に配合した。次いで、それぞれの配合された被覆用組成
物を試験し、それらの結果を表1に示した。
【表1】 表1 試料 3 4 5 (比較例) (4% 分子量700) (4% 分子量1,500) 粒子サイズ(ナノメーター) 125 120 127 粘着性(g)(1/14日) 50/400 >1000 >1000 プリント抵抗性、1日 5 9 8
【0037】この実施例は、官能化された相補性のPV
OHが添加された本発明の被覆用組成物は、粘着性およ
びプリント抵抗性の両方によって測定されているよう
に、有意に改良されたフィルム硬度を示すことを示す。
粘着性およびプリント抵抗性におけるこの改良は、試験
された両方の分子量の官能化されたポリビニルアルコー
ルに見られる。
【0038】実施例8 試料6の製造(比較例) 45.86%固形分のラテックスエマルションを、5
3.5%ブチルアクリレート(BA)、35.8%メチ
ルメタクリレート(MMA)、9%アセトアセトキシ
エチルメタクリレート(AAEM)および1.7%メタ
クリル酸(MMA)から、標準的な重合法により造っ
た。AAEMからのアセトアセテートは第1の反応性基
である。この実施例は、ポリビニルアルコールが添加さ
れていない対照である。
【0039】実施例9 試料7の製造 試料6のラテックスエマルション400gに、分子量7
00を有するアルデヒドを末端基とするポリビニルアル
コールの20重量%溶液115g(4モル%)を加え
た。なお、アルデヒドは第2の反応性基である。この混
合物を室温において6時間撹拌してアルデヒド基をアセ
トアセテート基との間の反応をさせた。
【0040】実施例10 試料6および7の試験 試料6および7をラテックス被覆用組成物配合物中に配
合した。次いで、それぞれの配合された被覆用組成物を
試験し、それらの結果を表2に示した。
【表2】 表2 試料 6 7 (比較例) (4% 分子量700) 粒子サイズ(ナノメーター) 169 169 MFFT、℃ 目視による <0 <0 機械による 7.8 7.9 プリント抵抗性、1/7日 2/3 5/6 MEK摩擦、1/5日 18/46 47/133 耐水性 2時間乾燥 5d/2d 9m/9m 1日乾燥 10/9vf 10/10
【0041】この実施例は、本発明の水性被覆用組成物
から形成されたフィルムの耐薬品性(MEK試験)およ
び耐水性の増加を示している。また、本発明のフィルム
は、プリント抵抗性の増加によって測定されたように、
増加した硬度を有している。
【0042】実施例11 試料8の製造(比較例) 40.92%固形分のラテックスエマルションを、5
4.5%ブチルアクリレート(BA)、33.0%メチ
ルメタクリレート(MMA)、9%アセトアセトキシ
エチルメタクリレート(AAEM)および3.5%メタ
クリル酸(MAA)から、標準的な乳化重合法により造
った。AAEMからのアセトアセテートは第1の反応性
基である。この実施例は、ポリビニルアルコールが添加
されていない対照である。
【0043】実施例12 試料9の製造 試料8のラテックスエマルション400gに、分子量7
00を有するアルデヒドを末端基とするポリビニルアル
コールの20重量%溶液102.7g(4モル%)を加
えた。この混合物を室温において6時間撹拌してアルデ
ヒド基とアセトアセテート基との間の反応をさせた。
【0044】実施例13 試料10の製造 試料8のラテックスエマルション400gに、分子量
1,500を有するアルデヒドを末端基とするポリビニ
ルアルコールの20重量%溶液102.7g(4モル
%)を加えた。この混合物を室温において6時間撹拌し
てアルデヒド基とアセトアセテート基との間の反応をさ
せた。
【0045】実施例14 試料8、9および10の試験 試料8、9および10をラテックス被覆用組成物配合物
中に配合した。次いで、それぞれの配合された被覆用組
成物を試験し、それらの結果を表3に示した。
【表3】 表3 試料 8 9 10 (比較例) (4% 分子量700) (4% 分子量1,500) 粒子サイズ(ナノメーター) 92 92 92 光沢 DD20° 54 55 53 粘着性(g) (1/5/7日) 20/<10/<10 150/<10/130 60/<10/90 プリント抵抗性 1/7日 5/6 7/8 8/9 MEK摩擦(1/5/7日) 46/54/120 176/189/638 192/283/681 耐水性 2時間乾燥 8d/8d 9m/9m 10/10 1日乾燥 9vd/9vd 9vf/9vf 10/9vf
【0046】この試験の結果は、本発明の被覆用組成物
は、光沢を損うことなく向上した耐薬品性(MEK摩
擦)、耐水性、並びにプリント抵抗性、および粘着性で
示されるように硬度が増大したフィルムが得られること
を示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ステワート・オルリン・ウイリアムズ アメリカ合衆国ペンシルバニア州19440、 ハットフィールド、アレキサンダー・ドラ イブ 1240 (72)発明者 リチャード・フォスター・メリット アメリカ合衆国ペンシルバニア州19034、 フォート・ワシントン、シェリー・レーン 18

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリビニルアルコールが共有結合的にグ
    ラフトされた少なくとも1種のラテックスポリマーバイ
    ンダーを含有する水性フィルム形成性被覆用組成物であ
    って、前記ラテックスポリマーバインダーは、−35℃
    〜+30℃のガラス転移温度と第1の反応性基を有し、
    前記ポリビニルアルコールは、前記ラテックスポリマー
    バインダー中の第1の反応性基と相補性のある第2の反
    応性基を有し、前記被覆用組成物は、ポリマーバインダ
    ーの乾燥重量に基づいて2%未満の揮発性有機化合物を
    含有する、前記水性フィルム形成性被覆用組成物。
  2. 【請求項2】 ラテックスポリマーバインダーが、−1
    0℃〜+20℃の範囲におけるガラス転移温度を有す
    る、請求項1に記載の水性被覆用組成物。
  3. 【請求項3】 第1および第2の反応性基が、ベーター
    ‐ケトエステル、アルデヒド、アミン、酸無水物、イソ
    シアネート、エポキシ、およびヒドラジドから成る群か
    ら選ばれる、請求項1に記載の水性被覆用組成物。
  4. 【請求項4】 第2の反応性基が、末端基であるアルデ
    ヒドまたは末端基であるアミンである、請求項3に記載
    の水性被覆用組成物。
  5. 【請求項5】 ポリビニルアルコールが、乾燥ポリマー
    バインダーの重量に基づいて2%〜16%存在してい
    る、請求項1に記載の水性被覆用組成物。
  6. 【請求項6】 ポリマーバインダーの乾燥重量に基づい
    て、2%未満の揮発性有機化合物を含有する水性被覆用
    組成物から形成された、より大きな硬度および耐性を有
    するフィルムを提供する方法であって、 (a)−35℃〜+30℃の範囲のガラス転移温度(T
    g)と第1の反応性基を有する少なくとも1種のラテッ
    クスポリマーバインダーと、前記ラテックスポリマーバ
    インダーの第1の反応性基と相補性のある第2の反応性
    基を有するポリビニルアルコールとを混合し、 (b)前記被覆用組成物を基体に適用し、そして (c)前記被覆用組成物を乾燥してフィルムを形成させ
    ることを含む、前記の方法。
  7. 【請求項7】 ポリビニルアルコールの第2の反応性基
    が、末端基であるアルデヒドまたは末端基であるアミン
    である、請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】 請求項1の水性被覆用組成物で被覆され
    た建築用基体。
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