JP2005068283A - 塗材組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 シリカ系発泡体を水性樹脂エマルジョン中に常に均一状態に分散せしめて適度のチクソ性や流動性を一定に保持せしめ、吹付け塗装のみならずロ−ラ−塗り、ハケ塗り、コテのばしを常に容易に行うことが出来る塗材組成物を提供するものである。
【解決手段】 本発明は、シリカ系発泡体と、シラノ−ル基を有するシリカ水分散体と
、水性樹脂エマルジョンとから構成されている。そして、上記シリカ系発泡体はシラスバル−ンまたは／およびガラスバル−ンである。また、シラノ−ル基を有するシリカ水分散体中のシリカ成分は平板状シリカであり、かかるシリカ成分はシリカ系発泡体に対して固形分で３重量％〜３０重量％である。

Description

本発明は塗材組成物に関し、さらに詳細には、建築物の屋根、外壁、あるいは内壁等に塗装して保護せしめる、シリカ系発泡体含有の調合型塗材組成物に関する。

従来より、シリカ系発泡体、例えば、シラスバル−ンとしては、特開平７−２４２９９号公報に記載されているように、シラスを急速加熱処理せしめて２０μｍ以下の中空球状に生成せしめたものが知られている。なお、上記シラスバル−ンを生成せしめるシラスは
、天然のガラス質よりなり、一般にアルミノシリケ−トと俗称され、鹿児島県の白洲台地など南九州に広く分布する白色粗鬆な火山噴出物、及びそれに由来する二次堆積物を総称するものである。

ところで、上記シラスバル−ンを含有せしめた塗材組成物としては、特開平６−１００７９６号公報に記載されているように、特定の合成エマルジョン樹脂液にシラスバル−ンを白セメント及び珪砂と共に混合せしめたものが知られている。

しかしながら、上記シラスバル−ンは、軽量性、断熱性、耐熱性、吸遮音性、安全性、安価性等の点において優れた特性を有する反面、比重が０．４以下と非常に小さいため、合成エマルジョン樹脂液に配合せしめたさいには、液面近くに浮上分離しやすく、また、シラスバル−ン中に含まれる欠損バル−ン（通常約２０％）は逆に沈降分離し、シラスバル−ン自体の非親和性とも相まって均一状態に分散保持せしめることが出来ないものである。また、部分欠損バル−ン内部への水の浸入による分散系の外観変化（粘度アップや固化）、あるいは、チキソ性による塗装作業の困難性を惹起せしめるものである。このため
、塗装時には常時撹拌してシラスバル−ンを合成エマルジョン樹脂液中に均一に分散せしめる必要があるが、かかる撹拌により新たにシラスバル−ンの破壊の進行を生起せしめるものとなり、安価な天然物たるシラスバル−ンにも拘らず使用上の制約の多さと天然物特有の色相の安定性の面においても問題があり、実用性に乏しいものである。
特開平７−２４２９９号公報 特開平６−１００７９６号公報

上記従来例は、上述の如く特定の合成樹脂エマルジョン樹脂液にシラスバル−ンを水硬性の白セメントなどと共に混合せしめるものであるから、シラスバル−ンを常に均一状態に保持せしめる調合型塗工材ではなく、現場にて混合せしめつつ数時間で使用に供する樹脂モルタル塗工材にすぎないものである。しかも、シラスバル−ン自体の欠損などに起因する問題解決を図るべく系の粘度を高くしたり、あるいは添加改質材を多量に使用した場合においても、吹付け塗装はともかく、ロ−ラ−塗り、ハケ塗り、コテのばし等には到底適用せしめることが出来ないものである。また、適用可能な吹付け塗装においても、飛散の問題や場所により制約を受けることが多く、ひいては、施工不能の場合や養生設備の問題があるものである。

本発明は従来からのシラスバル−ン含有の塗工材の問題点を解決しようとするもので、シリカ系発泡体と、シラノ−ル基を有するシリカ水分散体と、水性樹脂エマルジョンとからなることを特徴とする、塗材組成物を要旨とするものである。

そして、請求項１記載の塗材組成物において、シリカ系発泡体はシラスバル−ンまたは／およびガラスバル−ンである。また、シラノ−ル基を有するシリカ水分散体中のシリカ成分は平板状シリカであり、かかるシリカ成分はシリカ系発泡体に対して固形分で３重量％〜３０重量％である。

