JP2005075839A

JP2005075839A - 塗料組成物

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Publication number: JP2005075839A
Application number: JP2003209602A
Authority: JP
Inventors: Osamu Koike; 修小池; Shinichi Togami; 慎一戸上
Original assignee: Suzuka Fine Co Ltd
Current assignee: Suzuka Fine Co Ltd
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2005-03-24

Abstract

【課題】つや消しの塗膜を形成でき、且つ塗装作業性が良好な塗料組成物を提供する。
【解決手段】塗料組成物であって、合成樹脂粒子と顔料成分とを含有し、前記合成樹脂粒子の平均粒子径が５００ｎｍ以上５０００ｎｍ以下、且つガラス転移点が２０℃以下であり、得られる塗膜の顔料容積率が４０％以上８０％以下である、塗料組成物を提供する。この塗料組成物では、顔料成分の比率がつや消し塗膜を得られる程度に大きくても、塗装作業性が良好となっている。特に刷毛塗りやローラ塗りによる作業性が良好となっている。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建築物の内外装に設けられる塗膜を構成する塗料組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築の内装用又は外装用の塗料には、合成樹脂エマルションペイント（ＪＩＳＫ５６６３）がある。合成樹脂エマルションペイントは、合成樹脂エマルションをビヒクルとし、顔料を含有する塗料である。この合成樹脂エマルションペイントで、つや消しされた塗膜を得るためには、顔料の割合を樹脂（合成樹脂エマルション）に対して相対的に大きくなるように配合している。また、造膜性を付与するため、揮発性有機化合物（ＶｏｌａｔｉｌｅＯｒｇａｎｉｃＣｏｍｐｏｕｎｄｓ，ＶＯＣ）を多く配合している。ここで、ＶＯＣとは、一般に、沸点が５０〜２５０℃の比較的低い温度で蒸発する有機化合物である。
なお、この技術は、当業者において周知の事実であるため、本発明者らは、特に文献によらず習得しているものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような合成樹脂エマルションペイントから得られるつや消しの塗膜では、塗膜の耐水性や耐候性が低下し、例えば、塗膜の乾燥初期において水溶性成分が雨水に溶出してしまう、などの問題がある。一方、塗膜の耐久性や耐候性を向上させるために樹脂成分を増大させると、刷毛塗り作業性やローラ塗り作業性が低下してしまい、つや消しの塗膜外観を得られにくくなってしまう。また、ＶＯＣ量の多い塗料では、室内など仕切られた空間での塗装作業で作業空間のＶＯＣ濃度が高くなってしまうことがある。
そこで、本発明者らは、つや消しの塗膜を形成でき、且つ塗装作業性が良好な塗料組成物を提供することを課題とした。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために種々の検討をした結果、本発明者らは、合成樹脂エマルション中の合成樹脂粒子の平均粒子径によって塗装作業性を制御できることを見出した。さらに、合成樹脂粒子の粒子径の選択とともに、顔料の配合割合等に着目することにより、本発明を完成した。
すなわち、本発明では、塗料組成物であって、合成樹脂粒子と顔料成分とを含有し、前記合成樹脂粒子の平均粒子径が５００ｎｍ以上５０００ｎｍ以下であり、且つガラス転移点が２０℃以下であり、得られる塗膜の顔料容積率が４０％以上８０％以下である塗料組成物を提供する。
この塗料組成物では、顔料成分の比率がつや消し塗膜を得られる程度に大きくても、塗装作業性が良好となっている。すなわち、得られる塗膜の顔料容積率が４０％以上８０％以下となるように顔料成分が含有されていると、良好なつや消しの塗膜を得ることができる。特に刷毛塗りやローラ塗りによる作業性が良好となっている。さらに、ガラス転移点（以下、単にＴｇとも記す。）が２０℃以下であることにより、常温、すなわち、日本国内での外気温における塗装作業性が良好である。
