JP2007270094A

JP2007270094A - 水性塗料組成物及びそれを用いた積層塗膜

Info

Publication number: JP2007270094A
Application number: JP2006100977A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Chikamoto; 悠近本; Seiichi Onoe; 誠一尾上
Original assignee: SK Kaken Co Ltd
Current assignee: SK Kaken Co Ltd
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2007-10-18

Abstract

【課題】明所での視認色は下地の色相、暗所での視認色は蓄光顔料に由来する色相が発現できるとともに、蓄光顔料が少なくても色相にムラがなく、さらに、蓄光顔料が少ないにもかかわらず暗所で十分な視認性を確保することができる水性塗料組成物を提供する。
【解決手段】合成樹脂、アルミン酸ストロンチウムを含有する蓄光顔料、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの全波長領域で、拡散反射率が７５％〜１００％である白色蛍光材料を含有することを特徴とする水性塗料組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、優れた蓄光性を有する水性塗料組成物及びそれを用いた積層塗膜に関するものである。

従来、夜間において発光させる標識板や印刷物の塗料やインキには、蓄光顔料を含有した蓄光塗料が用いられている。

このような蓄光顔料を含有する蓄光塗料においては、次のような問題があった。
１．塗料中に少量の蓄光顔料を含有しただけでは、発光が弱く、暗所での蓄光色の視認性に欠けるものとなってしまう。
２．塗料中に多量の蓄光顔料を含有させる場合、明所、暗所にかかわらず、塗膜外観は蓄光顔料色に限定されてしまう。
３．さらに、塗料中に多量の蓄光顔料を含有させる場合、蓄光顔料は高価であるため、コストが大幅にアップしてしまう。

このような問題に対し、蓄光顔料が少量でも、暗所での蓄光色の視認性に優れた蓄光塗料の開発が行われている。

例えば、特許文献１では、水性蓄光組成物において、初期輝度性能、残光性能を高めたグリーン系の蛍光顔料（段落００３３記載）が記載されている。
また、特許文献２では、暗所での視認性を高めるために、蓄光顔料の発光と補色の色相を有する蛍光材料を添加することが記載されている。
また、特許文献３では、イエロー蛍光染料、レッド蛍光染料、オレンジ蛍光染料をを用いることで、日中での視認性と燐光輝度を向上させたカラー蓄光組成物が記載されている。

特開平１１−１４０３５１号公報特開平１１−３５８６５号公報特開２００２−１０５４４８号公報

しかし、特許文献１〜３に記載の塗料では、少量の蓄光顔料を含有する場合、色相のムラが発生しやすく、暗所だけでなく明所での美観性も低下してしまうという問題があった。特に、蛍光材料として、グリーン、イエロー、レッド、オレンジ等の着色蛍光材料を使用した場合には、色相のムラが発生しやすいという問題があった。

本願発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意検討した結果、蛍光材料として、可視光領域で特定の拡散反射率を有する白色蛍光材料を使用することにより、明所での視認色は下地の色相、暗所での視認色は蓄光顔料に由来する色相が発現できるとともに、蓄光顔料が少なくても色相にムラがなく、さらに、蓄光顔料が少ないにもかかわらず暗所で十分な視認性を確保することができることを見出し、本発明の完成に至った。

すなわち、本発明は以下の特徴を有するものである。
１．合成樹脂１００重量部に対し、
アルミン酸ストロンチウムを含有する蓄光顔料１〜１００重量部、
波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの全波長領域で、拡散反射率が７５％〜１００％である白色蛍光材料０．０１〜１０重量部を含有し、
形成塗膜が透明性を有することを特徴とする水性塗料組成物。
２．形成塗膜の可視光透過率が、５０％以上であることを特徴とする１．に記載の水性塗料組成物。
３．蓄光顔料の平均粒子径が５μｍ〜２５μｍであることを特徴とする１．または２．に記載の水性塗料組成物。
４．着色塗膜上に、１．から３．のいずれかに記載の水性塗料組成物を塗付して得られることを特徴とする積層塗膜。

本発明の水性塗料組成物は、明所での視認色は下地の色相、暗所での視認色は蓄光顔料に由来する色相が発現できるとともに、蓄光顔料が少なくても色相にムラがなく、さらに、蓄光顔料が少ないにもかかわらず暗所で十分な視認性を確保することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

