JP7291862B1 - 水系塗料組成物及び建築外壁の改修工法 - Google Patents
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Abstract
Description
鱗片状骨材は組成物全体100重量部中0.5~10重量部であり、
顔料は一次粒子径が10~100nmの微粒子酸化チタン及び/または微粒子酸化亜鉛を含み、微粒子酸化チタン及び/または微粒子酸化亜鉛の総量は組成物全体100重量部中0.1~4.5重量部であることを特徴とする水系塗料組成物を提供する。
アクリル樹脂系エマルジョンと、充填材と、骨材と、顔料と、増粘剤と、成膜助剤と、を含み、顔料は組成物全体100重量部中0.5~5.0重量部であることを特徴とする下塗材組成物を、塗付量0.2~1.5kg/m 2 で塗付して乾燥させ、
この上に、請求項1記載の水系塗料組成物を、塗付量0.3~0.6kg/m 2 で少なくとも2回塗付することを特徴とする建築外壁の改修工法を提供する。
本発明の水系塗料組成物、及び本発明の建築外壁の改修工法に使用する下塗材組成物を構成するアクリル樹脂系エマルジョンには、アクリル酸エステル系共重合樹脂、酢酸ビニル・アクリル酸エステル系共重合樹脂、シリコン変性アクリル樹脂等のアクリル樹脂系エマルジョンを使用することができる。アクリル樹脂とするアクリル系単量体としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、sec-ブチルアクリレート、t-ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、ドデシルアクリレート、n-アミルアクリレート、イソアミルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、sec-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、n-アミル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシプロピル(メタ)アクリレート、エトキシプロピル(メタ)アクリレート、等を使用することができる。
本発明の水系塗料組成物、及び本発明の建築外壁の改修工法に使用する下塗材組成物を構成する充填材は、平均粒径D50(重量による積算50%の粒径)が100μm未満のものをいい、組成物の粘度や塗付作業性の調整を目的として配合し、重質炭酸カルシウム、クレー、カオリン、タルク、沈降性硫酸バリウム、炭酸バリウム、硅砂粉等が使用でき、重質炭酸カルシウムが安価でコスト的負担を軽減させることができる(顔料と鱗片状骨材は該充填材から除く)。充填材の配合量は水系塗料組成物においては組成物全体100重量部中20~40重量部が好ましく、25~35重量部であるとより好ましい。20重量部未満では下地の色が透けるなどの隠蔽性が不足し、40重量部超では粘度が高くなって塗付作業性が不良となる場合があり、25重量部未満では色調によっては隠蔽性が低下する場合があり、35重量部超では冬季等の低温環境での塗付作業性が低下する傾向にある。下塗材組成物においては組成物全体100重量部中5~15重量部が好ましく、8~12重量部であるとより好ましい。5重量部未満では下地の色が透けるなどの隠蔽性が不足し、15重量部超では粘度が高くなって塗付作業性が不良となる場合があり、8重量部未満では色調によっては隠蔽性が低下する場合があり、12重量部超では冬季等の低温環境での塗付作業性が低下する傾向にある。
本発明の水系塗料組成物、及び本発明の建築外壁の改修工法に使用する下塗材組成物を構成する骨材は、平均粒径D50(重量による積算50%の粒径)が100μm以上のものをいい、仕上がり表面に凹凸を付与することを目的として配合されるが、平均粒径が100μm以上であればその粒子径は任意に選択することができ、例えば硅砂、ガラス、シリカ、タルク、重質炭酸カルシウムなどが使用可能である(顔料と鱗片状骨材は該骨材から除く)。市販の平均粒径が150μmの硅砂としては東北硅砂7号(東北硅砂株式会社製、商品名)が、平均粒径が200μmの重質炭酸カルシウムとしてはK-250(旭鉱末株式会社製、商品名)がある。また、骨材の配合量は水系塗料組成物においては組成物全体100重量部中10~30重量部が好ましく、10重量部未満では意匠性(塗料の凹凸感)が不足する場合があり、30重量部超では塗付作業性が低下する場合がある。また、下塗材組成物においては組成物全体100重量部中25~45重量部が好ましく、25重量部未満では意匠性(塗材の凹凸感)が不足する場合があり、45重量部超では塗付作業性が低下する場合がある。