なお、本明細書において顔料容積率は、乾燥された塗膜に含まれる顔料の塗膜成分に対する体積百分率である。本明細書では、顔料容積率をＰＶＣ（ｐｉｇｍｅｎｔｖｏｌｕｍｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）ともいう。
これらの塗料組成物は、合成樹脂が、自己架橋性を有していると、耐久性が向上された塗膜が得られる。特に、熱抵抗性や耐候性が良好な塗膜を得ることができる。ここで、自己架橋性を有する合成樹脂は、塗膜形成時に架橋反応する樹脂系であり、合成樹脂粒子中に架橋剤等を含んでいても良い。
また、得られる塗膜の鏡面光沢度６０度が３０以下となる塗料組成物を提供する。この塗料組成物から得られる塗膜は、良好なつや消し状態となっており、光沢が低減されたつや消し表面を得ることができる塗料組成物となっている。なお、本明細書においてつや消し塗膜とは、鏡面光沢度（６０度）３０以下のものをいうものとする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明に係る塗料組成物は、合成樹脂粒子と顔料成分とを含有し、前記合成樹脂粒子の平均粒子径が５００ｎｍ以上５０００ｎｍ以下であることを特徴とする。
合成樹脂粒子は、酢酸ビニル系樹脂、ハロゲン化ビニル系樹脂、シリコン系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂より成る群から選択される一種又は二種以上によって形成される。具体的には、耐久性の面から、アクリル系樹脂や、アクリルウレタン系樹脂、アクリルシリコン系樹脂等のアクリル系共重合樹脂より成る群から選択される一種又は二種以上によって形成されることが好ましい。
【０００６】
合成樹脂粒子は、ラジカル重合によって形成することができる。
ラジカル重合によってアクリル系合成樹脂粒子を形成する場合は、アクリル系単量体及びこのアクリル系単量体と共重合可能な他の単量体とを組合わせて用いることで得られる。
アクリル系単量体は、公知の種々のアクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルである。例えば、炭素数１以上１８以下のアルキル（メタ）アクリル酸エステルや、これらの任意の部位に種々のアルキル基が付加されたエステルを用いることができる。具体的には、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレートなどを用いることができる。また、例えば、シクロヘキシル（メタ）アクリレートのような、環状アルキル（メタ）アクリル酸エステルを用いることもできる。
【０００７】
また、水酸基、硫化水素基、アミノ基等の複素原子を含有する置換基を備える不飽和（メタ）アクリル酸エステル（エチレン性不飽和カルボン酸エステル）をアクリル系単量体として用いることができる。具体的には、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートや、上述のアルキル（メタ）アクリレートのアルキル部位の任意の水素が水酸基又は硫化水素基に置換されているエステルでも良い。また、特に、複素原子を含有する不飽和アクリル酸エステルとして、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート等の、アミノ基を含有する（メタ）アクリル酸エステルを用いることもできる。アミノ基含有アクリル酸エステルとしては、１級アミン、２級アミン、３級アミンのいずれを含有していても良い。また、アミド結合を有するアクリルアミドや、アクリロニトリルなどのニトリル基を含有する（メタ）アクリル酸エステルを用いることもできる。
【０００８】
これらのアクリル系単量体と共重合可能な他の単量体には、ビニル系単量体がある。例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレンなどの芳香族炭化水素系ビニル単量体を用いることができる。また、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などのα−βエチレン性不飽和カルボン酸を用いることができる。このようなα−βエチレン性不飽和カルボン酸がジカルボン酸の場合、無水マレイン酸のように酸無水物の形態であっても良い。これらの単量体では、アクリル系合成樹脂粒子（アクリルビニル系共重合体の合成樹脂粒子）を得ることができる。
