JP2012503050A - 塩基性添加剤を含む塗料材料 - Google Patents

Abstract

本発明は、塩基性添加剤を含む塗料材料に関する。

Description

本発明は、塩基性添加剤を含む塗料材料に関する。

水漆喰（ライムウオッシュ）塗料は長い間、屋内および屋外塗装用の壁装材として使用されてきた。水漆喰塗料は、最も単純な形態では、消石灰および水から構成され、何らさらなる添加剤は含まない。したがって、水漆喰塗料は、生態的観点および建築生態学の観点から非常に推奨され得る。この水希釈可能な塗料において、石灰は同時にビヒクルとしても顔料としても役立つ。この塗料は、耐湿性があり、消毒剤および殺カビ剤として作用する。台所および浴室、セラーおよび貯蔵室の天井および壁については、水漆喰塗料は何ら問題なく使用することができる。屋外塗装については、この塗料は、酸性雨によりもはや使用することができない。

この塗料は、石灰プラスター、石灰セメントプラスターおよびセメントプラスターに、型枠コンクリートに、燃焼壁石および未燃焼壁石に、壁および天井に塗布される。水漆喰塗料を塗布する間は、石灰およびセメントが腐食性強アルカリ溶液を形成するので、保護眼鏡および保護手袋を使用すべきである。

しかしながら、水漆喰塗料でのこれらの塗装は、かなりの白亜化を受ける。風化作用の間に塗膜の表面上に微細な粉末が形成して、脱色が生じることが、それぞれ白亜化または白化と言われる。ある程度の白亜化は通常のことであり得、塗装の望ましい変質でもあるとはいえ、著しい白亜化は、塗膜の過度の腐食をもたらし得る。

過去数十年の間に、水漆喰塗料は、分散塗料に置き換えられた。初めは、これらは確かに塩基性であるが、しかしながら、これらは比較的早い汚損を示す。これらの塗料の利点は、僅かな白亜化および良好な安定性に基づく。

したがって、本発明の目的は、一方では、汚損形成に対する低い親和性を示し、他方では、白亜化の傾向を有さない塗料材料を提供することである。

意外にも、塗料材料に、好ましくは分散塗料に、アルカリ金属チタン酸塩を加えることにより、このような塗料材料を提供することができることを本発明者らは発見した。さらに、塩基性化合物を導入することにより、塗料材料および壁紙などの壁装材の安定性を改良することを本発明者らは提案した。

塩基性アルカリ金属チタン酸塩化合物またはその混合物を塗料材料の配合に加えることにより、本発明の問題は解決され、この際、１種または複数のアルカリ金属チタン酸塩は、非晶質、例えば非結晶質形で存在する。一般に、式Ｍ_{（0．2〜4）}Ｏ_{（0．1〜2）}ＴｉＯ₂の、正式には（Ｍ₂Ｏ）_0．1ＴｉＯ₂ から（Ｍ₂Ｏ）₂ＴｉＯ₂ に対応する非晶質アルカリ金属チタン酸塩（式中、Ｍ＝アルカリ金属）、したがって、二チタン酸塩、三チタン酸塩または五チタン酸塩などの一連のオルトチタン酸塩、メタチタン酸塩およびポリチタン酸塩を本発明では使用することができる。

特開昭５６−０９３７７２号明細書および特開２００２−１９４２９４号明細書から、アルカリ金属チタン酸塩含分を有する船舶用塗料が知られている。しかしながら、そのように記載された配合物では、このようなアルカリ金属チタン酸塩は、結晶形で存在し、日光、耐衝撃性および耐摩耗性に対する耐性を改良するために役立っている。

他のアルカリ金属チタン酸塩に加えて、チタン酸ナトリウムＮａ_{（0．2〜4）}Ｏ_{（0．1〜2）}ＴｉＯ₂ が特に、本発明では好ましく使用される。組成に応じて、チタン酸ナトリウムは一般に、５０〜６７％の範囲のＮａＯＨを含有する。本発明により調整される組成物は全て、無色で、１１を超えるｐＨ値を伴う強塩基性である。本発明者らは、本発明によるコーティング剤での塗装は、最も強力な洗浄によっても、塗布の後には中和され得ないことを発見した。

配合物にアルカリ金属チタン酸塩を加えると、塗装表面が長期間強塩基性のままになり、したがって、抗汚損として作用する。

したがって、本発明はまた、アルカリ金属チタン酸塩またはその混合物を塗料材料における添加剤として使用することを対象としている。

アルカリ金属チタン酸塩を加えることができるコーティング剤とも称される塗料材料は、液体もしくはペースト状物質または混合物からなり、これは、表面に塗布されると、物理的または化学的に乾燥するコーティングをもたらす。ＤＩＮ ５５９４５によると、コーティング剤は、「好ましくは塗装またはロール塗りにより塗布される液体からペースト状のコーティング剤」と定義される。基本的に、コーティング剤は、ビヒクル、それぞれ着色剤または顔料、充填剤、溶媒、さらには増粘剤、分散剤および防腐剤などの任意の添加剤から構成される。顔料（白色顔料または着色顔料）を含有するコーティング剤は、コーティング塗料またはステインと称される。