本発明の水系塗料組成物を構成する鱗片状骨材は、下地に石材調の意匠を付与する目的で配合する。鱗片状骨材とは魚の鱗のように平たい骨材であり、該形状であるため本発明の水系塗料組成物を塗付した際、他材料に埋没せずに塗膜表面に表れやすい。鱗片状骨材としては例えば、雲母、セリサイト、クレー、タルク、板状カオリン、アルミナフレーク、貝殻片、金属片、ゴム片、プラスチック片、ガラスフレーク、硫酸バリウムフレーク、グラファイトフレーク、合成マイカフレーク、シリカフレーク、合成アルミナフレーク等を使用することができる。いずれかを単独で使用しても良いが、粒径や種類の異なる2種類以上のものを混合して使用すると、本発明の水系塗料組成物が表す意匠がより本物の石材に近づくので好ましい。鱗片状骨材は平均粒径が0.1~6.0mmであれば良く、0.1mm未満であると石材調の意匠が十分に得られない場合があり、6.0mm超であるとローラー刷毛で均一に塗付できない場合がある。尚、該平均粒径は、JIS Z 8815に準拠して計測した粒度分布から算出した平均値である。また、鱗片状骨材の配合量は、組成物全体100重量部中0.5~10重量部が好ましく、0.5重量部未満では石材調の意匠が得られない場合があり、10重量部超では塗付作業性が不良となる場合がある。市販の鱗片状骨材としては、セラチップ SC-200(雲母、平均粒径:1.0mm、株式会社北斗産業製、商品名)や、セラチップ SC-300(雲母、平均粒径:2.0mm、北株式会社斗産業製、商品名)等がある。
本発明の水系塗料組成物を構成する顔料は、微粒子酸化チタン及び/または微粒子酸化亜鉛を含み、これらは一次粒子径が概ね200nm以上である一般のものと比較して小さいものである。本発明において微粒子酸化チタン及び/または微粒子酸化亜鉛は、鱗片状骨材が隠蔽されず意匠性が損なわれないようにする目的で使用する。また、耐候性を向上させる目的でも使用する。微粒子酸化チタン及び/または微粒子酸化亜鉛は粒子径が小さいため、可視光線の散乱効率が最小化されて一般の酸化チタンや酸化亜鉛よりも透明性が高くなっており、本発明の水系塗料組成物においてもその透明性によって鱗片状骨材が隠蔽されない、という効果が得られているものと推測する。
本発明の水系塗料組成物、及び本発明の建築外壁の工法に使用する下塗材組成物を構成する増粘剤は、塗付作業性や保水性の向上を目的として配合し、水溶性セルロースエーテル、ウレタン変性ポリエーテル、ポリカルボン酸等が使用できる。水溶性セルロースエーテルとしてはhiメトローズ90SH-15000(信越化学株式会社製、商品名)がある。配合量は各組成物全体100重量部中0.1~5.0重量部が好ましく、0.1重量部未満では十分な増粘効果が得られず塗付時にダレが生じる場合があり、5.0重量部超では粘度が過剰に高くなり塗付作業性が不良となる場合がある。
本発明の水系塗料組成物、及び本発明の建築外壁の改修工法に使用する下塗材組成物を構成する成膜助剤には、エマルジョンのポリマー粒子の融着を促進し、ポリマーによる均一な皮膜を形成させることを目的で配合し、エチレングリコールジエチルエーテル、ベンジルアルコール、ブチルセロソルブ、エステルアルコール等を使用することができる。成膜助剤の配合量は各組成物全体100重量部中0.5~10重量部が好ましく、0.5重量部未満では低温での成膜が不十分となる場合があり、10重量部超では塗膜表面に汚れが付着し易くなる場合がある。
アクリル樹脂系エマルジョンとしてアクロナールYJ6235D(固形分:55%、樹脂のガラス転移温度:6℃、スチレン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルの共重合体、BASF社製、商品名)を30重量部と、充填材として重質炭酸カルシウムBF200S(平均粒径D50:5μm、備北粉化工業株式会社製、商品名)を10重量部と、骨材として重質炭酸カルシウムK-250(平均粒径D50:200μm、旭鉱末株式会社製、商品名)を35重量部と、顔料として一般の酸化チタンであるTi-Pure R-960(平均粒径D50:500nm、ケマーズ社製、商品名)を2.5重量部と、増粘剤として水溶性セルロースエーテルhiメトローズ90SH-15000(信越化学株式会社製、商品名)を1.0重量部と、成膜助剤としてテキサノールCS-12(チッソ株式会社製、商品名)を1.5重量部と、水を15重量部と、水系組成物用の市販品の消泡剤及び分散剤を合計5.0重量部と、を均一に混合分散させて下塗材組成物とした。
