JPS617360A - アルミニウム用コ−テイング組成物 - 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、アルミニウム（以下、アルミと記すことがあ
る。）用コーティング組成物に関する。

更に詳しくは、アルミ蒸着製品、アルミ箔、アルミ板の
保護コーティング剤として利用できる他、アルミフレー
ク、アルミ粉末の表面処理剤又はアルミフレークやアル
ミ粉末を含有する塗料あるいはインキのビヒクルとして
利用することも可能なアルミを対象とする密着性、耐候
性、耐水性に優れたコーティング組成物に関する。

従来技術と本発明で解決しようとする問題点各種プラス
チックス製の成形品、シート、フィルム、テープや合成
繊維又は天然繊維製の布、紙、糸などの材料にアルミを
蒸着するかあるいは該材料とアルミ箔とを積層して、該
材料の表面にアルξ層を形成することによシ、該材料に
金属様の外観を与えて装飾性を向上させ、更Ｋ、光線反
射性、熱線反射性、ガスバリヤ−性、導電性等の機能を
付−９Ｌ得ることが知られており、これらの特長を生か
して様々の分野に広く使用されている。しかしながら、
このようなアルミ蒸着あるいはアルミ箔の積層によって
形成されたアルミ面は、そのままでは腐蝕、酸化その他
の原因によシ短期間の内に光沢低下、材料からの脱離等
の実用上好ましくない現象を起こすため、コーティング
を施して保護することが必要である。又、アルミ板につ
いても、光沢保持、防錆の観点から保護コーティングが
必要である事は周知の事実であり、更に、導電性塗料、
導電性プラスチックス、メタリック塗料などに使用され
るアルミフレークやアルミ粉末も、それらの表面に保護
層がない場合は、酸素や水分によって表面の性質が変化
することがある。

したがって、従来よりアルミ用保護コーティング剤とし
て、エポキシ樹脂、つ１／タン樹脂、ポリエステル樹脂
、アクリル樹脂等が使用きれてきたが、これら従来品は
、保護コーティング剤と１−ての重要な性能である密着
性、耐候性、耐水性のいずれをも充分に満足させるもの
でなく、長期の使用に耐えられない、用途が限定される
等の欠点を有していた。

本発明の目的は、アルミに対する密着性、耐候性、耐水
性に優れ、幅広い用途に利用でき、しかも長期間の使用
に耐え得るアルミ用保護コーティング剤を得ることにあ
る。

本発明者らは前記目的を達成する為鋭意研究した結果、
（メタ）アクリル酸アルキルエステルを主成分とする乳
化重合によって得られる共重合体であって、かつ、該共
重合体中に特定構造の有機珪素基を有するものをアルミ
用保護コーティング剤に応用したとき優れた性能を示す
ことを見出し、本発明に到達したものである。

即ち、本発明は、分子中に重合性不飽和基と珪素原子に
直結する加水分解性基とを有する有機珪素単量体（Ａ）
　Ｏ，ｉ〜４０重量係貴重素数１〜１８個のアルキル基
を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステル＠５０〜
９９．９貴重係およびその他の重合性単量体（Ｃ）　０
〜４９．９重量％（但し、（５）、（５）および（ｑ成
分の合計Ｆｉ１００重量係で貴重。）からなる単量体混
合物を水性媒体中で乳化重合して得られる水性共重合体
分散液（Ｉ）を必須成分とし、必要により、珪素原子に
直結する加水分解性基を有するシラン化合物（勇を併用
してなるアルミニウム用コーティング組成物を提供する
ものである。

