JPS6247906B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水性塗料の製造方法に関する。 従来、塗料としては芳香族系の有機溶剤を多く
含有したものが広く使用されてきているが、近年
大気汚染、省資源の観点から、溶剤を使用しない
合成樹脂エマルシヨン塗料に置換されつつある。
ところが、一般のエマルシヨン塗料から得られた
塗膜は付着性、耐水性が不十分であり、特に白亜
化面への付着性および被塗装物への湿潤付着性が
著しく劣るという欠点を有している。 この様な欠点を改良するため、油変性アルキツ
ド樹脂を合成樹脂エマルシヨン塗料に分散させる
水性塗料の製造方法が知られている。しかしかか
る製造方法は、あらかじめ顔料を水溶性の顔料分
散剤を用いて水中に分散させて作成した顔料ペー
ストとエマルシヨンとを混合してエマルシヨン塗
料を製造する過程で、単に白亜化面への浸透性の
良い油変性アルキツド樹脂を親水性の界面活性剤
を用いて分散させたにすぎず、これら塗料から得
られた塗膜は確かに白亜化面への付着性は良くな
るが、顔料とバインダーである油変性アルキツド
樹脂および合成樹脂の間に水溶性の顔料分散剤が
存在するため、被塗装物への湿潤付着性、耐水性
に対しては十分な効果をあげるに到つていないの
が現状である。 本発明は上記欠点を解決し、合成樹脂エマルシ
ヨンと油変性アルキツド樹脂の利点を兼ね備え、
白亜化面への付着性、被塗装物への湿潤付着性、
耐水性、耐久性にすぐれ、しかも安定な水性塗料
を製造する方法を提供するものである。 すなわち、本発明は、固形分として100重量部
の合成樹脂エマルシヨン(A)と、油長20％以上でガ
ードナー粘度Ｚ以下且つ実質的に溶剤を含まない
乾性油変性アルキツド樹脂および／または半乾性
油変性アルキツド樹脂（以下、単に油変性アルキ
ツド樹脂と云う。）10〜150重量部をビヒクルとし
て顔料を混練した顔料ペースト(B)とを混合するこ
とを特徴とする水性塗料の製造方法に関する。 以下、本発明の水性塗料の製造方法について詳
細に説明する。本発明に用いられる合成樹脂エマ
ルシヨンとしては、例えばアクリル樹脂系、アク
リル・スチレン樹脂系、酢酸ビニル樹脂系、酢酸
ビニル・エチレン樹脂系、スチレン・ブタジエン
樹脂系などビニル樹脂系エマルシヨンが一般に使
用できるが、これらに限定するものではない。 油変性アルキツド樹脂としては、油長20％以上
でガードナー粘度Ｚ以下且つ実質的に溶剤を含ま
ない乾性油変性アルキツド樹脂および半乾性油変
性アルキツド樹脂から選ばれた１種または２種以
上が使用される。 本発明に用いられる油変性アルキツド樹脂の油
長は20％以上であるが、好ましくは30％以上であ
る。油長20％未満ではこれをビヒクルとする顔料
ペーストが、合成樹脂エマルシヨン中に安定に分
散しない。 本発明において用いられる油変性アルキツド樹
脂の粘度は、ガードナー粘度でＺ以下である。ガ
ードナー粘度Ｚを超える高粘度の油変性アルキツ
ド樹脂では、これをビヒクルとする顔料ペースト
が合成樹脂エマルシヨン中に安定に分散しない。 本発明に用いられる油変性アルキツド樹脂は、
実質的に溶剤を含まないことが必要である。油変
性アルキツド樹脂中、又はこれをビヒクルとして
顔料を混練した顔料ペースト中に有機溶剤を加え
ると、得られる顔料ペーストを合成樹脂エマルシ
ヨンあるいは水中に分散させた場合、顔料凝集を
起し易く、塗膜光沢の著しく劣つた塗料しか得ら
れない。 本発明では、合成樹脂エマルシヨン(A)と、油変
性アルキツド樹脂をビヒクルとして顔料を混練し
た顔料ペースト(B)とを混合するのであるが、合成
樹脂エマルシヨン(A)の固形分100重量部に対して
油変性アルキツド樹脂10〜150重量部、好ましく
は20〜100重量部の比率である。10重量部未満で
あると被塗装物への湿潤付着性や白亜化面に対す
る付着性が劣る。また、150重量部を超えると塗
膜の乾燥性、耐候性が低下する。 油変性アルキツド樹脂と顔料との比率は広い範
囲で用いられるが、前者100重量部に対して後者
５〜600重量部の範囲が好ましい。また、固形分
として100重量部の合成樹脂エマルシヨン(A)に対
して顔料ペースト(B)は、これも広い範囲で用いら
れるが、15〜1000重量部が好ましい範囲である。 本発明の方法を実施するには、例えば油変性ア
ルキツド樹脂をビヒクルとして顔料を混練した顔
料ペースト(B)の中に合成樹脂エマルシヨン(A)を添
