JPS63264679A - コーティング剤 - 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） 本発明はコーティング剤に関する。更に詳しくは、特定
の重合体エマルション１％定光重合性成膜助剤および光
重合開始剤を含有してなることにより、成膜性と基材へ
の濡れ性、とりわけ多孔質基材への官浸性に優れ、しか
も塗装した後活性エネルギー線を照射することにより短
時間で硬化して耐１０ツキング性と基材への密着性に優
れた被膜を形成しうる多孔質基材に特に有用なコーティ
ング剤に関する。

（従来の技術および発明が解決しようとする問題点）従
来から重合体エマルション若しくはそれを用いた塗料が
無機建材、金属基材、木材、紙およびプラスチック等の
塗装に用いられている。しかし、従来から用いられてい
る重合体エマルション若シくはそれを用いた塗料は塗装
した後の被塗物を他の物質や同じ被塗物と接触すると１
０ツキングして、塗膜の破損や基材自体の破壊が生じ、
塗装する事の本来の目的である被塗物の保護や美観を向
上するといった目的を達成する事が出来なかった。

また例え、十分な乾燥条件で被塗物が塗装されている場
合でも、従来の重合体エマルション若しくはそれを用い
た血料を使用した場合は、高温若しくは荷重のかかる条
件下においてはブロッキングが生じて、上記の様な現象
が生じる。この様なブロッキング現象は、重合体のＴｇ
を高くすると解決できるが、反面成膜性が低下するため
塗装に際して多量の成膜助剤を配合する必要がある。し
かしながら従来の成膜助剤としては成膜時に重合体粒子
間の融着を促進して成膜性を改良する九めに通営為沸点
の有機溶剤が多用されるが、このような成膜助剤は成膜
過程においてのみその作用効果を発揮するものであり、
成膜後は不要であるはかりか逆に塗膜中に残存すること
により強靭でち密な塗膜の形成を妨げ期待した程の耐ブ
ロッキング性、基材との密着性が得られない。このよう
な成膜助剤を配合した重合体エマルションから目的とす
る塗膜を得るには、被膜形成後史に高温で長時間乾燥を
続けｍ膜中から成膜助剤を除去する必要があり、生産性
、経済性の面でのデメリットが大きく、また多量の成膜
助剤を大気中に飛散式ぜることによる安全性、衛生上の
問題もめった。

（問題点を解決するための技術的手段）本発明者らは、
この様な現状に鑑み鋭意研究全型ねた結果、特定重合体
エマルション、特定の光重合性成膜助剤及び光重合開始
剤を含有してなるコーティング剤が、成膜′ｔｌｋ活性
エネルギー線を照射し硬化させるという簡便な操作を加
える九けで上記問題点が一挙に解決され、無磯建材、金
ｌ１４２Ｔｉ材、木材１紙およびプラスチック等のコー
ティングに好適に使用できる事を見出し本発明を完成す
ることに至っ九。

即ち、本発明は、 最低成膜温度が０℃以上の重合体エマルション、分子量
１００〜１０００．溶解性パラメーター８〜１２、沸点
１００℃以上である光重合性成膜助剤及び光重合開始剤
を含有してなるコーティング剤に関するものである。

本発明において用いられる重合体エマルションとしては
その最低成膜温度が０℃以上でめｎば特に制限されず、
具体例として例えばアクリル共重合体エマルシ、ン、ア
クリル・スチレン共重合体エマルシ璽ン、酢酸ビニル共
重合体エマルシ、ン。

酢酸ビニル・エチレン共重合体エマルション、スチレン
・ブタノエン共重合体エマルシ、ン、塩化ビニル共重合
体エマルション、塩化ビニリｒノ共重合体エマルシ、ン
、ポリウレタンエマルションなどの従来公知の方法で製
造した重合体エマルシ璽ンを挙げることができ、これら
の１檀又は２ａ以上を使用することができる。又本発明
の目的を損なわない範囲内で上記重合体エマルション以
外の重合体を併用してもかまわない。最低成膜温度が０
℃未満の重合体エマルションを用いても成膜性の改良効
果はほとんど期待できず、逆に高温もしくは荷重のかか
る条件下において耐ブロッキング性に劣った塗膜しか得
られない。

