(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
式１で表される化合物からなる造膜助剤。
0005604821.tif 000007
式１
式１において、Ｒ１がイソプロピルであり、Ｒ２およびＲ３が共にメチルである。
【請求項２】
請求項１に記載の造膜助剤を含有するポリウレタン系エマルション。
【請求項３】
請求項１に記載の造膜助剤を含有する塗料用組成物。
【請求項４】
さらにポリウレタンを含有する請求項３に記載の塗料用組成物。
【請求項５】
塗料用組成物の重量に基づいて、造膜助剤の含有量が０．１重量％から３０．０重量％の範囲である請求項３または４に記載の塗料用組成物。
【請求項６】
塗料用組成物の重量に基づいて、造膜助剤の含有量が、０．５重量％から２０．０重量％の範囲である請求項３または４に記載の塗料用組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分子内にカルボニル基と水酸基を有し、カルボニル基と水酸基の間に炭素を有する化合物からなる造膜助剤、およびこの造膜助剤を含有した塗料用組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、トルエンやキシレンに代表される揮発性有機化合物（Volatile Organic Compoud VOC）は、作業環境や生活環境の悪化が懸念されるため、忌避される傾向にあり、有機溶剤系塗料に変わり水系塗料の台頭が著しい。水系エマルション塗料は水系塗料の代表であり塗料の多くの部分を占める媒体に水を用いる塗料である。水系エマルション塗料は塗料が乾燥する際にエマルション内の油滴粒子同士が融着し強固な樹脂塗膜を形成する必要がある。この際、特にＴｇ（ガラス転位点）の高い樹脂を用いた場合、低温での粒子同士の融着が不十分であるため一般に造膜助剤と呼ばれる添加剤を用いる。この造膜助剤として２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート（ＣＳ−１２、チッソ株式会社の商品名）や、４−ブトキシ−１−エタノール（ブチルセロソルブ）と言った化合物が市販されているが、エマルションに用いる樹脂の種類によっては造膜効果が十分でないか、造膜助剤の構造が複雑で合成に手間がかかるものであるか（特許文献１）、或いはブチルセロソルブ、エチルセロソルブと言った安全性に問題のあるものであった。ブチルセロソルブ或いはエチルセロソルブといったエチレングリコール誘導体は体内での代謝過程でシュウ酸が形成されるために毒性を発現するとされているため、代謝過程でシュウ酸を生じないプロピレングリコール誘導体への代替が進んでいる（特許文献２）。
【０００３】
更にこれまでは、有機溶剤系塗料が主であったライン塗装においても水系エマルション塗料が台頭してきており、乾燥時における造膜性および乾燥性についても高機能化が求められている。これまでの造膜助剤は塗料の乾燥時、特に水や有機溶剤が蒸発する際には蒸発せず、理想的な塗膜を形成した後に大気中に揮散するというものであったが、迅速な乾燥が求められるライン塗装においては。溶剤が乾燥し理想的な塗膜を形成した後、即座に造膜助剤も蒸発することが求められる。従って、これまで特に建築物の外壁等に利用されてきた高沸点の造膜助剤では乾燥に時間がかかりすぎるという問題を有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２００６１１公報
【特許文献２】特開平８−１５７７５７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上記従来の技術課題を解決することであり、造膜効果が大きく、毒性が小さくかつ低沸点で合成が容易な造膜助剤および、この造膜助剤を含有する塗料用組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは鋭意検討の結果、特定の構造である化合物が上記要求を満たす造膜助剤として有効である事を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
本発明は、以下の項（１）〜（７）などを含んでいる。
（１）  式１で表される化合物からなる造膜助剤。
0005604821.tif 000002
式１
式１において、Ｒ１は炭素数１から４の直鎖または分岐アルキルであり、Ｒ２およびＲ３は独立して、水素または炭素数１から２のアルキルである。
【０００８】
（２）  式１において、Ｒ１がイソプロピルであり、Ｒ２およびＲ３が共にメチルである項（１）に記載の造膜助剤。
