JP6026938B2 - 遮熱性艶消し水性塗料組成物及び遮熱性艶消し塗膜形成方法 - Google Patents
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Description
固形分当たりの酸価が2.5〜30mgKOH/gの範囲内の水性樹脂(A)、顔料分(B)及びHLB値が10以上のノニオン性界面活性剤(C)を含む水性塗料組成物であって、顔料分(B)が、
酸化鉄、ペリレン顔料、アゾ顔料、黄鉛、弁柄、朱、チタンイエロー、カドミウムレッド、キナクリドンレッド、イソインドリノン、ベンズイミダゾロン、フタロシアニングリーン、フタロシアニンブルー、コバルトブルー、インダスレンブルー、群青、及び紺青、Cr 2 O 3 、Cu−Cr複合酸化物、Fe−Cr複合酸化物、Co−Fe−Cr複合酸化物、Cu−Cr−Mn複合酸化物、Ca−Mn複合酸化物、Ba−Mn複合酸化物、YMnO 3 、YMn 2 O 3 、LaMnO 3 、PrMnO 3 又はNdMnO 3 から選ばれる少なくとも1種である白色以外の着色顔料(b1)、炭酸カルシウム、シリカ、硫酸バリウム及びカオリンクレーから選ばれる少なくとも1種の体質顔料(b2)並びにタルク、マイカ、ガラスフレークから選ばれる少なくとも1種の薄片状体質顔料(b3)を含み、顔料分(B)の顔料体積濃度が40〜80%の範囲内にあり、顔料分(B)全体積に占める着色顔料(b1)の体積割合が25%を超えることを特徴とする遮熱性艶消し水性塗料組成物、
基材面に、該遮熱性艶消し水性塗料組成物を塗装することを特徴とする遮熱性艶消し塗膜形成方法、
建築物の外壁面に、該遮熱性艶消し水性塗料組成物を塗装することにより建築物内部の温度上昇を抑制する方法、に関する。
本発明における水性樹脂(A)は、水中に溶解又は分散可能な樹脂であり、その樹脂種としては、塗膜形成能を有するものであれば特に制限なく従来公知ものを使用でき、例えば、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フッソ系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、アルキド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、メラミン樹脂等が挙げられ、これらはそれぞれ単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。また、これらの樹脂は、例えば、ウレタン変性アクリル樹脂のように変性されていてもよく、又はグラフト重合されたものであってもよく、或いは分散粒子の形態であってもよい。
本発明の水性塗料組成物において使用される顔料分(B)は、白色以外の着色顔料(b1)及び体質顔料(b2)を必須成分として含む。
なお、吸油量(ml/100g)とは、JIS K 5101−13−2:2004に規定されている方法によって求められる値であり、顔料100gに吸収される煮アマニ油の量(ml)で表されるものである。
体質顔料(b2)が15%以上で且つ75%未満、好ましくは30〜70%、
薄片状体質顔料(b3)が0〜60%、好ましくは10〜50%、
白色顔料(b4)が0〜60%、好ましくは10〜50%、
の範囲内にあることが塗膜の遮熱性、艶消し感、耐ワレ性の観点から適している。
本発明の水性塗料組成物はHLB値が10以上のノニオン性界面活性剤(C)を含む。該界面活性剤(C)を含むことにより、顔料への濡れ性が向上し、顔料を多量に含む本発明水性塗料組成物の貯蔵時の凝集を抑制でき、また、調色時の色安定性を向上させることが可能となる。
Si(−OR1)4
(式中、R1は、アルキル基、アリール基及びアラルキル基から選択される、同一又は異なる1価の炭化水素基である。)
で示される化合物、並びにその部分加水分解及び縮合物が挙げられる。
本発明の遮熱性艶消し水性塗料組成物は、基材表面に塗装することにより、遮熱性に優れた艶消し塗膜を形成せしめることができる。
製造例1
温度計、サーモスタット、撹拌器、及び滴下装置を備えた反応容器に脱イオン水35部、ニューコール707SF(注1)1部を仕込み、窒素気流中で撹拌混合し、85℃に昇温した。次いで下記組成の成分をエマルション化してなるプレエマルションの3%分及び2.5%過硫酸アンモニウム水溶液10部を反応容器内に添加し、85℃で20分間保持した。
