(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-02-08
(45)【発行日】2024-02-19
(54)【発明の名称】水性樹脂組成物
(51)【国際特許分類】
C08L 33/06 20060101AFI20240209BHJP
C08F 10/00 20060101ALI20240209BHJP
C08F 20/00 20060101ALI20240209BHJP
C08L 23/30 20060101ALI20240209BHJP
C09D 5/02 20060101ALI20240209BHJP
C09D 123/00 20060101ALI20240209BHJP
C09D 133/06 20060101ALI20240209BHJP
【FI】
C08L33/06 ZNM
C08F10/00
C08F20/00
C08L23/30
C09D5/02
C09D123/00
C09D133/06
(21)【出願番号】P 2020059226
(22)【出願日】2020-03-28
【審査請求日】2022-12-06
(73)【特許権者】
【識別番号】000004628
【氏名又は名称】株式会社日本触媒
(74)【代理人】
【識別番号】100141472
【氏名又は名称】赤松 善弘
(72)【発明者】
【氏名】下道 謙太
(72)【発明者】
【氏名】坂元 芳峰
【審査官】岡部 佐知子
(56)【参考文献】
【文献】特開2011-032301(JP,A)
【文献】特開2004-115712(JP,A)
【文献】特開2007-039645(JP,A)
【文献】特開2004-000947(JP,A)
【文献】特開2011-046777(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08L 33/06
C08F 10/00
C08F 20/00
C08L 23/30
C09D 5/02
C09D 123/00
C09D 133/06
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
(メタ)アクリル系樹脂粒子およびオレフィン系樹脂粒子を含有する水性樹脂組成物であって、前記(メタ)アクリル系樹脂粒子として平均粒子径100~400nmを有する(メタ)アクリル系樹脂粒子が用いられ、
前記(メタ)アクリル系樹脂粒子に用いられる(メタ)アクリル系樹脂を構成するモノマー成分におけるアルキル(メタ)アクリレートの含有率が60~95質量%であり、前記アルキル(メタ)アクリレートとしてアルキル基の炭素数が1~18であるアルキル(メタ)アクリレートが用いられ、前記オレフィン系樹脂粒子として平均粒子径50~200nmを有するカルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子が用いられ
、前記カルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子に用いられているオレフィン系樹脂がポリエチレン、ポリプロピレンまたはプロピレンとα-オレフィンとの共重合体であり、前記α-オレフィンがエチレン、1-ブテン、1-ヘプテン、1-オクテンおよび4-メチル-1-ペンテンからなる群より選ばれた少なくとも1種であり、前記(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径と前記カルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の平均粒子径との比〔(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径/カルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の平均粒子径〕の値が2~4であることを特徴とする水性樹脂組成物。
【請求項2】
前記モノマー成分におけるメチル(メタ)アクリレートの含有率が45~80質量%である請求項1に記載の水性樹脂組成物。
【請求項3】
前記モノマー成分におけるアルキル基の炭素数が4~8であるアルキル(メタ)アクリレートの含有率が10~40質量%である請求項1または2に記載の水性樹脂組成物。
【請求項4】
前記モノマー成分における水酸基含有(メタ)アクリレートの含有率が0~5質量%である請求項1~3のいずれかに記載の水性樹脂組成物。
【請求項5】
前記モノマー成分におけるカルボキシル基含有(メタ)アクリレートの含有率が0~5質量%である請求項1~4のいずれかに記載の水性樹脂組成物。
【請求項6】
前記モノマー成分におけるスチレン系モノマーの含有率が0~30質量%である請求項1~5のいずれかに記載の水性樹脂組成物。
【請求項7】
請求項1
~6のいずれかに記載の水性樹脂組成物を含有することを特徴とする水性プライマー。
【請求項8】
前記水性プライマーがオレフィン系樹脂基材用水性プライマーである請求項7に記載の水性プライマー。
【請求項9】
(メタ)アクリル系樹脂粒子およびカルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子を含有する水性樹脂組成物の製造方法であって、平均粒子径が100~400nmである(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体と平均粒子径が50~200nmであるカルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の水分散体とを(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径とカルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の平均粒子径との比〔(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径/カルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の平均粒子径〕の値が2~4となるように調整して混合する
際に、前記(メタ)アクリル系樹脂粒子に用いられる(メタ)アクリル系樹脂を構成するモノマー成分におけるアルキル(メタ)アクリレートの含有率を60~95質量%に調整し、前記アルキル(メタ)アクリレートとしてアルキル基の炭素数が1~18であるアルキル(メタ)アクリレートを用い、前記カルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子に用いられているオレフィン系樹脂としてポリエチレン、ポリプロピレンまたはプロピレンとα-オレフィンとの共重合体を用い、前記α-オレフィンとしてエチレン、1-ブテン、1-ヘプテン、1-オクテンおよび4-メチル-1-ペンテンからなる群より選ばれた少なくとも1種を用いることを特徴とする水性樹脂組成物の製造方法。
【請求項10】
前記モノマー成分におけるメチル(メタ)アクリレートの含有率が45~80質量%である請求項9に記載の水性樹脂組成物の製造方法。
【請求項11】
前記モノマー成分におけるアルキル基の炭素数が4~8であるアルキル(メタ)アクリレートの含有率が10~40質量%である請求項9または10に記載の水性樹脂組成物の製造方法。
【請求項12】
前記モノマー成分における水酸基含有(メタ)アクリレートの含有率が0~5質量%である請求項9~11のいずれかに記載の水性樹脂組成物の製造方法。
【請求項13】
前記モノマー成分におけるカルボキシル基含有(メタ)アクリレートの含有率が0~5質量%である請求項9~12のいずれかに記載の水性樹脂組成物の製造方法。
【請求項14】
前記モノマー成分におけるスチレン系モノマーの含有率が0~30質量%である請求項9~13のいずれかに記載の水性樹脂組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水性樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、本発明は、例えば、自動車部品、家庭用電化製品、雑貨などに使用されているオレフィン系樹脂基材などに好適に使用することができる水性樹脂組成物およびその製造方法、ならびに当該水性樹脂組成物を含有する水性プライマーに関する。
【0002】
なお、本発明において、水性プライマーは、水性下塗り塗料を意味し、本発明の水性プライマーは、種々の基材に適用することができるが、オレフィン系樹脂基材用プライマーとして有用である。
【背景技術】
【0003】
ポリエチレン、ポリプロピレンなどに代表されるポリオレフィンは、化学的安定性および成形性に優れており、リサイクルが容易であることから、自動車部品、家庭用電化製品、雑貨などの用途に広く使用されている。これらの用途に使用されるオレフィン系樹脂基材の表面には、その表面に塗布される上塗り塗料との付着性を向上させるために一般にプライマーが塗布されている。
【0004】
オレフィン系樹脂基材に対する付着性、耐汚染性および耐水性に優れていることから、プライマーに使用することができる水性樹脂組成物として、コア/シェル構造を有する複合樹脂粒子の水分散体において、複合樹脂粒子のシェルがオレフィン系樹脂を主成分として含み、コアがオレフィン以外のラジカル重合性単量体を重合させてなる重合体を主成分として含み、コアとシェルとの重量比が95:5~5:95であるポリオレフィン系複合樹脂水分散体が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
しかし、近年においては、ただ単にオレフィン系樹脂基材に対する剥離強度が高いだけではなく、耐水付着性にも優れた塗膜を形成するプライマーおよび当該プライマーに好適に使用することができる水性樹脂組成物の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成するプライマーおよび当該プライマーに好適に使用することができる水性樹脂組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、
(1) (メタ)アクリル系樹脂粒子およびオレフィン系樹脂粒子を含有する水性樹脂組成物であって、前記(メタ)アクリル系樹脂粒子として平均粒子径100~400nmを有する(メタ)アクリル系樹脂粒子が用いられ、前記オレフィン系樹脂粒子として平均粒子径50~200nmを有するカルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子が用いられてなり、前記(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径と前記カルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の平均粒子径との比〔(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径/カルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の平均粒子径〕の値が2~4であることを特徴とする水性樹脂組成物、
(2) (メタ)アクリル系樹脂粒子およびカルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子を含有する水性樹脂組成物の製造方法であって、平均粒子径が100~400nmである(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体と平均粒子径が50~200nmであるカルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の水分散体とを(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径とカルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の平均粒子径との比〔(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径/カルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の平均粒子径〕の値が2~4となるように調整して混合することを特徴とする水性樹脂組成物の製造方法、および
(3) 前記(1)に記載の水性樹脂組成物を含有することを特徴とする水性プライマー
に関する。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成するプライマーおよび当該プライマーに好適に使用することができる水性樹脂組成物が提供される。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の水性樹脂組成物は、前記したように、(メタ)アクリル系樹脂粒子およびオレフィン系樹脂粒子を含有する水性樹脂組成物であり、前記(メタ)アクリル系樹脂粒子として平均粒子径100~400nmを有する(メタ)アクリル系樹脂粒子が用いられ、前記オレフィン系樹脂粒子として平均粒子径50~200nmを有するオレフィン系樹脂粒子が用いられ、前記(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径と前記カルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の平均粒子径との比〔(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径/カルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の平均粒子径〕の値が2~4であることを特徴とする。本発明の水性樹脂組成物および当該水性樹脂組成物を含有する水性プライマーは、前記構成要件を有することから、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する。
【0011】
本発明の水性樹脂組成物は、例えば、平均粒子径が100~400nmである(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体と、平均粒子径が50~200nmであるカルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の水分散体とを(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径とカルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の平均粒子径との比〔(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径/カルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の平均粒子径〕の値が2~4となるように調整して混合することによって調製することができる。
【0012】
1.(メタ)アクリル系樹脂粒子
(メタ)アクリル系樹脂粒子は、(メタ)アクリル系モノマーを含有するモノマー成分を乳化重合させることによって調製することができる。(メタ)アクリル系モノマーは、(メタ)アクリロイル基を有するモノマーである。
【0013】
モノマー成分に用いられるモノマーとしては、単官能モノマーおよび多官能モノマーが挙げられる。単官能モノマーおよび多官能モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、併用してもよい。モノマー成分に多官能モノマーのみを使用することが考えられるが、通常、単官能モノマーのみを使用するか、または単官能モノマーと多官能モノマーとを併用する。
【0014】
