(57)【要約】【課題】従来の撥水効果を有する水性塗料組成物に比べて、長期間撥水効果を持続することができる水性塗料組成物を提供すること。【解決手段】アクリル樹脂と、撥水剤であるパラフィンワックスとを含有することを特徴とする水性塗料組成物とする。また、油脂やアルキド樹脂を含有することができる。前記撥水剤の好ましい含有量は、０．０１〜５．０重量％である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクリル樹脂と、撥水剤であるパラフィンワックスとを含有することを特徴とする水性塗料組成物。
【請求項２】
アクリル樹脂と、撥水剤であるパラフィンワックスと、油脂とを含有することを特徴とする水性塗料組成物。
【請求項３】
アクリル樹脂と、アルキド樹脂と、撥水剤であるパラフィンワックスとを含有することを特徴とする水性塗料組成物。
【請求項４】
アクリル樹脂と、アルキド樹脂と、撥水剤であるパラフィンワックスと、油脂とを含有することを特徴とする水性塗料組成物。
【請求項５】
前記撥水剤が０．０１〜５．０重量％含有されてなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の水性塗料組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水性塗料組成物に関し、より詳しくは撥水効果を有する水性塗料組成物に関する。その目的は、従来の撥水効果を有する水性塗料組成物に比べて、長期間撥水効果を持続することができる水性塗料組成物を提供することにある。
【０００２】
【従来の技術】
屋内外の未塗装木材への塗料として、防虫、防腐、防カビ性能を有した油性ステインが知られている。油性ステインは、表面張力が低く、エマルションのような粒子も含まれていないので、木材に浸透しやすく木材の深部にまで浸透して樹脂含浸層を形成する。また形成された樹脂含浸層は親油性のために水分の侵入を防ぐ働きをする。よって、油性ステインは木材の耐久性を向上させることができる。
しかしながら、油性ステインには有機溶媒が大量に配合されているために、人体に対する安全性の面で問題があり、しかも揮発した有機溶媒への引火の危険性があり、取扱いについては十分な注意が必要である。また大気中に排出された有機溶媒は大気汚染の原因となり、環境面においても問題があった。
【０００３】
一方、防虫、防腐、防カビ性能を有する水性ステインも知られている。水性ステインは油性ステインと異なり、有機溶媒が大量に含まれていないので、人体や環境に対する安全性及び作業時の安全性がより高い。
水性ステインに撥水性を付与するために、シリカ化合物やフッ素化合物が配合されている。また特定の構造を有する有機ケイ素化合物と、アミノ基含有アルコキシシランと、４級アミノ基含有アルコキシシランと、ホウ酸の加水分解縮合物とからなる木材用撥水剤も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３４８５６７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の水性ステインには以下のような問題があった。まず、水性ステインは油性ステインに比べて表面張力が高く、またエマルションの粒子径が比較的大きいので、木材中に浸透しにくく、塗膜が木材の表面上に形成される傾向が強い。しかも、シリカやフッ素等の撥水剤を配合したものでも、屋外曝露後、２〜４週間で撥水性が消失する場合が殆どである。さらに、水性ステインによって形成された塗膜は親水性が強い。従って、撥水性消失後は、水分が木材の内部に浸透しやすく、木材が劣化しやすくなるといった問題があった。
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、撥水剤としてパラフィンワックスを使用して水性塗料組成物を調製することにより、従来の撥水効果を有する水性塗料に比べて、屋外曝露後の撥水効果を長期間持続することができることを見出し、本発明の完成に至った。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、請求項１に係る発明は、アクリル樹脂と、撥水剤であるパラフィンワックスとを含有することを特徴とする水性塗料組成物に関する。
請求項２に係る発明は、アクリル樹脂と、撥水剤であるパラフィンワックスと、油脂とを含有することを特徴とする水性塗料組成物に関する。
請求項３に係る発明は、アクリル樹脂と、アルキド樹脂と、撥水剤であるパラフィンワックスとを含有することを特徴とする水性塗料組成物に関する。
請求項４に係る発明は、アクリル樹脂と、アルキド樹脂と、撥水剤であるパラフィンワックスと、油脂とを含有することを特徴とする水性塗料組成物に関する。