脱イオン水 40部
スチレン 10部
メチルメタクリレート 40部
n−ブチルアクリレート 33部
2−エチルヘキシルアクリレート 15部
メタクリル酸 2部
ニューコール707SF(注1) 8部
その後、残りのプレエマルションと2.5%過硫酸アンモニウム水溶液20部とを4時間かけて反応容器内に滴下し、滴下終了後2時間熟成を行った。その後、30℃まで冷却し、アンモニア水と脱イオン水を用いて固形分50%、pHが8.0となるように調整した。次いで、200メッシュのナイロンクロスで濾過しながら排出し、平均粒子径180nm(サブミクロン粒度分布測定装置「COULTER N4型」ベックマン・コールター社製を用いて、脱イオン水で希釈し20℃で測定した。)、固形分当たりの酸価13mgKOH/gの水性樹脂分散体(A−1)を得た。
(注1)ニューコール707SF:商品名、日本乳化剤社製、ポリオキシエチレン鎖を有するアニオン性界面活性剤、不揮発分30%。
上記製造例1においてモノマー組成を下記表1に示す配合とする以外は製造例1と同様にして合成し、水性樹脂分散体(A−2)〜(A−5)を得た。
製造例6
ステンレス製容器に下記に示される各成分を撹拌しながら順次仕込み、PRIMIX社製ホモディスパーで30分間均一になるまで攪拌を続け顔料分散ペースト(B−1)を得た。
脱イオン水 130部
エチレングリコール 5部
スラオフ72N(注2) 2部
SP−600(注3) 3部
DISPER BYK−190(注4) 10部
BYK−028(注5) 5部
トダカラー130R(注6) 150部
TAROX T−10(注7) 150部
スーパーS(注8) 315部
(注2)スラオフ72N:商品名、日本エンバイロケミカルズ社製、防腐剤、
(注3)SP−600:商品名、ダイセル化学工業社製、ヒドロキシエチルセルロース系増粘剤、
(注4)DISPER BYK−190:商品名、ビックケミー社製、顔料分散剤、
(注5)BYK−028:商品名、ビックケミー社製、消泡剤、
(注6)トダカラー130R:商品名、戸田工業社製、ベンガラ、比重5.1、吸油量25(ml/100g)、
(注7)TAROX T−10:商品名、チタン工業社製、黄色酸化鉄、比重5.2、吸油量25(ml/100g)、
(注8)スーパーS:商品名、丸尾カルシウム社製、重質炭酸カルシウム、比重2.7、吸油量23(ml/100g)、
製造例7〜14
上記製造例6において顔料組成を下記表2に示す配合とする以外は製造例6と同様にして顔料分散ペースト(B−2)〜(B−9)を得た。
(注10)MS−P:商品名、日本タルク社製、タルク、比重2.7、吸油量28(ml/100g)、
(注11)TI−PURE R−706:商品名、デュポン社製、二酸化チタン、比重4.0、吸油量14(ml/100g)。
実施例1〜12及び比較例1〜6
ステンレス製容器に下記表3に示される各成分を撹拌しながら順次仕込み、PRIMIX社製ホモディスパーで15分間均一になるまで攪拌を続け水性塗料(C−1)〜(C−18)を得た。
(注13)CS−12:商品名、チッソ社製、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、造膜助剤、
(注14)エマルゲンA−90:商品名、花王社製、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル、ノニオン性界面活性剤、HLB値14.5、
(注15)エマルゲン103:商品名、花王社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ノニオン性界面活性剤、HLB値8.1、
(注16)シリケート45:商品名、多摩化学工業社製、テトラエトキシシランの部分加水分解縮合物、低汚染化剤、
(注17)S38:商品名、住友スリーエム社製、ガラスバルーン、平均粒子径40μm、
(注18)SNシックナー612N:商品名、サンノプコ社製、ウレタン会合型増粘剤。
実施例及び比較例で得られた水性塗料を下記評価に供した。結果を表3に併せて示す。