単官能モノマーの代表例としてエチレン性不飽和モノマーなどのラジカル重合性モノマーが挙げられる。エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、アルキル(メタ)アクリレート、水酸基含有(メタ)アクリレート、カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマー、スチレン系モノマー、窒素原子含有エチレン性不飽和モノマー、シラン基含有エチレン性不飽和モノマー、アラルキル(メタ)アクリレート、アルコキシアルキル(メタ)アクリレート、オキソ基含有エチレン性不飽和モノマー、フッ素原子含有エチレン性不飽和モノマー、エポキシ基含有エチレン性不飽和モノマー、カルボニル基含有エチレン性不飽和モノマー、アジリジニル基含有エチレン性不飽和モノマーなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのエチレン性不飽和モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの単官能モノマーのなかでは、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、アルキル(メタ)アクリレート、水酸基含有(メタ)アクリレート、カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマー、スチレン系モノマーおよび窒素原子含有エチレン性不飽和モノマーが好ましい。
【0015】
なお、本発明において、「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」または「メタクリレート」を意味する。「(メタ)アクリル」は、「アクリル」または「メタクリル」を意味する。また、「(メタ)アクリロイル」は、「アクリロイル」または「メタクリロイル」を意味する。
【0016】
アルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、sec-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、n-ラウリル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、2-(アセトアセトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2-エチルへキシルカルビトール(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4-メチルシクロへキシルメチル(メタ)アクリレート、tert-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのアルキル(メタ)アクリレートは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。アルキル(メタ)アクリレートのなかでは、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、アルキル基の炭素数が1~18のアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、アルキル基の炭素数が1~12のアルキル(メタ)アクリレートがより好ましく、アルキル基の炭素数が1~8のアルキル(メタ)アクリレートがさらに好ましい。
【0017】
モノマー成分におけるアルキル(メタ)アクリレートの含有率は、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、好ましくは60~95質量%、より好ましくは70~90質量%である。
【0018】
また、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、モノマー成分にはアルキル(メタ)アクリレートとしてメチル(メタ)アクリレートおよびアルキル基の炭素数が4~8のアルキル(メタ)アクリレートが含まれていることが好ましい。モノマー成分におけるメチル(メタ)アクリレートの含有率は、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、好ましくは45~80質量%、より好ましくは50~75質量%である。モノマー成分におけるアルキル基の炭素数が4~8のアルキル(メタ)アクリレートの含有率は、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、好ましくは10~40質量%、より好ましくは15~35質量%である。
【0019】
水酸基含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシ(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの水酸基含有(メタ)アクリレートは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの水酸基含有(メタ)アクリレートのなかでは、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、ヒドロキシアルキル基の炭素数が1~18のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、ヒドロキシアルキル基の炭素数が1~12のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートがより好ましく、ヒドロキシアルキル基の炭素数が2~8のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートがさらに好ましく、ヒドロキシアルキル基の炭素数が2~4のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートがさらに一層好ましい。
【0020】
モノマー成分における水酸基含有(メタ)アクリレートの含有率は、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、好ましくは0~5質量%、より好ましくは0~3質量%である。
【0021】
カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、シトラコン酸、無水マレイン酸、マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノブチルエステル、イタコン酸モノメチルエステル、イタコン酸モノブチルエステル、ビニル安息香酸、シュウ酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシル基末端カプロラクトン変性(メタ)アクリレートなどのカルボキシル基含有脂肪族系モノマーなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのカルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらのカルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーのなかでは、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、アクリル酸、メタクリル酸およびイタコン酸が好ましく、アクリル酸およびメタクリル酸がより好ましい。
【0022】
モノマー成分におけるカルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーの含有率は、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、好ましくは0~5質量%、より好ましくは0~3質量%である。
【0023】
スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、o-エチルスチレン、m-エチルスチレン、p-エチルスチレン、o-メトキシスチレン、m-メトキシスチレン、p-メトキシスチレン、o-エトキシスチレン、m-エトキシスチレン、p-エトキシスチレン、o-フルオロスチレン、m-フルオロスチレン、p-フルオロスチレン、o-クロロスチレン、m-クロロスチレン、p-クロロスチレン、o-ブロモスチレン、m-ブロモスチレン、p-ブロモスチレン、o-アセトキシスチレン、m-アセトキシスチレン、p-アセトキシスチレン、o-tert-ブトキシスチレン、m-tert-ブトキシスチレン、p-tert-ブトキシスチレン、o-tert-ブチルスチレン、m-tert-ブチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、ビニルトルエンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのスチレン系モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。スチレン系モノマーは、ベンゼン環にメチル基、tert-ブチル基などのアルキル基、ニトロ基、ニトリル基、アルコキシル基、アシル基、スルホン基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子などの官能基が存在していてもよい。スチレン系モノマーのなかでは、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、スチレンが好ましい。
【0024】
モノマー成分におけるスチレン系モノマーの含有率は、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、好ましくは0~30質量%、より好ましくは0~20質量%である。
【0025】
窒素原子含有エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリロニトリル;(メタ)アクリルアミド、N-モノメチル(メタ)アクリルアミド、N-モノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-n-プロピル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドなどのアクリルアミド化合物、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、モルホリンのエチレンオキサイド付加(メタ)アクリレートなどの窒素原子含有(メタ)アクリレート化合物、N-ビニルピロリドン、N-ビニルピリジン、N-ビニルイミダゾール、N-ビニルピロール、N-ビニルオキサゾリドン、N-ビニルサクシンイミド、N-ビニルメチルカルバメート、N,N-メチルビニルアセトアミド、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、2-イソプロペニル-2-オキサゾリン、2-ビニル-2-オキサゾリンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの窒素原子含有エチレン性不飽和モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの窒素原子含有エチレン性不飽和モノマーのなかでは、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、(メタ)アクリロニトリルおよび(メタ)アクリルアミドが好ましく、(メタ)アクリロニトリルがより好ましい。
【0026】
モノマー成分における窒素原子含有エチレン性不飽和モノマーの含有率は、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、好ましくは0~5質量%、より好ましくは0~3質量%である。
【0027】
シラン基含有エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ(メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリクロロシランなどのビニルシランモノマー;p-スチリルトリメトキシシランなどのスチリルシランモノマー;(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルトリエトキシシラン、(メタ)アクリロイルオキシスチリルエチルトリメトキシシラン、(メタ)アクリロイルオキシプロピルヒドロキシシラン、(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルヒドロキシシランなどの(メタ)アクリロイルオキシシランモノマーなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのシラン基含有エチレン性不飽和モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらのシラン基含有エチレン性不飽和モノマーのなかでは、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、オキシアルキル基の炭素数が1~3であり、アルコキシ基の炭素数が1~3である(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリアルコキシシランが好ましい。
【0028】
モノマー成分におけるシラン基含有エチレン性不飽和モノマーの含有率は、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、好ましくは0~5質量%、より好ましくは0~3質量%である。
【0029】
アラルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニルエチル(メタ)アクリレート、メチルベンジル(メタ)アクリレート、ナフチルメチル(メタ)アクリレートなどの炭素数が7~18のアラルキル基を有するアラルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのアラルキル(メタ)アクリレートは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
【0030】
アルコキシアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、メトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシブチル(メタ)アクリレート、エトキシブチル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリプロポキシ(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのアルコキシアルキル(メタ)アクリレートは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
【0031】
オキソ基含有エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、エチレングリコール(メタ)アクリレート、エチレングリコールメトキシ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールメトキシ(メタ)アクリレートなどの(ジ)エチレングリコール(メトキシ)(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのオキソ基含有エチレン性不飽和モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
【0032】
フッ素原子含有エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロイソノニルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレートなどのエステル部にフッ素原子を有するフッ素原子含有アルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのフッ素原子含有エチレン性不飽和モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
【0033】