本発明の水性塗料組成物は、合成樹脂１００重量部に対し、アルミン酸ストロンチウムを含有する蓄光顔料１〜１００重量部、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの全波長領域で、拡散反射率が７５％〜１００％である白色蛍光材料０．０１〜１０重量部、を含有し、形成塗膜が透明性を有することを特徴とするものである。

本発明水性塗料における合成樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル−スチレン樹脂、酢酸ビニル−バーサチック酸ビニルエステル樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ポリビニルカプロラクタム樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、セルロース樹脂、アクリル−シリコン樹脂、シリコーン樹脂、アルキッド樹脂、メラミン樹脂、アミノ樹脂、塩ビ樹脂、ビニル樹脂等が挙げられ、このような樹脂の水可溶型、水分散型等を使用することができる。
本発明では、特に、アクリル樹脂、アクリル−シリコン樹脂、ウレタン樹脂、酢酸ビニル樹脂等を使用することが好ましい。

本発明水性塗料における蓄光顔料としては、アルミン酸ストロンチウムを含有するものであれば特に限定されず使用することができる。アルミン酸ストロンチウムを含有することにより、優れた蓄光性とともに、耐水性、耐候性向上の効果がある。
本発明の蓄光顔料は、アルミン酸ストロンチウムを蓄光顔料全量に対し、５０重量％以上、さらには８０重量％以上含有することが好ましく、アルミン酸ストロンチウム蓄光顔料のうち、ＳｒやＡｌの一部が、カルシウム、マグネシウム、バリウム、パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム、鉄、ニッケル、銅、銀、金、亜鉛、ホウ素、ケイ素等の元素で置換されていてもよいし、Ｏの一部が硫黄等で、置換されていてもよい。

また、賦活剤として、好ましくはユウロピウム（Ｅｕ）を含むことが好ましく、ストロンチウム（Ｓｒ）元素に対して０．００１〜１０モル％の範囲で含むことが好ましい。
更に、共賦活剤として、ランタン、セリウム、プラセオジウム、ネオジウム、サマリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロジウム（Ｄｙ）、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム、マンガン、スズ、ビスマス等から成る群から選ばれる少なくとも一つの元素を、ストロンチウム（Ｓｒ）元素に対して好ましくは０．００１〜１０モル％で含むこともできる。
蓄光顔料としては、例えば、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ、Ｄｙ、ＳｒＡｌ_１４Ｏ_２５：Ｅｕ、Ｄｙ、ＣａＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ、Ｎｄ等が好適に用いられる。

また、本発明の蓄光顔料は、アルミン酸ストロンチウムを含む蓄光顔料の他に、アルミン酸カルシウム、アルミン酸バリウム、硫化カルシウム／ビスマス、硫化カルシウム・ストロンチウム／ビスマス、硫化亜鉛／銅、硫化亜鉛・カドミウム／銅等の公知の蓄光顔料が含まれていてもよい。

蓄光顔料の平均粒子径は、１μｍ〜５０μｍ、好ましくは５μｍ〜３０μｍである。

蓄光顔料の含有量としては、合成樹脂の固形分１００重量部に対して、１重量部〜１００重量部、好ましくは５重量部〜８０重量部、さらに好ましくは１０重量部〜５０重量部である。
蓄光顔料が１重量部より少ない場合は、暗所における色相が確認できない。１００重量部より多い場合は、明所での色相が蓄光顔料由来の色相に限定されてしまう。

本発明水性塗料における白色蛍光材料は、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの全波長領域で、拡散反射率が７５％〜１００％（好ましくは８０％〜１００％）であることを特徴とするものである。
このような白色蛍光材料を含有することによって、拡散反射率が波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの全波長領域で高いため、色相としては白色にしか視認されないため、膜厚の大小によるムラが確認し難く、艶消し塗膜と視認される。
また、蛍光材料であるため、蓄光顔料より励起された光の増感剤として機能し、暗所での蓄光顔料の発光ムラを低減することができる。

なお、拡散反射率は、分光測色計（ＣＭ−３７００ｄ（コニカミノルタホールディングス株式会社製））を用いて測定した値である。

本発明水性塗料における白色蛍光材料としては、拡散反射率が上記範囲内であれば、特に限定されないが、例えば白色の蛍光染料・蛍光顔料、また有色の蛍光染料・蛍光顔料を混合し白色の蛍光色を発するもの、これらを合成樹脂等で固定化したもの等が挙げられる。合成樹脂としては、上述した樹脂等を用いることができる。
このような白色蛍光材料としては、具体的に、シンロイヒＡＦ−２０９、シンロイヒＦＭ−１０９（シンロイヒ株式会社製）等が挙げられる。