本発明に於いて使用する有機珪素単量体（６）は分子中
に少なくとも１個の重合性不飽和基と少なくとも１個の
珪素原子に直結する加水分解性基とを有する化合物であ
シ、アルミに対する密着性、耐水性を向上させる作用を
有するものである。有機珪素単量体（６）としては、例
えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシ
ラン、ビニルトリプトキシシラン、ビニルトリス（β−
メトキシエトキシ）シラン、アリルトリエトキシシラン
、トリメトキシシリルプロピル了りルアミン、ｒ−（メ
タ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ｒ−（
メタ）アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、ｒ−
（メタ）アクリロキシクロビルメチルジメトキシシラン
、ｒ−（メタ）アク＋７０キシプロピルメチルジエトキ
シシラン、ｒ−（メタ）アクリロキシプロピルトリス（
β−メトキシエトキシ）シラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニル
ベンジルアミノ）エチル−ｒ−アミノプロピルトリメト
キシシラン、Ｎ−ビニルベンジル−ｒ−アミノプロピル
トリエトキシシラン、２−スチリルエチルトリメトキシ
シラン、３−（Ｎ−スチリルメチル−２−アミノエチル
アミン）プロピルトリメトキシシラン、（メタ）アクリ
ロキシエチルジメチル（３−トリメトキシシリルプロピ
ル）アンモニウムクロ２イド、ビニルトリアセトキシシ
ラン、ビニルトリクロルシランなどを挙げることができ
、これらの群から選ばれる１種又Ｆｉ２種以上の混合物
を使用することができる。本発明においては、有機珪素
単量体（４）を単量体混合物中０．１〜４０重量％の割
合、より好ましくは０．１〜２０重量％の割合で使用す
る。有機珪素単量体（６）が０．１重量％未満では、ア
ルミに対する密着性が弱く、耐水性も不充分なものしか
得られず、また４０重量％を越えて用いても、本発明の
範囲内の場合に比べて密着性が向上せず、逆に乳化重合
の不安定化、価格の上昇などの欠点が現われるので好ま
しくない。

（メタ）アクリル酸アルキルエステル■は、炭素数１〜
１８個のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステ
ルおよびメタクリル酸アルキルエステルの中の１種又は
２種以上助（用いられ、本発明で他の成分とともに用い
られることにより、コーティング組成物の熱または光に
よる着色の防止や長期に亘る耐候性、耐水性を向上させ
る効果を有している。

（メタ）アクリル酸アルキルエステル０は、炭素数１〜
１８個の直鎖状もしくは分枝状脂肪族アルキルアルコー
ル又は脂環式アルキルアルコールとアクリル酸もしくは
メタクリル酸とのエステル化合物であシ、例えば、アク
リル酸もしくはメタクリル酸のメチル、エチル、プロピ
ル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、オクチル、２
−エチルヘキシル、ラウリル、ステアリルあるいけシク
ロヘキシルエステルなどを挙げることができ、これらの
群から選ばれる１種又は２種以上の混合物を使用するこ
とができる。本発明において（メタ）アクリル酸アルキ
ルエステル（ロ）は、単量体混合物中５０〜９９．９貴
重係の割合で使用する。（メタ）アクリル酸アルキルエ
ステル（Ｂ）の割合が５０重量％未満の場合はコーティ
ング組成物の耐変色性、耐候性、耐水性が不良となる。

本発明においては、必要に応じて単量体混合物中４９，
９貴重係以下の割合で重合性単量体（ｑを使用してもよ
い。重合性単量体（ｑとしては例えば、アクリル酸、メ
タクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタ
コン酸、（メタ）アクリル酸アミノエチル、（メタ）ア
クリル酸ジメ。チルアミノエチル、ビニルピリジン、（
メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル
酸ヒドロキシグロビル、（メタ）アクリル酸グリシジル
、アクリル酸もしくはメタクリル酸とポリプロピレング
リコールとのモノもしくはジエステル、アクリル酸もし
くはメタクリル酸とポリエチレングリコールとのモノも
しくはジエステル、アクリル酸もしくはメタクリル酸と
エチレングリコール、１゜３−フーＦ７レンクリコール
、１．６−ヘキサンクリコール、ネオペンチルグリコー
ルなどの２価アルコールとのジエステル、アクリル酸も
しくはメタクリル酸とトリメチロールプロパンとのトリ
エステル、スチレン、ビニルトルエン、塩化ビニル、環
化ビニリデン、弗化ビニル、弗化ビニリデン、アクリロ
ニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニ。

ル、フロピオン酸ビニル、エチレン、プロピレン、ブタ
ジェン、イソプレン、ジシクロペンタジェン、ジビニル
ベンゼン、ジアリルフタレート、（メタ）アクリルアミ
ド、メチロール化（メタ）アクリルアミド、炭素数１〜
４個のアルコキシメチロール化（メタ）アクリルアミド
などを挙げることができ、これらの群から選ばれる１種
又は２種以上の混合物を使用することができる。重合性
単量体（ｑの割合を４９．９貴重係を越えて用いると、
該単量体（Ｑの種類によってはコーティング組成物の耐
変色性、耐候性、耐水性が不良となることがある。

