JP4432907B2 - 水性塗料組成物 - Google Patents
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Description
1.pHが4.0以上10.0以下である合成樹脂エマルション(A)、及び粒子径が1〜200nmであり、pHが5.0以上8.5未満である中性シリカゾル(B)を必須成分とし、前記合成樹脂エマルション(A)の固形分100重量部に対し、前記中性シリカゾル(B)成分を固形分換算で0.1〜50重量部含むことを特徴とする水性塗料組成物。
2.さらに粒子径が0.05mm以上5mm以下の骨材(E)を、前記合成樹脂エマルション(A)の固形分100重量部に対し、100〜4000重量部含むことを特徴とする上記1.の水性塗料組成物。
3.さらに、着色顔料(C)、体質顔料(D)及び粒子径が0.05mm以上5mm以下の骨材(E)を、前記合成樹脂エマルション(A)の固形分100重量部に対し、前記着色顔料(C)を1〜300重量部、前記体質顔料(D)を10〜1000重量部、前記骨材(E)を10〜2000重量部含むことを特徴とする上記1.の水性塗料組成物。
4.さらに、少なくとも1種以上の着色塗料(F)が粒状に分散されていることを特徴とする上記1.の水性塗料組成物。
5.前記中性シリカゾルは、疎水化処理が施されたものであることを特徴とする上記1.〜4.のいずれかに記載の水性塗料組成物。
本発明を構成する(A)成分は、pHが4.0以上10.0以下の合成樹脂エマルション(以下「(A)成分」という)である。この(A)成分は結合剤として作用するものである。
アクリル樹脂系エマルションとしては、アクリル系単量体、およびアクリル系単量体と共重合可能な他の単量体とをラジカル共重合により得られるものが使用できる。
アクリルシリコン樹脂系エマルションとしては、珪素含有アクリル系単量体、および珪素含有アクリル系単量体と共重合可能な他の単量体とをラジカル共重合により得られるものが使用できる。
フッ素樹脂系エマルションとしては、フッ素含有単量体、およびフッ素含有単量体と共重合可能な他の単量体とをラジカル共重合により得られるものが使用できる。
ウレタン樹脂系エマルションとは、塗膜形成後の塗膜中にウレタン結合を持つようになるエマルションを総称する。即ち、塗膜形成前からウレタン結合を有するものでもよいし、塗膜形成後の反応によりウレタン架橋を形成するものでもよい。エマルションの形態としては、1液型でもよいし、2液型であってもよい。
合成樹脂エマルションの中で、前記の水酸基とイソシアネート化合物による架橋反応以外に、カルボニル基とヒドラジド基、カルボン酸と金属イオン、エポキシ基とアミン、エポキシ基とカルボキシル基、カルボン酸とアジリジン、カルボン酸とカルボジイミド、カルボン酸とオキサゾリン、アセトアセテートとケチミンなどを利用した架橋反応を形成するエマルションを使用することも可能である。架橋反応型エマルションは、1液タイプであっても、2成分以上の多成分タイプであってもよい。
本発明における(B)成分は、粒子径が1〜200nmであり、pHが5.0以上8.5未満である中性シリカゾル(以下「(B)成分」という)である。
本発明の水性塗料組成物には、上記成分以外に、着色顔料(C)、体質顔料(D)、骨材(E)、その他通常塗料に使用可能な各種成分、例えば、造膜助剤、可塑剤、凍結防止剤、防腐剤、防黴剤、抗菌剤、消泡剤、顔料分散剤、増粘剤、レベリング剤、湿潤剤、pH調整剤、繊維類、つや消し剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、吸着剤、触媒、架橋剤等を混合することができる。