エポキシ基含有エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、α-メチルグリシジル(メタ)アクリレート、グリシジルアリルエーテル、オキソシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートなどのエポキシ基含有(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのエポキシ基含有エチレン性不飽和モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
【0034】
カルボニル基含有エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、アクロレイン、ホウミルスチロール、ビニルエチルケトン、(メタ)アクリルオキシアルキルプロペナール、アセトニル(メタ)アクリレート、ジアセトン(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートアセチルアセテート、ブタンジオール-1,4-アクリレートアセチルアセテートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのカルボニル基含有エチレン性不飽和モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
【0035】
アジリジニル基含有エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリロイルアジリジン、(メタ)アクリル酸2-アジリジニルエチルなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのアジリジニル基含有エチレン性不飽和モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
【0036】
多官能モノマーとしては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの炭素数1~10の多価アルコールのジ(メタ)アクリレート;エチレンオキシドの付加モル数が2~50のポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシドの付加モル数が2~50のポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの炭素数2~4のアルキレンオキシド基の付加モル数が2~50であるアルキルジ(メタ)アクリレート;エトキシ化グリセリントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールモノヒドロキシトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリエトキシトリ(メタ)アクリレートなどの炭素数1~10の多価アルコールのトリ(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレートなどの炭素数1~10の多価アルコールのテトラ(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトール(モノヒドロキシ)ペンタ(メタ)アクリレートなどの炭素数1~10の多価アルコールのペンタ(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどの炭素数1~10の多価アルコールのヘキサ(メタ)アクリレート;ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、2-(2’-ビニルオキシエトキシエチル)(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレートなどのエポキシ基含有(メタ)アクリレート;ウレタン(メタ)アクリレートなどの多官能(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの多官能モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
【0037】
本発明においては、(メタ)アクリル系樹脂粒子に紫外線安定性または紫外線吸収性を付与する観点から、本発明の目的が阻害されない範囲内で、紫外線安定性モノマー、紫外線吸収性モノマーなどをモノマー成分に含有させることが好ましい。これらのモノマーのなかでは、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、紫外線安定性モノマーが好ましい。
【0038】
紫外線安定性モノマーとしては、例えば、4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-(メタ)アクリロイルオキシ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン、4-(メタ)アクリロイル-1-メトキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-シアノ-4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-(メタ)アクリロイル-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-クロトノイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-(メタ)アクリロイルアミノ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン、4-シアノ-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-クロトノイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-(メタ)アクリロイル-4-シアノ-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-クロトノイル-4-クロトノイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの紫外線安定性モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの紫外線安定性モノマーのなかでは、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-(メタ)アクリロイルオキシ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン、4-シアノ-4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジンなどのピペリジル基含有(メタ)アクリレートが好ましい。
【0039】
モノマー成分における紫外線安定性モノマーの含有率は、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、好ましくは0~5質量%、より好ましくは0~3質量%である。
【0040】
紫外線吸収性モノマーとしては、例えば、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収性モノマー、ベンゾフェノン系紫外線吸収性モノマーなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの紫外線吸収性モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
【0041】
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収性モノマーとしては、例えば、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシメチルフェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシメチルフェニル]-5-tert-ブチル-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルアミノメチル-5’-tert-オクチルフェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシプロピルフェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシヘキシルフェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-3’-tert-ブチル-5’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-3’-tert-ブチル-5’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]-5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-tert-ブチル-3’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]-5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]-5-シアノ-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]-5-tert-ブチル-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(β-(メタ)アクリロイルオキシエトキシ)-3’-tert-ブチルフェニル]-4-tert-ブチル-2H-ベンゾトリアゾールなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのベンゾトリアゾール系紫外線吸収性モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
【0042】
ベンゾフェノン系紫外線吸収性モノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシ-4-(メタ)アクリロイルオキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-[2-ヒドロキシ-3-(メタ)アクリロイルオキシ]プロポキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-[2-(メタ)アクリロイルオキシ]エトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-[3-(メタ)アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ]ベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-3-tert-ブチル-4-[2-(メタ)アクリロイルオキシ]ブトキシベンゾフェノンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのベンゾフェノン系紫外線吸収性モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
【0043】
モノマー成分を乳化重合させる方法としては、例えば、メタノールなどの低級アルコールなどの水溶性有機溶媒と水とを含む水性媒体、水などの媒体中に乳化剤を溶解させ、撹拌下でモノマー成分および重合開始剤を滴下させる方法、乳化剤および水を用いてあらかじめ乳化させておいたモノマー成分を水または水性媒体中に滴下させる方法などが挙げられるが、本発明は、かかる方法のみに限定されるものではない。なお、媒体の量は、得られる樹脂エマルションに含まれる不揮発分量を考慮して適宜設定すればよい。媒体は、あらかじめ反応容器に仕込んでおいてもよく、プレエマルションとして使用してもよい。また、媒体は、必要により、モノマー成分を乳化重合させ、樹脂エマルションを製造しているときに用いてもよい。
【0044】
モノマー成分を乳化重合させる際には、モノマー成分、乳化剤および媒体を混合した後に乳化重合を行なってもよく、モノマー成分、乳化剤および媒体を撹拌することによって乳化させ、プレエマルションを調製した後に乳化重合を行なってもよく、モノマー成分、乳化剤および媒体のうちの少なくとも1種類とその残部のプレエマルションとを混合して乳化重合を行なってもよい。モノマー成分、乳化剤および媒体は、それぞれ一括添加してもよく、分割添加してもよく、連続滴下してもよい。
【0045】
モノマー成分を乳化重合させることによって得られた樹脂エマルションに含まれている(メタ)アクリル系樹脂粒子上に外層を形成させる場合には、前記樹脂エマルション中で前記と同様にしてモノマー成分を乳化重合させることにより、前記(メタ)アクリル系樹脂粒子上に外層を形成させることができる。また、前記外層が形成された(メタ)アクリル系樹脂粒子上にさらに外層を形成させる場合には、前記と同様にして樹脂エマルション中でモノマー成分を乳化重合させることにより、前記(メタ)アクリル系樹脂粒子上にさらに外層を形成させることができる。このように多段乳化重合法により、多層構造を有する(メタ)アクリル系樹脂粒子を含有する樹脂エマルションを調製することができる。
【0046】
乳化剤としては、アニオン性乳化剤、ノニオン性乳化剤、カチオン性乳化剤、両性乳化剤、高分子乳化剤などが挙げられ、これらの乳化剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
【0047】
アニオン性乳化剤としては、例えば、アンモニウムドデシルサルフェート、ナトリウムドデシルサルフェートなどのアルキルサルフェート塩;アンモニウムドデシルスルホネート、ナトリウムドデシルスルホネート、ナトリウムアルキルジフェニルエーテルジスルホネートなどのアルキルスルホネート塩;アンモニウムドデシルベンゼンスルホネート、ナトリウムドデシルナフタレンスルホネートなどのアルキルアリールスルホネート塩;ポリオキシエチレンアルキルスルホネート塩;ポリオキシエチレンアルキルサルフェート塩;ポリオキシエチレンアルキルアリールサルフェート塩;ジアルキルスルホコハク酸塩;アリールスルホン酸-ホルマリン縮合物;アンモニウムラウリレート、ナトリウムステアリレートなどの脂肪酸塩;ビス(ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル)メタクリレートスルホネート塩、プロペニル-アルキルスルホコハク酸エステル塩、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンスルホネート塩、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンホスフォネート塩、アリルオキシメチルアルキルオキシポリオキシエチレンのスルホネート塩などのアリル基を有する硫酸エステルまたはその塩;ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、アリルオキシメチルアルコキシエチルポリオキシエチレンの硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸アンモニウム塩などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
【0048】
ノニオン性乳化剤としては、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アルキルアリールエーテル、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールとの縮合物、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセライド、エチレンオキサイドと脂肪族アミンとの縮合体、アリルオキシメチルアルコキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテルなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
