JP2004123765A

JP2004123765A - 無機質基材用塗料組成物

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Publication number: JP2004123765A
Application number: JP2002281366A
Authority: JP
Inventors: Yasunari Sato; 佐藤　康成; Tetsuo Nagao; 長尾　徹夫
Original assignee: Dai Nippon Toryo Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Toryo Co Ltd
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-09-26
Also published as: JP3743756B2

Abstract

【課題】樹脂・塗料が他の固形原料と均一分散するため、外装材や瓦の原料成分にバラツキが生じない無機質基材用塗料組成物を提供する。
【解決手段】親水性の微粒子を表面にコーティングした熱硬化樹脂粉体塗料、セメント粉及び水からなることを特徴とする無機質基材用塗料組成物、並びに、親水性の微粒子が、親水性シリカ、酸化アルミニウム、酸化チタンからなる群より選択される少なくとも１種からなることを特徴とする上記無機質基材用塗料組成物、並びに、親水性の微粒子を表面にコーティングした熱硬化樹脂粉体塗料１００重量部に対して、セメント粉２００〜４００重量部、水３００〜５００重量部を配合してなる上記無機質基材用塗料組成物。
【選択図】　　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無機質基材用塗料組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
外装材、瓦に使用されている無機質成分としてはセメント、パルプ、その他添加剤等により構成されている、基材成形時にオートクレーブ処理により基材から水分が蒸発し緻密な構造となるが、基材への水の進入を防ぐことは難しく、現在は樹脂または、塗料にてシーラー塗装して基材への水の進入を防いでいるが、基材との付着性、アルカリ成分の遮断性、熱による基材伸縮による塗膜割れ等問題点が多い。
【０００３】
樹脂またはシーラー塗膜は、最終的に屋外耐候性に耐えうる塗膜ではなく、耐候性、色彩等を考慮した上塗塗料が必要となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液状原料（樹脂・塗料）を添加するだけでは他の固形原料と均一分散させることは難しい。つまり、外装材・瓦の原料成分にバラツキが生じ期待する性能が得られない等の問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の無機質基材用塗料組成物は、親水性の微粒子を表面にコーティングした熱硬化樹脂粉体塗料を使用することで、基材成形時にシーラー層を作成できると同時に各種粉体塗料を用いた色彩設計が可能となることを見出し本発明を完成した。
【０００６】
即ち、本発明の無機質基材用塗料組成物は、親水性の微粒子を表面にコーティングした熱硬化樹脂粉体塗料、セメント粉及び水からなることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の無機質基材用塗料組成物は、親水性の微粒子を表面にコーティングした熱硬化樹脂粉体塗料、セメント粉及び水からなる。
【０００８】
本発明で用いられる熱硬化樹脂粉体塗料の樹脂成分としては、従来から粉体塗料の製造に用いられている樹脂を特に制限なく用いることができる。そのような合成樹脂の具体例としては、アルキド樹脂、ポリエステル−ウレタン硬化系樹脂、ポリエステル−エポキシ硬化系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール樹脂、アクリル系樹脂、アクリル−ポリエステル系樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ブロックイソシアネート樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、アミド樹脂、ＡＢＳ樹脂、ノボラック樹脂、フェノキシ樹脂、ブチラール樹脂、ケトン樹脂等を挙げることができ、それらの樹脂成分は単独で、または、必要によって、任意の配合比率で組み合わせて使用することができる。
【０００９】
また、上記で例示した樹脂（主剤）に対する硬化剤を併用することができる。そのような硬化剤としては、例えば、アミド化合物、酸無水物、二塩基酸、グリシジル化合物、アミノプラスト樹脂、ブロックイソシアネート、ウレトジオンイソシアネート、ヒドロキシアルキルアミドなどを挙げることができ、代表的な硬化剤としては、ジシアンジアミド、酸ヒドラジド、トリグリシジルイソシアヌレート、イソホロンジイソシアネートブロック体などを挙げることができる。例えば、二塩基酸としては、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸、１，１０−デカンジカルボン酸、１，１２−ドデカンジカルボン酸、１，２０−エイコサンジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、マレイン酸、フタル酸、シクロヘキセン１，２−ジカルボン酸等を挙げることができる。
