JP2008184460A

JP2008184460A - スプレー塗布用組成物およびスプレー塗布方法

Info

Publication number: JP2008184460A
Application number: JP2007021399A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Hirukawa; 敏郎蛭川
Original assignee: Toagosei Co Ltd
Current assignee: Toagosei Co Ltd
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-08-14

Abstract

【課題】
本発明は、無機系粉末を含む分散液をスプレー塗布する際、ノズルオリフィスおよびストレーナーでの目詰まりが発生しづらく、吐出量を安定化させることができる優れた組成物及び、この組成物を用いたスプレー塗布方法を提供することである。
【解決手段】
本発明者が鋭意検討した結果、機能性粉末を分散媒に分散させた組成物に保水剤を配合することによりノズルオリフィスおよびストレーナーでの目詰まりが発生しづらく、優れたノズル通液性を付与することができることを見出し本発明を完成させたものである。即ち、本発明は、平均粒子径が０．１〜１００μmの無機系粉末と分散媒と保水剤とを含有することを特徴とするスプレー塗布用組成物であり、このスプレー塗布用組成物を用いてスプレー塗布する方法である。
【選択図】なし

Description

本発明は、平均粒子径が０．１〜１００μmの無機系粉末と分散媒とを含有する分散液を用いてスプレー塗布する際、スプレーのノズルオリフィスおよびストレーナーでの目詰まりが発生しづらく、ノズルからの吐出量が安定するスプレー塗布液の組成および、塗布方法に関する。

機能性粉末を紙、布、フェルト、フィルム等にコーティングして、被コーティング物に機能性を付与し差別化を図る取組みが盛んに行なわれている。コーティング方法には色々あるが機能性粉末を接着樹脂と共に水等の分散媒に分散させ、この分散液をスプレーで噴霧する方法がある。一般的に粉末を含有する分散液をスプレー塗布する際、分散液中の粉末の分散性が悪化したり、あるいは粉末の粒子径が大きい場合ノズルオリフィスおよびストレーナーでの目詰まりが発生しやすい。そのため分散液中の粉体の分散性を向上させたり、粉体の粒子径を微粒子化することは目詰まりを防止する上で有効な手段である。しかし、これらの手段を用いても、ノズルオリフィスおよびストレーナーでの目詰まりが解消されない場合がある。

ノズルオリフィスへの目詰まりを改善する検討は、次のような方法が以前より行なわれている。インクジェットプリンタ用のインクがプリンターノズルオリフィスへの目詰まりを防止するため吸湿性のある脂肪族多価アルコール類、脂肪族多価アルコール類のアルキルエーテル誘導体、脂肪族多価アルコール類のアセテート誘導体類をインクに添加することが示されている（例えば、特許文献１参照）

また、セルロース微粒子と液状分散媒を含有するスプレー用組成物に、更に脱臭剤、抗菌剤、保湿剤を含有するのを添加したスプレー用組成物が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

また、抗菌性金属でイオン交換したゼオライトとシリコーンパウダーを含有するエアゾール型の防臭剤組成物が開示され、この防臭剤組成物を人体にスプレーした時に人体への定着性を上げる為に多価アルコール等を含有することができるとの記述がある（例えば、特許文献３参照）。
○先行文献
特公昭６３−２９９６号公報（特許請求の範囲）特開２００３−７３２２９号公報（特許請求の範囲）特開２００４−６７６２３号公報（特許請求の範囲）

本発明は、無機系粉末を含む分散液をスプレー塗布する際、ノズルオリフィスおよびストレーナーでの目詰まりが発生しづらく、吐出量を安定化させることができる優れた組成物及び、この組成物を用いたスプレー塗布方法を提供することである。

本発明者が鋭意検討した結果、機能性粉末を分散媒に分散させた組成物に保水剤を配合することによりノズルオリフィスおよびストレーナーでの目詰まりが発生しづらく、優れたノズル通液性を付与することができることを見出し本発明を完成させたものである。即ち、本発明は、
（１）平均粒子径が０．１〜１００μmの無機系粉末と分散媒と保水剤とを含有することを特徴とするスプレー塗布用組成物であり、
（２）保水剤が多価アルコール系化合物および／または尿素である前記（１）記載のスプレー塗布用組成物であり、
（３）無機系粉末が消臭性または抗菌性を有する物である前記（１）または前記（２）に記載のスプレー塗布用組成物であり、
（４）前記（１）〜（３）のいずれか１つに記載のスプレー塗布用組成物を用いてスプレー塗布する方法である。