表1の配合に従って、実施例及び比較例の水系塗料組成物を作製した。表1において、アクリル樹脂系エマルジョンはアクロナールYJ6235D(固形分:55%、樹脂のガラス転移温度:6℃、スチレン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルの共重合体、BASF社製、商品名)を使用し、充填材は硅砂粉#300(平均粒径D50:25μm、株式会社トウチュウ製、商品名)を使用し、骨材は東北硅砂7号(平均粒径D50:150μm、東北硅砂株式会社製、商品名)を使用し、鱗片状骨材はセラチップSC-300(平均粒径:2.0mm、株式会社北斗産業製、商品名)を使用し、顔料は微粒子酸化チタンとしてTTO-55(D)(一次粒子径:30~50nm、石原産業株式会社製、商品名)を、微粒子酸化亜鉛としてFZO-50(一次粒子径:21nm、石原産業株式会社製、商品名)を、一般の酸化チタンとしてチタンハクR-820(一次粒子径:260nm、石原産業株式会社製、商品名)を使用し、増粘剤は水溶性セルロースエーテルhiメトローズ90SH-15000(信越化学株式会社製、商品名)を使用し、成膜助剤はテキサノールCS-12(チッソ株式会社製、商品名)を使用した。この他には添加剤として消泡剤及び分散剤を使用したが、これらは水系塗料組成物用の市販品より適宜選択されるものである。これらの原料を均一に混合分散させ、実施例及び比較例の水系塗料組成物とした。
上記の実施例及び比較例について、以下の評価を行った。尚、特に記載のない限り、試験体の作製、養生、評価試験は23℃、50%RHの環境下にて行った。
JIS A 5430規定のフレキシブルボード(150×210mm、厚さ10mm)の上に、シーラーとして水系アクリル樹脂シーラーJS-800(固形分:17.4重量%、アイカ工業株式会社製、商品名)を塗付量0.1kg/m2で塗付して6時間養生し、乾燥後、クライマテリアストンアート下塗材JM-50(アイカ工業株式会社製、商品名)を塗付量1.0kg/m2で塗付し、18時間養生し、クライマテリア ストンアートJP-50(アイカ工業株式会社製、商品名)とミックス骨材JF-50の混合物を塗付量4.0kg/m2で塗付し、直ちに深さ7mmの凹凸を有するローラーを転動させて深さ7mmの凹凸模様を形成した後乾燥させ、既存の建築用仕上塗材に見立てた下地とした。請求項2記載の建築外壁の改修工法にて評価することとし、該下地に下塗材組成物を塗付量1.0kg/m2で塗付し、18時間養生し、続いて、実施例及び比較例の水系塗料組成物をローラー刷毛にて塗付量0.5kg/m2で塗付し、乾燥させ、再度実施例及び比較例の水系塗料組成物をローラー刷毛にて塗付量0.5kg/m2で塗付し、養生した。鱗片状骨材が鮮明に視認できて石材調となっており下地の凹凸模様が活かされているものを○と、鱗片状骨材が少し隠蔽されているものの全体として石材調となっており下地の凹凸模様が活かされているものを△と、鱗片状骨材が隠蔽されて視認できないものを×と評価した。
JIS A 5430規定のフレキシブルボード(100×100mm、厚さ10mm)2枚の木口同士を突き付け、その裏面を養生テープで仮止めした。この上にシーラーとして水系アクリル樹脂シーラーJS-800(固形分:17.4重量%、アイカ工業株式会社製、商品名)を塗付量0.1kg/m2で塗付して6時間養生し、乾燥後、クライマテリア ストンアート下塗材JM-50(アイカ工業株式会社製、商品名)を塗付量1.0kg/m2で塗付し、18時間養生し、クライマテリア ストンアート JP-50(アイカ工業株式会社製、商品名)とミックス骨材JF-50の混合物を塗付量4.0kg/m2で塗付し、直ちに深さ7mmの凹凸を有するローラーを転動させて深さ7mmの凹凸模様を形成した後乾燥させ、既存の建築用仕上塗材に見立てた下地とした。該下地に下塗材組成物を塗付量1.0kg/m2で塗付し、18時間養生し、続いて、実施例及び比較例の水系塗料組成物をローラー刷毛にて塗付量0.5kg/m2で塗付し、乾燥させ、再度実施例及び比較例の水系塗料組成物をローラー刷毛にて塗付量0.5kg/m2で塗付し、14日間養生して試験体とした。試験体裏面の仮止めの養生テープをはがし、万能試験機(インストロン社製)にて、試験体の両端を2mm/分で引張り、突きつけ部の塗膜にピンホールが発生する距離を測定した。該距離が0.5mm以上のものを○と、0.5mm未満のものを×と評価した。