本発明の塗材組成物は上述のように構成されているから、水分散シリカのシラノ−ル基による水素結合の強い相互作用によりシリカ系発泡体を水分散体中に分散捕捉せしめると共に、シリカどうしの親和力とも相まって水性樹脂エマルジョン中に常に均一状態に分散せしめて適度のチクソ性や流動性を常に一定に保持せしめることが出来るものである。このため、従来例のように均一分散のための攪拌をすることなく吹付け塗装を行うことが出来るのみならず、チクソ性によりロ−ラ−塗り、ハケ塗り、あるいはコテのばしを常に容易に行うことが出来るものである。

本発明におけるシリカ系発泡体としては、シラスバル−ン、ガラスバル−ンを用い、これらの１種を単独で、または２種配合して用いる。上記シラスバル−ンは、シラス等の火山性ガラス質堆積物を熱処理することによって得られる球形中空状ガラス質微粒であり、平均粒子径が１０〜２００μｍであれば特に限定されず、公知の各種シラスバル−ンを用いることが出来るが、５０〜１２０μｍであるのが好ましい。具体的には、鹿児島県産シラスを原料とする有限会社ライブ製ＳＢ−５０１１，ＳＢ−５０２１を好適に用いることが出来る。また、ガラスバル−ンは平均粒子径１０〜２００μｍのガラス中空体であれば特に限定されず、公知の各種ガラスバル−ンを用いることが出来るが、５〜１２０μｍであるのが好ましい。具体的には東海工業株式会社製のセルスタ−（登録商標）Ｚ−２０を好適に用いることが出来る。

シラノ−ル基を有するシリカ水分散体中のシリカとしては、平板状シリカを用いることが出来るが、好ましくは自己造膜性、配向性、隠蔽性などの特性に優れ、しかも、表面に化学修飾が可能な反応性の高いシラノ−ル基を有する低結晶性の鱗片状シリカを好適に使用する。そして、上記鱗片状シリカは、粉末Ｘ線回析分析法により測定した結晶型遊離珪酸の測定値が１０％未満、好ましくは５％未満と極めて僅かな低結晶性の鱗片板状を呈し
、その厚さが０．００５〜０．５μｍ、好ましくは０．０２〜０．３μｍであり、厚さに対する鱗片板状の最長長さの比（アスペクト比）が少くとも１０、好ましくは３０以上、厚さに対する鱗片状板の最小長さの比が３以上、好ましくは１０以上であり、また、ＩＲスペクトルの３６００〜３７００、３４００〜３５００ｃｍ−^１にはそれぞれ一つの吸収帯をもつ反応性の高いシラノ−ル基を有している。なお、かかる鱗片状シリカは、特開平１１−２９３１７号公報や特開２００１−１６３６１３号公報に記載されているように、珪酸アルカリ水溶液を脱アルカリして得られるシリカゾルを出発物質とし、これをオ−トクレ−ブなどの加熱圧力容器中で加熱して水熱処理を行なうことにより生成せしめるとよい。また、シリカの分散媒としては、水；メタノ−ル、エタノ−ル、イソプロパノ−ル、ｎ−ブタノ−ル、２−メチルプロパノ−ル、エチレングリコ−ルなどの低級アルコ−ル類
；メチルセロソルブ、エチルセロソルブなどのセロソルブ類；ジメチルアセトアミド、トルエン、キシレンアセトンなどを用いるとよい。そして、かかるシラノ−ル基を有する水分散体中のシリカ成分は、上記シリカ系発泡体に対して３〜３０重量％、好ましくは１．５〜１５重量％である、かかるシリカの量が３重量％以下の場合には所望の効果が期待出来ないものである。また、３０重量％を越える場合には一定の効果を得ることが出来るが、高価格となるのみならず、逆にシラス効果の低下を招来せしめるものである。

