(57)【要約】【課題】  透明性のほかに、力学的強度、寸法安定性等の諸物性や耐熱性、耐薬品性などに優れ、自然環境に優しく、取扱い容易で作業性にも優れたポリサルフォンエマルジョン、及びこれを用いた水系塗料組成物を提供する。【解決手段】  ポリサルフォン溶液を、必要に応じて更に界面活性剤や顔料を添加して、水に乳化、分散したポリサルフォンエマルジョンである。また、ポリサルフォンエマルジョンとフッ素樹脂とを含有する水系塗料組成物である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリサルフォン溶液を水に乳化、分散してなること、を特徴とするポリサルフォンエマルジョン。
【請求項２】
ポリサルフォン溶液に界面活性剤を添加して水に乳化、分散してなること、を特徴とするポリサルフォンエマルジョン。
【請求項３】
前記ポリサルフォン溶液が、ポリサルフォンを有機溶剤に溶解して得られるポリサルフォン溶液である、請求項１又は２に記載のポリサルフォンエマルジョン。
【請求項４】
前記有機溶剤が、メシチレン、ブチルベンゼン、P-シメン、ペンチルベンゼン、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、２−エチルヘキシルアセテート、酢酸シクロヘキシル、酢酸ベンジル、プロピオン酸イソペンチル、イソ酪酸イソブチル、トルエン、キシレン、ステアリン酸エステル、安息香酸エステル、ケイ皮酸エチル、アビエチン酸エステル、アジピン酸ビス（２−エチルヘキシル）、アロン酸ジエチル、クエン酸トリブチル、セバシン酸エステル、炭酸ジエチル及びジメチルスルホキシドからなる群から選ばれる１種又は２種以上である、請求項３に記載のポリサルフォンエマルジョン。
【請求項５】
前記界面活性剤が非イオン系界面活性剤である、請求項２に記載のポリサルフォンエマルジョン。
【請求項６】
前記非イオン界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン２−エチルヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルエーテル、ポリオキシエチレンヒマシ油エーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル、ポリオキシエチレンアリルエーテル、ポリオキシエチレンクミルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、ポリオキシエチレンオレエート、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンミリスチルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルドデシルエーテル、ポリオキシエチレンアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレンソルビタンパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンオレエート、ポリオキエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリイソステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンラウレート、ポリオキシソルビタン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ポリエチレングリコールモノオレエート及びテトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビットからなる群から選ばれる１種又は２種以上である、請求項５に記載のポリサルフォンエマルジョン。
【請求項７】
前記界面活性剤の配合量が１〜３０質量％である、請求項２に記載のポリサルフォンエマルジョン。
【請求項８】
更に顔料を配合してなる、請求項１〜７のいずれか一項に記載のポリサルフォンエマルジョン。
【請求項９】
前記顔料の配合量が０〜３０質量％である、請求項８に記載のポリサルフォンエマルジョン。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のポリサルフォンエマルジョンとフッ素樹脂とを含有すること、を特徴とする水系塗料組成物。
【請求項１１】
前記フッ素樹脂が、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体及びエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体からなる群から選ばれる１種又は２種以上のフッ素樹脂のパウダー又はデイスパージョンである、請求項１０に記載の水系塗料組成物。
【請求項１２】
前記フッ素樹脂の配合量が５〜５０質量％である、請求項１０又は１１に記載の水系塗料組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明性や諸物性などに優れた塗膜を形成することができる、取り扱いの容易な水系塗料組成物、及びこれに使用するポリサルフォンエマルジョンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無色透明性に優れた塗膜形成の材料としては、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、ポリエステル系、シリコーン系、シリコーンポリエステル系、ポリエーテルサルフォン系等が知られている。