【０００９】
また、アクリル系単量体とともに、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸のようなスルホン酸含有ビニル単量体を用いることができる。
さらに、アクリル系単量体とともに、塩化ビニル、塩化ビニリデンなどの塩素含有ビニル単量体を用いることができる。また、塩素だけでなく、フッ素、臭素などの他のハロゲン類を含むハロゲン含有ビニル単量体を用いても良い。
なお、ハロゲン化ビニル系合成樹脂粒子は、上述のハロゲン含有ビニル単量体を主として用いることで得られる。
【００１０】
また、アクリル系単量体とともに、アルコキシシランなどの加水分解性シリル基を含有するビニル系単量体又は（メタ）アクリル系単量体を用いることができる。例えば、γ−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルトリエトキシシランを用いることができる。この場合、アクリルシラン系の合成樹脂粒子が得られる。
なお、シラン系の合成樹脂粒子は、加水分解性シリル基を含有するビニル系単量体又は（メタ）アクリル系単量体を主として用いることで得られる。
【００１１】
また、酢酸ビニル系合成樹脂粒子は、酢酸ビニル又はその誘導体を単量体として用いたり、上述の酢酸ビニルと他のビニル系単量体とを用いたりすることによって得られる。また、酢酸ビニル系共重合体の合成樹脂粒子は、これらの酢酸ビニル又はその誘導体と、マレイン酸ジブチル、メチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレートとを組合わせて用いることで得られる。
【００１２】
ウレタン系又はアクリルウレタン系の合成樹脂粒子は、ウレタン結合を有し、水溶性である種々のラジカル重合性単量体を用いることで得られる。アクリルウレタン系の合成樹脂粒子は、上述のアクリル系単量体としてウレタン結合を備えるアクリルウレタン系単量体を用いることで得られる。好ましくは、ウレタン結合を備える（メタ）アクリル酸エステルを用いる。また、アクリル系単量体と共重合可能な単量体として、上記単量体においてウレタン結合部分が付加された単量体を用いても、アクリルウレタン系合成樹脂粒子が得られる。
【００１３】
合成樹脂粒子は、自己架橋性を備えていることが好ましい。架橋性を備える合成樹脂粒子は、ラジカル重合によって樹脂を生成する場合、架橋性部位を備えるラジカル重合性単量体を用いることで得られる。自己架橋性を備える合成樹脂粒子は、常温において自己架橋可能とされていることが好ましい。
【００１４】
架橋性を備える単量体は、例えば、グリシジル基や、Ｎ−アルキロール基などの公知の架橋性末端を備える上述のアクリル系単量体及び／又はこれに共重合可能な他の単量体である。架橋性を備えるアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルとしては、例えば、グリシジル（メタ）アクリレート、メチルグリシジル（メタ）アクリレート、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、グリセロールジ（メタ）アクリレートを用いることができる。
また、アミド基を含有する架橋性（メタ）アクリル酸エステルとしては、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロポキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−プロポキシメチル（メタ）アクリルアミドを用いることができる。
【００１５】
また、アクリル系単量体と共重合可能な架橋性を備える他の単量体としては、例えば、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレートなどのシアヌル酸、イソシアヌル酸のアリルエステルや、アリルグリシジルエーテル、ジビニルベンゼンを用いることができる。
【００１６】