【００１０】
これらの樹脂、硬化剤等の外に、触媒として粉体塗料で使用されているリン系・スズ系・各種イミダゾール系の触媒も任意に使用することができる。また、塗膜構成成分として、着色顔料や防錆顔料、その他の機能を与えるための添加剤等を加えることが有効である。これらの着色顔料としては、黄色酸化鉄、チタン黄、ベンガラ、酸化チタン、カーボンブラック、亜鉛華、リトポン、鉛白、硫化亜鉛、酸化アンチモン等の無機系顔料、焼成顔料や、ハンザイエロー５Ｇ、パーマネントイエローＦＧＬ、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、インダンスレンブルーＲＳ、パーマネントレッドＦ５ＲＫ、ブリリアントファーストスカーレットＧ、パリオゲンレッド３９１０、キナクリドン系顔料、アゾ系顔料、イソインドリン系顔料等の有機顔料がある。
【００１１】
粉体塗料中へのこれら顔料の添加量は、通常ＰＷＣで０．５〜６０％程度であるが、クリヤー塗料の様に全く添加しない場合もある。
【００１２】
ここで、ＰＷＣとは　Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｗｅｉｇｈｔ　Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　（顔料重量濃度）のことであり、下記の式により算出される。
【００１３】
ＰＷＣ＝［（含有顔料重量）／（全塗料固形分重量）］×１００（％）
【００１４】
これらの顔料の添加量が多い場合には、特に吸油量の高い顔料を用いる場合には、そのような塗料を用いて塗膜を形成すると、塗膜の平滑性が損なわれる傾向がある。
【００１５】
その他に、塗膜の光沢値を調節したり、塗膜の堅さを調節したりする目的で、体質顔料として、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、クレー、シリカ粉、微粉珪酸、珪藻土、タルク、塩基性炭酸マグネシウム、アルミナホワイト、ガラスフレーク等を添加することもできる。
【００１６】
更に、任意に添加することのできる添加剤としては、タレ防止剤、表面調整剤、架橋促進剤、紫外線吸収剤、光安定剤、抗酸化剤等を挙げることができる。
【００１７】
本発明で使用する親水性の微粒子としては、親水性シリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン等が挙げられ、これらの微粒子は、単独でも、また、２種以上を混合して使用してもよい。
【００１８】
本発明における粉体塗料は、前記成分の混合物をエクストルーダー等にて予備混合、ついでエクストルーダー、熱ロール、ニーダー等にて溶融練合し、冷却後、ジェットミル等にて微粉砕し、振動フルイ、気流分級機によって篩い分けることによって製造される。
【００１９】
次に、親水性の微粒子を粉体塗料にコーティングする方法（表面改質）について述べる。
【００２０】
粉体塗料と親水性の微粒子を混合して、静電気力による付着・摩擦による溶融によって粒子表面にコーティング皮膜を作る方法・衝撃力による付着等、表面に付着させた形態になることが望ましく、高速混合型（ヘンシェルミキサー・ナウターミキサー等の高速撹拌装置・メカノミル）、高速乾式粉砕機型（ハイブリタイザー・メカノフュージョン）などで両者を混合することにより粉体塗料表面にコーティングすることができる。
【００２１】
本発明で用いられるセメント粉としては、ポルトランドセメント、アルミナセメント、石灰混合セメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、高硫酸塩スラグセメント等の一般に知られる各種の水硬性セメントに珪石粉・着色顔料等通常使用される原料を組み合わせたものである。
【００２２】
本発明の無機質基材用塗料組成物は、好ましくは、親水性の微粒子をコーティングした熱硬化樹脂粉体塗料１００重量部に対して、セメント粉２００〜４００重量部、水３００〜５００重量部の範囲で混合して得られる。より好ましくは、親水性の微粒子をコーティングした熱硬化樹脂粉体塗料１００重量部に対して、セメント粉２５０〜３５０重量部、水３５０〜４５０重量部の範囲が好ましい。
【００２３】
セメント粉の配合量が２００重量部未満の場合、樹脂分が多くなり、無機質基材を養生する過程で積み重ねた時にブロッキングをおこし易い、逆にセメント粉の配合量が４００重量部を超えると目的とする基材強度アップ不足となり易く好ましくない。また、水の配合量が、３００重量部未満の場合には、塗装工程で粉体塗料が分散しにくくなり、逆に水の配合量が５００重量部を超えると、含水率が高くなり、強度不足或いは、減水に時間がかかり生産性が落ちる原因となり易く好ましくない。
本発明の無機質基材用塗料組成物は、塗料を塗装後、塗装物の含水率を２０〜３０％程度まで減水させ、一次養生（２０〜８０℃）を半日〜１日程度行い、その後、オートクレーブに入れ、１７０℃〜２００℃で、３時間〜６時間程度処理して、塗膜とする必要がある。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。なお、実施例中「部」、「％」は重量を基準として示す。
【００２５】
＜粉体塗料の作成＞
（粉体塗料１）