クリヤー塗料は、(A)成分、(B)成分を必須成分として含み、その形成塗膜が透明性を有するものである。形成塗膜の透明性が確保できる範囲内であれば、着色顔料(C)等により着色を施すこともできる。また、体質顔料(D)等により、形成塗膜のつやを調整することもできる。
つや有り塗料は、有色かつ有光沢の塗膜が形成可能な塗料であり、(A)成分、(B)成分、及び着色顔料(C)を必須成分として含む。つや有り塗料は、JIS K5660「つや有合成樹脂エマルションペイント」に規定されており、その鏡面光沢度は70以上(好ましくは75以上、より好ましくは80以上)である。つや有り塗料では、(C)成分の種類や配合比率を適宜設定することにより、所望の色彩を表出することができる。
つや消し塗料は、光沢が低減された有色の塗膜が形成可能な塗料であり、(A)成分、(B)成分、着色顔料(C)、及び体質顔料(D)を必須成分として含む。つや消し塗料の形成塗膜における鏡面光沢度は、通常40以下(好ましくは20以下、さらに好ましくは10以下)である。つや消し塗料の光沢度は、使用する(D)成分の種類、粒子径、混合比率等によって適宜調整することができる。このような調整により、一般につや消しと呼ばれるものの他に、3分つや、5分つや等と呼ばれる塗料を設計することもできる。
自然石調塗材は、(A)成分、(B)成分、及び粒子径が0.05mm以上5mm以下の骨材(E)を必須成分として得ることができる。この自然石調塗材では、(E)成分の2種以上を適宜組み合せて使用することにより、種々の色彩を表出することができる。
本発明では、(A)成分、(B)成分、着色顔料(C)、体質顔料(D)、及び粒子径が0.05mm以上5mm以下の骨材(E)を必須成分とすることにより、一般にリシン、スタッコ等と呼ばれる塗材を設計することができる。このようなリシン、スタッコは、JIS A6909「建築用仕上塗材」において、それぞれ「薄付け仕上塗材」「厚付け仕上塗材」に分類されている。
多彩模様塗料は、一回の塗装により多彩模様が表出可能な塗料組成物であり、一般には(1)水中油型(O/W型)、(2)油中水型(W/O型)、(3)油中油型(O/O型)、(4)水中水型(W/W型)に分類される。このうち、本発明では、分散媒が水性である水中油型(O/W型)または水中水型(W/W型)の多彩模様塗料を設計することができる。
(A)成分、(B)成分、及び分散安定剤等を含む水性分散媒に、着色塗料(F)を分散させる方法;
(A)成分及び分散安定剤等を含む水性分散媒に着色塗料(F)を分散させた後、(B)成分を混合する方法;
分散安定剤等を含む水性分散媒に着色塗料(F)を分散させた後、(A)成分、(B)成分を混合する方法;
等を採用することができる。いずれの方法においても、最終的には、(A)成分及び(B)成分を必須成分とする水性分散媒に、着色塗料(F)によって形成された着色粒子が分散した状態の多彩模様塗料を得ることができる。着色粒子の形態は、特に限定されず、着色塗料(F)が液状のまま内包されたタイプ、あるいは着色粒子全体がゲル化されたタイプのいずれであってもよい。また、水性分散媒は、着色粒子の発色性を阻害しない程度の透明性を有するものであればよい。
・エマルションA:アクリル樹脂エマルション(メチルメタクリレート−スチレン−2−エチルヘキシルアクリレート−メタクリル酸共重合体、pH7.5、固形分50重量%、最低造膜温度25℃)
・エマルションB:アクリル樹脂エマルション(メチルメタクリレート−スチレン−シクロヘキシルメタクリレート−(2−エチルヘキシルアクリレート)−メタクリル酸共重合体、pH7.4、固形分50重量%、最低造膜温度22℃)