本発明のスプレー塗布用組成物を用いてスプレー塗布すると、スプレーオリフィスおよびストレーナーでの目詰まりが発生しづらく、長時間にわたって吐出量が安定化する。このため被スプレー物には安定して均一な塗布が可能であり、また、ノズル閉塞を解消するための作業が必要なく作業の効率化が図れる。

以下本発明を詳細に説明する。
○無機系粉末
本発明における無機系粉末は平均粒径が０．１〜１００μmであれば公知の化合物はいずれも適用できる。例えば、無機系粉末がもつ機能により分類すると、消臭、抗菌、防カビ、及び防藻等の機能をもったものが挙げられる。またこれらの無機系粉末が複合していても良い。この複合とは、例えば消臭機能を有する無機系粉末と抗菌機能を有する無機系粉末との混合物であるもの、消臭機能と抗菌機能とを有する無機系粉末であるものをいう。消臭機能をもった無機系粉末の具体例としては、シリカゲル、酸化亜鉛、リン酸ジルコニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、ゼオライト、セピオライト、及び活性白土等が挙げられる。また、抗菌機能をもった無機系粉末の具体例としては、銀ゼオライト、銀リン酸ジルコニウム、及び酸化亜鉛等があげられる。

本発明における無機系粉末の平均粒径は０．１〜１００μmが適用でき、更に好ましくは０．１超〜８０μｍであり、特に好ましくは０．２〜３０μｍである。平均粒径が０．１μｍ以下であれば、本発明のように保水剤を併用しなくてもノズルオリフィスおよびストレーナーの目詰まりが起こりにくく良好な加工性を得られることがある。また粒径１００μｍ以上であると、保水剤を併用してもノズルオリフィスおよびストレーナーの目詰まりを解消することが困難であることがあるため好ましくない。また、本発明に用いる無機系粉末は無機化合物に有機物を担持したり、表面処理を施したりしているものも含まれる。なお、粒子径はレーザ回折／散乱式粒子径分布測定装置にて測定したものである。

○保水剤
本発明における保水剤は保水性を有するものであれば特に制限はないが、ポプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、キシリトール、ｄ−ソルビトール等の多価アルコール系化合物、及び尿素等が例示でき、ポリエチレングリコール、尿素がノズルオリフィスおよびストレーナーへの目詰まりの発生を抑制する効果が高いためより好ましく、ポリエチレングリコールがその効果が高いため特に好ましい。なお、ポリエチレングリコールは種々の平均分子量のものがあるが、平均分子量が１５０〜５０００のものが目詰まり抑制効果が高いため好ましく、より好ましくは平均分子量が１９４〜１０００のものである。当該保水剤を配合する場合、この配合割合は、無機系粉末の固形分１００重量部に対して０．０１〜１０重量部が好ましく、より好ましくは０．１〜５重量部である。保水剤の配合割合が０．０１重量部より少ないと目詰まりの抑制効果が十分ではなく、また、１０重量部より多くても目詰まり抑制効果は配合量に応じて向上せず、逆にスプレー塗布された表面の乾燥性が悪くなったり、乾燥後に表面がべたついたりすることがあるため好ましくない。

○分散媒
本発明における分散媒は、水溶性、親水性を有するものであれば制限なく用いることができる。この具体的にはプロトン性溶媒としては水、アルコールが挙げられる。また、非プロトン性溶媒としてはジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルフォキシド、テトラヒドロフラン、アセトンなどが挙げられる。これらを単独で用いても複数混合させても良い。当該分散媒としては、水および／またはアルコールが好ましく、より好ましくは水である。

○その他の配合物
本発明のスプレー塗布用組成物には、必要に応じて接着用樹脂、分散剤、界面活性剤、消泡剤、防腐剤、粘度調整剤等を添加することも可能である。

本発明で使用する分散剤に特に制限はないが、アルケニルコハク酸塩，アルキルベンゼンスルホン酸塩，アルキルナフタレンスルホン酸塩，アルキル硫酸エステル塩，高級アルコール硫酸エステル塩，ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩，ジアルキルスルホサクシネート塩，アルキルリン酸エステル塩，リン酸エステル系共重合体，ポリカルボン酸型高分子界面活性剤などのアニオン性界面活性剤、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ルエーテル，有機変性オルガノポリシロキサンなどのノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、第四アンモニウム塩などのカチオン性界面活性剤、アルキルベタイン，アミドベタインなどのベタイン型両性界面活性剤、ピロリン酸塩、トリポリリン酸塩、トリエタノ−ネアミンなどのポリアミンなどが例示できる。

当該分散剤は、酸性官能基を有する分散剤がよく、界面活性効果を有しても良い。この分散剤は複数使用してもよく、本発明の消臭剤を分散媒に分散できるものであれば限定するものではない。酸性官能基を有する分散剤に、非イオン形の分散剤を使用しても良い。