【0049】
カチオン性乳化剤としては、例えば、ドデシルアンモニウムクロライドなどのアルキルアンモニウム塩などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
【0050】
両性乳化剤としては、例えば、ベタインエステル型乳化剤などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
【0051】
高分子乳化剤としては、例えば、ポリアクリル酸ナトリウムなどのポリ(メタ)アクリル酸塩;ポリビニルアルコール;ポリビニルピロリドン;ポリヒドロキシエチルアクリレートなどのポリヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;これらのポリマーを構成するモノマーのうちの1種以上を共重合成分とする共重合体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
【0052】
また、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、重合性基を有する乳化剤、すなわち、いわゆる反応性乳化剤が好ましく、環境保護の観点から、非ノニルフェニル型の乳化剤が好ましい。
【0053】
反応性乳化剤としては、例えば、プロペニル-アルキルスルホコハク酸エステル塩、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンスルホネート塩、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル硫酸アンモニウム〔例えば、第一工業製薬(株)製、商品名:アクアロンHS-10、アクアロンBC-10など〕、アリルオキシメチルアルキルオキシポリオキシエチレンのスルホネート塩〔例えば、第一工業製薬(株)製、商品名:アクアロンKH-10など〕、アリルオキシメチルノニルフェノキシエチルヒドロキシポリオキシエチレンのスルホネート塩〔例えば、(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSE-10など〕、アリルオキシメチルアルコキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン硫酸エステル塩〔例えば、(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-10、SR-20、SR-30など〕、ビス(ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル)メタクリレート化スルホネート塩〔例えば、日本乳化剤(株)製、商品名:アントックスMS-60など〕、アリルオキシメチルアルコキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン〔例えば、(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープER-10、ER-20、ER-30、ER-40など〕、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル〔例えば、第一工業製薬(株)製、商品名:アクアロンRN-20など〕、アリルオキシメチルノニルフェノキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン〔例えば、(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープNE-10、NE-20、NE-30など〕などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの反応性乳化剤は、いずれもそれぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
【0054】
モノマー成分100質量部あたりの乳化剤の量は、重合安定性を向上させる観点から、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上、さらに好ましくは1質量部以上であり、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下、さらに好ましくは12質量部以下である。なお、本発明では反応性乳化剤は、反応性を有するが、モノマー成分に含まれない。
【0055】
モノマー成分を重合させる際には重合開始剤を用いることが好ましい。重合開始剤としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、2,2-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,2-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2-アゾビス(2-ジアミノプロパン)ハイドロクロライド、4,4-アゾビス(4-シアノ吉草酸)、2,2-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)などのアゾ化合物;過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムなどの過硫酸塩;過酸化水素、ベンゾイルパーオキサイド、パラクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、過酸化アンモニウムなどの過酸化物などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの重合開始剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
【0056】
モノマー成分100質量部あたりの重合開始剤の量は、重合速度を高め、未反応のモノマー成分の残存量を低減させる観点から、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.05質量部以上、さらに好ましくは0.1質量部以上であり、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、好ましくは1質量部以下、より好ましくは0.8質量部以下、さらに好ましくは0.5質量部以下である。
【0057】
重合開始剤の添加方法は、特に限定されない。その添加方法としては、例えば、一括仕込み、分割仕込み、連続滴下などが挙げられる。また、重合反応の終了時期を早める観点から、モノマー成分を反応系内に添加する終了前またはその終了後に、重合開始剤の一部を添加してもよい。
【0058】
なお、重合開始剤の分解を促進するために、例えば、亜硫酸水素ナトリウムなどの還元剤、硫酸第一鉄などの遷移金属塩などの重合開始剤の分解剤を反応系内に適量で添加してもよい。
【0059】
また、(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量を調整するために、モノマー成分に連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤をモノマー成分に用いた場合には、連鎖移動剤をモノマー成分に用いなかった場合と対比して、一般に(メタ)アクリル系樹脂を低分子量化させることができる。連鎖移動剤としては、例えば、チオグリコール酸2-エチルヘキシル、tert-ドデシルメルカプタン、n-オクチルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、メルカプト酢酸、β-メルカプトプロピオン酸、2-メルカプトエタノール、α-メチルスチレン、α-メチルスチレンダイマーなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの連鎖移動剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。モノマー成分100質量部あたりの連鎖移動剤の量は、(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量を調整する観点から、0~10質量部であることが好ましい。
【0060】
モノマー成分を重合させるときの反応系内には、必要により、pH緩衝剤、キレート剤、造膜助剤などの添加剤を添加してもよい。添加剤の量は、その種類によって異なるので一概には決定することができない。通常、モノマー成分100質量部あたりの添加剤の量は、好ましくは0~5質量部程度、より好ましくは0.1~3質量部程度である。
【0061】
モノマー成分を乳化重合させる際の雰囲気は、特に限定されないが、重合反応の効率を高める観点から、窒素ガスなどの不活性ガスであることが好ましい。
【0062】
モノマー成分を乳化重合させる際の重合温度は、特に限定されないが、通常、好ましくは10~100℃、より好ましくは40~95℃、さらに好ましくは50~60℃である。重合温度は、一定であってもよく、重合反応の途中で変化させてもよい。
【0063】
モノマー成分を乳化重合させる重合時間は、特に限定されず、重合反応の進行状況に応じて適宜設定すればよいが、通常、2~8時間程度である。
【0064】
なお、モノマー成分を乳化重合させるとき、得られる(メタ)アクリル系樹脂が有する酸性基の一部または全部が中和剤で中和されるようにしてもよい。中和剤は、最終段でモノマー成分を添加した後に使用してもよく、例えば、1段目の重合反応と2段目の重合反応との間に使用してもよく、初期の乳化重合反応の終了時に使用してもよい。
【0065】
中和剤としては、例えば、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物;炭酸カルシウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属の炭酸化物;アンモニア、モノメチルアミンなどの有機アミンなどのアルカリ性物質が挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの中和剤のなかでは、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、アンモニアなどの揮発性を有するアルカリ性物質が好ましい。中和剤は、水溶液の状態で用いてもよい。
【0066】
以上のようにしてモノマー成分を乳化重合させることにより、(メタ)アクリル系樹脂粒子を含有する樹脂エマルションが得られる。(メタ)アクリル系樹脂は、架橋構造を有していてもよい。
【0067】
樹脂エマルションに含まれる(メタ)アクリル系樹脂粒子は、1段の乳化重合によって調製された単層の樹脂層を有するものであってもよく、多段の乳化重合によって調製された複数の樹脂層を有するものであってもよい。単層の樹脂層を有する(メタ)アクリル系樹脂粒子は、前記モノマー成分を乳化重合させることによって調製することができる。また、複数の樹脂層を有する(メタ)アクリル系樹脂粒子は、前記モノマー成分を乳化重合させる場合と同様の重合方法および重合条件で、例えば、内層を形成するモノマー成分を乳化重合させ、得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の存在下でその外層を形成するモノマー成分を乳化重合させる多段乳化重合によって調製することができる。(メタ)アクリル系樹脂粒子上に外層を形成させる場合、内層を構成する(メタ)アクリル系樹脂粒子を製造する際の重合反応率が90%以上、好ましくは95%以上に到達した後に外層を形成させるためのモノマー成分を乳化重合させることが、(メタ)アクリル系樹脂粒子内に内層と外層との層分離構造を形成させる観点から好ましい。
【0068】
(メタ)アクリル系樹脂粒子の樹脂層の数は、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、好ましくは1~5層、より好ましくは1~3層、さらに好ましくは1層または2層であり、さらに一層好ましくは1層である。なお、(メタ)アクリル系樹脂粒子が複数の樹脂層を有する場合、各樹脂層の境界は、必ずしも明確である必要がなく、隣接する樹脂層同士が互いに混ざり合っていてもよい。
【0069】
(メタ)アクリル系樹脂粒子を構成する(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度は、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、好ましくは0~50℃、より好ましくは5~45℃、さらに好ましくは10~40℃である。(メタ)アクリル系樹脂粒子を構成する(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度は、モノマー成分に用いられるモノマーの種類およびその量を調整することによって容易に調整することができる。
【0070】
なお、本発明において、(メタ)アクリル系樹脂粒子を構成する(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度(Tg)は、当該(メタ)アクリル系樹脂を構成するモノマー成分に使用されているモノマーのホモポリマーのガラス転移温度を用い、式:
1/Tg=Σ(Wm/Tgm)/100
〔式中、Wmは(メタ)アクリル系樹脂を構成するモノマー成分におけるモノマーmの含有率(質量%)、Tgmはモノマーmのホモポリマーのガラス転移温度(絶対温度:K)を示す〕
で表されるフォックス(Fox)の式に基づいて求められた温度を意味する。
【0071】
本発明においては、(メタ)アクリル系樹脂粒子を構成する(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度は、特に断りがない限り、前記フォックス(Fox)の式に基づいて求められたガラス転移温度を意味する。
【0072】
なお、特殊モノマー、多官能モノマーなどのようにガラス転移温度が不明のモノマーについては、モノマー成分における当該ガラス転移温度が不明のモノマーの合計量が質量分率で10質量%以下である場合、ガラス転移温度が判明しているモノマーのみを用いてガラス転移温度が求められる。モノマー成分におけるガラス転移温度が不明のモノマーの合計量が質量分率で10質量%を超える場合には、ポリマーのガラス転移温度は、示差走査熱量分析(DSC)、示差熱量分析(DTA)、熱機械分析(TMA)などによって求められる。
【0073】
複数の樹脂層全体のガラス転移温度は、多段乳化重合の際に用いられたすべての樹脂層を構成する全モノマー成分に使用されているモノマーのホモポリマーのガラス転移温度を用いて、前記フォックス(FOX)の式に基づいて求められたガラス転移温度を意味する。
【0074】
ちなみにポリマーのガラス転移温度は、例えば、メチルメタクリレートのホモポリマーでは105℃、2-エチルヘキシルアクリレートのホモポリマーでは-70℃、スチレンのホモポリマーでは100℃、アクリル酸のホモポリマーでは95℃、2-ヒドロキシエチルメタクリレートのホモポリマーでは55℃、アクリロニトリルのホモポリマーでは96℃、4-メタクリロイルオキシ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジンのホモポリマーでは130℃、n-ブチルアクリレートのホモポリマーでは-56℃、n-ブチルメタクリレートのホモポリマーでは20℃、メタクリル酸のホモポリマーでは130℃、シクロヘキシルメタクリレートのホモポリマーでは83℃である。
【0075】
(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、好ましくは10万以上、より好ましくは30万以上、さらに好ましくは40万以上、さらに一層好ましくは50万以上である。当該(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量の上限値は、架橋構造を有する場合、その重量平均分子量を測定することが困難なため、特に限定されないが、架橋構造を有しない場合には、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、400万以下であることが好ましい。