なお、シラノ−ル基を有するシリカ水分散体は、シリカ系発泡体を後記する水性樹脂エマルジョン中に均一状態に分散保持せしめる。かかる分散保持のメカニズムについては必ずしも明らかではないが、シリカのシラノ−ル基は水素結合の非常に強い相互作用を有するため、中空微粒状のシリカ系発泡体を捕捉せしめると共に、シリカどうしの親和力によってシラスバル−ンの表面に絡まり、水性樹脂エマルジョン中に均一に分散せしめて流動性を常に一定に保持せしめることが出来るものと推測される。

水性樹脂エマルジョンとしては、例えばアクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ｎ
・ブチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸２エチルヘキシル
、アクリル酸ｎ・プロピル、メタクリル酸ｎ・ブチル、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸ｎ・プロピル、スチレン、メタクリル酸メチル、メタクリル酸、無水マレイン酸、イタコン酸、アクリル酸アミド、メタクリル酸エチル、エチレン、ブタジエンなどより選ばれた不飽和単量体の１種又は２種以上を乳化重合させて得られるホモ重合体又は共重合体のエマルジョン、さらにはこれらの重合体エマルジョンの２種以上の混合物が用いられる。また、水性エポキシエマルジョンのような硬化性樹脂の水性エマルジョンも使用することができる。更に、ウレタンエマルジョン、ウレタン水溶液、シリコンエマルジョンも使用することができる。これらの水性樹脂エマルジョンは、住友化学工業株式会社製のスミカフレックス（登録商標）Ｓ−４０１・Ｓ−４２０、旭化成工業株式会社製のポリトロン（登録商標）Ｚ−２２０Ｇ、Ｚ−３３０等の商品名で市販されている。

なお、上記のスミカフレックス（登録商標）Ｓ−４００、ポリトロン（登録商標）Ｚ−２２０Ｇはアクリル酸エステル−スチレン共重合体樹脂の水性エマルジョンである。そして、かかる水性樹脂エマルジョンのＴｇは５℃以下が好ましく、好適には０〜−３０℃である。また、これらの水性樹脂エマルジョンは、シリカ系発泡体に対して固形分で好ましくは１２０〜６００重量％の割合で配合するとよい。かかる配合割合が多すぎると軽量性
、断熱性等が不十分となるのみならず、水性樹脂エマルジョンの性能が中心となり、他のフィラ−の配合等が必要となる。また、配合割合が少なすぎると塗膜の耐久性が悪くなる
。

なお、シラスバル−ンに対して水性樹脂エマルジョンの比率が比較的少ない場合には、粒子の大きいシラスバル−ンを多用するとよい。

その他、本発明の塗材組成物には必要に応じて ポリマ−中空粒子、各種無機フィラ−
、粘性調整材、可塑剤、造膜助剤、着色材、防腐剤、界面活性剤、分散剤、湿潤剤等を配合せしめるとよい。

以下に、本発明の一実施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。

実施例１〜４、比較例１〜３
表１に示す配合割合に基づいて配合し、塗材組成物を調製した。これについて、粘度を測定すると共に、２日後及び３０日後におけるシラスバル−ン・ガラスバル−ンの分散状態を外観より目視し、下記の基準により評価し、その結果を表１に併せて示す。

○：均一分散
△：上下層に分離
×：固化
また、調製した塗材組成物につき、吹付け塗装およびロ−ラ−塗りを行い、そのスプレ−性、ロ−ラ−性について調べ、下記の基準により評価し、その結果を表１に併せて示す
。

○：良好
×：不良
表１から明らかな通り、シラノ−ル基含有のシリカ水分散液を併用せしめているから、長時間放置した場合においても外観変化がないのみならず、スプレ−適性やロ−ラ適性に優れていることが理解できる。

Claims (4)

1. シリカ系発泡体と、シラノ−ル基を有するシリカ水分散体と、水性樹脂エマルジョンとからなることを特徴とする、塗材組成物。
2. シリカ系発泡体がシラスバル−ンまたは／およびガラスバル−ンであることを特徴とする、請求項１記載の塗材組成物。
3. シラノ−ル基を有するシリカ水分散体中のシリカ成分が平板状シリカであることを特徴とする、請求項１及び２記載の塗材組成物。
4. シラノ−ル基を有するシリカ水分散体中のシリカ成分がシリカ系発泡体に対して固形分で３重量％〜３０重量％であることを特徴とする、請求項１〜３記載の塗材組成物。