本発明では、有機珪素単量体（イ）、（メタ）アクリル
酸アルキルエステル（ト）および必要に応じて重合性単
量体（ｑを水性媒体中で乳化重合する。アルミ用コーテ
ィング組成物としては必ずしも水性媒体を用いる必要は
ないが、火災防止、作業環境の改善等の見地からは、有
機溶剤性媒体より水性媒体を用いる方が好ましい。従っ
て、本発明で水性共重合体分散液を得る方法としては、
有機溶剤の存在下又は不存在下で重合反応を行って重合
体を得た後これを水中に分散させる方法もあるが、前記
の如く火災防止や作業環境の改善の見地、製造工程の簡
略化、所要時間の短縮および水性共重合体分散液の安定
性の点から水性媒体中での乳化重合によるのが最適の方
法である。

乳化重合は、公知の乳化剤、重合開始剤を用いて公知の
方法に従って行えばよい。得られた水性共重合体分散液
（りは、これ単独でも密着性、耐候性、耐水性に優れた
アルミ用コーティング組成物として用いることができる
が、シラン化合物（ｎ）を併用することによってアルミ
に対する密着性、耐水性を更に向上させることができる
。シラン化合物（６）は、更に別の効果をも有する。す
なわち、本発明のコーティング組成物として有効な前記
水性共重合体分散液（Ｉ）を調製徒長期間、例えば−年
取上貯蔵した後にコーティング組成物として使用すると
、Ｉ＃！Ｉ裂直後に使用した場合にくらぺてアルばに対
する密着性、耐水性などが劣化している場合があシ、こ
のような場合、長期間貯蔵後の該分散液（１）Ｋシラン
化合物（ｎ）を併用することによシ調製直後の性能を回
復させることができる。シラン化合物（勇のこのような
性能回復効果は、該分散液（Ｉ）に対してのみ有効に発
現されるのであって、本発明の範囲外のものに対しては
効果が非常に小さいか又は無い。

本発明において必要に応じ−Ｃ使用するシラン化合物（
ＩＩ）としては、例えば、前記した有機珪素単量体（４
）として用いられる化合物の他、アミンメチルトリエト
キシシラン、Ｎ−β−アミノエチルアミノメチルトリメ
トキシシラン、ｒ−アミノプロピルトリメトキシシラン
、Ｎ−（＋・リメトキシシリルプロピル）エチレンジア
ミン、Ｎ−（ジメトキシメチルシリルプロビル）エチレ
ンジアミンなどの如きアミノアルキルアルコキシシラン
；ｒ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン、ｒ−
グリシドキシグロビルメチルジメトキシシシン、ｌ−（
３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシ
シラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチ
ルメチルジメトキシシランなどの如きエポキシアルキル
アルコキシシラン；ｒ−メルカプトプロピルトリメトキ
シシラン、ｒ−メルカプトプロビルメチルジメトキシシ
ランなどの如きメルカプトアルキルアルコキシシラン；
テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ
プロポキシシラン、テトラブトキシシランなどの如きテ
トラアルコキシシラン；メチルトリメトキシシラン、メ
チルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシエトキシ
シラン、エチルトリメトキシシランなどの如きアルキル
トリアルコキシシラン；ジメチルジメトキシシラン、ジ
メチルジェトキシシランなどの如きジアルキルジアルコ
キシシラン；　ｒ−クロロプロピルトリメトキシシラン
、３，３゜３−トリクロロプロピルトリメトキシシラン
などの如キハロゲン化アルキルアルコキシシラン；メチ
ルトリアセトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン
などの如きアルキルアシロキシシラン：トリメトキシシ
ラン、トリエトキシシランηどの如きヒドロシラン化合
物などを挙げることができ、これらの群よシ選ばれる１
種又は２種以上の混合物を使用することができる。これ
らのシラン化合物（ＩＩ）の使用量についてＦｉ特に制
限はないが、充分効果を発揮せしめ、しかも価格を適当
な範囲に収めるため、水性共重合体分散液（０１００重
量部（不揮発分換算）に対して０．１〜４０重量部、好
ましくは０．５〜２０ｉｉ量部である。