本発明において用いられる光重合性成膜助剤は分子中に
光重合性不飽和基を少なくとも１個有し。

かつ分子量が１００〜１０００．溶解性パラメーターが
８〜１２の範囲で沸点が１００℃以上の化合物であれば
特に制限されず１例えばｎ−ブチル（メタ）アクリレー
ト、イソブチル（メタ）アクリレート％２−エチルヘキ
シル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレ
ート、ステアリル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチルア
ミノエチル（メタ）アクリレート、２−シアノエチル（
メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレ
ート、２，３−ノプロモグロビル（メタ）アクリレート
、ノシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロ
ペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレ−）、２−（
Ｎ、Ｎノエテルアミノ）−エテル（メタ）アクリレート
、エトキシエテル（メタ）アクリレート、グリシジル（
メタ）アクリレート、イソゲルニル（メタ）アクリレー
ト、イソデシル（メタ）アクリレート、メトキシエチル
（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ
）アクリレ−）、１．３−ブチレングリコールモノ（メ
タ）アクリレート等のアルコール又はポリオールのモノ
（メタ）アクリレート類、１，３−プチレングリコール
ジ（メタ）アクリレート、１＠４−７タンノオールジ（
メタ）アクリレート、入、６−ヘキサンシオールノ（メ
タ）アクリレート。

ネオペンチルグリコールノ（メタ）アクリレート、トリ
メチロールグロノ９ントリ（メタ）アクリレート、トリ
メチロールプロパンメトキシレーテッドトリ（メタ）ア
クリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリ
レート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレ
ート、ノペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレ
ート、エトキシレーテッドビスフェノールＡノ（メタ）
アクリレート等のポリオールポリ（メタ）アクリレート
類、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート。

ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等の（ポリ）ア
ルキレングリコール七ノ（メタ）アクリレート類、エチ
レングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレン
グリコールノ（メタ）アクリレート、トリゾロビレ／グ
リコールノ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリ
コールノ（メタ）アクリレート等の（ポリ）アルキレン
グリコールノ（メタ）アクリレート類、ビニルクロロア
セテート、Ｎ−ビニルカプロラクタム、Ｎ−ビニルピロ
リド７など金挙げる事ができ、これらの一種又は２種以
上を使用することができる。

本発明において用いられる光重合性成膜助剤は前記で規
定した通りであるが、この規定に該当する光重合性成膜
助剤を用いることによって始めて成膜性と基材への濡れ
性、とりわけ多孔質基材への含浸性に優れたコーティン
グ剤が得られるのである。即ち１分子量１００未満では
重合体エマルションの成膜性を改良する効果が乏しく、
逆に分子量１０００以上では重合体粒子中に吸収させる
ことが困難なために成膜性と基材への濡れ性や多孔質基
材への含浸性の改良効果が見られない。又、溶解性パラ
メーターが８未満では水に対する溶解性が小さくエマル
ションに添加したとき水相から重合体粒子か移行できず
、逆に溶解性・臂ラメーターが１２以上では水に対する
溶解性が大きすぎ重合体粒子中に吸収されない為に成膜
性、基材への濡れ性および多孔質基材への含浸性の改良
効果が得られない。尚ここで言う溶解性パラメーターは
＠に、Ｌ、ＨＯＹ　＊　Ｊ、Ｐａ１ｎｔ　Ｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇ）ｒ、　４２．７６　（１９７０）’に記載され
た方法に従って計算した。更に沸点１００℃未満では重
合体粒子が融着し被膜を形成する前に飛散するので成膜
性効果が得られない。

本発明において用いられる光重合性成膜助剤は、重合体
エマルションの最低成膜温度が塗装温度より低くなる様
な樵類と添加量を適宜選択すればよく、顕著な成膜性と
適当な塗装作業性を得る上で重合体エマルションの固形
分に対し２〜１５０重量−とするのが好ましく、よシ好
ましくは１０〜１２０重量％の範囲である。２重量％未
満では重合体エマルションの最低成膜温度を下げる効果
が不十分でＴｏｎ、ｔた１５０重量−以上添加しても添
加量に見合った成膜性改良効果は見られず実質的に意味
がない。