また、架橋性を備えるラジカル重合性単量体として、ヒドロキシル基などの活性水素基である単量体とイソシアネート基である単量体とを組合わせて用いることによって、塗膜形成時にウレタン結合を生成するウレタン系合成樹脂粒子を生成することができる。例えば、合成樹脂粒子中には、ウレタン結合は存在しないが、塗膜中にはウレタン結合が生成される塗料組成物とすることができる。アクリルウレタン系の塗料組成物にする場合は、ビニル部位を備え、活性水素基又はイソシアネート基を備える種々のラジカル重合性単量体を用いる。
【００１７】
合成樹脂粒子をラジカル重合して製造する場合、公知のラジカル生成開始剤を使用できる。乳化重合法で生成する場合は、特に、過酸化物、アゾ化合物、レドックス試薬が好ましい。過酸化物としては、例えば、過酸化ベンゾイル、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイドなどの有機過酸化物や、過酸化水素などの無機過酸化物を用いることができる。また、アゾ化合物としては、アゾビスシアノ吉草酸、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス（２，４−ジメチル）バレロニトリルなどの有機アゾ化合物を用いることができる。また、レドックス系開始剤としては、例えば、酸化剤として過硫酸ナトリウムなどの過硫酸塩又は過硫酸塩と鉄イオン等を、還元剤としてナトリウムスルホキシレートホルムアルデヒド、ピロ亜硫酸ソーダ、Ｌ−アスコルビン酸等を用いることができる。さらに、過硫酸ナトリウム、過酸化水素をはじめとする無機水溶性ラジカル開始剤を用いることもできる。
【００１８】
また、ラジカル重合性の合成樹脂粒子の生成では、連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤としては、例えば、ｎ−ドデシルメルカプタン、α−メチルスチレンダイマー等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００１９】
合成樹脂粒子は、架橋反応によって生成されても良い。したがって、本塗料組成物に含有される合成樹脂粒子の生成には、架橋反応性を有する種々の単量体、ポリマー、又はオリゴマーを組合わせて用いることができる。例えば、ヒドロキシル基などの活性水素基を含有する化合物（ポリオール等）とイソシアネート化合物、エポキシ基を含有する化合物とカルボン酸無水物、エポキシ基を含有する化合物とアミン類、カルボニル基を含有する化合物とヒドラジド基を含有する化合物、カルボン酸と金属イオン、カルボン酸とオキサゾリン、オルガノアルコキシシランとカルボキシル基を含有する化合物、アセトアセテートとケチミン類を挙げることができる。架橋反応によって生成される合成樹脂粒子も乳化重合を用いて生成することができる。すなわち、架橋反応型エマルションとすることができ、架橋反応型エマルションを本塗料組成物の成分として配合することができる。
【００２０】
架橋反応型の合成樹脂では、樹脂合成時にウレタン結合を形成し得るため、容易にウレタン系合成樹脂粒子を得ることができる。
なお、架橋反応型の重合においても、適宜、連鎖移動剤を使用できることは、言うまでもない。
【００２１】
合成樹脂粒子の形成方法は、公知の方法を用いることができるが、好ましくは、乳化重合法とされる。乳化重合法であると、重合度の制御が容易で、所望の粒子径の合成樹脂粒子を得やすい。特に自己架橋性を有する合成樹脂粒子を形成する場合は、乳化重合法を用いると、安定に架橋性を備える状態に保持でき、好ましい。乳化重合の方法は、例えば、バッチ式重合、モノマー滴下重合、乳化モノマー滴下重合など、公知の方法を選択することができる。
【００２２】
合成樹脂粒子は、固体状の粒子として配合しても良いが、典型的には、合成樹脂粒子が水系の溶媒に分散されたコロイド溶液である合成樹脂エマルションとして塗料組成物に配合される。合成樹脂エマルションは、例えば、合成樹脂粒子を生成し、この粒子を溶媒（水）中にコロイド状に分散させて得ることができる。乳化重合によって合成樹脂を生成する場合は、樹脂生成に用いた反応系を溶媒として、そのまま合成樹脂エマルションとすることができる。すなわち、上述の単量体を用いて乳化重合することにより、アクリル系エマルション、アクリル共重合系エマルション、酢酸ビニル系エマルション、ハロゲン化ビニル系エマルション、シリコン系エマルション、又はウレタン系エマルションなどを得ることができる。
【００２３】