当該分散剤は、酸性官能基を含む共重合体を含むものがより好ましい。当該基本骨格はエステル連鎖、ビニル連鎖、アクリル連鎖、エーテル連鎖及びウレタン連鎖等で構成されているものが例示でき、これら分子中の水素原子の一部がハロゲン原子で置換されていてもよい。これらの中でもアクリル樹脂、ポリエステル樹脂及びアルキド樹脂が好ましく、特にアクリル樹脂とポリエステル樹脂が好適である。当該酸性官能基としては、カルボキシル基、スルホン基およびリン酸基などが例示され、なかでもリン酸基が好ましい。

本発明における酸性官能基を有する分散剤の酸価は、５〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、３０〜１３０ｍｇＫＯＨ／ｇが特に好ましい。酸価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であると消臭剤粒子表面への吸着力が不足することがあるため分散安定性が低下するので好ましくない。また酸価が１５０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると消臭剤粒子の表面に吸着した分散剤の立体的反発層の比率が少なくなり、十分な消臭剤粒子の分散安定性が得られないことがある。当該酸性官能基は、樹脂の分子中に全くランダムに配置されていてもよいが、ブロック又はグラフト構造により、酸性官能基が分子中の末端部分に配置されているものが消臭剤粒子が吸着したときに溶媒和による消臭剤粒子の分散安定化構造をとり易いため好ましい。当該カウンターカチオンとしては、アルカリ金属塩、アンモニウム塩およびアミン塩などが例示でき、特にアルキルアンモニウム塩が好適である。

当該酸性官能基を有する分散剤の好ましい重量平均分子量は８００〜１００，０００の範囲で、より好ましくは８００〜１０，０００である。分子量が８００未満では分散効果が低下する場合があり、また１００，０００を上回ると凝集作用や粘度上昇が起こる恐れがあるため好ましくない。

本発明の消臭分散液における分散剤の添加量は、無機粉体１００重量部に対して、０．１〜１５重量部が好ましく、更に好ましくは０．５〜１２重量部であり、特に好ましくは１〜１０重量部である。当該分散剤の添加量が０．１重量部より少ないと、分散性が十分でなく再凝集しやすいことがあり好ましくない。また、当該分散剤の添加量が１５重量部より多いと過剰な分散剤の影響で分散性が低下したり、または消臭性が低下することがあるので好ましくない。

酸性官能基を有する分散剤の具体例として、ＢＹＫ−Ｃｈｅｍｉｅ社製のＤｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１７０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８０および１９０など、ＳＥＲＶＯＤＥＬＤＥＮＢＶ社製のＳＥＲ−ＡＤＦＡ１９２など、ゼネカカラーズ製のソルスパース３０００、９０００、１３２４０、１３９４０、１７０００、１７２４０、１７９４０、２１０００、２４０００、２６０００および２７０００など、共栄社化学株式会社製のフローレンＧ−７００、味の素株式会社製のアジスパーＰＡ１１１などを挙げることができる。

本発明のスプレー塗布用組成物には、アクリル酸系やウレタン系などの繊維、不織布、シート等の表面処理に通常使用されているバインダー樹脂を混合することもできる。このとき、バインダー樹脂と分散液中の消臭剤固形分との合計は、分散液の５〜５０重量％が好ましい。また、当該分散液における消臭剤固形分とバインダー樹脂との混合比は、消臭剤固形分１００重量部に対し、バインダー樹脂固形分が１０〜３００重量部が好ましい。バインダー樹脂固形分が１０重量部未満であると、繊維、不織布、シート等に消臭分散液を添着させる際、固着力が十分ではないため、消臭剤が脱落し消臭性能が低下することがあるため好ましくない。また、バインダー樹脂固形分が３００重量部を超えると、繊維、不織布、シート等に加工した際に、消臭剤が樹脂で覆われ消臭性能が十分発現しないため好ましくない。

○スプレー塗布方法
本発明のスプレー塗布用組成物をスプレー塗布する方法としては、公知の方法が適用できる。例えばノズルの種類は１流体ノズルおよび２流体ノズルのいずれも適用することが可能であり、ノズル形状は吐出量、噴霧パターンにより色々なものがあるが、いずれも適用可能である。

○用途
本発明のスプレー塗布用組成物を用いる方法によるスプレー塗布は、無機系粉末をコーティングするあらゆる分野で利用可能であり、例えば、衣類、肌着、ストッキング、靴下、布団、布団カバー、座布団、毛布、じゅうたん、カーテン、ソファー、カバー、シート、カーフロアー材、及びカーシート等を始めとして、多くの繊維製品に使用できる。繊維以外でも無機系粉末をスプレー塗工するような用途、例えば、壁紙、建物の内壁、外壁、鉄道車両の内壁、各種樹脂成形品、木片等への添着への応用も可能である。