【0076】
本発明において、(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は、RI検出器を装備したゲルパーミエイションクロマトグラフィー〔東ソー(株)製、品番:HLC-8120GPC、カラム:TSKgel G-5000HXLとTSKgel GMHXL-Lとを直列に使用、展開溶媒:テトラヒドロフラン(THF)〕を用いて作成されるゲルパーミエイションクロマトグラフィーのチャートと、東ソー(株)製の標準ポリスチレンF-450、A-5000、A-1000およびA-300を用いて作成される校正曲線から求められた重量平均分子量(ポリスチレン換算)を意味する。
【0077】
以上のようにして得られた樹脂エマルションは、(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体として用いることができる。
【0078】
(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径は、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、100nm以上、好ましくは120nm以上、より好ましくは150nm以上であり、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、400nm以下、好ましくは360nm以下である。
【0079】
なお、本発明において、(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径およびカルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の平均粒子径は、動的光散乱法による粒子径測定装置である多検体ナノ粒子径測定システム〔大塚電子(株)製、商品名:nanoSAQLA〕を用い、光子相関法で自己相関関数を求め、キュムラント解析によって求めた平均粒子径(流体力学的径)である。
【0080】
(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体における不揮発分量は、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上であり、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。
【0081】
本発明において、水分散体における不揮発分量は、当該水分散体1gを秤量し、熱風乾燥機で150℃の温度で20分間乾燥させ、得られた乾燥残渣を不揮発分とし、式:
〔水分散体における不揮発分量(質量%)〕
=(〔乾燥残渣の質量〕÷〔水分散体1g〕)×100
に基づいて求められた値である。
【0082】
(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体の最低造膜温度は、基材に対する密着性を向上させる観点から、好ましくは60℃以下、より好ましくは50℃以下、さらに好ましくは40℃以下であり、耐水性および耐ブロッキング性を向上させる観点から、好ましくは-5℃以上、より好ましくは5℃以上、さらに好ましくは10℃以上である。なお、(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体の最低造膜温度は、熱勾配試験機の上に置いたガラス板上にエマルションを厚さが0.2mmとなるようにアプリケーターで塗工して乾燥させ、クラックが生じたときの温度を意味する。
【0083】
2.カルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の水分散体
本発明においては、オレフィン系樹脂粒子としてカルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子が用いられる。カルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子は、カルボキシル基を有するオレフィン系樹脂である。なお、オレフィン系樹脂には、塩素化オレフィン系樹脂および非塩素化オレフィン系樹脂があり、いずれも使用することができるが、環境保全の観点から非塩素化オレフィン系樹脂が好ましい。非塩素化オレフィン系樹脂は、塩素化されていないオレフィン系樹脂を意味する。
【0084】
オレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、プロピレンとα-オレフィンとの共重合体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。α-オレフィンとしては、例えば、エチレン、1-ブテン、1-ヘプテン、1-オクテン、4-メチル-1-ペンテンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのα-オレフィンは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。また、オレフィン系樹脂に使用されるオレフィンには、本発明の目的を阻害しない範囲内で、例えば、ジエン系モノマーなどが適量で含まれていてもよい。
【0085】
カルボキシル基含有オレフィン系樹脂は、例えば、オレフィン系樹脂を酸変性させることによって調製することができる。オレフィン系樹脂を酸変性させる方法としては、例えば、オレフィン系樹脂に不飽和カルボン酸またはその酸無水物をグラフト共重合させる方法などが挙げられるが、本発明は、かかる方法のみに限定されるものではない。
【0086】
不飽和カルボン酸またはその酸無水物としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、アコニット酸、クロトン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。不飽和カルボン酸またはその酸無水物のなかでは、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸および無水マレイン酸が好ましい。
【0087】
オレフィン系樹脂に不飽和カルボン酸またはその酸無水物をグラフト共重合させる方法としては、例えば、オレフィン系樹脂をトルエンなどの芳香族系有機溶媒に100~180℃の温度で溶解させた後、得られた溶液に不飽和カルボン酸またはその酸無水物を添加し、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジtert-ブチルパーオキサイドなどのラジカル発生剤を添加して反応させる溶液重合法、オレフィン系樹脂を融点以上の温度に加熱溶融させた後、得られたオレフィン系樹脂の溶融物に不飽和カルボン酸またはその酸無水物と前記ラジカル発生剤とを添加して反応させる溶融重合法などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
【0088】
カルボキシル基含有オレフィン系樹脂におけるカルボキシル基量(オレフィン系樹脂に結合しているカルボン酸の含量)は、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、好ましくは0.1~10質量%、より好ましくは1~5質量%である。
【0089】
カルボキシル基含有オレフィン系樹脂の重量平均分子量は、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、好ましくは5000~200000、より好ましくは30000~120000である。カルボキシル基含有オレフィン系樹脂の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定したポリスチレン換算の分子量である。
【0090】
カルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子は、通常、水分散体として用いられる。水分散体におけるカルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の含有率は、当該水分散体の用途などによって異なるので一概には決定することができない。したがって、水分散体におけるカルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の含有率は、当該水分散体の用途などに応じて適宜調整することが好ましいが、好ましくは5~60質量%、より好ましくは10~50質量%、さらに好ましくは15~45質量%である。
【0091】
カルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の平均粒子径は、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、50nm以上、好ましくは60nm以上、より好ましくは150nm以上であり、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、200nm以下、好ましくは180nm以下である。
【0092】
カルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の水分散体は、商業的に容易に入手することができるものであり、その例として、東洋紡(株)製、商品名:ハードレン(登録商標)NZ-1004(樹脂固形分含量:30質量%)、ハードレン(登録商標)NZ-1015(樹脂固形分含量:30質量%)、東洋紡(株)製、品番:NA-6600(樹脂固形分含量:30質量%)、日本製紙(株)製、商品名:アウローレン(登録商標)AE-202(樹脂固形分含量:30質量%)、アウローレン(登録商標)AE-301(樹脂固形分含量:30質量%)などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの水分散体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
【0093】
3.水性樹脂組成物
本発明の水性樹脂組成物は、(メタ)アクリル系樹脂粒子およびカルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子を含有する。本発明の水性樹脂組成物は、例えば、平均粒子径が100~400nmである(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体と平均粒子径が50~200nmであるカルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の水分散体とを混合することによって容易に調製することができる。
【0094】
(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体とカルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の水分散体とを混合する際、(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径とカルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の平均粒子径との比〔(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径/カルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の平均粒子径〕の値が2~4となるように調整する。
【0095】
本発明においては、(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径とカルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の平均粒子径との比〔(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径/カルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の平均粒子径〕の値が2~4であることから、本発明の水性樹脂組成物および当該水性樹脂組成物を含有する水性プライマーは、前記構成要件を有することから、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する。
【0096】
(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体とカルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の水分散体との混合比率〔(メタ)アクリル系樹脂粒子の樹脂固形分/カルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の樹脂固形分(質量比)〕は、特に限定されないが、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成する観点から、好ましくは10/90~90/10、より好ましくは20/80~80/20、さらに好ましくは25/75~75/25である。
【0097】
以上のようにして(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体とカルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子の水分散体とを混合することにより、(メタ)アクリル系樹脂粒子およびカルボキシル基含有オレフィン系樹脂粒子を含有する水性樹脂組成物が得られる。
【0098】
なお、本発明の水性樹脂組成物における不揮発分量は、生産性を向上させる観点から、好ましくは20質量%以上、より好ましくは25質量%以上であり、取り扱い性を向上させる観点から、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。水性樹脂組成物における不揮発分量は、水性樹脂組成物1gを秤量し、熱風乾燥機で150℃の温度で20分間乾燥させ、得られた残渣を不揮発分とし、式:
〔水性樹脂組成物における不揮発分量(質量%)〕
=(〔残渣の質量〕÷〔水性樹脂組成物1g〕)×100
に基づいて求められた値を意味する。
【0099】
4.水性プライマー
本発明の水性プライマーは、前記水性樹脂組成物を含有するものである。本発明の水性プライマーには、前記水性樹脂組成物のみが用いられていてもよく、前記水性樹脂組成物以外に本発明の目的を阻害しない範囲内で添加剤が用いられていてもよい。
【0100】
添加剤としては、例えば、顔料などの着色剤、レベリング剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、抗酸化剤、重合禁止剤、充填剤、カップリング剤、防錆剤、抗菌剤、金属不活性化剤、湿潤剤、消泡剤、界面活性剤、補強剤、可塑剤、潤滑剤、防曇剤、防食剤、顔料分散剤、流動調整剤、過酸化物分解剤、鋳型脱色剤、蛍光性増白剤、有機防炎剤、無機防炎剤、滴下防止剤、溶融流改質剤、静電防止剤、防藻剤、防カビ剤、難燃剤、スリップ剤、金属キレート剤、アンチブロッキング剤、耐熱安定剤、加工安定剤、分散剤、増粘剤、レオロジーコントロール剤、発泡剤、老化防止剤、防腐剤、帯電防止剤、シランカップリング剤、酸化防止剤、成膜助剤などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの添加剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの添加剤の量は、当該添加剤の種類によって異なるので一概には決定することができないことから、当該添加剤の種類に応じて適宜決定することが好ましい。
【0101】
本発明の水性プライマーは、それ単独で1層で基材に塗工してもよく、2層以上に重ね塗りすることによって基材に塗工してもよい。2層以上に重ね塗りすることによって基材に塗工する場合、その一部の層のみが当該水性プライマーによって形成されてもよく、全部の層が当該水性プライマーで形成されてもよい。水性プライマーを基材に塗布する方法としては、例えば、刷毛、バーコーター、アプリケーター、エアスプレー、エアレススプレー、ロールコーター、フローコーターなどを用いた塗布方法が挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