しかし、これらのうちＰＣＭ（Precoat Metal）に適用する場合には、加工性（耐プレス性）の点から、ソフトなアクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、ポリエステル系、シリコーン比の少ないシリコーンポリエステル系、ポリエーテルサルフォン系材料等に限られてくるが、これらのうちポリエーテルサルフォン以外は耐熱性に乏しいため、用途が限定されてくる。しかし、ポリエーテルサルフォン系塗料は溶剤系のものしか生産されておらず、自然環境・作業環境の点から問題がある。そのため、ポリエーテルサルフォンに匹敵する物性を持つ水系材料・水系塗料の開発が望まれていた。
一方、従来の塗料技術においては、耐熱性があり力学的強度・耐薬品性が要求される水系バインダー樹脂材料として、主としてポリアミドイミド樹脂やポリイミド樹脂等が使用されている。ところが、ポリアミドイミド樹脂やポリイミド樹脂はダークブラウンの暗い色を有しており、無色透明性の明るい色で力学的強度、耐薬品性、耐熱性に優れた水系塗料用バインダー樹脂は知られていない。
なお、ポリサルフォンは耐薬品性、高温耐熱性が求められるインクジェットプリンター用カートレッジに応用されている他、人工透析用濾過カートレッジや滅菌用トレー等の医療器具の部品、自動車用電子部品等の成形材料としては広く使用されているが、塗料分野への応用は未だ知られていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、透明性のほかに、力学的強度、寸法安定性等の諸物性や耐熱性、耐薬品性などに優れ、自然環境に優しく、取扱い容易で作業性にも優れたポリサルフォンエマルジョン、及びこれを用いた水系塗料組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記目的を達成するために、本発明は、ポリサルフォン溶液を水に乳化、分散してなること、を特徴とするポリサルフォンエマルジョンである。
【０００５】
また本発明は、前記ポリサルフォンエマルジョンとフッ素樹脂とを含有すること、を特徴とする水系塗料組成物である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のポリサルフォンエマルジョンは水系であるため、自然環境に優しく、取り扱いが容易で作業性に優れ、力学的強度、寸法安定性等の諸物性や耐熱性、耐薬品性、透明性などに優れた塗膜を形成することができるほか、種々の顔料を分散する事によって高光沢の色とりどりの塗膜を形成する事ができる。なお、使用目的によっては艶消し剤を添加する事によって用途に応じた光沢度を演出する事が可能である。更に、ポリサルフォンエマルジョンにフッ素樹脂を配合することによって、水系塗料組成物を提供する事も可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明におけるポリサルフォン溶液は、ポリサルフォンを有機溶剤に溶解して得られるものである。
【０００８】
ポリサルフォンとしては、例えば、ソルベー  アドバンスト  ポリマーズ（Solvay
Advanced Polymers）社からユーデルの商品名で供給されるペレット状の樹脂が挙げられる。現在、ユーデルのグレードとしては分子量の高い順にＰ３５００ＮＴ−１１、Ｐ１７００ＮＴ−１１、Ｐ１７００ＮＴ０６、Ｐ３７０３ＮＴ−１1が上市されているが、もちろん他のグレードでも適用する事ができる。Ｐ１７００ＮＴ−１１とＰ１７００ＮＴ０６は同分子量でＰ１７００ＮＴ０６がより高純度物である。塗料の使用目的や使用条件等によって、目的に適った材料を選択すればよい。
これらは単独で或いは２種以上混合して使用できる。
【０００９】
有機溶剤としては、例えば、メシチレン、ブチルベンゼン、Ｐ−シメン、ペンチルベンゼン、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、２−エチルブチルアセテート、２−エチルヘキシルアセテート、酢酸シクロヘキシル、酢酸ベンジル、プロピオン酸イソペンチル、イソ酪酸イソブチル、トルエン、キシレン、ステアリン酸エステル、安息香酸エステル、ケイ皮酸エチル、アビエチン酸エステル、アジピン酸ビス（２−エチルヘキシル）、アロン酸ジエチル、クエン酸トリブチル、セバシン酸エステル、炭酸ジエチル、ジメチルスルホキシド等の水に溶解しない溶剤が好適に挙げられる。
これらは単独で或いは２種以上混合して使用できる。
【００１０】
ポリサルフォンは有機溶剤に１０〜４０質量％の範囲で溶解させて使用するのが好ましい。ポリサルフォンの溶解は、例えば５０〜８０℃に加熱して好適に行うことができる。
【００１１】
本発明におけるポリサルフォンエマルジョンは、ポリサルフォン溶液を水中で機械的に強制乳化、分散させるか、或いは、ポリサルフォン溶液に界面活性剤を添加して水中で攪拌する等して乳化、分散させることができる。
【００１２】
界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン２−エチルヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルエーテル、ポリオキシエチレンヒマシ油エーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル、ポリオキシエチレンアリルエーテル、ポリオキシエチレンクミルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、ポリオキシエチレンオレエート、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンミリスチルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルドデシルエーテル、ポリオキシエチレンアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレンソルビタンパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンオレエート、ポリオキエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリイソステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンラウレート、ポリオキシソルビタン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ポリエチレングリコールモノオレエート、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビットなどの非イオン系界面活性剤が好適に挙げられる。