本発明において用いられる光重合開始剤としては公知の
、ベンゾイン系、ぺ／シフエノン系、へロデン化スルホ
ニル系、ケトン系、アゾ系及び／？　−オキサイド系等
の各種光重合開始剤を挙げることができる。光重合開始
剤の使用量については特に限定されないが、光重合性化
合物を紫外線を用いて硬化するに際しては、通常核化合
物に対し０．５〜１０重量％の範囲で用いられる。

本発明のコーティング剤は前記重合体エマル−７藁ン、
光重合性成膜助剤及び光重合開始剤を含んでなるもので
あり、その配合方法は特に制限されず徨々の方法による
ことかできるが、例えば光重合性成膜助剤と光重合開始
剤との混合物を重合体エマルシ、ンに添加し、常温若し
くは加熱下で混合攪拌し重合体粒子中に吸収させて得る
ことができる。本発明においては、成膜助剤として前記
光重合性成膜助剤のみを使用することが好ましいが。

必要により本発明の特徴を損なわない範囲で通常の有機
溶剤を少量併用して用いてもよい＠この様にして得られ
九本発明のコーティング剤は、その使用する目的に応じ
て従来公知の安定剤、有機無機を問わす種々の着色剤、
変性剤を配合することができる。安定剤としては製造中
や貯蔵中における熱重合禁止剤が挙げられる。着色剤は
公知のチタンホワイト、ベンガラ、カーボンブラック等
の無機顔料やアゾ系、フタロシアニン系、シー中顔料等
の有機顔料および染料等を挙げることができる。さらに
又、適宜必要に応じて分散剤、湿潤剤、消泡剤、増粘剤
、流動ａｌＪｉｗＪ剤等の飽加剤を当該業者にあっては
周知の方法で配合することができる。

本発明のコーティング剤は紫外線、電子線等の活性エネ
ルギー線を公知の方法により照射し硬化させることがで
きる。照射時間は七の効果を認める適当量を与えればよ
い。照射すべきエネルギー線量は、コーティング剤中の
各成分の種類や量、コート層の厚み、雰囲気酸素濃度及
び温度により適宜決定すればよい。また、活性エネルギ
ー線により半硬化させた後、常温又は加熱により硬化さ
せることもできる。

（発明の効果） 本発明のコーティング剤は、エマルション中ノ重合体粒
子が光重合性成膜助剤により可塑性されているために、
成膜性と基材への濡れ性、とりわけ多孔質基材への含浸
性に著しく優れている。しかも、塗装後活性エネルギー
線を照射することによって塗装時の成膜性と基材への濡
れ性や多孔質基材への含浸性を良好な状態に保持したま
まで硬化するために、耐ブロッキング性と基材への密着
性に著しく優れた被膜を形成できる。よって、本発明の
コーティング剤は、例えば珪酸カルシウム板、／４’ル
グセメント板、木毛セメント板、軽量コンクリート板、
軽量気泡コンクリート板、石綿上メン）板、　石［’＆
−）Ｆ、ハードゲート、モルタル、シっくい等の無機質
多孔性基材を始め、鉄、アルミニウム等の金属基材、木
材、紙およびプラスチック基材のコーティング剤等に好
適に使用できる。

（実施例） 以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれ
らの例によって限定されるものではない。

尚１例中特にこだわらない限フ、部は全て重蓋部を１％
は全て重量％を表わすものとする。

実施例１ モノマー混合物組成 ２−エチルへキシルアクリレート　　　　　　　　７５
部メチルメタクリレート　　　　　　１２３部アクリル
酸　　　　　　　　　　　　　２部攪拌機、不活性ガス
導入管、滴下ロート、還流冷却器、温度計を備えた四ツ
ロフラスコにドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ２部、
脱イオン水２４６部および上記モノマー混合物の１０チ
を仕込み、窒素ガス雰囲気下攪拌しながら８０℃まで加
熱した。過硫酸アンモニウム０．６部を加え反応を開始
した後、残りのモノマー混合物を８０℃で２時間に亘っ
て滴下した。滴下終了後更に１時間８０℃で反応を続け
た後２５チアンモニア水２．２部を添加し不揮発分４５
％、最低成膜温度４０Ｃのアクリル共重合体エマルシ、
ン（１）を得た。