請求項５に係る発明は、前記撥水剤が０．０１〜５．０重量％含有されてなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の水性塗料組成物に関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る水性塗料組成物について詳細に説明する。本発明に係る水性塗料組成物は、水性樹脂と撥水剤としてパラフィンワックスとを含有することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る水性塗料組成物は水性樹脂を含有する。本発明で用いられる水性樹脂は、水溶性アクリル樹脂、或いは非水溶性のアクリル樹脂を水中に分散したアクリルエマルション樹脂等のアクリル樹脂や、水溶性アルキド樹脂等のアルキド樹脂を例示することができる。
【００１０】
本発明では、前記した水性樹脂のうちの一種を単独で使用することもでき、また二種以上の水性樹脂を使用することもできる。
水性樹脂の含有量は特に限定されないが、水性塗料組成物全量中、水性樹脂の固形分が、１０〜４０重量％、好ましくは１５〜２５重量％となるように配合される。１０重量％未満の含有量では、塗装対象物の表面に十分な塗膜を形成することができず、４０重量％を超えて含有すると、粘度が上昇して塗装作業性が低下するために、いずれの場合も好ましくない。
【００１１】
本発明では、水性樹脂としてアクリル樹脂又はアルキド樹脂を使用することが好ましく、アクリル樹脂とアルキド樹脂を共に使用することがより好ましい。この理由は、アクリル樹脂及び／又はアルキド樹脂を使用することで、塗装対象物の表層に塗膜が浸透しやすくなり、塗膜と塗装対象物との密着性を向上させることができるからである。
アクリル樹脂とアルキド樹脂を共に使用する場合、アクリル樹脂とアルキド樹脂の含有比は特に限定されず、アクリル樹脂及びアルキド樹脂中の固形分の重量比が、１：０．００５〜２．０、好ましくは１：０．０１〜１．０となるように配合することが好ましい。
【００１２】
アクリル樹脂は、水性塗料に含有されるものであれば特に限定されることなく使用することができるが、特に本発明では、水溶性アクリル樹脂、アクリル共重合体、シリコン／アクリル共重合体、スチレン／アクリル共重合体、ウレタン／アクリル共重合体、酢酸ビニル／アクリル共重合体、エポキシ／アクリル共重合体などのようなアクリル樹脂を使用することが好ましい。特に本発明では、スチレン／アクリル共重合体が好ましく用いられる。
アクリル樹脂の粘度は特に限定されないが、１５００〜５０００ｍＰａ・ｓとされ、ガラス転位温度は、６０℃以下、好ましくは１０〜５０℃とされる。
【００１３】
またアルキド樹脂も、水性塗料に含有されるものであれば特に限定されることなく使用することができるが、特に本発明では、水溶性アルキド樹脂、アクリル変性アルキド樹脂、ウレタンアクリル変性アルキド樹脂、エポキシ変性アルキド樹脂、シリコン変性アルキド樹脂、脂肪酸変性アルキド樹脂などのようなアルキド樹脂を使用することが好ましい。
アルキド樹脂の粘度は特に限定されないが、１５００〜５０００ｍＰａ・ｓとされる。
尚、本発明で好適に用いられるアクリル樹脂としては、ＢＡＳＦディスパージョン社製の商品名アクロナール２９５ＤＮを、アルキド樹脂としては、大日本インキ化学工業社製の商品名ウォーターゾールＣＤ‐５２０を例示することができる。
【００１４】
本発明では撥水剤としてパラフィンワックスが配合される。本発明で用いられるパラフィンワックスの融点は特に限定されないが、２０〜８０℃、好ましくは３０〜７０℃のパラフィンワックスが用いられる。融点が２０℃未満であると、撥水性が不十分であり、一方８０℃を超えると樹脂との相溶性や撥水性が不十分であり、いずれの場合も好ましくない。
【００１５】
さらに、本発明ではパラフィンワックスエマルションを使用することがより好ましい。特に、ｐＨが６．５〜９．５であり、粘度が２００ｍＰａ・ｓ以下であり、固形分が３０〜７０重量％配合されるパラフィンワックスエマルションが好適に用いられる。
パラフィンワックスエマルション中のパラフィンワックスの平均粒子径は特に限定されないが、０．０１〜２．０μｍ、好ましくは０．１〜１．５μｍとされる。
前述のようなパラフィンワックスとしては、ヘキストジャパン社製の商品名ヘキストエマルションＴ‐７３０等を例示することができる。
【００１６】
パラフィンワックスの含有量は特に限定されないが、パラフィンワックス又はパラフィンワックスエマルション中の固形分が、水性塗料組成物全量中、０．０１〜５．０重量％、より好ましくは、１．０〜３．０重量％となるように配合される。０．０１重量％未満では、撥水効果が得られず、一方５．０重量％を超えると、水性塗料組成物を塗装対象物に重ね塗りした際に、後から塗られる塗料をはじいてしまい塗膜が形成されにくくなり、いずれの場合も好ましくない。