粘稠な塗料は分散塗料と称され、これは、化学的分散液（主にエマルション）、ビヒクルおよび溶媒、着色剤（主に顔料）および添加剤からなる。この理解によると、大抵の液体コーティング剤（ラッカー、塗料など）は分散液である。主な成分は典型的には、溶媒としての水、ビヒクルとしての鉱油または同様のプラスチックから得られる樹脂、着色剤または二酸化チタンなどの顔料、炭酸カルシウム、ケイ酸塩および石英粉末などの充填剤である。本発明では、技術的特性を改良するのに役立つ湿潤剤および分散剤、消泡剤、増粘剤および防腐剤などの補助的物質（いわゆる添加剤）を追加で使用することができる。使用される樹脂は例えば、アクリレートまたはポリ酢酸ビニルである。高い含分のビヒクルを有する系が使用される場合（４０から５０％の固体含分（ＦＫ）でＰＶＣ（粒子体積濃度ＰＶＫ）約２５〜４０％）、これらは、ラテックス系と称される。これらは主に、アクリレート／スチレン分散液を含有する。

樹脂分散液からなり、屋外エリアおよびファサードエリア、さらには屋内の湿気の高いエリアのために特に高い耐水性を有する壁用塗料は、高い割合の合成樹脂を有するラテックス塗料として示されることが多い。装飾用添加剤（光輝顔料など）を有する合成樹脂分散塗料もまた、同様に称されることが多い。液体合成樹脂分散塗料の他に、チキソトロピー（いわゆるコンパクト）塗料もまた利用可能であり、これは、「Ｆｅｓｔｅ Ｆａｒｂｅ」（登録商標）としてよく知られており、これらは、塗装の間のしみおよびはねが少ないと考えられる。

本発明により、アルカリ金属チタン酸塩をこれらのコーティング剤全てに加えて、塗装の安定性を改良することができる。

本発明によるコーティング剤のための溶媒として、水を一般に使用する。それにもかかわらず、有機溶媒含分を有するコーティング塗料もまた可能である。

無機、さらには有機顔料をこれに加えることができる。その光散乱特性を考慮して、顔料を使用する。これらは、反射により、または光の選択的または完全吸収により、塗装に色印象を付与する。

基本的には、安価にするために、しかしコーティング塗料の特性を調整するためにも、充填剤を使用する。コーティング塗料中で充填剤を使用すると、粒子体積濃度ＰＶＣ（ＰＶＫ）を臨界ＰＶＣを超える値に調節することができ、これは、乾燥隠蔽効果（Ｄｒｙ−Ｈｉｄｉｎｇ−Ｅｆｆｅｃｔ）をもたらす。

多くの場合に、塗膜の機械的特性にプラスの影響を及ぼすように、様々な充填剤の組み合わせがコーティング塗料中で使用される。典型的な充填剤は、炭酸カルシウム、カオリン、タルクおよび雲母である。

本発明によるコーティング剤はまた、異なる相の間の境界層に物理的に影響を及ぼす表面活性物質を含有し得る。一般に、それぞれ顔料および充填剤の分散をまず第一に容易にするか、または可能にする湿潤剤を使用する。これらはまた、顔料および充填剤を安定化させて、凝集または沈降などの望ましくない現象を回避するのに役立つ。

本発明では、主に水を捕捉し得る増粘剤を使用することができる。捕捉されなかった水を除去することにより、粘度が高まる。この作用に加えて、各増粘剤で特徴的な濃度以上ではさらに、多くの場合に粘度の過大な上昇をもたらすネットワーク作用も生じる。これらの増粘剤は一般に、直鎖または分枝鎖高分子（例えば多糖類またはタンパク質）であり、これは、水素結合、疎水性相互作用またはイオン的関係などの分子間相互作用により相互作用する。増粘剤の例は、層状ケイ酸塩（ベントナイト、ヘクトライト）または水和ＳｉＯ₂ 粒子であり、これらは、分散粒子として存在してよく、その固体状態様構造内に水を捕捉し得るか、または上記相互作用により相互作用し得る。