乳化重合では、公知の種々の乳化剤を用いることができる。例えば、アルキルベンゼンスルホン酸ソーダ、ラウリル硫酸ソーダ、ナトリウムジオクチルスルホサクシネート、アルキルフェニルポリオキシエチレン硫酸ソーダ塩、アンモニウム塩などのアニオン性乳化剤を用いることができる。また、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック共重合体などのノニオン性乳化剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることができる。
また、保護コロイドを添加しても良い。例えば、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロースなどの水溶性ポリマーや水溶性オリゴマーを用いることができる。
【００２４】
合成樹脂粒子の粒子径は、単量体の量、すなわち濃度や、連鎖移動剤の添加量、あるいは反応時間、反応温度などを調節することによって、公知の方法によって粒子径を制御することができる。塗装作業性を向上させるためには、粒子径は大きくすることが好ましい。一方、得られる塗膜の表面を緻密に形成するためには、粒子径は小さいことが好ましい。
【００２５】
本発明では、合成樹脂粒子は、平均粒子径が５００ｎｍ以上５０００ｎｍ以下とされる。合成樹脂粒子の平均粒子径が５００ｎｍ未満であると、得られる塗料組成物において、塗装作業性、特に刷毛やローラを用いた塗装作業性が低下してしまう。したがって、膜厚の均一な塗膜を形成し難く、外観の良い塗膜を得ることが難しい。
一方、平均粒子径が５０００ｎｍを超えていると、得られる塗料組成物で形成される塗膜の耐久性、特に耐水性、耐候性等が低下し、屋外での使用に不向きとなる。また、平均粒子径５０００ｎｍを超える合成樹脂粒子から形成された塗膜では、付着性、耐アルカリ性、耐汚染性も低下する。
なお、本明細書において平均粒子径は、レーザ光散乱法によって測定される平均粒子径であり、例えば、ＣｏｕｌｔｅｒＭｏｄｅｌＮ４を用いて測定することができる。
【００２６】
乳化重合系を、そのまま合成樹脂エマルションとして用いる場合、好ましくは、ｐＨを６．５以上１０．０以下の範囲に調整する。このｐＨ範囲であると、エマルションが安定化される。ｐＨの調整には、例えば、アンモニア、トリメチルアミン、ジエチルアミン、モルホリン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの種々の塩基を用いることができる。
合成樹脂粒子を合成樹脂エマルションとして配合する場合、固形分（合成樹脂粒子）の割合は、特に限定されないが、好ましくは４０〜６０重量％とされる。
【００２７】
なお、いずれの合成樹脂粒子においても、ガラス転移温度（Ｔ_ｇ）は、２０℃以下である。この範囲であると、通常の使用状態において良好な可撓性が保持される。一方、通常の使用状態における耐汚染性の面からは、合成樹脂エマルションのガラス転移温度（Ｔ_ｇ）は、−３５℃以上であることが好ましい。また、実用上、すなわち、作業現場における温度環境に適合させることが好ましく、例えば、日本国内では−３０℃以上１０℃以下が好ましい。
したがって、この乳化重合系を合成樹脂エマルションとすることにより、塗料組成物中に安定に存在させることができる。
【００２８】
本発明に係る塗料組成物に含有される顔料としては、公知の種々の着色顔料、体質顔料、マイカ粉、プラスチックピグメントなどを用いることができる。
着色顔料は、例えば、酸化チタン、カーボンブラック、黒鉛、酸化鉄黒、酸化鉄イエロー、酸化鉄レッド、キナクリドンレッド、チタンエロー、ハンザエロー、シアニンブルーなどを用いることが好ましい。また、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ベンツイミダゾロン、アゾ顔料、パール顔料等を用いることができる。着色顔料は、顔料全体に対して４０重量部以下使用されることが好ましい。
【００２９】
また、体質顔料としては、炭酸カルシウム、沈降性硫酸バリウム、篩性硫酸バリウム、クレー、タルクなどを用いることが好ましい。これらは、好ましくは粒径１０μｍ以下のものを用いる。
また、マイカ粉の他、ホワイトカーボン、アルミナ、ベントナイト、シリカを用いても良い。また、プラスチックピグメントについても、特に限定されず種々のものを用いることができる。