これらは単独で或いは２種以上混合して使用できる。
界面活性剤の配合量は、ポリサルフォンエマルジョン又は水系塗料組成物中で１〜３０質量％であることが好ましい。
【００１３】
界面活性剤の添加は、例えば、ポリサルフォン溶液を０〜１００℃の任意の温度に保持可能な攪拌容器に採り、攪拌しながら界面活性剤を添加し、更に、攪拌しながら精製水を加えてポリサルフォンエマルジョンを得ることができる。これは先に、精製水を０〜１００℃の任意の温度に保持可能な攪拌容器に採り、攪拌しながら界面活性剤を添加し、更に、攪拌を続けながらポリサルフォン溶液を加えていく方法でも可能である。
【００１４】
本発明の水系塗料組成物は、ポリサルフォンエマルジョンとフッ素樹脂とを含有し、ワンコート用、マルチコート用として使用することができる。マルチコート用として使用する場合はプライマーとして使用するのが特に適している。
フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）のパウダー又はデイスパージョンが好適に挙げられる。
これらは単独で或いは２種以上混合して使用できる。
フッ素樹脂（樹脂固形分）の配合量は、ポリサルフォン（樹脂固形分）又はポリサルフォンとフッ素樹脂との混合物（樹脂固形分）中で５〜５０質量％であることが好ましい。
【００１５】
本発明のポリサルフォンエマルジョン又は水系塗料組成物には、更に顔料を配合して使用することができる。具体的には、ポリサルフォンエマルジョン又は水系塗料組成物に顔料を分散するか、ポリサルフォン溶液に予め顔料を分散してから水に乳化、分散し更にフッ素樹脂を配合する事によって、種々の高光沢の水系カラー塗料を製造する事ができる。
顔料としては、例えば、酸化チタンや酸化鉄などの無機系顔料、銅フタロシアニンなどの有機系顔料、カーボンブラックが挙げられる。
顔料の配合量は、ポリサルフォン（樹脂固形分）又はポリサルフォンとフッ素樹脂との混合物（樹脂固形分）に対して０〜３０質量％であることが好ましい。
光沢度は、使用目的に応じて更に艶消し剤を添加することによって調整する事ができる。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明を実施例により更に詳しく説明する。なお、実施例において「％」はすべて「質量％」を意味する。
実施例１
還流器及びジャケット付き攪拌容器に、フタル酸ジメチル３９０ｇとトルエン２９３g及びキシレン２９３gを加えた。ジャケットに、高温の水蒸気又は温水等を流して、内容物の温度を６０〜８０℃に保持した。これを攪拌しながらポリサルフォンペレット３２５ｇを加え、３０〜６０分間攪拌して溶解を完了した。スチーム又は温水を抜き取り５〜１０℃の冷却水を流した。ポリサルフォン溶液の温度が５〜１０℃で安定したら、攪拌を継続した状態で非イオン界面活性剤サンノプコＳＮ−２０Ｔを４０g加えた。２０００ｒｐｍで５分間攪拌を行ったのち、精製水６６０gを加え、攪拌速度を４０００ｒｐｍに上げて１５分間攪拌を行った。次いで、暫らく冷却水を流した状態で放置してから内容物を取り出した。
このようにして得られたポリサルフォンエマルジョンの平均粒径は２〜７μｍで、固形分濃度は１６％であった。
これを未処理のアルミニューム試験片にコートして３００℃で１０分間焼成した塗膜の光沢度は６０度反射で１１７、鉛筆硬度は２Ｈ、碁盤目密着試験は１００/１００であった。
【００１７】
実施例２
実施例１で得たポリサルフォンエマルジョンにシェファードブラウン＃１５３を１．５％分散して塗料組成物を調製した。得られた塗料組成物の性能は、顔料分散前と光沢度、鉛筆硬度、碁盤目密着強度に差異はなく良好なブラウン着色塗膜が得られた。
【００１８】
実施例３
実施例１で得たポリサルフォンエマルジョン７０ｇに、フッ素樹脂ディスパージョン（ダイニオンＴＦ５０３５、ＰＴＦＥ、固形分５８％）２０ｇとフッ素樹脂ディスパージョン（ダイニオンＶＰ６９００、ＰＦＡ、固形分５０％）１０ｇを配合して、塗料組成物を調製した。
この塗料組成物を未処理のアルミニューム板にスプレーして１２０℃で３分間乾燥した後、３００℃で１５分間焼成した。
得られた塗膜の膜厚は２０μｍ、碁盤目密着強度は１００/１００であった。この塗膜面上に醤油／砂糖／卵の１／１／１混合液を滴下して２６０℃のオーブン中で１５分間乾燥した後、この滴下物を拭き取る操作を１０回繰り返した。１０回繰り返しテストを行った後の塗膜面上の残留物は殆どなく離型性は良好であった。また、この塗膜の摩擦係数は０．２であった。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明のポリサルフォンエマルジョン、水系塗料組成物は、鍋、フライパン等の各種厨房器具の内装用は勿論のこと外装用及びハンドルの意匠用や、事務機、医療機器、家電機器、自動車部品等の摺動部材へ応用することができる。また、離型性、非粘着性が要求される前記以外の器物へ応用することもできる。