次にこの共重合体エマルション（０１００部にトＩＪ　
メチロールグロノ臂ントリアクリレート（分子量２９６
、沸点２００℃以上、溶解性パラメーター９．５）６部
、Ｎ−ビニルピロリドン（分子量１１１、沸点２００℃
以上、溶解性パラメーター１０．６）６部およびベンジ
ルツメチルケタール１部の混合物を加え４０℃で１時間
攪拌し、重合体粒子中に吸収させ最低成膜温度θ℃以下
のコーティング剤（１）を得た。

実施例２ モノマー混合物組成 ブチルアクリレート　　　　　　　　　　７０部スチレ
ン　　　　　　　　　　　　　１２５部メタクリル［５
部 上記モノマー混合物を用い実施例１と同様の方法で不揮
発分４５％、最低成膜温度５０℃のアクリル・スチレン
共重合体エマルション（２）　ｔ−４７’ｊ。

次にこの共重合体エマルション（２）　１００部にジエ
チレングリコールノアクリレート（分子量２１４゜沸点
２００℃以上、溶解性パラン−１−１０，０）１５部と
ベンゾインイソプロピルエーテル１部との混合物を加え
４０℃で１時間攪拌し重合体粒子中に吸収させ最低成膜
温度０℃以下のコーティング剤０１）を得た。

実施例３ スミカフレックス８４ｏ（注文化学工業（株）製、塩化
ビニル・エチレン・酢酸ビニル共重合体エマルション、
不揮発分５３％、最低成膜温度１０℃）　（３）　１０
０部に１．６−ヘキサンジオールジアクリレート（分子
量２５４、沸点２００℃以上、溶解性パラメーター９．
５）１０部とベンツフェノン１部との混合物を加え４０
℃で１時間攪拌し重合体粒子中に吸収させ最低成膜温度
０℃以下のコーティング削口を得た。

実施例４ ３４郡 メチルメタクリレート　　　　　　　　１６０部ス部上
−ロキシエチルメタクリレート　　　　　　　　　　　
　３部アクリル酸　　　　　　　　　　　　　　　３部
上記七ツマー混合物を用い実施例１と同様の方法で不揮
発分４５％、最低成膜温度１００℃のアクリル共重合体
エマルション（４）を得た。次にこの共重合体（４）７
５部とネオレッツＲ−９６０（ポリビニルケミカル社製
、ポリウレタンエマルション、不揮発分３３％）２５部
とを混合し最低成膜温度８０℃のエマルション混合物を
得た。このエマルション混合物１００部にエチレングリ
コールジアクリレート（分子量１７０、沸点２００℃以
上、溶解性パラメーター９．９）２０部とポリエチレン
グリコールノアクリレート（分子＆７００、沸点２００
℃以上、溶解性パラメーター９．７）６部とインブチル
アクリレート（分子量１２８、沸点１３７℃、溶解性パ
ラメーター８．６）１４部とペンツルツメチルケタール
４部との混合物を加え４０℃で１時間攪拌し１重合体粒
子中に吸収させ最低成膜温度ＯＣ以下のコーティング剤
（財）を得た。

実施例５ 実施例１で得られた無機多孔質基材用コーティング剤（
１）を以下に示す塗料配合を用いて塗料化しコーティン
グ剤（Ｖ）を得た。

塗料配合 脱イオン水　　　　　　　　　　　　６４．６部デモー
ルＥＰ（花王石鹸ＫＫ製）２．０部ノプコ８０３４（サ
ンノデコＫＫ製）０．３部酸化チタン　　　　　　　　
　　　　　５４．０部カオリ７　　　　　　　　　　　
　　６．０部実施例１のコーティング剤（１）　　　　
　　　　　　１５０．０部ヒドロキシエチルセルロース
　　　　　　　　　　　０．３　部比較例１ 実施例２で得られた共重合体エマルション１００部に重
合性不飽和基を有しない成膜助剤であるテキサノール（
イーストマンコダック社ｇ）１５部を加え４０℃で１時
間攪拌し重合体粒子中に吸収させ最低成膜温度０℃以下
の比較用コーティング剤（１）を得た。

比較例２ モノマー混合物組成 ２−エチルへキシルアクリレート　　　　　　　　１２
（１メチルメタクリレート　　　　　　　　　　　７６
部アクリル酸　　　　　　　　　　　　　　４部上記モ
ノマー混合物を用い実施例１と同様の方法で不揮発分４
５チ、最低成膜温度０℃以下の比較用エマルション（１
）を得た。この比較用エマルション（１）　１００部に
実施例１と同様の方法でトリメチロールプロパントリア
クリレート６部、Ｎ−ビニルピロリドン６部およびペン
ツルツメチルケタール１部の混合物を加え最低成膜温度
０℃以下の比較用コーティング剤ω）を得た。

