JPS5918425B2 - 紫外線硬化型エマルジヨン塗料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 多価アルコールのアリルエーテル、多塩基酸及び多価ア
ルコールを反応させて得られる不飽和ポリエステル、ビ
ニルモノマー、光重合開始剤及び必要に応じて顔料や各
種の添加剤を添加した紫外線硬化型不飽和ポリエステル
塗料は従来より知られており、かかる塗料の出現により
短時間に塗膜が硬化し、しかも密着性、表面硬度、平滑
性などの点で従来の塗料に比し一段と品質の高い塗装品
が得られるようになつた。

しかしながら上記紫外線硬化型不飽和ポリエステル樹脂
塗料においては架橋性成分としてビニルモノマーをかな
り多量に配合するために、塗装時及び塗装後の硬化乾燥
時においてこれらビニルモノマーが蒸発し、臭い、毒性
、火災などの点で種々の弊害を生ずる。さらに塗料製造
機器、塗装機器の洗浄に際してもそれを有機溶剤で行な
わなければならないため溶剤使用によるコストアップの
ほか火災の危険、人体への吸入等の問題点もある。しカ
ルて本発明者らは種々検討を重ねた結果、従来知られて
いる紫外線硬化型不飽和ポリエステル樹脂を架橋性ビニ
ルモノマーと共に乳化剤の存在下水中に分散せしめると
きは容易にエマルジョンが得られることを見出し、特願
昭４８−１３０４４３号として出願した。

上記エマルジョン塗料は次の如き性能を有する。即ち１
ビニルモノマーの蒸発がほぼ完全に抑制されるため臭
い、毒性、火災の危険性が大巾に減少する。

２ 長期間高温下に放置してもエマルジョンの安定性は
極めて良好である。

３ 水系エマルジョンであつても硬化速度はほとんど低
下しない。

又一般の水系の塗料に比し硬化速度が非常に早い。４
得られる塗膜は基材との密着性が良く、表面硬度が大で
、平滑性に富んでいる。

５ 塗料製造機器、塗装機器は水で簡単に洗浄できるた
め作業性が極めてよく、又有機溶剤使用による火災、吸
入、コスト高等のトラブル又は不利が見られない。

しかるに本発明者らはその後さらに検討を重ねた結果、
紫外線硬化型不飽和ポリエステル樹脂のエマルジョン化
に際してビニルモノマーを用いずとも上に列挙した如き
性能を有するエマルジョン塗料が得られること、しかも
かくして得られるエマルジョン塗料はビニルモノマーを
使用していないため臭い、毒性、火災の点で無公害化を
完全に達成できることを見出し、本発明を完成するに至
つた。

本発明において使用する不飽和ポリエステルの製造に用
いる多価アルコールのアリルエーテルとしてはグリセリ
ン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンな
どのモノまたはジアリルエーテルあるいはペンタエリス
リトールのモノ、ジまたはトリアリルエーテル、アリル
グリシジルエーテル、アリロキシジシクロペンタジエン
、フニノールーホルムアルデヒド初期縮合物の部分アリ
ルエーテル化物の他尿素あるいはメラミンとホルムアル
デヒドとの初期縮合物の部分アリルエーテル化物なども
包含する。

つぎに多塩基酸としては無水マレイン酸、フマール酸、
イタコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸
、アジピン酸、セバチン酸、トリメリツト酸などがあげ
られる。

また多価アルコールとしてはエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、１，３
−ブチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエ
チレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリエチ
レングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチ
ロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリス
リトールなどがある。なお不飽和ポリエステルを調製す
る際の変性剤として上記以外に桐油、亜麻仁油、脱水ヒ
マシ油、大豆油などの油あるいはこれらの脂肪酸が適宜
使用される。不飽和ポリエステルはこれらアリルエーテ
ル類、多塩基酸、多価アルコール及び必要に応じて変性
剤などと共に常法に従つて１８０〜２１０てＣで加熱縮
合せしめることにより粘稠な液として得られるものであ
る。

なおかかる不飽和ポリエステルの分子量は特に制限され
るものではないが通常平均分子量が１０００〜２０００
０の範囲のものが使用される。光重合開始剤としてはベ
ンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソ
プロピルエーテル、ベンゾインフエニルエーテル、２−
フエニルチオアセトフエノン、ベンジル、アントラキノ
ン、ナフトキノン、アゾピスイソブチロニトリル、２，
２′−アゾビス−２，４−ジメチルバレロニトリル、ベ
ンゾイルパーオキサイド、ジ一ｔ−ブチルパーオキサイ
ド、ジフエニルジスルフアイド、テトラメチルチウラム
モノサルフアイド、テトラメチルチウラムジサルフアイ
ド、テトラエチルチウラムモノサルフアイド、テトラエ
チルチウラムジサルフアイド、ベンゾフエノン、ピバロ
インエチルエーテル、ジペンジルジサルフアイド、シン
ナモイルクロライド、ジメチルジフエニレンジサルフア
イド、ジベンゾチアゾールジサルフアイドなどがあげら
れるが、これらのみに限定されるものではない。

樹脂及び光重合開始剤を水中に乳化するための乳化剤と
しては、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール
誘導体、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、非
イオン界面活性剤、カルボキシメチルセルロース、メチ
ルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどがあり
、これらは単独で用いてもよく又２種類以上の併用を行
なつてもよい。