【0102】
本発明の水性プライマーは、剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成することから、種々の基材に適用することができる。本発明の水性プライマーを適用することができる基材としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンからなるオレフィン系樹脂基材、(メタ)アクリル系樹脂基材、ポリスチレン系樹脂基材、ポリカーボネート基材、塩化ビニル樹脂基材、ABS樹脂基材、AS樹脂基材、ポリエステル基材、アミド樹脂基材、セルロース系樹脂基材、シリコーン系樹脂基材などの樹脂基材;ガラス基材、セラミック基材、珪酸カルシウム板、セメントスレート板などの無機系基材;鉄板、銅板、アルミニウム板、ステンレス鋼板などの金属系基材;パーティクルボード、木製合板などの木質系基材などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。本発明の水性プライマーは、オレフィン系樹脂基材に対しても剥離強度が高く、耐水付着性に優れた塗膜を形成することから、オレフィン系樹脂基材用プライマーとして有用である。
【0103】
したがって、本発明の水性プライマーは、例えば、自動車部品、家庭用電化製品、雑貨などに使用されているオレフィン系樹脂基材などに好適に使用することができる。
【実施例】
【0104】
次に本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【0105】
実施例1
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水1053.0gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水249.2g、反応性乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-10〕の25%水溶液120g、メチルメタクリレート370.8g、2-エチルヘキシルアクリレート168.6g、スチレン30g、アクリル酸18g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート12g、アクリロニトリル12g、紫外線安定性モノマーとして1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルメタクリレート〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-82〕6gおよびメタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン〔信越化学工業(株)製、品番:KBM-503〕0.1gからなる滴下用プレエマルションを調製し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温した。前記で得られた滴下用プレエマルションのうちの9.5gと、5%過硫酸アンモニウム水溶液36gをフラスコ内に添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部を120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
【0106】
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で120分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュ(JISメッシュ、以下同様)の金網で濾過し、(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体を得た。
【0107】
なお、各実施例および各比較例において、前記pHは、pHメーター〔(株)堀場製作所製、品番:F-23〕を用いて25℃で測定したときの値である。
【0108】
前記で得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体における不揮発分の含有率は30質量%であり、当該(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体に含まれる(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径は210nmであった。(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度は30℃であり、重量平均分子量は30万であった。
【0109】
前記で得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体50質量部と非塩素系ポリプロピレン粒子の水分散体〔東洋紡(株)製、商品名:ハードレン(登録商標)NZ-1004、樹脂固形分含量:30質量%、粒子の平均粒子径:95nm、樹脂の重量平均分子量:7.5万〕50質量部を混合することにより、水性樹脂組成物を得た。
【0110】
前記で得られた水性樹脂組成物における(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径/非塩素系ポリプロピレン粒子の平均粒径の比の値は、2.2であった。
【0111】
実施例2
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水1053.0gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水249.2g、反応性乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-10〕の25%水溶液120g、メチルメタクリレート370.8g、2-エチルヘキシルアクリレート168.6g、スチレン30g、アクリル酸18g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート12g、アクリロニトリル12g、紫外線安定性モノマーとして1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルメタクリレート〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-82〕6gおよびメタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン〔信越化学工業(株)製、品番:KBM-503〕0.1gからなる滴下用プレエマルションを調製し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温した。前記で得られた滴下用プレエマルションのうちの5.8gと、5%過硫酸アンモニウム水溶液36gをフラスコ内に添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部を120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
【0112】
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で120分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過し、(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体を得た。
【0113】
前記で得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体における不揮発分の含有率は30質量%であり、当該(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体に含まれる(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径は270nmであった。(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度は30℃であり、重量平均分子量は33万であった。
【0114】
前記で得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体50質量部と非塩素系ポリプロピレン粒子の水分散体〔東洋紡(株)製、商品名:ハードレン(登録商標)NZ-1004、樹脂固形分含量:30質量%、粒子の平均粒子径:95nm、樹脂の重量平均分子量:7.5万〕50質量部を混合することにより、水性樹脂組成物を得た。
【0115】
前記で得られた水性樹脂組成物における(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径/非塩素系ポリプロピレン粒子の平均粒径の比の値は、2.8であった。
【0116】
実施例3
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水1053.0gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水249.2g、反応性乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-10〕の25%水溶液120g、メチルメタクリレート370.8g、2-エチルヘキシルアクリレート168.6g、スチレン30g、アクリル酸18g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート12g、アクリロニトリル12g、紫外線安定性モノマーとして1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルメタクリレート〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-82〕6gおよびメタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン〔信越化学工業(株)製、品番:KBM-503〕0.1gからなる滴下用プレエマルションを調製し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温した。前記で得られた滴下用プレエマルションのうちの1.2gと、5%過硫酸アンモニウム水溶液36gをフラスコ内に添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部を120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
【0117】
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で120分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過し、(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体を得た。
【0118】
前記で得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体における不揮発分の含有率は30質量%であり、当該(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体に含まれる(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径は320nmであった。(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度は30℃であり、重量平均分子量は37万であった。
【0119】
前記で得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体50質量部と非塩素系ポリプロピレン粒子の水分散体〔東洋紡(株)製、商品名:ハードレン(登録商標)NZ-1004、樹脂固形分含量:30質量%、粒子の平均粒子径:95nm、樹脂の重量平均分子量:7.5万〕50質量部を混合することにより、水性樹脂組成物を得た。
【0120】
前記で得られた水性樹脂組成物における(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径/非塩素系ポリプロピレン粒子の平均粒径の比の値は、3.4であった。
【0121】
実施例4
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水1053.0gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水249.2g、反応性乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-10〕の25%水溶液120g、メチルメタクリレート370.8g、2-エチルヘキシルアクリレート168.6g、スチレン30g、アクリル酸18g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート12g、アクリロニトリル12g、紫外線安定性モノマーとして1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルメタクリレート〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-82〕6gおよびメタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン〔信越化学工業(株)製、品番:KBM-503〕0.1gからなる滴下用プレエマルションを調製し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温した。前記で得られた滴下用プレエマルションのうちの9.5gと、5%過硫酸アンモニウム水溶液36gをフラスコ内に添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部を120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
【0122】
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で120分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過し、(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体を得た。
【0123】
前記で得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体における不揮発分の含有率は30質量%であり、当該(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体に含まれる(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径は210nmであった。(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度は30℃であり、重量平均分子量は30万であった。
【0124】
前記で得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体50質量部と非塩素系ポリプロピレン粒子の水分散体〔東洋紡(株)製、商品名:ハードレン(登録商標)NA-6600、樹脂固形分含量:30質量%、粒子の平均粒子径:95nm、樹脂の重量平均分子量:9万〕50質量部を混合することにより、水性樹脂組成物を得た。
【0125】
前記で得られた水性樹脂組成物における(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径/非塩素系ポリプロピレン粒子の平均粒径の比の値は、2.2であった。