【０００９】
（３）  項（１）または（２）に記載の造膜助剤をポリウレタン系エマルションに用いること。
【００１０】
（４）  項（１）または（２）に記載の造膜助剤を含有する塗料用組成物。
【００１１】
（５）  さらにポリウレタンを含有する項（４）に記載の塗料用組成物。
【００１２】
（６）  塗料用組成物の重量に基づいて、造膜助剤の含有量が０．１重量％から３０．０重量％の範囲である項（４）または（５）に記載の塗料用組成物。
【００１３】
（７）  塗料用組成物の重量に基づいて、造膜助剤の含有量が、０．５重量％から２０．０重量％の範囲である項（４）または（５）に記載の塗料用組成物。
【００１４】
造膜助剤となる式（１）で表される化合物は、具体的には、１−ヒドロキシ−３−ブタノン、２−エチル−１−ヒドロキシ−３−ヘキサノン、２，２，４−トリメチル−１−ヒドロキシ−３−ペンタノンなどが挙げられ、２，２，４−トリメチル−１−ヒドロキシ−３−ペンタノンが特に好ましい。
【００１５】
式（１）で表される化合物の製造方法としては、１，３−ジオールの脱水素による、または、ケトンへのフォルムアルデヒドのアルドール付加によるなどがある。
一例としては、２，２，４−トリメチル−１,３−ペンタンジオールにラネーニッケル触媒上、９０から１５０℃の温度範囲で加熱し、常圧下または減圧下で３から２０時間反応させる。得られた反応粗液を精留等の公知の方法にて精製を行うことにより、２，２，４−トリメチル−１−ヒドロキシ−３−ペンタノンを得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の造膜助剤が使用される水系エマルションに用いられる樹脂の種類は、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル系樹脂、ポリ乳酸ビニル樹脂等の酢酸ビニル等の酢酸ビニル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、あるいはこれらのモノマーを共重合させたコポリマーが好適に使用され、一般的には水系エマルション中の樹脂の含有割合は、１０重量％から６０重量％の範囲である。
【００１７】
水系エマルションとして使用されるエマルションの種類は、上記の樹脂を水および有機溶剤などの媒体に分散させたエマルションが挙げられ、具体的には、アクリル酸エステルエマルション、メタクリル酸エステルエマルション、ポリウレタンエマルション、酢酸ビニルホモポリマーエマルション、酢酸ビニル−アクリル酸エステルコポリマーエマルション、酢酸ビニル−エチレンコポリマーエマルション、アクリル酸エステル−メタクリル酸エステルコポリマーエマルション、アクリル酸エステル−スチレンコポリマーエマルション等が好適に使用され、アクリル酸エマルション、ポリウレタンエマルションがより好ましく使用される。更に好ましく使用されるエマルションはポリウレタンエマルションである。
【００１８】
本発明における造膜助剤は、水系エマルション以外のいわゆるラテックスにも使用可能である。使用されるラテックスは、塩化ビニリデンコポリマーラテックス、塩化ビニル−コポリマーラテックス、ブタジエン−スチレンラテックス、ブタジエン−アクリロニトリルラテックスなどが挙げられる。
【００１９】
式１において、Ｒ１は炭素数１から４の直鎖または分岐のアルキルであり、Ｒ２およびＲ３は独立して水素または炭素数１から２のアルキルである。Ｒ１は炭素数２または３のアルキルが好ましく、Ｒ２およびＲ３は独立して、炭素数１から２のアルキルが好ましい。さらに好ましくは、Ｒ１は炭素数３のアルキルであり、Ｒ２およびＲ３は独立して炭素数１のアルキル、すなわちメチルが好ましい。Ｒ１が炭素数３のイソプロピルであり、Ｒ２およびＲ３が共にメチルである２，２，４−トリメチル−１−ヒドロキシ−３−ペンタノンが極めて好ましい。
【００２０】
水系エマルションや塗料用組成物中の造膜助剤の測定法は公知の方法、例えばガスクロマト分析等にて分析可能である。また、水系エマルションや樹脂組成物における樹脂などの不揮発分の測定方法も公知の方法例えば、蒸発残分の測定等にて分析可能である。
【００２１】
本発明における造膜助剤の塗料用組成物に対する添加量は、当該塗料用組成物の総重量に対する添加割合で定義できる。例えば、当該塗料用組成物の総重量に対し、造膜助剤の添加割合が０．１重量％から３０．０重量％の範囲で使用可能であり、好ましくは０．５重量％から２０．０重量％の範囲である。添加量が０．１重量％以上で造膜効果が十分となり、３０．０重量％以下で造膜速度が充分速くなる。