・エマルションC:アクリル系樹脂エマルション(スチレン−メチルメタクリレート−(2−エチルヘキシルアクリレート)共重合体、最低造膜温度20℃、pH7.8、固形分50重量%)
・水溶性樹脂A:ヒドロキシエチルセルロース粉
・水溶性樹脂B:ガラクトマンナン3重量%水溶液
・着色顔料:酸化チタン分散液(固形分70重量%)
・分散剤A:スチレン−マレイン酸共重合物
・分散剤B:ポリオキシアルキレン系化合物
・造膜助剤:2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート
・増粘剤:ポリウレタン系増粘剤
・消泡剤:シリコーン系消泡剤
・低汚染化剤A:中性シリカゾル(pH7.6、固形分20重量%、平均1次粒子径27nm、電気伝導度0.6mS/cm)
・低汚染化剤B:合成例1参照
・低汚染化剤C:合成例2参照
・低汚染化剤D:合成例3参照
・低汚染化剤E:合成例4参照
・低汚染化剤F:合成例5参照
・低汚染化剤G:中性シリカゾル(pH7.8、固形分12重量%、平均1次粒子径12nm、電気伝導度0.3mS/cm)
・低汚染化剤H:塩基性コロイダルシリカ(pH9.5、固形分20重量%、平均1次粒子径20nm、電気伝導度1.7mS/cm)
・低汚染化剤I:エチルシリケート縮合物(平均分子量750)
・触媒:ジブチルスズジラウレート
・骨材A:粒子径0.1〜2mmの着色骨材混合物(白色:灰色:黒色=3:3:1)
・骨材B:粒子径0.1〜0.3mmの寒水石。
還流冷却器と撹拌羽根を備えた反応容器に、低汚染化剤Aを500重量部仕込み、撹拌しながらトリフルオロエタノール0.3重量部を徐々に滴下した。次いで、80℃まで昇温して24時間撹拌を継続した後、室温まで放冷し、低汚染化剤Bを得た。
還流冷却器と撹拌羽根を備えた反応容器に、低汚染化剤Aを500重量部仕込み、撹拌しながらテトラメトキシシラン1.0重量部を徐々に滴下した。次いで、80℃まで昇温して24時間撹拌を継続した後、室温まで放冷し、低汚染化剤Cを得た。
還流冷却器と撹拌羽根を備えた反応容器に、低汚染化剤Aを500重量部仕込み、撹拌しながらメチルトリメトキシシラン1.0重量部を徐々に滴下した。次いで、80℃まで昇温して24時間撹拌を継続した後、室温まで放冷し、低汚染化剤Dを得た。
還流冷却器と撹拌羽根を備えた反応容器に、低汚染化剤Aを500重量部仕込み、撹拌しながらトリフルオロエタノール0.3重量部を徐々に滴下した後、メトキシポリエチレングリコール(平均分子量200)0.15重量部を徐々に滴下した。次いで、80℃まで昇温して24時間撹拌を継続した後、室温まで放冷し、低汚染化剤Eを得た。
還流冷却器と撹拌羽根を備えた反応容器に、低汚染化剤Aを500重量部仕込み、撹拌しながら、トリフルオロエタノール0.3重量部とγ−アミノプロピルトリメトキシシラン0.3重量部との混合溶液を徐々に滴下した。次いで、80℃まで昇温して24時間撹拌を継続した後、室温まで放冷し、低汚染化剤Fを得た。
<塗料の製造>
表1に示す配合に従い、常法により各原料を均一に混合して塗料を製造した。表1の配合量は重量部にて表示した。
(1)貯蔵安定性
塗料を製造した後、直ちに粘度を測定した。次に、塗料を容器に入れて密閉し、50℃雰囲気で30日間貯蔵した後、再び粘度を測定した。
○:粘度変化10%未満
△:粘度変化10%以上50%未満
×:粘度変化50%以上
(2)鏡面光沢度
150×120×3mmの透明なガラス板に、すきま150μmのフィルムアプリケータを用いて塗料組成物を塗付し、ガラス板を水平に置いて標準状態で48時間乾燥養生した後、JIS K 5600−4−7により鏡面光沢度を測定した。測定角度は60度とした。鏡面光沢度は、数値が大きいほど光沢が良好であり、好ましい塗膜であることを示す。