【００１７】
さらに本発明に係る水性塗料組成物では、油脂を含有することができる。油脂を含有することにより、水性塗料組成物の木材などの塗装物への浸透性を高めることができ、塗装物と水性塗料組成物との密着性を向上することができる。
本発明で使用することができる油脂は特に限定されないが、亜麻仁油、えの油、桐油、サフラワー油、大豆油、パーム油、ひまし油、やし油等を例示することができ、特に本発明では亜麻仁油、サフラワー油、大豆油を使用することが好ましい。
油脂の含有量は特に限定されないが、水性塗料組成物全量中、０．５〜５％、好ましくは１〜３重量％とされる。０．５重量％未満では、塗装物との密着性が向上しない場合がある。５％を超えると、粘着感が生じたり、乾燥が遅れたりする場合がある。
【００１８】
さらに本発明では、以上説明した各必須成分に加えて、以下に説明する各成分を適宜任意に配合することができる。
本発明に係る水性塗料組成物には、有機溶媒を配合することができる。有機溶媒は、水性塗料組成物の凍結を防止するため、及び造膜性を向上させるために配合される。また水性塗料組成物の表面張力を低下させて、湿潤性を高め、被塗装物への浸透性を向上させるために配合される。
本発明で用いられる有機溶媒としては、アルコール系溶媒、エステル系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒などを例示することができ、具体的には、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、トルエン、キシレン、イソパラフィン、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等を例示することができる。
上記した有機溶媒は、一種を単独で使用することもでき、二種以上を混合して使用することも可能である。
有機溶媒を配合する場合、有機溶媒の含有量は特に限定されないが、水性塗料組成物全量中、０．５〜１０重量％、好ましくは１〜５重量％とされる。０．５重量％未満では、有機溶媒配合による効果が得られず、一方１０重量％を超えると、それ以上の効果が得られず、いずれの場合も好ましくない。
【００１９】
本発明に係る水性塗料組成物には、防虫性、防腐性、防カビ性を付与するために、防虫・防腐・防カビ剤を配合することができる。本発明で用いられる防虫・防腐・防カビ剤は、一般の塗料組成物に配合されるものであればいずれも使用することができ、例えば、フェノール系、ヒドロキシルアミン系、アニリド系、四級アンモニウム塩系、ニトリル系、ナフタリン系、ベンゾチアゾール系、有機ヨード系、ベンゾイミダゾール系、トリアゾール系、キノリン系、チオシアネート系等の防虫・防腐・防カビ剤を例示することができる。
防虫・防腐・防カビ剤の含有量は特に限定されないが、水性塗料組成物中、０．００１〜１０重量％、好ましくは０．０５〜５重量％とされる。
【００２０】
本発明に係る水性塗料組成物には、水性塗料組成物の粘度を調節するために、増粘剤を配合することができる。本発明で配合することができる増粘剤としては、セルロース系増粘剤、ウレタン系増粘剤、ポリエーテル系増粘剤、鉱物系増粘剤、アクリル酸系増粘剤、アマイド系増粘剤等を例示することができる。
増粘剤の配合量は特に限定されないが、水性塗料組成物全量中、０．０５〜１０．０重量％、好ましくは３．０〜７．０重量％とされる。
【００２１】
本発明に係る水性塗料組成物には、水性塗料組成物の表面張力を下げて湿潤性を高めるために分散剤を配合することができる。本発明で配合することができる分散剤としては、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、高分子界面活性剤、ポリマー系界面活性剤などを例示することができる。
分散剤の配合量は特に限定されないが、水性塗料組成物全量中、０．０１〜６．０重量％、好ましくは０．１〜３．０重量％とされる。
【００２２】
さらに本発明では、本発明の効果を損なわない範囲内において、酸化防止剤、紫外線吸収剤、充填剤、顔料、消泡剤、沈降防止剤等を適宜任意に配合することができる。
【００２３】
本発明に係る水性塗料組成物は、木材、合成木材、パーティクルボード等を塗装対象物とする塗料として好適に用いられる。
本発明に係る水性塗料組成物を塗装対象物に塗装する方法は特に限定されず、ローラーブラシ、刷毛、スプレー等の従来の方法で塗布すればよい。或いは塗装対象物を水性塗料組成物に浸漬して塗装する方法も例示することができる。