【００２２】
本発明における造膜助剤の含有量は、当該水系エマルションや塗料用組成物中の含有樹脂重量に対する添加割合でも定義できる。例えば、当該水系エマルションや塗料用組成物中に含有される樹脂重量に対し、造膜助剤の添加割合が０．１重量％から１００．０重量％の範囲での使用が好ましく、より好ましくは１．０重量％から５０．０重量％の範囲であり、さらに好ましくは２．０重量％から３０．０重量％の範囲である。０．１重量％以上で造膜効果が十分となり、１００．０重量％以下で造膜速度が充分速くなる。
【実施例】
【００２３】
以下、実施例により本発明の効果を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２４】
（塗料組成物の調製）
実施例、比較例には、水系エマルションはＤＩＣ株式会社のポリウレタン系エマルション  ハイドランＡＰ３０Ｆ（登録商標）及びアクリル系エマルション  ボンコートＥＤ８５Ｅ、ボンコートＡＮ１５５Ｅ（登録商標）を用いた。実施例には、造膜助剤は本発明の造膜助剤である２，２，４−トリメチル−１−ヒドロキシ−３−ペンタノン（表１から表４ではＣＳ−８ＯＸと略する）を用い、比較例には、２−ブトキシエタノール（ブチルセロソルブ、和光純薬製、表１から表４ではＢＣと略する）、およびチッソ株式会社の２，２，４−トリメチル−１,３−ペンタンジオールモノイソブチレート（表１から表４ではＣＳ−１２と略する）を用いた。なお、２，２，４−トリメチル−１−ヒドロキシ−３−ペンタノンは、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタジオール（チッソ株式会社製）をラネーニッケルを触媒として、液相で脱水素を行い得られた反応粗液から公知の精留にて精製を行って得た。用いた造膜助剤は各々のエマルションに対し１重量％から５重量％の割合で添加し、ホモジナイザーを用いて混合した後、消泡するのを待って測定に供した。
（最低造膜温度および白化温度の測定）
【実施例１】
【００２５】
調製したハイドランＡＰ３０Ｆを水系エマルションとして用い、各々の造膜助剤を含んだ塗料組成物の最低造膜温度及び白化温度を測定した。
最低造膜温度の測定は、井元製作所製  簡易型最低造膜温度測定装置に循環型冷却液送液装置を接続し測定を行った。最低造膜温度及び白化温度の測定はＪＩＳ Ｋ−６８２８−２に則って行った。結果を表１および表２に示した。
ポリウレタン系エマルションであるＡＰ３０Ｆを用いた場合では、２，２，４−トリメチル−１−ヒドロキシ−３−ペンタノン（実施例１−１から１−５）は、ブチルセロソルブ（比較例２−１から２−５）および２，２，４−トリメチル−１,３−ペンタンジオールモノイソブチレート（比較例３−１から３−３）と比較して、どの添加割合においても最低造膜温度、白化温度共に低く、無添加（比較例１）との最低造膜温度の差（ΔＭＦＴ）は、５重量％の添加では５０℃を超えた。
【００２６】
0005604821.tif 000003
【００２７】
0005604821.tif 000004
【実施例２】
【００２８】
ボンコートＥＤ８５Ｅを水系エマルションとして用いた以外は全て実施例１と同様に最低造膜温度及び白化温度の測定を行った。結果を表３に示した。無添加を比較例４とした。
２，２，４−トリメチル−１−ヒドロキシ−３−ペンタノン（実施例２−１から２−３）は、最低造膜温度、白化温度共に、ブチルセロソルブ（比較例５−１から５−３）および２，２，４−トリメチル−１,３−ペンタンジオールモノイソブチレート（比較例６−１から６−３）と比較してほぼ同様の値を示した。
【００２９】
0005604821.tif 000005
【実施例３】
【００３０】
ボンコートＡＮ１５５Ｅを水系エマルションとして用いた以外は全て実施例１と同様に最低造膜温度及び白化温度の測定を行った。結果を表４に示した。無添加を比較例７とした。
２，２，４−トリメチル−１−ヒドロキシ−３−ペンタノン（実施例３−１から３−３）は、最低造膜温度、白化温度共に、ブチルセロソルブ（比較例８−１から８−３）および２，２，４−トリメチル−１,３−ペンタンジオールモノイソブチレート（比較例９−１から９−３）と比較してほぼ同様の値を示した。
【００３１】
0005604821.tif 000006
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明における造膜助剤は、水系エマルションに加える造膜助剤として、特にポリウレタン系エマルションへの造膜助剤として非常に有効である。