本発明で使用することができる軟化剤の例は、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチルおよびトリプロピレングリコールモノイソブチレートであり、ＭＦＦＴ（最低塗膜形成温度）を低下させるために、これらは加えられる。軟化剤は、材料との化学的な反応を何ら受けず、それを物理的にのみ変化させる。ＭＦＦＴを低下させるために、溶媒が使用されることが多い。これらは、塗膜形成補助手段または凝集手段と称される。典型的な溶媒は、グリコールエーテルおよびその酢酸エステル、加えてさらに、テキサノールまたはジカルボン酸のエステルなどの高沸点の溶媒である。

本発明による消泡剤として、望ましくない泡形成を抑制するか、既に形成してしまった泡を破壊することができる明確な表面活性を伴う鉱油消泡剤およびシリコーン消泡剤などの配合物を使用することができる。シリコーン油およびそれに導入された疎水性ケイ酸粒子またはワックス粒子からなるコンパウンドを、不均一系消泡剤として使用することができる。

本発明による配合物は一般に、十分に耐性を有するが、本発明によるコーティング剤は防腐剤を追加で含有することができ、それにより、その貯蔵およびその輸送の間において細菌、真菌（カビ）および酵母などの微生物による分散液の汚染が回避できる（ポット防腐（ｐｏｔ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ））。屋外塗装では、製剤を、微生物による汚染を妨げるための塗膜防腐剤としてコーティング剤に加えることができる。

本発明によるコーティング剤は、塗料、プラスター、グラウト塊、壁紙または壁紙ペーストの形態で存在し得る。選択された成分がアルカリ環境に耐性を有する限り、有用性を制限する限定は知られていない。本発明を下記の調製例によりさらに説明する。

調製例１
チタン酸ナトリウム３％を含む家庭用塗料を、下記の配合に従って調製した：
成分 重量割合
水 ３１．４００
湿潤剤 ０．４００
殺虫剤 ０．４００
増粘剤 ０．５００
消泡剤 ０．３００
ｐＨ値調節剤 ０．１００
チタン酸ナトリウム ３．０００
Ｈｏｍｂｉｔａｎ Ｒ ２１０ １２．０００
充填剤 ３３．１００
シリコーン樹脂 ９．３００
スチレンアクリレート ９．５００
重量割合の合計 １００．０００

調製例２
チタン酸ナトリウム５％を含む家庭用塗料を、下記の配合に従って調製した：
成分 重量割合
水 ３１．４００
湿潤剤 ０．４００
殺虫剤 ０．４００
増粘剤 ０．５００
消泡剤 ０．３００
ｐＨ値調節剤 ０．１００
チタン酸ナトリウム ５．０００
Ｈｏｍｂｉｔａｎ Ｒ ２１０ １２．０００
充填剤 ３１．１００
シリコーン樹脂 ９．３００
スチレンアクリレート ９．５００
重量割合の合計 １００．０００

比較例
チタン酸ナトリウムを含まない家庭用塗料を、下記の配合に従って調製した：
成分 重量割合
水 ３１．４００
湿潤剤 ０．４００
殺虫剤 ０．４００
増粘剤 ０．５００
消泡剤 ０．３００
ｐＨ値調節剤 ０．１００
Ｈｏｍｂｉｔａｎ Ｒ ２１０ １２．０００
充填剤 ３６．１００
シリコーン樹脂 ９．３００
スチレンアクリレート ９．５００
重量割合の合計 １００．０００

調製例および比較例の配合を使用して、塗料を試験用シートに塗布し、耐候試験に掛けた。その結果、本発明による配合物は、汚損または白亜化を何ら示さなかったのに対して、比較例による配合物を使用すると、ほぼ短時間の後に、汚損または白亜化が生じた。

Claims (8)

1. 非晶質アルカリ金属チタン酸塩含分を有する塗料材料。
2. 式Ｍ_{（0．2〜4）}Ｏ_{（0．1〜2）}ＴｉＯ₂（式中、Ｍはアルカリ金属を表す）の非晶質アルカリ金属チタン酸塩１０重量％までの含分を有する請求項１に記載の塗料材料。
3. チタン酸ナトリウム１０重量％までの含分を有する請求項１または２に記載の塗料材料。
4. 壁面塗料、壁面プラスターまたはコンパクト塗料の形態である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の塗料材料。
5. 製造される塗料を安定化するための塗料材料用添加剤としての、１種のアルカリ金属チタン酸塩または様々なアルカリ金属チタン酸塩の混合物の使用。
6. 式Ｍ_{（0．2〜4）}Ｏ_{（0．1〜2）}ＴｉＯ₂（式中、Ｍはアルカリ金属を表す）の非晶質アルカリ金属チタン酸塩を使用する、請求項５に記載の使用。
7. 前記非晶質アルカリ金属チタン酸塩を１０重量％までの量で、前記塗料材料に加える、請求項５に記載の使用。
8. 前記アルカリ金属チタン酸塩がチタン酸ナトリウムである、請求項５、６または７のいずれか一項に記載の使用。