水性共重合体分散液（Ｉ）とシラン化合物（川とを併用
するには、該分散液（Ｉ）とシラン化合物（ｒｒ）を常
温又は加温下に攪拌混合するだけでよい。

水性共重合体分散液（Ｉ）あるいは該分散液（Ｉ）にシ
ラン化合物（ＩＩ）を併用した組成物はそのままでもア
ルミ用コーティング組成物として充分優れたものである
が、粒子径５〜１００　ｍｓのケイ酸縮合体の水分散物
である水性コロイダルシリカ（例えば日量化学社製「ス
ノーテックスＯ」、「スノーテックスＣ」等）を添加す
ることによってアルミに対する密着性や耐水性を更に向
上させ得る場合がある。又、当業界において公知の撥水
剤、紫外線吸収剤、レベリング剤、粘度調節剤、ＰＨ１
ｌＩ！節剤、架橋剤などを加えてもよい。

発明の効果 本発明のコーティング組成物は、有機珪素単量体（８）
、および（メタ）アクリル酸アルキルエステル（ハ）を
必須として導かれた水性共重合体分散液（Ｉ）を必須成
分とし、必要によりシラン化合物（ＩＩ）を併用してい
るために、アルミに対する密着性、耐候性、耐水性など
が著しく優れ、更に水性であるために火災や環境汚染の
心配がないなどの優れた特長を有しており、各種のアル
ミ蒸着製品、アルミ箔、アルミ箔と他の材料との積層品
、アルミ板などの保護コーティング剤、更にはアルミフ
レーク、アルミ粉末の表面処理剤又はアルミフレーク、
アルミ粉末を含有する塗料あるいはインキのビヒクルと
して極めて有効に利用できるものである。

以下、実施例により本発明をよシ詳細に説明するが、本
発明の範囲がこれらの実施例のみに限定されるものでは
ない０尚、例中特にことわシのない限り、俤は重量％を
、部は重量部をそれぞれ示すものとする。

実施例１゜ 滴下ロート、攪拌機、不活性ガス導入管、温度計及び還
流冷却器を備えたフラスコに水２３５部、乳化剤として
ナトリウムドデシルサルフェート１部および重合触媒と
して過硫酸カリウム０．５部を仕込み、ゆるやかに窒素
ガスを吹込みながら７５℃に加熱し、攪拌して均一な水
溶液とし、ついでそこへ滴下ロートよシ予め調製してお
いたビニルトリメトキシシラン２部、メタクリル酸メチ
ル６０部及びアクリル酸ブチル３８部から成る単量体混
合物を２時間かけて滴下した。その後、温度を７５℃に
保持し、さらに１時間攪拌して乳化重合させへ室温まで
冷却し、不揮発分３０．０　％の水性共重合体分散液（
Ｉ）を得た。これを本発明のコーティング組成物（１）
とする。

実施例２゜ 単量体混合物の組成をメタクリロキシメチルジメトキシ
シラン１６部、メタクリル酸メチル２２部、アクリル酸
エチル６０部及びアクリル酸２部とする他は、実施例１
と同様に乳化重合を行い、室温まで冷却したのち濃度２
８俤のアンモニア水を加えてＰＨを６．５に調整し、不
揮発分２９．９　％の水性共重合体分散液（２）を得た
。これを本発明のコーティング組成物（２）とする。

実施例３゜ 実施例１で得た水性共重合体分散液（１）　１００部に
ｒ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン５部を加
え、よく混合して配合物を得た。これを本発明のコーテ
ィング組成物（３）とする。

実施例４゜ 実施例１で得た水性共重合体分散液（１）　１００部に
β〜（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメ
トキシシラン１部及び水性コロイダルシリカ「スノーテ
ックスＣｌ　（日量化学社製）１６部を加え、よく混合
して配合物を得た。これを本発明のコーティング組成物
（４ンとする。

比較例１゜ 単量体混合物の組成をメタクリル酸メチル６０部及びア
クリル酸ブチル４０部と本発明の範囲外とする他は、実
施例１と同様の操作を〈シ返して不揮発分３０．０　％
の水性共重合体分散液（３）を得た。