酸価５３ｍｇＫＯＨ／ｇの熱硬化性ポリエステル樹脂［ユピカコートＧＶ２３０：日本ユピカ社製商品名］３０部にエポキシ当量９２０ｇ／ｅｑのビス・フェノールＡエポキシ樹脂［エピコート１００４：ジャパンエポキシレジン社製商品名］３０部、添加剤として［モダフローパウダー２０００：モンサント社製商品名］１部、脱泡剤としてベンゾイン０．４部、カーボンブラック１．５部、硫酸バリウム３０部、酸化チタン５部を混練、粉砕し２００メッシュで分級を行い、平均粒径３０μｍの粉体塗料を作成した。この粉体塗料に酸化アルミニウム（日本アエロジル社製）を１％添加し、ヘンシェルミキサーにて混合し、粉体塗料１を作成した。
【００２６】
（粉体塗料２）
酸価５３ｍｇＫＯＨ／ｇの熱硬化性ポリエステル樹脂［ユピカコートＧＶ２３０］３０部にエポキシ当量９２０ｇ／ｅｑのビス・フェノールＡエポキシ樹脂［エピコート１００４］３０部、添加剤として［モダフローパウダー２０００］１部、ベンゾイン０．４部、カーボンブラック１．０部、硫酸バリウム３０部、酸化チタン５部を混練、粉砕し２００メッシュで分級を行い、平均粒径３０μｍの粉体塗料を作成した。この粉体塗料に酸化アルミニウム（日本アエロジル社製）を１％添加し、ヘンシェルミキサーにて混合し、粉体塗料２を作成した。
【００２７】
（粉体塗料３）
酸価５３ｍｇＫＯＨ／ｇの熱硬化性ポリエステル樹脂［ユピカコートＧＶ２３０］３０部にエポキシ当量９２０ｇ／ｅｑのビス・フェノールＡエポキシ樹脂［エピコート１００４］３０部、添加剤として［モダフローパウダー２０００］１部、ベンゾイン０．４部、カーボンブラック０．５部、硫酸バリウム３０部、酸化チタン５部を混練、粉砕し１００メッシュで分級を行い、平均粒径６０μｍの粉体塗料を作成した。この粉体塗料に酸化アルミニウム（日本アエロジル社製）を１％添加し、ヘンシェルミキサーにて混合し、粉体塗料３を作成した。
【００２８】
（粉体塗料４）
粉体塗料３と同一配合で、平均粒径を１５μｍの粉体塗料４を作成した。
【００２９】
（粉体塗料５）
水酸基価３６ｍｇＫＯＨ／ｇの熱硬化性ポリエステル樹脂［ユピカコートＧＶ１５０：日本ユピカ社製商品名］５０部にＩＰＤＩ（イソホロンジイソシアネート）ε−カプロラクタムブロックのポリイソシアネート樹脂［ベスタゴンＢ−１５３０：ＨＵＬＳ社製商品名］１０部、レベリング剤として、アクリルオリゴマー［モダフローパウダー２０００］１部、ベンゾイン０．２部、カーボンブラック１．５部、硫酸バリウム３０部、酸化チタン５部を混練、粉砕し２００メッシュで分級を行い、平均粒径３０μｍの粉体塗料を作成した。この粉体塗料に酸化アルミニウム（日本アエロジル社製）を１％添加し、ヘンシェルミキサーにて混合し、粉体塗料５を作成した。
【００３０】
（粉体塗料６）
ＧＭＡ変性熱硬化性アクリル樹脂［アルマテックスＰＤ−７２１０：三井化学社製商品名］５５部、ＤＤＡ（デカン２酸）１０部、添加剤として［モダフローパウダー２０００］１部、ベンゾイン０．２部、カーボンブラック１．５部、硫酸バリウム３０部、酸化チタン５部を混練、粉砕し２００メッシュで分級を行い、平均粒径３０μｍの粉体塗料を作成した。この粉体塗料に酸化アルミニウム（日本アエロジル社製）を１％添加し、ヘンシェルミキサーにて混合し、粉体塗料６を作成した。
【００３１】
（粉体塗料７）
［エピコート１００４］５５部、ＡＤＨ（アジピン酸ジヒドラジド）５部、添加剤として［モダフローパウダー２０００］１部、ベンゾイン０．２部、カーボンブラック１．５部、硫酸バリウム３０部、酸化チタン５部を混練、粉砕し２００メッシュで分級を行い、平均粒径３０μｍの粉体塗料を作成した。この粉体塗料に酸化アルミニウム（日本アエロジル社製）を１％添加し、ヘンシェルミキサーにて混合し、粉体塗料７を作成した。
【００３２】
（粉体塗料８）
エポキシ当量９２０ｇ／ｅｑのビス・フェノールＡエポキシ樹脂［エピコート１００４：ジャパンエポキシレジン社製商品名］６０部、フェノール樹脂ＥＫ１７１Ｎ（ジャパンエポキシレジン社製商品名）１１部、触媒として２ＭＺ（２−メチルイミダゾール：四国化成社製商品名）０．２部、添加剤として［モダフローパウダー２０００］１部、カーボンブラック１．５部、硫酸バリウム３０部、酸化チタン５部を混練、粉砕し２００メッシュで分級を行い、平均粒径３０μｍの粉体塗料を作成した。この粉体塗料に酸化アルミニウム（日本アエロジル社製）を１％添加し、ヘンシェルミキサーにて混合し、粉体塗料８を作成した。
【００３３】
（粉体塗料９）
エポキシ当量９２０ｇ／ｅｑのビス・フェノールＡエポキシ樹脂［エピコート１００４：ジャパンエポキシレジン社製商品名］６０部、フェノール樹脂ＥＫ１７１Ｎ（ジャパンエポキシレジン社製商品名）１１部、触媒として２ＭＺ（２−メチルイミダゾール：四国化成社製商品名）０．２部、添加剤として［モダフローパウダー２０００］１部、カーボンブラック１．５部、硫酸バリウム３０部、酸化チタン５部を混練、粉砕し２００メッシュで分級を行い、平均粒径３０μｍの粉体塗料を作成した。この粉体塗料に疎水性シリカＲ９７２（日本アエロジル社製）を１％添加し、ヘンシェルミキサーにて混合し、粉体塗料９を作成した。
【００３４】
上記粉体塗料１〜９で作成した粉体塗料を表１のような配合で混合し、実施例１〜８及び比較例１〜４の無機質基材用塗料組成物を作成し、以下の条件で塗装を行った。
１．塗装後、含水率を２０〜３０％に減水する。
２．その後、５０℃にて一次養生を１日行う。
３．その後オートクレーブに入れて、１７０℃で４時間処理して塗膜とする。
各種試験を行った結果を表２に示す。
【００３５】
【表１】