塗装後の乾燥方法も特に限定されず、常温で放置して乾燥する方法や加熱乾燥等を例示することができる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づき説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。尚、配合量は重量％である。
（試料の調製）
表１の組成に従って、実施例１〜５の水性塗料を調製した。
表２の組成に従って、比較例１〜３の水性塗料及び比較例４の油性塗料を調製した。比較例１〜４中のパラフィンワックス、カルナウバワックス、パラフィン／ポリブデンワックス又はパラフィン／ポリエチレンワックスの各固形分の含有量は上記調製した実施例１と同様に１．０％になるように調製した。
表３の組成に従って、実施例６〜９の水性塗料を調製した。
尚、表１〜３中の樹脂の配合量は、樹脂固形分の配合量を記載した。
【００２５】
尚、表１〜３中、アクリルエマルション樹脂としては、ＢＡＳＦディスパージョン社製の商品名アクロナール２９５ＤＮ（固形分、５０．０重量％）を使用した。水溶性アルキド樹脂としては、大日本インキ化学工業社製の商品名ウォーターゾールＣＤ‐５２０（固形分、３９．０重量％）を使用した。パラフィンワックスエマルションとしては、ヘキストジャパン社製の商品名ヘキストエマルションＴ−７３０（固形分、３５．０重量％）を使用した。カルナウバワックスとしては、岐阜セラック社製の商品名Ｘ−９３００（固形分、８．０重量％）を使用した。パラフィン／ポリブテンワックスとしては、ＭＩＣＨＥＬＭＡＮ社製の商品名ＭＩＣＨＥＭ  ＷＯＯＤ  ＣＯＡＴＩＮＧ  ５０（固形分、３０重量％）を使用した。パラフィン／ポリエチレンワックスとしては、ＭＩＣＨＥＬＭＡＮ社製の商品名ＭＩＣＨＥＭ  ＥＭＵＬＳＩＯＮ  ７１２３５（固形分、３５重量％）を使用した。油溶性アルキド樹脂としては、大日本インキ化学工業社製の商品名ベッコゾールＰ−４７０−７０（固形分、７０．０重量％）を使用した。
【００２６】
（試験例１；撥水性試験）
上記調製した実施例１〜９及び比較例１〜４の各試料を使用して、撥水性試験を行った。試験方法はまず、各試料の塗布量をその塗布量が１６０ｇ／ｍ２となるようにＳＰＦ材（８９×３６×６３０ｍｍ）の一面（８９×６３０ｍｍ）に刷毛を用いて二回塗りした。この試験体を３日間、２３℃で風乾した後、各試料を塗布した面に、１００ｇ／ｓで水をシャワーリングした。塗膜表面の撥水性について、以下の判定基準に従い目視で判定した。結果を表１〜３に記載する。
さらに、上記撥水性試験終了後、各試験体を屋外に２ヶ月間放置した。２ヶ月間屋外で放置した各試験体の撥水性を上記と同様の方法で評価した。結果を表１〜３に記載する。
＜評価基準＞
５        非常に優れている
４        優れている
３        普通
２        やや不良
１        不良
【００２７】
（試験例２；重ね塗り適性試験）
上記調製した実施例１〜９及び比較例１〜４の各試料を使用して、重ね塗り適性試験を行った。試験方法はまず、各試料の塗布量をその塗布量が８０ｇ／ｍ２となるようにＳＰＦ材（８９×３６×６３０ｍｍ）の一面（８９×６３０ｍｍ）に刷毛を用いて一回塗りした。この試験体を一日、２３℃で風乾した後、塗布量が８０ｇ／ｍ２となるように重ね塗りして同様に風乾した。塗膜の状態について、以下の判定基準に従い目視で判定した。結果を表１〜３に記載する。
【００２８】
＜評価基準＞
５        非常に優れている
４        優れている
３        普通
２        やや不良
１        不良
【００２９】
【表１】
2005048025.tif 000002
【００３０】
【表２】
2005048025.tif 000003
【００３１】
【表３】
2005048025.tif 000004
【００３２】
撥水性試験の結果、パラフィンワックスエマルションを油性樹脂に添加した場合は、撥水性を全く発現しなかった。
カルナウバワックスを水性樹脂に添加した場合は、撥水効果を全く発現しなかった。
さらに、合成によるパラフィン／ポリブテンワックスやパラフィン／ポリエチレンワックスを水性樹脂に添加した場合は、試料調製直後は撥水効果を発現するが、屋外に長期間曝露することによって、撥水効果は消失した。
パラフィンワックスエマルションを水性樹脂に添加した場合は、屋外に長期間曝露した後でも、試料調製直後と同様の撥水効果を持続した。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明に係る水性塗料組成物は、撥水剤としてパラフィンワックスを使用した水性塗料組成物であるから、従来の撥水効果を有する水性塗料に比べて、屋外曝露後の撥水効果を長期間持続することができ、塗装対象物である木材等の耐久性を向上させることができる。