加して混合してもよく、あるいは合成樹脂エマル
シヨン(A)の中に顔料ペースト(B)を添加して混合し
てもよい。また、顔料ペースト(B)と水とを予じめ
混合しておいてのち合成樹脂エマルシヨン(A)と混
合することも本発明の一態様である。これらは本
発明の例示であり、これらに限定されるものでは
ない。 本発明の方法で得られる水性塗料には、通常塗
料に添加される各種添加剤を必要に応じて加える
ことができる。例えば、可塑剤、増粘剤、レベリ
ング剤、消泡剤、凍結防止剤、防腐剤、ドライヤ
ー等を挙げることができる。これらの添加剤は、
合成樹脂エマルジヨン(A)と顔料ペースト(B)とを混
合したのちに加えてもよく、混合時に加えてもよ
い。あるいは、予じめ合成樹脂エマルシヨン(A)お
よび／または顔料ペースト(B)に混合しておいても
よい。 次に、本発明を実施例にしたがつて具体的に説
明する。以下において部および％はいずれも重量
基準である。 製造例 １ 合成樹脂エマルシヨン(1)を常法にしたがつて以
下の配合で製造した。 脱イオン水 125部 スチレン 62部 ２−エチルヘキシルアクリレート 34部 アクリル酸 ４部 ラウリルアルコール硫酸エステルナトリウム２部 過硫酸カリウム 0.5部 重合反応終了後、アンモニア水を加えてPHを
8.5に調整した。このエマルシヨンの不揮発分は
45％、粘度は1500センチポイズであつた。 製造例 ２ 合成樹脂エマルシヨン(2)を常法にしたがつて以
下の配合で製造した。 脱イオン水 108部 メチルメタクリレート 64部 ２−エチルヘキシルアクリレート 35部 アクリル酸 １部 ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル
（HLB16） ８部 過硫酸カリウム 0.5部 重合反応終了後、アンモニア水を加えてPHを
9.0に調整した。このエマルシヨンの不揮発分は
50％、粘度は200センチポイズであつた。 製造例 ３ アマニ油1000部およびペンタエリスリトール
111部を仕込み、窒素ガス雰囲気下で230℃迄昇温
し、水酸化リチウム0.4部を加えて１時間エステ
ル交換反応を行つた。次いで180℃迄冷却し、無
水フタル酸213部を加えた後、240℃で５時間反応
させ、油長77％、酸価7.0、ガードナー粘度Ｗの
アルキツド樹脂(1)を得た。 製造例 ４ 製造例３のアマニ油の代りに大豆油を用いた他
は製造例３と同様にして反応させ、油長77％、酸
価8.0、ガードナー粘度Ｙのアルキツド樹脂(2)を
得た。 製造例 ５ ヒマシ油280部、無水フタル酸197部、アジピン
酸174部、フマル酸３部およびジエチレングリコ
ール346部を仕込み、窒素ガス雰囲気下205℃で５
時間反応させ、油長30％、酸価10、ガードナー粘
度Ｗのアルキツド樹脂(3)を得た。 製造例 ６ 桐油脂肪酸150部、無水フタル酸195部、イソフ
タル酸270部、トリメチロールプロパン105部およ
びネオペンチルグリコール280部を仕込み、窒素
ガス雰囲気下240℃で８時間反応させ、油長16
％、酸価5.0の常温で固体の比較アルキツド樹脂
(1)を得た。 製造例 ７ 大豆脂肪酸633部、無水フタル酸185部およびペ
ンタエリスリトール182部を仕込み窒素ガス雰囲
気下210℃で６時間反応させ、油長68％、酸価
12、ガードナー粘度Z₅の比較アルキツド樹脂(2)を
得た。 実施例 １ 水性塗料(1)を以下の配合で製造した。 製造例１で得たエマルシヨン(1) 100部 製造例３で得たアルキツド樹脂(1) 45部 酸化チタン（ルチル型） 60部 ナフテン酸コバルト 0.3部 ナフテン酸マンガン 0.3部 ナフテン酸鉛 0.7部 ブチルセロソルブ 14部 テキサノール ４部 アルキツド樹脂(1)、顔料およびドライヤーをサ
ンドミルに仕込み、混練した。次いでこの顔料ペ
ーストに、あらかじめブチルセロソルブおよびテ
キサノールを加えたエマルシヨン(1)を加え、激し
く撹拌することによつて顔料ペーストをエマルシ
ヨン中に分散させた。得られた水性塗料(1)を
70KU迄脱イオン水で希釈して塗膜試験に供し
た。尚、この水性塗料(1)は室温で１年以上安定で
あつた。 実施例 ２ 水性塗料(2)を以下の配合で製造した。 製造例２で得たエマルシヨン(2) 100部 製造例４で得たアルキツド樹脂(2) 13部 弁 柄 20部 ナフテン酸コバルト 0.1部 ナフテン酸マンガン 0.1部 ナフテン酸鉛 0.2部 ブチルセロソルブ 16部 脱イオン水 20部 アルキツド樹脂(2)、顔料およびドライヤーをサ