下地としてJIS A 5430規定のフレキシブルボード(70×70mm、厚さ8mm)を使用し、シーラーとして水系アクリル樹脂シーラーJS-800(固形分:17.4重量%、アイカ工業株式会社製、商品名)を塗付量0.1kg/m2で塗付して6時間養生し、乾燥後、下塗材組成物を塗付量1.0kg/m2で塗付し、18時間養生し、続いて、実施例及び比較例の水系塗料組成物をローラー刷毛にて塗付量0.5kg/m2で塗付し、乾燥させ、再度実施例及び比較例の水系塗料組成物をローラー刷毛にて塗付量0.5kg/m2で塗付し、7日間養生して試験体とした。尚、色の変化を観察しやすくするために水系塗料組成物はアンバー色に着色することとし、実施例及び比較例の水系塗料組成物100重量部に対し、AMJ8800(ベンガラ系水系トナー、大日精化工業株式会社製、商品名):AMJ8150(オーカー系水系トナー、大日精化工業株式会社製、商品名):AMI9700(カーボンブラック系水系トナー、大日精化工業株式会社製、商品名)を4:1:1の配合比で混合したものを1重量部加えて均一に撹拌し、これを使用して前記の試験体を作製した。試験体は2体ずつ作製し、このうち1体を紫外線耐候性試験機(EYE SUPER UV TESTER SUV-W161、メタルハライドランプ、岩崎電気株式会社製)に供して試験を行った。UV照射条件は、温度50℃、湿度50%RHで24時間UV照射し、その後、湿度99%RHで24時間UV未照射にて試験体表面を結露させ、これを1サイクルとし、トータルで500時間試験に供した。試験実施後の塗膜ともう一体のUV未照射塗膜との色差(ΔE)を色彩色差計(CM-2600d、コニカミノルタセンシング株式会社製)にて測定し、ΔEが1.0以下のものを○と、ΔEが1.0超、3.0以下のものを△と、ΔEが3.0超のものを×と評価した。
下地としてJIS A 5430規定のフレキシブルボード(80×265mm、厚さ4mm)を使用し、シーラーとして水系アクリル樹脂シーラーJS-800(固形分:17.4重量%、アイカ工業株式会社製、商品名)を塗付量0.1kg/m2で塗付して6時間養生し、乾燥後、下塗材組成物を塗付量1.0kg/m2で塗付し、18時間養生し、続いて、実施例及び比較例の水系塗料組成物をローラー刷毛にて塗付量0.5kg/m2で塗付し、乾燥させ、再度実施例及び比較例の水系塗料組成物をローラー刷毛にて塗付量0.5kg/m2で塗付し、7日間養生して試験体とした。試験体は2体ずつ作製し、そのうちの一体を水平面に対して70度の角度で縦長状に設置した。当該試験体の塗膜面の上部から高さ300mmの位置には、水平面に対して10度の角度で設置された波板(波の幅32mm、長さ500mm)の下端部を配設させ、波板の波底部を流下してくる雨水が、試験体の塗膜上部に落下し、当該雨水が試験体の塗膜下部に自重で流下するようにした。この条件で3ヶ月間屋外に暴露し、雨水によって汚れた塗膜部分と、暴露していないもう一体の試験体塗膜との色差(ΔE)を色彩色差計(CM-2600d、コニカミノルタセンシング株式会社製)にて測定し、当該色差を耐汚染性として評価した。ΔEが1.0以下のものを○と、ΔEが1.0超、3.0以下のものを△と、ΔEが3.0超のものを×と評価した。
評価結果を表2に示す。
Claims (2)
- アクリル樹脂系エマルジョンと、充填材と、骨材と、鱗片状骨材と、顔料と、増粘剤と、成膜助剤と、を含む組成物であって、
鱗片状骨材は組成物全体100重量部中0.5~10重量部であり、
顔料は一次粒子径が10~100nmの微粒子酸化チタン及び/または微粒子酸化亜鉛を含み、微粒子酸化チタン及び/または微粒子酸化亜鉛の総量は組成物全体100重量部中0.1~4.5重量部であることを特徴とする水系塗料組成物。 - 下地の上、あるいはその上にシーラーを塗付して乾燥させた上に、
アクリル樹脂系エマルジョンと、充填材と、骨材と、顔料と、増粘剤と、成膜助剤と、を含み、顔料は組成物全体100重量部中0.5~5.0重量部であることを特徴とする下塗材組成物を、塗付量0.2~1.5kg/m2で塗付して乾燥させ、
この上に、請求項1記載の水系塗料組成物を、塗付量0.3~0.6kg/m2で少なくとも2回塗付することを特徴とする建築外壁の改修工法。
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