【００３６】
【表２】

【００３７】
１）外観評価（目視判定）
○：粉体塗料が均一に分布した状態である。
【００３８】
×：粉体塗料が部分的に集中した状態である。
【００３９】
２）水分散性（目視判定）
○：水の中に各原料を投入、撹拌した際に水面に粉体塗料が浮いていない。
【００４０】
×：水の中に各原料を投入、撹拌した際に水面に粉体塗料が浮いている。
【００４１】
３）ブロッキング試験
○：基材成型時に無機質基材を積み重ねた際、上下間で付着しない。
【００４２】
×：基材成型時に無機質基材を積み重ねた際、上下間で付着する。
【００４３】
４）凍害試験Ａ法
基材を水中にて凍結、解凍を１サイクルとする試験
○：３００サイクルにて自然剥離なし。
【００４４】
×：３００サイクルにて剥離あり。
【００４５】
【発明の効果】
親水性の微粒子を表面にコーティングした熱硬化樹脂粉体塗料を基材成形時に事前添加する事により基材成形時にシーラー層を作成できると同時に各種色粉体塗料を用いた色彩設計が可能となり従来の上塗塗料塗装を必要としない、また、基材の無機成分の硬さを緩和する効果もあり基材の割れを緩和させる効果も見られた。

Claims

親水性の微粒子を表面にコーティングした熱硬化樹脂粉体塗料、セメント粉及び水からなることを特徴とする無機質基材用塗料組成物。
親水性の微粒子が、親水性シリカ、酸化アルミニウム、酸化チタンからなる群より選択される少なくとも１種からなることを特徴とする請求項１記載の無機質基材用塗料組成物。
親水性の微粒子を表面にコーティングした熱硬化樹脂粉体塗料１００重量部に対して、セメント粉２００〜４００重量部、水３００〜５００重量部を配合してなる請求項１または２に記載の無機質基材用塗料組成物。