(*1)貯蔵安定性
各評価塗料を1Lの蓋付きガラス瓶に入れ、40℃の恒温槽で30日間放置し、貯蔵後の塗料状態を目視にて確認した。
◎:顔料沈降がなく、粘度変化もなし、
○:顔料沈降がなく、わずかに粘度変化が認められる、
△:顔料沈降があるが、撹拌すれば元に戻る、
×:顔料沈降が見られ、撹拌しても元に戻らず凝集ブツが残る。
フレキシブル板(JIS A 5430準拠)に、「エコカチオンシーラー」(関西ペイント社製、水系カチオンエマルション系シーラー)を塗付量100g/m2になるように刷毛を用いて塗装し、温度23℃、相対湿度50%の条件下で18時間乾燥させた後、評価塗料を1回あたりの塗付量が100g/m2になるように刷毛を用いて塗装間隔4時間で2回塗り重ねた。その後、温度23℃、相対湿度50%の条件下で24時間乾燥させ塗膜表面の状態を目視にて観察し、下記基準で評価した。また、目視のよる色と多角度分光光度計MA−68II(商品名、x−rite社製)を使用して測定したL*値を表中に示す。
◎:艶むらがなく、落ち着いた艶消し感が十分ある、
○:艶むらがなく、艶消し感はあるが艶感がわずかに認められる、
△:艶むらや透けが認められる、
×:著しい艶むら、割れ、ちぢみ、ピンホールなどの異常が認められる。
評価塗料200gにUNIRANT77(商品名、横浜化成社製、水性塗料用カラーペースト)のオーカーペースト及び赤錆ペーストをそれぞれ2g加え、PRIMIX社製ホモディスパーで5分間撹拌した後、25℃におけるストーマー粘度計による粘度が75KUになるように水で希釈し、評価塗料の調色品を得た。次いで、フレキシブル板(JIS A 5430準拠)に、「エコカチオンシーラー」(関西ペイント社製、水系カチオンエマルション系シーラー)を塗付量100g/m2になるように刷毛を用いて塗装し、温度23℃、相対湿度50%の条件下で18時間乾燥させた塗板に、希釈した調色済みの評価塗料を中毛ウールローラーにて全面1回塗装し、温度23℃、相対湿度50%の条件下で4時間乾燥させた。次いで、2回目の塗装を半分は刷毛を用いて塗装し、残り半分は中毛ウールローラーを用いて塗装した後、温度23℃、相対湿度50%の条件下で24時間乾燥させ刷毛による塗装部分とローラーによる塗装部分の艶感の差及び色差を目視にて観察した。
◎:艶感及び色差の変化がなく、境界が確認できない、
○:艶感の変化はないが、色差がわずかにある、
△:艶感の変化はないが、色差がある、
×:艶感及び色差の変化が著しく、境界がはっきりと確認できる。
フレキシブル板(JIS A 5430準拠)に、「エコカチオンシーラー」(関西ペイント社製、水系カチオンエマルション系シーラー)を塗付量100g/m2になるように刷毛を用いて塗装し、温度23℃、相対湿度50%の条件下で18時間乾燥させた後、評価塗料を1回あたりの塗付量が100g/m2になるように刷毛を用いて塗装間隔4時間で2回塗り重ねた。その後、温度23℃、相対湿度50%の条件下で7日間乾燥させ促進耐候性試験板を作製し、JIS K 5600−7−7に規定されるキセノンランプ法により、照射1000時間後に塗膜表面の状態を目視にて観察した。下記基準において、白亜化等級は、JIS K 5600−8−6の規定に従い評価を行った。
◎:白亜化等級が1以下で、膨れ、はがれ、割れ等がなく、色の変化が見本板と比較して大きな変化がない、
○:白亜化等級が2以下で、膨れ、はがれ、割れ等がなく、色の変化が見本板と比較してわずかにある、
△:白亜化等級が3で、膨れ、はがれ、割れ等がなく、色の変化が見本板と比較して大きい、
×:白亜化等級が4以上で色の変化が見本板と比較して著しくある、または膨れ、はがれ、割れ等の異常が認められる。
フレキシブル板(JIS A 5430準拠)に、「エコカチオンシーラー」(関西ペイント社製、水系カチオンエマルション系シーラー)を塗付量100g/m2になるように刷毛を用いて塗装し、温度23℃、相対湿度50%の条件下で18時間乾燥させた後、評価塗料を1回あたりの塗付量が100g/m2になるように刷毛を用いて塗装間隔4時間で2回塗り重ねた。温度23℃、相対湿度50%の条件下で7日間乾燥させた後、平塚市内で南面に向かって、塗面を上に30°に傾けて12ヶ月屋外暴露試験に供し、試験後の塗面の汚れを目視で評価した。