白色蛍光材料の含有量としては、合成樹脂の固形分１００重量部に対して、０．０１重量部〜１０重量部、好ましくは０．１重量部〜５重量部である。
白色蛍光材料が０．０１重量部より少ない場合は、暗所での発光ムラが生じ易くなる。
白色蛍光材料が１０重量部より多い場合は、明所で、塗膜自体が白色化するため、下地の色相が認められなくなる。

本発明の水性塗料組成物は、上記成分を常法により混合し得ることができる。
本発明の水性塗料組成物は、上記成分の他に、上記効果を損なわない程度に、分散剤、可塑剤、消泡剤、レベリング剤、増粘剤、造膜助剤、紫外線吸収剤、顔料等を添加しもよい。

本発明の水性塗料組成物は、形成塗膜が透明性を有するものであり、水性塗料組成物が、合成樹脂１００重量部に対し、蓄光顔料５〜５０重量部、白色蛍光材料０．０１〜１０重量部を含有しているかぎり特に限定されないが、形成塗膜の可視光透過率が、５０％以上、さらには７０％以上、さらには９０％以上であることが好ましい。形成塗膜が透明性を有することにより、上述した蓄光特性を十分に発揮することができる。

なお可視光透過率は、形成塗膜の膜厚５０μｍ、波長領域５８０ｎｍにおいて、分光光度計（島津製作所製「ＵＶ−３１００」）を用いて測定した値である。

本発明の水性塗料組成物は、建築物の内外壁、家具、生活用品、看板、安全標識板や非難誘導板等の各種標識板等に適用することができる。

基材としては、例えば、モルタル、コンクリート、石膏ボード、サイディングボード、押出成形板、スレート板、石綿セメント板、繊維混入セメント板、ケイ酸カルシウム板、ＡＬＣ板、金属、木材、ガラス、陶磁器、焼成タイル、磁器タイル、プラスチック板、合成樹脂等の基材、あるいはこのような基材上に形成された塗膜（下塗材や既存塗膜等）等に対し適用することができる。

本発明では特に、着色塗膜が形成された上に、水性塗料組成物を塗付することが好ましく、このような場合、明所での視認色は着色塗膜の色相、暗所での視認色は蓄光顔料に由来する色相が発現できる。本発明では、蓄光顔料が少なくても色相にムラがないため、明所では着色塗膜の色相が明瞭となり、また、暗所では蓄光顔料に由来する色相が明瞭に発現され、蓄光顔料が少ないにもかかわらず暗所で十分な視認性を確保することができる。

本発明水性塗料組成物の塗付量は、本発明の効果を損なわない程度であれば特に限定されないが、５０ｇ／ｍ^２〜５００ｇ／ｍ^２、さらには１００ｇ／ｍ^２〜４００ｇ／ｍ^２程度である。

水性塗料組成物の塗装方法としては、特に限定されず公知の方法で塗付することができるが、塗料の形態の応じ、例えば、刷毛、スプレー、ローラー、鏝、へら等の各種塗装器具を用いた塗装や、ロールコーター、フローコーター等種々の方法により塗装することができる。

以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特徴をより明確にするが、本発明はこの実施例に限定されない。

（実施例１）
表１に示す原料を用い、表２に示す混合比率にて常法にて混合し、水性塗料組成物１を得た。

＜可視光透過率測定＞
得られた水性塗料組成物１の乾燥膜厚５０μｍにおける、波長５８０ｎｍの可視光透過率を分光光度計（島津製作所製「ＵＶ−３１００」）を用いて測定した。結果は表２に示す。
次に、表面が青色に施された合板（１００×１００ｃｍ）の上に、水性塗料組成物１を、ローラーを用いて塗付量１００ｇ／ｍ^２で塗付し、温度２３℃、相対湿度５０％で２４時間養生し、試験体を得た。得られた試験体を用いて、次の評価を行った。

＜明所での試験体表面評価＞
試験体を大阪府茨木市で南面向きに設置し、午後１時（天候：晴れ）に試験体表面を目視にて評価した。

＜暗所での試験体表面評価＞
試験体を大阪府茨木市で南面向きに設置し、午後８時（天候：晴れ）に試験体表面を目視にて評価した。
その結果、明所では、下地の色相である青色が十分に視認され、塗装ムラは認められなかった。また、暗所では、蓄光顔料色である淡緑色が十分視認され、発光のムラも認められなかった。