○実施態様
平均粒子径が０．１〜１００μmの無機系粉末、分散媒、保水剤、バインダー、および分散剤とを含有することを特徴とするスプレー塗布用組成物。

＜実施例＞
以下、本発明のスプレー塗布用組成物について実施例を用い更に具体的に説明する。

精製水１００重量部に対して抗菌剤ノバロンＡＧ３００（東亞合成(株)製、平均粒子径：約１．０μm）を１０重量部、ウレタン系バインダー（ＫＢ−３０００、東亞合成（株）製）を８重量部、分散剤Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８０（リン酸基を含むブロック共重合体のアルキルアンモニウム塩、酸価９４ｍｇＫＯＨ／ｇ、アミン価９４ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均分子量１０００、ＢＹＫ−Ｃｈｅｍｉｅ社製）を０．３重量部および保水剤としてポリエチレングリコール４００（和光純薬工業株式会社製、平均分子量４００）を０．２重量部添加して、サンドミルにて１０００ｒｐｍ、２０分間攪拌し、分散液Ａを得た。

抗菌剤ノバロンＡＧ３００に代わり消臭剤ケスモンＮＳ−１０（東亞合成(株)製、平均粒子径：約１．０μm）を用いた以外は実施例１と同様に操作し、分散液Ｂを作製した。

保水剤としてポリエチレングリコール４００に代わり尿素を用いた以外は実施例１と同様に操作し、分散液Ｃを作製した。

保水剤としてポリエチレングリコール４００に代わり尿素を用いた以外は実施例２と同様に操作し、分散液Ｄを作製した。

保水剤としてポリエチレングリコール４００に代わりポリエチレングリコール２０００（和光純薬工業株式会社製、平均分子量２，０００）を用いた以外は実施例１と同様に操作し、分散液Ｅを作製した。

保水剤としてポリエチレングリコール４００に代わりポリエチレングリコール２０００（和光純薬工業株式会社製、平均分子量２０００）を用いた以外は実施例２と同様に操作し、分散液Ｆを作製した。

＜比較例１＞
ポリエチレングリコール４００に代わり精製水を用いた以外は実施例１と同様に操作し、比較用分散液ａを得た。

＜比較例２＞
ポリエチレングリコール４００に代わり精製水を用いた以外は実施例２と同様に操作し、比較用分散液ｂを得た。

＜比較例３＞
保水剤としてポリエチレングリコール４００に代わりポリエチレングリコール６０００（和光純薬工業株式会社製、平均分子量７３００〜９３００）を用いた以外は実施例１と同様に操作し、比較用分散液ｃを作製した。

＜比較例４＞
保水剤としてポリエチレングリコール４００に代わりポリエチレングリコール６０００（和光純薬工業株式会社製、平均分子量７３００〜９３００）を用いた以外は実施例２と同様に操作し、比較用分散液ｄを作製した。

○ノズル通液性の評価
分散液Ａ２００ｇをステンレス容器に入れ、内圧０．１ＭＰａに加圧し、１流体ノズル（ユニジェットＴＧフルコーン流量サイズ０．３スプレーイングシステムスジャパン(株)製）から噴霧した。全量を噴霧した後、再度２００ｇの分散液Ａをステンレス容器に投入し同様に噴霧操作を行った。この操作を繰り返し合計５回行い、それぞれの試行毎に噴霧時間を測定した。その他の分散液Ｂ〜Ｆ、比較用分散液ａ〜ｄについても同様に操作し、噴霧時間を測定した。それらの結果を表１に示した。

上記の結果より、本発明のスプレー塗布用組成物はノズルからの吐出量が安定しており、優れたノズル通液性を示すことがわかる。

本発明のスプレー塗布用組成物を用いることにより、無機系粉末を含有した分散液でも安定してスプレー塗布が可能となることから、各種機能を高性能に有する繊維、生地や紙等を効率よく製造することができる。

Claims

平均粒子径が０．１〜１００μmの無機系粉末と分散媒と保水剤とを含有することを特徴とするスプレー塗布用組成物。
保水剤が多価アルコール系化合物および／または尿素である請求項１記載のスプレー塗布用組成物。
無機系粉末が消臭性または抗菌性を有する物である請求項１または２に記載のスプレー塗布用組成物。
請求項１〜３のいずれか１つに記載のスプレー塗布用組成物を用いてスプレー塗布する方法。