ンドミルに仕込み、混練した。得られた顔料ペー
ストに、あらかじめブチルセロソルブを加えた脱
イオン水を加えて激しく撹拌し、水中に分散させ
た。次いでこの分散液とエマルシヨン(2)とを混合
した。得られた水性塗料(2)を70KU迄脱イオン水
で希釈して塗膜試験に供した。またこの水性塗料
(2)は室温で１年以上安定であつた。 実施例 ３ 実施例１において、用いるアルキツド樹脂を製
造例３で得たアルキツド樹脂(1)から製造例５で得
たアルキツド樹脂(3)に置変えた以外は実施例１と
同様の方法で水性塗料(3)を得た。この水性塗料(3)
は室温で１年以上安定であつた。 比較例 １ 比較水性塗料(1)を以下の配合で製造した。 酸化チタン（ルチル型） 60部 トリポリリン酸カリウム 0.6部 脱イオン水 7.4部 製造例１で得たエマルシヨン(1) 100部 製造例３で得たアルキツド樹脂(1) 45部 ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル
（HLB16） ３部 ナフテン酸コバルト 0.3部 ナフテン酸マンガン 0.3部 ナフテン酸鉛 0.7部 ブチルセロソルブ 16部 顔料、トリポリリン酸カリウム、脱イオン水を
サンドミルに仕込み、顔料を水中に分散させて得
られた顔料ペーストとエマルシヨン(1)およびブチ
ルセロソルブを混合し、エマルシヨン塗料を得
た。次いでこのエマルシヨン塗料にアルキツド樹
脂(1)、界面活性剤およびドライヤーの混合物を加
え、激しく撹拌してアルキツド樹脂(1)をエマルシ
ヨン塗料中に分散させた。得られた比較水性塗料
(1)を70KU迄脱イオン水で希釈して塗膜試験に供
した。尚、この比較水性塗料(1)は６ケ月間室温で
放置すると２層に分離し、また表１に示す様に耐
水性、湿潤付着性が著しく劣つていた。 比較例 ２ 実施例２と同じ配合で比較水性塗料(2)を以下の
方法で製造した。アルキツド樹脂(2)、ブチルセロ
ソルブ、顔料およびドライヤーをサンドミルに仕
込み、混練した。得られた顔料ペーストに脱イオ
ン水を加え、激しく撹拌して水中に分散させた。
次いでこの分散液とエマルシヨン(2)とを混合し
た。得られた比較水性塗料(2)を70KU迄脱イオン
水で希釈して塗膜試験に供した。尚、比較水性塗
料(2)は顔料分散状態が著しく悪く、表１に示す様
に塗膜光沢が劣つていた。 比較例 ３ 実施例２において、アルキツド樹脂(1)45部を製
造例６で得た比較アルキツド樹脂(1)の60％ブチル
セロソルブ溶液75部に代えた他は実施例２と同様
の方法で比較水性塗料(3)を得たが、直ちに２層に
分離した。 比較例 ４ 実施例１において、用いる顔料ペーストの量を
エマルシヨンの固形分量とアルキツド樹脂量の比
率が、100：５になる様に配合した他は実施例１
と同様の方法で比較水性塗料(4)を得た。この塗料
から得られた塗膜は表１に示す様に耐水性、湿潤
付着性、白亜化面への付着性が劣つていた。 比較例 ５ 実施例１において、用いるアルキツド樹脂量を
エマルシヨンの固形分量とアルキツド樹脂量との
比率が100：180になる様に配合した他は実施例１
と同様の方法で比較水性塗料(5)を得た。この塗料
から得られた塗膜は表１に示す様に耐候性が劣つ
ていた。 比較例 ６ 実施例１において、用いるアルキツド樹脂を製
造例３で得たアルキツド樹脂(1)から製造例７で得
た比較アルキツド樹脂(2)に置換えた以外は実施例
１と同様の方法で比較水性塗料(6)を得たが、直ち
に２層に分離した。 実施例 ４ 実施例１〜３および比較例１、２、４、５で得
た各水性塗料を市販のカラートタン板に塗布し、
室温で２週間乾燥したのち塗膜性能評価を行い、
表１に示す結果を得た。表１に示す様に、本発明
の方法による実施例１〜３は耐水性、湿潤付着
性、白亜化面への付着性が極めて良好であつた。 【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 固形分として100重量部の合成樹脂エマルシ
   ヨン(A)と、油長20％以上でガードナー粘度Ｚ以下
   且つ実質的に溶剤を含まない乾性油変性アルキツ
   ド樹脂および／または半乾性油変性アルキツド樹
   脂10〜150重量部をビヒクルとして顔料を混練し
   た顔料ペースト(B)とを混合することを特徴とする
   水性塗料の製造方法。