150×120×3mmの透明なガラス板に、すきま150μmのフィルムアプリケータを用いて塗料組成物を塗付し、ガラス板を水平に置いて標準状態で所定時間静置した。次に、ガラス板を水平に置いた状態で塗膜表面に珪砂をふりかけ、その直後にガラス板を垂直に立てて珪砂を自然落下させた。このとき、珪砂が塗膜表面に残存しなくなるまでの時間を測定した。この時間は短いほど好ましいものである。
150×75×0.8mmのアルミニウム板に、SK#1000プライマー(エポキシ樹脂系プライマー;エスケー化研株式会社製)を乾燥膜厚が30μmとなるようにスプレー塗装し、標準状態で8時間乾燥させた。次に、塗料組成物を乾燥膜厚が40μmとなるようにスプレー塗装し、標準状態で7日間養生することにより試験体を作製した。
300×150×3mmのアルミニウム板を、上端から3分の1の位置で、内角度が135度になるように折り曲げたものを試験基材とした。この試験基材の凸面に、SK#1000プライマーを乾燥膜厚が30μmとなるようにスプレー塗装し、標準状態で8時間乾燥させた。次に、塗料組成物を乾燥膜厚が40μmとなるようにスプレー塗装し、標準状態で7日間乾燥養生した。
試験結果を表2に示す。
〔試験例2〕(自然石調塗材)
<塗材の製造>
表3に示す配合に従い、常法により各原料を均一に混合して塗材を製造した。表3の配合量は重量部にて表示した。
(1)貯蔵安定性
各塗材を製造した後、直ちに粘度を測定した。次に、塗材を容器に入れて密閉し、50℃雰囲気で30日間貯蔵した後、再び粘度を測定した。以上の操作による粘度変化を調べた。評価基準は以下の通りである。なお、粘度の測定にはBH型粘度計を用い、標準状態(温度23℃・相対湿度50%)で行った。
○:粘度変化10%未満
△:粘度変化10%以上50%未満
×:粘度変化50%以上。
150×75×0.8mmのアルミニウム板に、SK#1000プライマー(エポキシ樹脂系プライマー;エスケー化研株式会社製)を乾燥膜厚が30μmとなるようにスプレー塗装し、標準状態で8時間乾燥させた。次に、各塗材を乾燥膜厚が1mmとなるようにスプレー塗装し、標準状態で7日間養生することにより試験体を作製した。
300×150×3mmのアルミニウム板を、上端から3分の1の位置で、内角度が135度になるように折り曲げたものを試験基材とした。この試験基材の凸面に、SK#1000プライマーを乾燥膜厚が30μmとなるようにスプレー塗装し、標準状態で8時間乾燥させた。次に、各塗材を乾燥膜厚が1mmとなるようにスプレー塗装し、標準状態で7日間乾燥養生した。
試験結果を表4に示す。実施例2−1〜2−7では、いずれの試験においても良好な結果を得ることができた。
<塗材の製造>
表5に示す配合に従い、常法により各原料を均一に混合して塗材を製造した。表5の配合量は重量部にて表示した。
(1)貯蔵安定性
各塗材を製造した後、直ちに粘度を測定した。次に、塗材を容器に入れて密閉し、50℃雰囲気で30日間貯蔵した後、再び粘度を測定した。
○:粘度変化10%未満
△:粘度変化10%以上50%未満
×:粘度変化50%以上。
150×75×0.8mmのアルミニウム板に、SK#1000プライマー(エポキシ樹脂系プライマー;エスケー化研株式会社製)を乾燥膜厚が30μmとなるようにスプレー塗装し、標準状態で8時間乾燥させた。次に、各塗材を乾燥膜厚が1mmとなるようにスプレー塗装し、標準状態で7日間養生することにより試験体を作製した。