乳化は通常、光重合開始剤を添加した不飽和ポリエステ
ル樹脂液を乳化剤の存在下に水と強制的に攪拌、混合す
ることによつて行なわれる。

本発明の塗料は必要に応じ充填剤、着色剤、顔料、その
他の塗料用の添加剤を含んでいてもよい。添加剤は樹脂
液中に添加しても或いはエマルジヨンを調製した後のエ
マルジヨン中に添加してもよいｏ 塗装方法としては特に限定はなく、スプレー法、ハケ塗
り法、カーテンフローコート、ロール塗り法、ヘラ付け
法等がいずれも採用される。

塗装を施す基材としては銘木合板、化粧紙合板、パーチ
クルボード等木材系の基材が最も一般的であるが、その
ほかプラスチツク材、金属材、無機質材（スレート板、
パルプセメント板、ケイ酸カルシウム板、石膏ボード等
）なども用いられる。この場合基材に直接本発明の塗料
組成物を塗装しないで、一旦ウレタン系ラツカ一、セル
ロース系ラツカ一などで基材の上に下塗りした後本発明
の塗料組成物を上塗りすることも適宜行なわれる。紫外
線照射における紫外線とは３００〜４００ｍμの波長の
ものを言う。

次に例をあげて本発明の塗料をさらに説明する。

以下［部」とあるのは重量部である。例１ 四つロフラスコに無水マレイン酸１．０モル、プロピレ
ングリコール０．５モル、トリエチレングリコール０．
４モル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル０．
３５モル及びアマニ油脂肪酸１０９を仕込み、攪拌下に
１８０℃で８時間反応させ、酸価が３２ηＫＯＨ／９に
なつたところで減圧にして未反応物を追出した。

次に反応液の温度を１３０℃に下げてベンゾインイソプ
ロピルエーテルを５部加え、これを予め８０゜Ｃに加温
したノニオン活性剤（第一工業製薬社製エパン７８５）
３％水溶液１１０９中にホモミキサーで攪拌しながら徐
々に流下し、流下終了後さらに１５分間攪拌を続けた結
果、濃度６０％、粘度５６０ｃｐｓ（２０℃）、平均粒
径８００ｍμのエマルジヨンが得られた。該エマルジヨ
ンは安定性が極めてよく、たとえば室温に６ケ月以上放
置してもゲル化や分離などのトラブルは生じない。次に
上記エマルジヨンを化粧紙合板にナチユラルロールコー
タ一を用いて９０９／イの割合で塗布し、直ちに１ＫＷ
遠赤外線灯で高さ２０Ｃｆ！Ｌの距離から２分間赤外線
照射し、ついで高圧水銀灯にて高さ１５０ｆＩＬの距離
から３０秒間紫外線照射すると均一な透明塗膜が得られ
た。

この塗膜は密着性及び可撓性にすぐれ、なお塗装に要し
た機器は水で簡単に洗浄することができた。

又多塩基酸、多価アルコール及びアリルエーテルの種類
を種々変更して例１に準じてエマルジヨンを調製し、塗
装に供したが、例１の場合と同様の良好な結果が得られ
た。

例２ 無水マレイン酸６８．５９、無水フタール酸４４．４９
、１，３−ブチレングリコール７２９、ジプロピレング
リコール１３４ｇ及びハイドロキノン０，０３ｇを四つ
ロフラスコに入れて、窒素雰囲気中２００℃で８時間攪
拌しながら反応させた。

ついで反応温度を８０℃に下げ、トリレンジイソシアネ
ート１１０９を１時間かけて滴下し、さらに３時間攪拌
した後、その温度でベンタエリスリトールトリアリルエ
ーテル１０３９を２時間にわたつて滴下し、さらに２時
間反応を続けた。反応液の酸価は８．６〜ＫＯＨ／９、
水酸基価は１６．５〜ＫＯＨ／９であつた。該反応液に
はペンゾインエチルエーテル１５ｇを加えた。水１００
９にポリビニルアルコール１０９及びノニオンアニオン
系乳化剤（花王アトラス社製レベノールＷＺ）５９を溶
解した溶液を温度８０℃に加温し、ホモミキサー攪拌下
にこれに上記のベンゾインエチルエーテルを加えた反応
液１００９を１００℃に加温した液を徐々に流下し、流
下終了後さらに１５分攪拌した結果、濃度５０％、粘度
８８０ｃｐｓ（２０℃）、平均粒径５００ｍμのエマル
ジヨンが得られた。

このエマルジヨン１００重量部に炭酸カルシウム５０部
とタルク７０部とを加えて二ーダ一で１時間混合して紫
外線硬化型塗料を調製し、かくして得られた塗料を厚さ
２．７ｍｍのベニヤ合板にリバースロールコーターを用
いて１２０９／イの割合で塗布し、１ＫＷ遠赤外線灯で
高さ１５ｃｍの距離から３０秒間照射し、ついで高圧水
銀灯にて高さ８？の距離から２０秒間紫外線照射した。

硬化塗膜を＃２４０サンドペーパーで研磨し、この上に
エナメルラツカ一を塗布すると平滑性、耐水性、耐候性
、耐熱くり返し試験がいずれもすぐれた高品質の塗装板
が得られた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 多価アルコールのアリルエーテル、多塩基酸及び多
   価アルコールを主成分とするビニルモノマーを含まない
   不飽和ポリエステル及び光重合開始剤を水及び乳化剤と
   共に乳化させてなる紫外線硬化型エマルジョン塗料。