これを比較コーティング組成物（１）とする。

比較例２゜ 単量体混合物の組成をビニルトリメトキシシラン２部、
スチレン６０部及びアクリル酸ブチル３８部と本発明の
範囲外とする他は、実施例１と同様の操作をくシ返して
不揮発分２９．９％の水性共重合体分散液（４）を得た
。これを比較コーティング組成物（２）とする。

比較例３゜ 比較例１で得られた水性共重合体分散液（３）１００部
にｒ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン５部を
加え、よく混合して配合物を得た。これを比較コーティ
ング組成物（３）とする。

実施例５゜ 実施例１〜４及び比較例１〜３で得られた各コーティン
グ組成物を、それらの調製直後に、ポリエチレンテレフ
タレートフィルムに約ａｏｏＸの厚さにアルミを蒸着し
て得られた蒸着フィルムのアルミ面に、約３μの厚みに
塗布し、次いで６０℃で２分間加熱乾燥して、保護コー
ティングの施され九蒸着フィルムを得た。得られた保護
コーティングの施された各蒸着フィルム忙ついて下記の
試験を行った。また、保護コーティングを施さない蒸着
フィルムについても下記の耐候性試験を行った。

評°価結果を第１表に示す。

１、　密着性：フィルムの保護コーティングを施した面
にセロテープを圧着した後引剥 して、コーティング層の剥離の程度 を５点法で採点した。

５点・・・・・・剥Ｉｌｌなし １点・・・・・・セロテープ圧着部全面剥離２、　耐水
性：フィルムを１５℃の水道水中に２４時間浸漬し、コ
ーティング層の白化 の程度を５点法で採点した。

５点・・・・・・白化せず １点・・・・・・完全白化 ３、耐候性：フィルムを３．ケ月問屋外暴露した後、フ
ィルムの遮光率を測定した。遮光 率は濁度計によって光線透過率を測 定し、遮光率＝１００−光線透過率 の式によって計算した。

遮光率の低いものけアルミ蒸着膜の 脱離が多いことを示す。

実施例６゜ 実施例１，３及び比較例１，３で得られた各コーティン
グ組成物について、室温で６ケ月間保存した後、実施例
５と同様の性能試験を行った。また、室温で６ケ月間保
存後の各コーティング組成物１００部にシラン化合物（
ＩＩ）としてｒ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン２部を添加混合して、次の各コーティング組成物を
得た。

コーティング組成物（１） コーティング組成物（３） 比較コーティング組成物（１） 比較コーティング組成物（３） 得られたコーティング組成物（ＩＳ）、（’３ｓ）及び
比較コーティング組成物（ＩＳ）、（３Ｓ）についても
、それらの調製直後に、実施例５と同様の性能試験を行
った。

評価結果を第２表に示す。

実施例７゜ 実施例１〜３及び比較例１〜３で得られた各コーティン
グ組成物を、それらの調製直後に、ポリエチレンテレフ
タ１／−トフィルムに１５μ厚のアルミ箔をラミネート
して得られたラミネートフィルムのアルミ面に、約５μ
の厚みに塗布し、次いで８０℃で３分間加熱乾燥して保
護コーティングの施されたラミネートフィルムを得た。

得うれたラミネートフィルムについて下記の試験を行っ
た。

評価結果を第３表に示す。

１、　密着性：実施例５に記載の方法。

２、耐沸水性：フィルムを沸騰水中に３０分間浸漬した
のち取出し、室温でよく乾 燥後光沢の変化と密着性の評価を した。密着性の評価は実施例５に 記載の方法を採用した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、分子中に重合性不飽和基と珪素原子に直結する加水
   分解性基とを有する有機珪素単量体（Ａ）０．１〜４０
   重量％、炭素数１〜１８個のアルキル基を有する（メタ
   ）アクリル酸アルキルエステル（Ｂ）５０〜９９．９重
   量％およびその他の重合性単量体（Ｃ）０〜４９．９重
   量％（但し、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）成分の合計は
   １００重量％である。）からなる単量体混合物を水性媒
   体中で乳化重合して得られる水性共重合体分散液（ I
   ）を必須成分とし、必要により、珪素原子に直結する加
   水分解性基を有するシラン化合物（II）を併用してなる
   アルミニウム用コーティング組成物。