（実施例２）
表１に示す原料を用い、表２に示す混合比率にて、実施例１と同様の方法で水性塗料組成物２を得た。
得られた水性塗料組成物２を用いて、実施例１と同様の方法で試験体を作製し、実施例１と同様の評価を行った。
その結果、明所では、下地の色相である青色が十分に視認され、塗装ムラは認められなかった。また、暗所では、蓄光顔料色である淡緑色が十分視認され、発光のムラも認められなかった。

（実施例３）
表１に示す原料を用い、表２に示す混合比率にて、実施例１と同様の方法で水性塗料組成物３を得た。
得られた水性塗料組成物３を用いて、実施例１と同様の方法で試験体を作製し、実施例１と同様の評価を行った。
その結果、明所では、下地の色相である青色が十分に視認され、塗装ムラは認められなかった。また、暗所では、蓄光顔料色である淡緑色が十分視認され、発光のムラも認められなかった。

（実施例４）
表１に示す原料を用い、表２に示す混合比率にて、実施例１と同様の方法で水性塗料組成物４を得た。
得られた水性塗料組成物４を用いて、実施例１と同様の方法で試験体を作製し、実施例１と同様の評価を行った。
その結果、明所では、下地の色相である青色が十分に視認され、塗装ムラは認められなかった。また、暗所では、蓄光顔料色である淡緑色が十分視認され、発光のムラも認められなかった。

（実施例５）
表１に示す原料を用い、表２に示す混合比率にて、実施例１と同様の方法で水性塗料組成物５を得た。
得られた水性塗料組成物５を用いて、実施例１と同様の方法で試験体を作製し、実施例１と同様の評価を行った。
その結果、明所では、下地の色相である青色が十分に視認され、塗装ムラは認められなかった。また、暗所では、蓄光顔料色である淡緑色が十分視認され、発光のムラも認められなかった。

（比較例１）
表１に示す原料を用い、表２に示す混合比率にて、実施例１と同様の方法で水性塗料組成物６を得た。
得られた水性塗料組成物６を用いて、実施例１と同様の方法で試験体を作製し、実施例１と同様の評価を行った。
その結果、明所では、下地の色相である青色が十分に視認され、塗装ムラは認められなかったが、暗所では蓄光顔料色である淡緑色が十分視認されなかった。

（比較例２）
表１に示す原料を用い、表２に示す混合比率にて、実施例１と同様の方法で水性塗料組成物７を得た。
得られた水性塗料組成物７を用いて、実施例１と同様の方法で試験体を作製し、実施例１と同様の評価を行った。
その結果、明所では、下地の色相である青色が視認されたが、暗所では発光ムラが確認された。

（比較例３）
表１に示す原料を用い、表２に示す混合比率にて、実施例１と同様の方法で水性塗料組成物８を得た。
得られた水性塗料組成物８を用いて、実施例１と同様の方法で試験体を作製し、実施例１と同様の評価を行った。
その結果、明所で、塗装ムラが認められた。

（比較例４）
表１に示す原料を用い、表２に示す混合比率にて、実施例１と同様の方法で水性塗料組成物９を得た。
得られた水性塗料組成物９を用いて、実施例１と同様の方法で試験体を作製し、実施例１と同様の評価を行った。
その結果、明所では、下地の色相である青色が十分に視認されず、蓄光顔料色である淡緑色が視認されてしまった。

（比較例５）
表１に示す原料を用い、表２に示す混合比率にて、実施例１と同様の方法で水性塗料組成物１０を得た。
得られた水性塗料組成物１０を用いて、実施例１と同様の方法で試験体を作製し、実施例１と同様の評価を行った。
その結果、明所では、下地の色相である青色が十分に視認されず、白色となってしまった。

Claims

合成樹脂１００重量部に対し、
アルミン酸ストロンチウムを含有する蓄光顔料１〜１００重量部、
波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの全波長領域で、拡散反射率が７５％〜１００％である白色蛍光材料０．０１〜１０重量部を含有し、
形成塗膜が透明性を有することを特徴とする水性塗料組成物。
形成塗膜の可視光透過率が、５０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の水性塗料組成物。
蓄光顔料の平均粒子径が５μｍ〜２５μｍであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水性塗料組成物。
着色塗膜上に、請求項１から請求項３のいずれかに記載の水性塗料組成物を塗付して得られることを特徴とする積層塗膜。