【0126】
実施例5
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水1053.0gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水249.2g、反応性乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-10〕の25%水溶液120g、メチルメタクリレート370.8g、2-エチルヘキシルアクリレート168.6g、スチレン30g、アクリル酸18g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート12g、アクリロニトリル12g、紫外線安定性モノマーとして1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルメタクリレート〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-82〕6gおよびメタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン〔信越化学工業(株)製、品番:KBM-503〕0.1gからなる滴下用プレエマルションを調製し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温した。前記で得られた滴下用プレエマルションのうちの5.8gと、5%過硫酸アンモニウム水溶液36gをフラスコ内に添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部を120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
【0127】
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で120分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過し、(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体を得た。
【0128】
前記で得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体における不揮発分の含有率は30質量%であり、当該(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体に含まれる(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径は270nmであった。(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度は30℃であり、重量平均分子量は33万であった。
【0129】
前記で得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体50質量部と非塩素系ポリプロピレン粒子の水分散体〔東洋紡(株)製、商品名:ハードレン(登録商標)NA-6600、樹脂固形分含量:30質量%、粒子の平均粒子径:95nm、樹脂の重量平均分子量:9万〕50質量部を混合することにより、水性樹脂組成物を得た。
【0130】
前記で得られた水性樹脂組成物における(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径/非塩素系ポリプロピレン粒子の平均粒径の比の値は、2.8であった。
【0131】
実施例6
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水1053.0gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水249.2g、反応性乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-10〕の25%水溶液120g、メチルメタクリレート370.8g、2-エチルヘキシルアクリレート168.6g、スチレン30g、アクリル酸18g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート12g、アクリロニトリル12g、紫外線安定性モノマーとして1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルメタクリレート〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-82〕6gおよびメタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン〔信越化学工業(株)製、品番:KBM-503〕0.1gからなる滴下用プレエマルションを調製し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温した。前記で得られた滴下用プレエマルションのうちの1.2gと、5%過硫酸アンモニウム水溶液36gをフラスコ内に添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部を120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
【0132】
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で120分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過し、(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体を得た。
【0133】
前記で得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体における不揮発分の含有率は30質量%であり、当該(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体に含まれる(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径は320nmであった。(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度は30℃であり、重量平均分子量は37万であった。
【0134】
前記で得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体50質量部と非塩素系ポリプロピレン粒子の水分散体〔東洋紡(株)製、商品名:ハードレン(登録商標)NA-6600、樹脂固形分含量:30質量%、粒子の平均粒子径:95nm、樹脂の重量平均分子量:9万〕50質量部を混合することにより、水性樹脂組成物を得た。
【0135】
前記で得られた水性樹脂組成物における(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径/非塩素系ポリプロピレン粒子の平均粒径の比の値は、3.4であった。
【0136】
実施例7
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水1053.0gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水249.2g、非反応性乳化剤〔第一工業製薬(株)製、商品名:ハイテノールNF-08〕の25%水溶液120g、メチルメタクリレート370.8g、2-エチルヘキシルアクリレート168.6g、スチレン30g、アクリル酸18g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート12g、アクリロニトリル12g、紫外線安定性モノマーとして1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルメタクリレート〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-82〕6gおよびメタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン〔信越化学工業(株)製、品番:KBM-503〕0.1gからなる滴下用プレエマルションを調製し、そのうちの30gをフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温した。前記で得られた滴下用プレエマルションのうちの9.5gと、5%過硫酸アンモニウム水溶液36gをフラスコ内に添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部を120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
【0137】
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で120分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過し、(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体を得た。
【0138】
前記で得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体における不揮発分の含有率は30質量%であり、当該(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体に含まれる(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径は210nmであった。(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度は30℃であり、重量平均分子量は30万であった。
【0139】
前記で得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体50質量部と非塩素系ポリプロピレン粒子の水分散体〔東洋紡(株)製、商品名:ハードレン(登録商標)NZ-1004、樹脂固形分含量:30質量%、粒子の平均粒子径:95nm、樹脂の重量平均分子量:7.5万〕50質量部を混合することにより、水性樹脂組成物を得た。
【0140】
前記で得られた水性樹脂組成物における(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径/非塩素系ポリプロピレン粒子の平均粒径の比の値は、2.2であった。
【0141】
実施例8
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水1053.0gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水249.2g、反応性乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-10〕の25%水溶液120g、メチルメタクリレート370.8g、2-エチルヘキシルアクリレート168.6g、スチレン30g、アクリル酸18g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート12g、アクリロニトリル12g、紫外線安定性モノマーとして1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルメタクリレート〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-82〕6gおよびメタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン〔信越化学工業(株)製、品番:KBM-503〕0.1gからなる滴下用プレエマルションを調製し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温した。前記で得られた滴下用プレエマルションのうちの9.5gと、5%過硫酸アンモニウム水溶液36gをフラスコ内に添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部を120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
【0142】
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で120分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過し、(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体を得た。
【0143】
前記で得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体における不揮発分の含有率は30質量%であり、当該(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体に含まれる(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径は210nmであった。(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度は30℃であり、重量平均分子量は30万であった。
【0144】
前記で得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体40質量部と非塩素系ポリプロピレン粒子の水分散体〔東洋紡(株)製、商品名:ハードレン(登録商標)NZ-1004、樹脂固形分含量:30質量%、粒子の平均粒子径:95nm、樹脂の重量平均分子量:7.5万〕60質量部を混合することにより、水性樹脂組成物を得た。
【0145】
前記で得られた水性樹脂組成物における(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径/非塩素系ポリプロピレン粒子の平均粒径の比の値は、2.2であった。
【0146】
実施例9
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水1053.0gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水249.2g、反応性乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-10〕の25%水溶液120g、メチルメタクリレート370.8g、2-エチルヘキシルアクリレート168.6g、スチレン30g、アクリル酸18g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート12g、アクリロニトリル12g、紫外線安定性モノマーとして1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルメタクリレート〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-82〕6gおよびメタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン〔信越化学工業(株)製、品番:KBM-503〕0.1gからなる滴下用プレエマルションを調製し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温した。前記で得られた滴下用プレエマルションのうちの9.5gと、5%過硫酸アンモニウム水溶液36gをフラスコ内に添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部を120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
【0147】
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で120分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過し、(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体を得た。