顔料としては、上記いずれかの１種類のみを用いても良いし、２種類以上を組合わせて用いても良い。
【００３０】
顔料は、塗膜形成後、乾燥した状態における容積濃度、すなわち顔料容積率（ＰＶＣ）が８０％以下となるように、塗料組成物に含有される。顔料容積率が８０％以下であると、塗膜の耐久性、例えば、耐水性、耐アルカリ性などの性質が安定に保たれる。また、塗膜表面の密度が粗くなりすぎない。
ここで、本明細書において、顔料容積率は、以下の式で表される。
ＰＶＣ（％）＝１００Ｖｐ／（Ｖｐ＋Ｖｂ）
Ｖｐ：顔料の体積
Ｖｂ：バインダの体積
本明細書において、バインダは、合成樹脂粒子を含む。バインダとして合成樹脂エマルション中の合成樹脂粒子のみを含有する塗料組成物においては、バインダの体積は、エマルション中の加熱によって残留する成分の体積となる。
【００３１】
ＰＶＣが８０％を超えると、塗膜中の樹脂量が少なくなるため、塗膜の耐久性が低下してしまう。特に、耐水性、耐候性が低下し、被塗装面への付着性も低下してしまう。また、塗膜表面の緻密性が低下してしまい、表面に良好な滑面が得られず、耐汚染性、可撓性、耐アルカリ性も低下してしまう。
一方、つや消しの塗膜を得るためには、乾燥後の塗膜のＰＶＣが少なくとも４０％以上となるように、顔料及び合成樹脂粒子を配合する。好ましくは、ＰＶＣが５０％以上となるように、顔料を配合する。ＰＶＣが小さいと、すなわちＰＶＣが４０％未満では、鏡面光沢度６０度が３０を超えてしまい、つや消し塗膜にならない。具体的には、ＰＶＣが４０〜８０％の範囲において、鏡面光沢度６０度が３０以下の塗膜を良好に得ることができ、ＰＶＣが５０〜８０％の範囲では、つや消しの良好な意匠面となる鏡面光沢度６０度が１０以下の塗膜が得られやすく、より好ましい。
【００３２】
本塗料組成物は、合成樹脂粒子及び顔料の他、塗料組成物において用いられている種々の副資材、添加剤を含有していても良い。例えば、顔料分散剤、消泡剤、造膜助剤、防カビ剤、増粘剤、粘性調整剤、凍結防止剤などを含有していても良い。
本塗料組成物は、合成樹脂エマルションを用いる場合は、エマルション中に顔料及び副資材を混合することで調製される。
【００３３】
調製された本塗料組成物は、コンクリート、モルタル、スレートなどの種々の無機質建材や内装用建材に種々の方法で塗布することができる。塗装方法は、約０．１０〜０．５ｋｇ／ｍ^２の塗布量で１回以上塗布することが好ましいが、これ以外の塗布形態であっても良い。
合成樹脂粒子と顔料成分とを含有し、合成樹脂粒子の平均粒子径が５００ｎｍ以上５０００ｎｍ以下である本塗料組成物は、種々の塗装方法における作業性が良く、特に、刷毛やローラによる塗装作業性が良い。したがって、刷毛塗り、ローラ塗りによって塗装することが好ましい。刷毛塗りやローラ塗りによって、均一な厚みの塗膜を形成したり、平滑な塗膜面を形成したりすることが容易である。したがって、比較的熟練度の低い作業者においても良好な塗膜を形成することができる。
【００３４】
また、顔料成分を、ＰＶＣが４０％以上８０％以下となるように配合することにより、良好な耐久性を備える塗膜を形成できる塗料組成物となる。この配合の塗料組成物では、特に耐水性、耐候性を良好にすることができ、乾燥初期における塗料成分の雨水等による溶出を抑制することもできる。また、被塗装面への付着性や、耐アルカリ性、耐汚染性等を良好に保持させることもできる。
特に、本塗料組成物において、ＰＶＣが４０％以上８０％以下となるように顔料を配合することにより、鏡面光沢度６０度が３０以下のつや消し塗膜を得ることができる。
また、自己架橋性を有する合成樹脂粒子を含有する塗料組成物から得られる塗膜は、良好な耐久性を備えている。特に、熱抵抗性が良好で、耐水性や可撓性も優れている。また、付着性、耐アルカリ性、耐候性、耐汚染性についても向上されていることが期待される。
【００３５】
さらに、合成樹脂エマルションとしてアクリル系共重合エマルションを用い、顔料として酸化チタン及び炭酸カルシウムを用いた塗料組成物では、刷毛塗り作業性及びローラ塗り作業性が優れている。また得られる塗膜の耐久性が良好である。特に、耐水性、耐候性、耐アルカリ性、耐汚染性が優れている。この塗料組成物において、顔料をＰＶＣが４０〜８０％となるように配合することにより、鏡面光沢度（６０度）が３０以下の塗膜を、ＰＶＣが５０〜８０％とすることにより鏡面光沢度（６０度）が１０以下の塗膜を、容易に得ることができる。さらに、合成樹脂エマルションとして自己架橋性合成樹脂エマルションを用いることにより、熱抵抗性を向上させることができる。
