●サンヨー･プロダクト･トピックス● 環境対応型塗料の市場増に応えさらなる性能向上を実現する水系塗料用ウレタン樹脂エマルション『ユーコート UX - 485 485』』外壁の塗装に大気環境に対する意識の高まりを受け、法規制などによるＶＯＣ︵揮発性有機化合物︶低減が世界的な流れになるにしたがって塗料分野でも脱溶剤化が進んできました。これまで主流だった有機溶剤系塗料は、樹脂をトルエンなどの溶剤に溶かしたもので、溶剤が蒸発︵乾燥︶することで樹脂が塗膜になるというメカニズムでしたが、有機溶剤に代えて水を媒体として用いる水系塗料︵エマルション塗料︶や媒体をまったく用いない粉体塗料、紫外線硬化塗料などの開発が進められ実用化されてきました。特に水系塗料は従来の溶剤系塗料と同様の設備で取り扱える場合もあり、建築用途、自動車用途を中心に大きな伸びを示しています。水系塗料は水、バインダー樹脂、顔料、その他架橋剤、粘性調整剤、助溶剤などの添加剤を主な構成材料としていますが、今回はこの水系塗料の機能を向上させるウレタン樹脂エマルションを紹介します。ウレタン樹脂エマルションは、直径数十∼数百㌨㍍のウレタン樹脂粒子を水中に安定的に乳化分散したものです。水系塗料水系塗料のバインダー樹脂としては、主にアクリル樹脂エマルションが用いられますが、アクリル樹脂だけでは塗膜の可とう性や下地 9 2014 秋 No.486 ■アクリル樹脂とウレタン樹脂の相溶性の影響ウレタン樹脂アクリル樹脂との密着性が不足しがちという欠点があります。塗膜の可とう性が不足すると温度変化などで下地が伸縮してひび割れが発生したり、下地との密着性が不十分だと塗膜が剥がれたり浮いたりします。そこで添加されるのがウレタン樹脂エマルションで、塗膜に可とう性を付与し、下地との密着性向上といった高機能化を可能にします。このためバインダー樹脂としてアクリル樹脂エマルションとウレタン樹脂エマルションを併用した水系塗料が種々の塗装用途で使用されています。一方、アクリル樹脂とウレタン樹脂との相溶性が悪いと、乾燥塗膜中で相分離を起こしてしまい、光沢などの外観低下、耐候性などの塗膜性能の低下を引き起こします。三洋化成の水系塗料用ウレタン樹脂エマルション﹃ユーコートＵＸ４ - ８５﹄は、アクリル樹脂エマルションとの相溶性に優れており、光沢などの塗膜外観や耐候性の低下が起こらないため、経年劣化が低減し塗膜寿命が保持されます。さらに塗膜には可とう性や密着性といったウレタン樹脂の特性も生かされています。ウレタン樹脂エマルションの広い用途ウレタン樹脂エマルションは、先に述べた塗料用途以外にもインキ、化粧合板や木工などの接着剤用途、さらに合成皮革や顔料を織三洋化成ニュース 10 ドメイン径：∼ 0.1μm ウレタン樹脂の凝集が発生していないドメイン径：∼ 0.5μm ウレタン樹脂の凝集が発生➡外観（光沢）、密着性、耐候性等の悪化ユーコート UX-485 乾燥従来のウレタン樹脂アクリル樹脂／ウレタン樹脂（ 9／1）の乾燥塗膜の TEM 写真（黒色部がウレタン樹脂） ■アクリル樹脂とウレタン樹脂併用系塗膜の耐候性（光沢保持率） 100 90 光沢保持率 (％) 80 70 ユーコート UX-485（10 質量％配合）従来のウレタン樹脂（10質量％配合） 60 アクリル樹脂単独 50 0 100 200 経過時間（h） 300 400 〈光沢保持率の測定方法〉促進耐候試験機（アイスパー UV テスター、光源：メタルハライﾄﾞランプ、照射強度：75mW/cm2） 73℃・50%RH×4hｒ⇔38℃・95%RH×4hr を繰返して、60°光沢の初期値からの保持率を光沢保持率とした ■当社ウレタン樹脂エマルションの製品例ユーコートUX-485 ユーコートUWS -145 パーマリンUA-368T パーマリンUA-200 ユープレンUXA-307 ポリオールの種類ポリカーボネート系親水基の種類カルボン酸カルボン酸トリエチルアミン塩トリエチルアミン塩性状物性主用途品名ポリエステル系ポリカーボネート系ポリエーテル系ポリエステル系カルボン酸トリエチルアミン塩カルボン酸トリエチルアミン塩スルホン酸ナトリウム塩 40 不揮発分（％ ) 40 35 50 30 粘度（mPa･s) 70 300 250 300 50 120 20 210 70 200 100％ Mod. （MPa) 14 13 3 2 11 300％ Mod. （MPa) − 14 − 4 12 粒子径（nm) 破断強度（MPa) 破断伸度（％ ) 塗料 25 21 42 23 31 250 400 420 710 660 ◎ ⃝ ⃝ ⃝ 接着 ⃝ 繊維 ◎ ◎ ◎ ◎：非常に適している、⃝：適している編布に固着させて色柄を付与する顔料捺染のバインダー、ガラス繊維集束剤、ウール布の防縮加工剤などの繊維用途にも幅広く用いられています。三洋化成には、ポリイソシアネートとポリオールとの反応生成物であるウレタン樹脂に関する長年の技術の蓄積があります。特にポリオールは多くの種類を有し、これまでウレタン樹脂に関する各種の要求に応えてきました。またエマルションとして水に乳化分散させる方法としては、界面活性剤を乳化剤として使用する強制乳化型と、ウレタン樹脂中に親水基を導入する自己乳化型がありますが、乾燥後に界面活性剤がブリードアウトして物性低下が発生しない自己乳化型が主流になっています。三洋化成は、このエマルション技術に関しても豊富な技術力をベースに、これまで上記の表のように﹃ユーコート﹄﹃パーマリン﹄各シリーズなど各種エマルションを開発、上市してきました。法規制などによるＶＯＣ削減がさらに進むにしたがい、これに対応するため各分野でウレタン樹脂エマルションの需要はますます高まっています。三洋化成は、これからも地球環境に配慮した製品であるウレタン樹脂エマルションに、よりいっそうの高機能を付加し、各種用途に適した製品開発に注力していきます。 2014 秋 No.486 11