比較例３ 実施例２のジエチレングリコールジアクリレートの替わ
りにポリエチレングリコールノアクリレート（分子量１
１００、沸点２００℃以上、溶解性パラメーター９．６
）を用いた他は同様の方法で比較用コーティング剤ＱＩ
Ｄを得たが、この比較用コーティング剤佃）は用い走光
重合性成膜助剤の分子量が大きすぎて重合体粒子中に吸
収されず分離した。

比較例４ 実施例２のジエチレングリコールジアクリレートの替わ
りにビニル−２，６，８−トリメチル−４−ノニルエー
テル（分子量２１２、沸点２２３℃。

溶解性・ヤラメータ−７，５）を用いた他は同様の方法
で比較用コーティング剤□□□を得たが、この比較用コ
ーティング剤紹は用いた光重合性成膜助剤の溶解性パラ
メーターが小さすぎて重合体粒子中に吸収されず分離し
た。

比較例５ 実施例２のジエチレングリコールゾ７　りＩＪ　レート
の替わりにメチルアクリレート（分子量８６、沸点８０
℃、溶解性ノラメーター９．５）を用いた他は同様の方
法で比較用コーティング剤（Ｖ）を得た。

比較例６ 実施例２のジエチレングリコールノアクリレートの替わ
りにアクリル酸（分子量７２、沸点１４１℃、溶解性パ
ラメーター１２．６）を用いた他は同様の方法で比較用
コーティング剤（ロ）を得た。

実施例６ 上記実施例および比較例から得られたコーティング剤（
１）〜■）及び比較用コーティング剤（１）〜■を各々
フレキシブル板に２０１／ｍ２塗布Ｌ、１００℃で３分
間乾燥した後、高さ１０ｃｒｎの位置に１２０Ｗ／ｃｒ
ｓ高圧水銀灯を備えた５　ｍ／ｍｌｎの速度で移動する
コンベアに乗せ照射硬化させた。得られた硬化被膜につ
いて成膜性、耐ブロッキング性、密着性、船速硬度、耐
溶剤性を調べた結果を第１表に示す。

なお、性能評価方法は次の示した通りである。

性能評価方法 成膜性　　　：コーティング剤をガラス板に乾燥時の膜
厚が５０μになるよう に塗布し、２０℃で１時間乾燥 後の被膜の状態を観察し異常の ないものをＯ１被膜にクラック が入ったものをＸとして評価し た。

耐ブロッキング性　：紫外線照射後直ちに被膜同士を重
ね合せて、プレスで５ゆＡ− の圧力を５０℃で１２時間加え た。加圧後の塗装面に異常の無 いものを○、何らかの損傷のあ るものを×として評価した。

密着性　　　：紫外線照射後の被膜の密着性をＪＩＳ　
Ｋ　５４００基盤目試験に準じて評価した。

鉛筆硬度　　：紫外線照射後の被膜の鉛筆硬度をＪＩＳ
　Ｋ　５４００鉛筆引掻き試験に準じて評価した。

耐溶剤性　　：紫外線照射後の被膜にブナルセロンルプ
を５９ｉｆＪ下し３０分後 の被膜の状態を観察し、異常の 無いものを○、膨潤するものを Δ、溶解するものを×として肝 価した。

実施例７ コーティング剤（１）　、　（［１）及び比較用コーテ
ィング剤（１）を、実施例６におけるフレキシブル板の
代わりに、磨軟鋼板、ツキ板合板、上質紙および軟質塩
化ビニル板を基材に用いた以外は実施例６と同じ操作を
くり返して硬化させた。得られた硬化被膜の耐ブロッキ
ング性及び密着性を実施例６におけるのと同様にして調
べた結果を第２表に示す。

第　　２　　表

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、最低成膜温度が０℃以上の重合体エマルション、分
   子量１００〜１０００、溶解性パラメーター８〜１２、
   沸点１００℃以上である光重合性成膜助剤及び光重合開
   始剤を含有して成るコーティング剤。