【００３６】
【実施例】
表１，２の配合に基づいて合成樹脂エマルション、顔料、顔料分散剤、造膜助剤、及び消泡剤を混合し、粘度を２０００〜６０００ｍＰａ・ｓとなるように調整して、実施例１〜１３の組成を有する塗料組成物を作成した。
また、同様にして、表３の配合に基づいて合成樹脂エマルション、顔料、顔料分散剤、造膜助剤、及び消泡剤を混合し、粘度を２０００〜６０００ｍＰａ・ｓとなるように調整して比較例１〜６の組成を有する塗料組成物を作成した。なお、比較例４〜６は、ＪＩＳＫ５６６３（２００３年）で規定する合成樹脂エマルションペイント１種該当品である。
【００３７】
【表１】

【表２】

【表３】

【００３８】
ここで、アクリル系共重合樹脂エマルションは、すべてアクリルに適宜モノマーを添加してガラス転移点（Ｔｇ）などを調整したものを使用した。各合成樹脂エマルションについて樹脂４７重量％、水５３重量％に調製した。また、実施例４、実施例１０〜１３については同一のエマルションを使用し、比較例４及び５については、別の同一のエマルションを使用し、他の実施例及び比較例については、すべて異なるエマルションを使用した。実施例１，２及び比較例４，５，６については自己架橋性を有しない合成樹脂エマルションを使用し、他の実施例及び比較例では、自己架橋性を有する合成樹脂エマルションを使用した。また、顔料容積率、Ｔｇ、平均粒子径は、それぞれ表１〜３に示すとおりである。
また、顔料では、着色顔料としてルチル型二酸化チタン（白色顔料、表１，２では、酸化チタンと表記）を用い、体質顔料として炭酸カルシウムの粉末を用いた。
【００３９】
なお、ＰＶＣは、塗料組成物に含まれるアクリル系共重合エマルションを加熱乾燥させた後、その樹脂重量と、密度から容積を算出し、また顔料の重量と密度と空容積を算出し、上記式に基づいて算出した。
例えば、実施例１のアクリル系共重合エマルションを加熱したところ残留物の重量は４７％であった。残留成分は、樹脂であり４０ｇ×０．４７＝１８．８ｇで、密度は１．１ｇ／ｃｍ^３であった。このことから樹脂の容積は、
１８．８ｇ÷１．１ｇ／ｃｍ^３＝１７．０ｃｍ^３
である。また、炭酸カルシウム、酸化チタンの密度は、それぞれ２．７ｇ／ｃｍ^３、４．２ｇ／ｃｍ^３であった。
したがって、それぞれの容積は、
３０ｇ÷２．７ｇ／ｃｍ^３＝１１．１ｇ／ｃｍ^３
２５ｇ÷４．２ｇ／ｃｍ^３＝５．９ｇ／ｃｍ^３
したがって、ＰＶＣは、
１００×（１１．１＋５．９）／（１７．０＋１１．１＋５．９）＝５０（％）
となる。
【００４０】
調製した塗料組成物を用いて試験板を作成した。試験板は、ＪＩＳＡ５４３０石綿スレート板（ＪＩＳＫ５６００の規定に準じる）を用い、実施例１〜８及び比較例１〜６の塗料組成物を、１ｍ^２当たり１５０ｇの割合で１回塗りし、３時間後に２回塗りをした。その後、２３℃標準状態に７日間放置して試験板とした。
【００４１】
各試験板について、刷毛塗り及びローラ塗りによる塗装作業性、仕上がり、鏡面光沢度（６０度）、付着性、耐水性、耐アルカリ性、耐候性、耐汚染性、熱抵抗性、造膜性、臭気について測定した。測定方法及び評価段階は、以下のとおりである。
【００４２】
（塗装作業性）
塗装作業性の評価は、以下の５段階で評価した。
５：むらなく良好
４：若干作業性が劣る
３：むらが発生し、作業性がやや劣る
２：作業性が劣る
１：作業性が劣り均一に塗膜が形成できない
【００４３】
（仕上がり）
塗膜表面の滑らかさを調べた。
（付着性）
下地（石綿スレート板）との付着状態をＪＩＳ５６００に基づくクロスカット法により調べた。
仕上がり、及び付着性の評価は、５：優、４：良、３：やや良、２：やや不良、１：不良、の５段階で評価した。
【００４４】
（鏡面光沢度６０度）
鏡面光沢度（６０度）は、試験片を上記石綿スレート板とした他はＪＩＳＫ５６００に規定する方法に準じて測定した。
（耐水性）
水に３日間浸漬後、塗膜の劣化程度を調べた。
（耐アルカリ性）
飽和水酸化カルシウム水溶液に３日間浸漬した後、塗膜の劣化程度を調べた。
（耐候性（耐久性））