300×150×3mmのアルミニウム板を、上端から3分の1の位置で、内角度が135度になるように折り曲げたものを試験基材とした。この試験基材の凸面に、SK#1000プライマーを乾燥膜厚が30μmとなるようにスプレー塗装し、標準状態で8時間乾燥させた。次に、各塗材を乾燥膜厚が1mmとなるようにスプレー塗装し、標準状態で7日間乾燥養生した。
試験結果を表6に示す。実施例3−1〜3−7では、いずれの試験においても良好な結果を得ることができた。
<白色粒子分散塗料の製造>
容器内にエマルションC200重量部を仕込み、撹拌羽根の回転速度を1800rpmとして撹拌を行いながら、水溶性樹脂A4重量部と、造膜助剤12重量部と、消泡剤1重量部と、水380重量部とを均一に混合することにより、水性分散媒を製造した。
容器内にエマルションC200重量部を仕込み、撹拌羽根の回転速度を1800rpmとして撹拌を行いながら、水溶性樹脂A4重量部と、造膜助剤12重量部と、消泡剤1重量部と、水380重量部とを均一に混合することにより、水性分散媒を製造した。
上記方法によって得られた灰色粒子分散塗料と黒色粒子分散塗料、さらに低汚染化剤を表7に示す配合比率で均一に混合した。
(1)貯蔵安定性
各塗料を製造した後、直ちに粘度を測定した。次に、塗料を容器に入れて密閉し、50℃雰囲気で30日間貯蔵した後、再び粘度を測定した。
○:粘度変化10%未満
△:粘度変化10%以上50%未満
×:粘度変化50%以上。
150×75×0.8mmのアルミニウム板に、SK#1000プライマー(エポキシ樹脂系プライマー;エスケー化研株式会社製)を乾燥膜厚が30μmとなるようにスプレー塗装し、標準状態で8時間乾燥させた。次に、各塗料を乾燥膜厚が約0.2mmとなるようにスプレー塗装し、標準状態で7日間養生することにより試験体を作製した。
300×150×3mmのアルミニウム板を、上端から3分の1の位置で、内角度が135度になるように折り曲げたものを試験基材とした。この試験基材の凸面に、SK#1000プライマーを乾燥膜厚が30μmとなるようにスプレー塗装し、標準状態で8時間乾燥させた。次に、各塗料を乾燥膜厚が約0.2mmとなるようにスプレー塗装し、標準状態で7日間乾燥養生した。
試験結果を表8に示す。実施例4−1〜4−7では、いずれの試験においても良好な結果を得ることができた。
Claims (5)
- pHが4.0以上10.0以下である合成樹脂エマルション(A)、及び粒子径が1〜200nmであり、pHが5.0以上8.5未満である中性シリカゾル(B)を必須成分とし、前記合成樹脂エマルション(A)の固形分100重量部に対し、前記中性シリカゾル(B)成分を固形分換算で0.1〜50重量部含むことを特徴とする水性塗料組成物。
- さらに粒子径が0.05mm以上5mm以下の骨材(E)を、前記合成樹脂エマルション(A)の固形分100重量部に対し、100〜4000重量部含むことを特徴とする請求項1に記載の水性塗料組成物。
- さらに、着色顔料(C)、体質顔料(D)及び粒子径が0.05mm以上5mm以下の骨材(E)を、前記合成樹脂エマルション(A)の固形分100重量部に対し、前記着色顔料(C)を1〜300重量部、前記体質顔料(D)を10〜1000重量部、前記骨材(E)を10〜2000重量部含むことを特徴とする請求項1に記載の水性塗料組成物。
- さらに、少なくとも1種以上の着色塗料(F)が粒状に分散されていることを特徴とする請求項1に記載の水性塗料組成物。
- 前記中性シリカゾルは、疎水化処理が施されたものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の水性塗料組成物。
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