◎:汚れがほとんど見られない、
○:汚れがわずかに見られる、
△:汚れている、
×:汚れが著しい。
フレキシブル板(JIS A 5430準拠)に、「エコカチオンシーラー」(関西ペイント社製、水系カチオンエマルション系シーラー)を塗付量100g/m2になるように刷毛を用いて塗装し、温度23℃、相対湿度50%の条件下で18時間乾燥させた後、評価塗料を1回あたりの塗付量が100g/m2になるように刷毛を用いて塗装間隔4時間で2回塗り重ねた。その後、温度23℃、相対湿度50%の条件下で7日間乾燥させ、JIS A 6909に準拠し、20℃の水中に18時間浸漬した後、直ちに−20℃の恒温槽中で3時間冷却し、次いで50℃の恒温槽中で3時間加温する計24時間を1サイクルとする温冷繰り返し試験に供した。3サイクル後の塗膜表面の状態を目視にて観察した。
◎:ワレが全く認められない、
○:わずかにワレが認められるが、50cm離れて見るとわからない、
△:ワレが認められ、50cm離れてもわかる、
×:全面に著しいワレが認められる。
JIS K 5602−2008に従い、白黒隠蔽率試験紙上に乾燥膜厚が80μmになるように評価塗料を塗装した。次いで、白黒隠蔽率試験紙の黒部分の塗膜の反射率を波長780〜2500nmの範囲で分光光度計(UV−3100:島津製作所社製)を用いて測定した。その後、JIS K 5602−2008に従い、波長780〜2500nmにおける分光反射率と重価係数の積の総和より該波長域における日射反射率を算出し、遮熱性を評価した。
Claims (8)
- 固形分当たりの酸価が2.5〜30mgKOH/gの範囲内の水性樹脂(A)、顔料分(B)及びHLB値が10以上のノニオン性界面活性剤(C)を含む水性塗料組成物であって、顔料分(B)が、
酸化鉄、ペリレン顔料、アゾ顔料、黄鉛、弁柄、朱、チタンイエロー、カドミウムレッド、キナクリドンレッド、イソインドリノン、ベンズイミダゾロン、フタロシアニングリーン、フタロシアニンブルー、コバルトブルー、インダスレンブルー、群青、及び紺青、Cr 2 O 3 、Cu−Cr複合酸化物、Fe−Cr複合酸化物、Co−Fe−Cr複合酸化物、Cu−Cr−Mn複合酸化物、Ca−Mn複合酸化物、Ba−Mn複合酸化物、YMnO 3 、YMn 2 O 3 、LaMnO 3 、PrMnO 3 又はNdMnO 3 から選ばれる少なくとも1種である白色以外の着色顔料(b1)、炭酸カルシウム、シリカ、硫酸バリウム及びカオリンクレーから選ばれる少なくとも1種の体質顔料(b2)並びにタルク、マイカ、ガラスフレークから選ばれる少なくとも1種の薄片状体質顔料(b3)を含み、顔料分(B)の顔料体積濃度が40〜80%の範囲内にあり、顔料分(B)全体積に占める着色顔料(b1)の体積割合が25%を超えることを特徴とする遮熱性艶消し水性塗料組成物。 - 顔料分(B)が、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸化ジルコニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、鉛白(炭酸亜鉛)から選ばれる少なくとも1種の白色顔料(b4)をさらに含む請求項1に記載の遮熱性艶消し水性塗料組成物。
- 顔料分(B)の顔料体積濃度が臨界顔料体積濃度以上にあることを特徴とする請求項1または2に記載の遮熱性艶消し水性塗料組成物。
- 中空粒子をさらに含む請求項1ないし3のいずれか1項に記載の遮熱性艶消し水性塗料組成物。
- 水性樹脂(A)がカルボニル基を有するものであり、ヒドラジン誘導体をさらに含む請求項1ないし4のいずれか1項に記載の遮熱性艶消し水性塗料組成物。
- アルキルシリケートをさらに含む請求項1ないし5のいずれか1項に記載の遮熱性艶消し水性塗料組成物。
- 基材面に、請求項1ないし6のいずれか1項に記載の遮熱性艶消し水性塗料組成物を塗装することを特徴とする遮熱性艶消し塗膜形成方法。
- 建築物の外壁面に、請求項1ないし6のいずれか1項に記載の遮熱性艶消し水性塗料組成物を塗装することにより建築物内部の温度上昇を抑制する方法。
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