１年間自然曝露した試験片を、同じ材料で同様に作成して冷暗室に１年間放置した試験片（標準板）と対比して変退色の程度を調べた。
（耐汚染性）
１年間自然曝露した試験片を、同じ材料で同様に作成して冷暗室に１年間放置した試験片（標準板）と対比して、汚染の程度を調べた。
（熱抵抗性）
８０℃加熱時に、塗膜の伸びなどによって劣化の程度を調べた。
【００４５】
耐水性、耐アルカリ性、耐候性（耐久性）、耐汚染性、熱抵抗性については、以下の５段階で評価した。
５：優劣化度０〜２０．０％
４：良劣化度２０．１〜４０．０％
３：やや良劣化度４０．１％〜６０．０％
２：やや不良劣化度６０．１〜８０．０％
１：不良劣化度８０．１％以上
【００４６】
（造膜性）
５℃での造膜性を、５：造膜する、１：造膜しない、として評価した。
（臭気）
嗅覚による官能評価を行った。
臭気の評価は、５：臭気なし、４：やや臭気がある、３：臭気がある、２：やや強い臭気がある、１：強い臭気がある、の５段階で行った。
【００４７】
各実施例１〜１３及び比較例１〜６の測定結果を表４〜６に示す。
【表４】

【表５】

【表６】

【００４８】
表４〜６に示す結果より、エマルション中の合成樹脂粒子の平均粒子径が５００ｎｍ以上５０００ｎｍ以下、顔料容積率８０％以下、Ｔｇ２０℃以下である実施例１〜１３においては、刷毛塗り作業性、ローラ塗り作業性において、むらなく、容易に塗ることができ、塗膜の仕上がりも良好であった。特に合成樹脂粒子の平均粒子径が４０００ｎｍを超える実施例２，４，６〜１３において作業性が良好であった。
また、ＰＶＣが４０％以上であるいずれの実施例においても鏡面光沢度（６０度）は３０以下であったが、特にＰＶＣ５０％以上である実施例１〜１２では、鏡面光沢度６０度は８．０以下であり、いずれも十分につや消しされた状態であった。また、塗膜の付着性、耐水性、耐アルカリ性、耐候性、耐汚染性についても良好であった。この結果から、平均粒子径５００ｎｍ以上５０００ｎｍ以下のアクリル系合成樹脂粒子を含有する本塗料組成物においては、ＰＶＣが４０％〜８０％、好ましくは５０〜８０％の範囲において、塗装作業性が良好で、耐久性に優れたつや消し塗膜を得ることができる。自己架橋性を有する合成樹脂エマルションを用いた実施例３〜１３では、自己架橋性を有しない合成樹脂エマルションを用いた実施例１，２と比較して塗膜の耐久性が全般的に向上し、付着性、耐水性、耐アルカリ性、耐候性、耐汚染性、熱抵抗性が良好であった。
【００４９】
また、ＰＶＣが同一で、平均粒子径が５００ｎｍである実施例１，３と平均粒子径が５０００ｎｍである実施例２，４とを比較すると、鏡面光沢度６０度は、平均粒子径が大きいほど小さかった。このことから、合成樹脂粒子の平均粒子径が大きいほど、良好につや消しされた塗膜が得られることが分かった。
【００５０】
他方、ＰＶＣ９０％である比較例１では、他の条件は、本願発明の範囲であっても、作業性、仕上がり、付着性、耐水性、耐アルカリ性、耐汚染性がひどく劣っていた。また、合成樹脂粒子の平均粒子径が４００ｎｍである比較例２では、形成された塗膜の諸性質は良好であったが、刷毛塗り作業性及びローラ塗り作業性がかなり劣っており、良好な仕上がりが得られなかった。また、合成樹脂エマルションの平均粒子径が６０００ｎｍである比較例３では、刷毛塗り、ローラ塗りともに塗装作業性は良いが、付着性、耐水性、耐アルカリ性、耐候性、耐汚染性が全般的に低かった。
また、自己架橋性が無く、Ｔｇが２０℃を超える比較例４〜６では、作業性が悪く、造膜性を除く、仕上がり及びその他の測定した物性が全般的に良くなかった。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、つや消しの塗膜が形成される塗料において、耐水性、耐候性の低下が抑制され、且つ塗装作業性が良好な塗料組成物を提供することができる。

Claims

塗料組成物であって、
合成樹脂粒子と顔料成分とを含有し、
前記合成樹脂粒子の平均粒子径が５００ｎｍ以上５０００ｎｍ以下、且つガラス転移点が２０℃以下であり、
得られる塗膜の顔料容積率が４０％以上８０％以下である、塗料組成物。
前記合成樹脂粒子は、架橋性を有するラジカル重合性単量体を原料として生成される合成樹脂粒子を含有する、請求項１に記載の塗料組成物。
得られる塗膜の鏡面光沢度６０度が３０以下である、請求項１又は２に記載の塗料組成物。