【0148】
前記で得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体における不揮発分の含有率は30質量%であり、当該(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体に含まれる(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径は210nmであった。(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度は30℃であり、重量平均分子量は30万であった。
【0149】
前記で得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体60質量部と非塩素系ポリプロピレン粒子の水分散体〔東洋紡(株)製、商品名:ハードレン(登録商標)NZ-1004、樹脂固形分含量:30質量%、粒子の平均粒子径:95nm、樹脂の重量平均分子量:7.5万〕40質量部を混合することにより、水性樹脂組成物を得た。
【0150】
前記で得られた水性樹脂組成物における(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径/非塩素系ポリプロピレン粒子の平均粒径の比の値は、2.2であった。
【0151】
比較例1
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水1053.0gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水249.2g、反応性乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-10〕の25%水溶液120g、メチルメタクリレート370.8g、2-エチルヘキシルアクリレート168.6g、スチレン30g、アクリル酸18g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート12g、アクリロニトリル12g、紫外線安定性モノマーとして1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルメタクリレート〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-82〕6gおよびメタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン〔信越化学工業(株)製、品番:KBM-503〕0.1gからなる滴下用プレエマルションを調製し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温した。前記で得られた滴下用プレエマルションのうちの47.5gと、5%過硫酸アンモニウム水溶液36gをフラスコ内に添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部を120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
【0152】
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で120分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過し、(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体を得た。
【0153】
前記で得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体における不揮発分の含有率は30質量%であり、当該(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体に含まれる(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径は60nmであった。(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度は30℃であり、重量平均分子量は20万であった。
【0154】
前記で得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体50質量部と非塩素系ポリプロピレン粒子の水分散体〔東洋紡(株)製、商品名:ハードレン(登録商標)NZ-1004、樹脂固形分含量:30質量%、粒子の平均粒子径:95nm、樹脂の重量平均分子量:7.5万〕50質量部を混合することにより、水性樹脂組成物を得た。
【0155】
前記で得られた水性樹脂組成物における(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径/非塩素系ポリプロピレン粒子の平均粒径の比の値は、0.6であった。
【0156】
比較例2
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水1053.0gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水249.2g、反応性乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-10〕の25%水溶液120g、メチルメタクリレート370.8g、2-エチルヘキシルアクリレート168.6g、スチレン30g、アクリル酸18g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート12g、アクリロニトリル12g、紫外線安定性モノマーとして1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルメタクリレート〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-82〕6gおよびメタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン〔信越化学工業(株)製、品番:KBM-503〕0.1gからなる滴下用プレエマルションを調製し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温した。前記で得られた滴下用プレエマルションのうちの47.5gと、5%過硫酸アンモニウム水溶液36gをフラスコ内に添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部を120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
【0157】
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で120分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過し、(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体を得た。
【0158】
前記で得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体における不揮発分の含有率は30質量%であり、当該(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体に含まれる(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径は60nmであった。(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度は30℃であり、重量平均分子量は20万であった。
【0159】
前記で得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体50質量部と非塩素系ポリプロピレン粒子の水分散体〔東洋紡(株)製、商品名:ハードレン(登録商標)NA-6600、樹脂固形分含量:30質量%、粒子の平均粒子径:95nm、樹脂の重量平均分子量:9万〕50質量部を混合することにより、水性樹脂組成物を得た。
【0160】
前記で得られた水性樹脂組成物における(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径/非塩素系ポリプロピレン粒子の平均粒径の比の値は、0.6であった。
【0161】
比較例3
非塩素系ポリプロピレン粒子の水分散体〔東洋紡(株)製、商品名:ハードレン(登録商標)NZ-1004、樹脂固形分含量:30質量%、粒子の平均粒子径:95nm、樹脂の重量平均分子量:7.5万〕を水性樹脂組成物として用いた。
【0162】
比較例4
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水1053.0gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水249.2g、反応性乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-10〕の25%水溶液120g、メチルメタクリレート370.8g、2-エチルヘキシルアクリレート168.6g、スチレン30g、アクリル酸18g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート12g、アクリロニトリル12g、紫外線安定性モノマーとして1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルメタクリレート〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-82〕6gおよびメタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン〔信越化学工業(株)製、品番:KBM-503〕0.1gからなる滴下用プレエマルションを調製し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温した。前記で得られた滴下用プレエマルションのうちの9.5gと、5%過硫酸アンモニウム水溶液36gをフラスコ内に添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部を120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
【0163】
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で120分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過し、(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体を得た。
【0164】
前記で得られた(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体における不揮発分の含有率は30質量%であり、当該(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体に含まれる(メタ)アクリル系樹脂粒子の平均粒子径は210nmであった。(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度は30℃であり、重量平均分子量は30万であった。この(メタ)アクリル系樹脂粒子の水分散体を水性樹脂組成物として用いた。
【0165】
次に、前記で得られた水性樹脂組成物の物性として、剥離強度および耐水付着性を以下の方法に基づいて評価した。その結果を表1に示す。
【0166】
〔剥離強度〕
(1)プライマーの調製
水性樹脂組成物100gに、成膜助剤としてジプロピレングリコールn-ブチルエーテル〔ダウ・ケミカル(Dow Chemical)社製、商品名:ダワノール(登録商標)DPnB)4gおよび濡れ剤〔日信化学工業(株)製、商品名:オルフィン(登録商標)EXP.4123〕1gを添加し、得られた混合物をホモディスパーで回転速度500回/minにて15分間撹拌することにより、プライマーを調製した。
【0167】
(2)評価用塗膜の作製
前記で得られたプライマーを表面が平滑で清浄化された縦10cm、横5cmの長方形状の自動車用ポリプロピレン板〔(株)スタンダードテストピース製〕の表面上に幅5mmのガムテープ〔ニチバン(株)製、商品名:布粘着テープ102N〕で枠を作りガラス棒で乾燥時の膜厚が100μmになるように塗工した。その後、塗装した塗料を室温が80℃のジェットオーブンで風速3m/secにて40分間乾燥させることにより、膜厚が100±20μmの乾燥塗膜が形成された試験板を作製した。
【0168】
(3)剥離強度の測定
前記で得られた試験板の乾燥塗膜面にガムテープ〔ニチバン(株)製、商品名:布粘着テープ102N〕を貼り付け、室温が23℃であり、相対湿度が65%である大気中に1日間静置した後、ガムテープの上から乾燥塗膜に10mm幅の切れ目を入れた。
【0169】
次に、卓上形精密万能試験機〔(株)島津製作所製、商品名:オートグラフAGS-100D〕を用いて引っ張り速度50mm/minの条件で試験板からガムテープを180度の方向に引っ張ったときの20mm間における剥離強度を3回測定したときの平均値を求めた後、その平均値を用いて幅1mあたりの剥離強度を求め、以下の評価基準に基づいて剥離強度を評価した。
【0170】
(評価基準)
◎:剥離強度が500N/m以上である。
○:剥離強度が400N/m以上、500N/m未満である。
△:剥離強度が300N/m以上、400N/m未満である。
×:剥離強度が200N/m以上、300N/m未満である。
××:剥離強度が200N/m未満である。
【0171】
〔耐水付着性〕
前記で得られたプライマーを表面が平滑で清浄化された縦10cm、横5cmの長方形状の自動車用ポリプロピレン板〔(株)スタンダードテストピース製〕、ABS樹脂板、ポリカーボネート板、アクリル樹脂板または自動車用鋼板の表面上にバーコーター(No.14)で塗工した後、形成された塗膜を室温が80℃のジェットオーブンで風速3m/secにて40分間乾燥させることにより、膜厚が10±2μmの乾燥塗膜が形成された試験板を作製した。
【0172】
前記で得られた試験板を50℃の温水中に7日間浸漬し、当該温水中から試験板を引き上げて乾燥させた後、JIS K5600-5-6に準拠して碁盤目試験を行なった。より具体的には、試験板の乾燥塗膜面に鋭利な刃物で2mm角の碁盤目の切込み25マス(縦:5マス、横:5マス)を作製した後、幅25mmのセロハン粘着テープ〔(株)ニチバン製、品番:CT-24〕を碁盤目に密着させた。
【0173】
セロハン粘着テープを碁盤目に密着させてから1分間以内にセロハン粘着テープを試験板からゆっくりと剥離させ、そのときに剥離したマス目を数え、以下の評価基準に基づいて耐水付着性を評価した。
【0174】
(評価基準)
◎:剥離したマス目の数が0~4個である。
○:剥離したマス目の数が5~9個である。
△:剥離したマス目の数が10~14個である。
×:剥離したマス目の数が15個以上である。
【0175】
なお、剥離強度および耐水付着性の評価において、×または××の評価を有するものは、不合格である。
【0176】
【0177】
表1に示された結果から、各実施例で得られた水性樹脂組成物は、剥離強度が高く、耐水付着性に優れており、なかでもポリプロピレン(ポリオレフィン)板に対する耐水付着性に優れていることから、例えば、自動車部品、家庭用電化製品、雑貨などに使用されているオレフィン系樹脂基材などに好適に使用することができる。
【0178】
また、各実施例で得られた水性樹脂組成物は、オレフィン系樹脂基材のみならず、ABS樹脂板、ポリカーボネート板、アクリル樹脂板および自動車用鋼板に対しても剥離強度が高く、耐水付着性に優れていることから、種々の用途に使用することができることがわかる。