JP2010075926A - 模様塗膜及びその形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な塗装工程の必要がなく、且つ塗装工の熟練度に頼ることなく、塗料を塗装して容易に形成可能である、耐水性、耐久性及び耐候性に優れ、且つ意匠性の高い多彩模様塗膜を含む模様塗膜及びその形成方法を提供する。
【解決手段】塗膜形成成分１ｂに対する着色粒子１ａの質量比を調節することにより、着色粒子を含んだ模様塗膜１において、前記着色粒子が前記塗膜の表面から５μｍの領域には存在せず、５〜１００μｍの領域には少なくとも存在することを特徴とする、１回の塗装により形成される模様塗膜。
【選択図】図１

Description

本発明は、耐水性、耐久性及び耐候性に優れ、且つ意匠性の高い模様塗膜、並びに前記模様塗膜の形成方法に関する。

多彩模様塗料は、油性または水性分散媒中に、この分散媒には溶解しない状態で、いくつかの異なった色調の着色粒子を懸濁分散せしめてなるもので、１回の塗装で色調の異なった斑点状、滴状、粒状等の組み合わせからなる、いわゆる色散らし模様の得られる塗料として従来周知であり、例えば、ＪＩＳ−Ｋ−５６６７にも規定されている。

多彩模様塗料を塗装することにより形成される多彩模様塗膜は、意匠性重視の設計のため、建築外装や水回り等での使用の際に、素地からのエフロによる退色や、経時的に黄変・チョーキングを生じ易い。さらに、塗膜中の着色粒子を覆う塗膜形成成分が屋外暴露時に雨等で溶解して、塗膜形成成分と着色粒子の間の界面で劣化が生じ、剥がれが形成され易い。このように多彩模様塗膜は、耐水性、耐久性に劣り、厳しい環境下では初期の塗膜状態の維持が困難であり、さらに形成された塗膜の汚染による美観の低下も問題であった。

上記問題点の解決策として、例えば多彩模様塗膜の下塗りに弾性塗材を用いることが提案されている（例えば特許文献１参照）。この方法によれば、素地からのエフロは防止できるが、多彩模様塗料として親水性コロイド形成物質のゲル化膜でカプセル化されている合成樹脂エマルションを使用するため、塗膜形成時に着色粒子同士が完全に融着せず、経時的に着色粒子間の亀裂による剥がれが生じ、初期の塗膜状態を維持できるものではなかった。

また最近、特定の着色粒子を１種以上含有する多彩模様塗料を塗装した後、クリヤー塗料を塗装することにより、耐水性や耐久性に優れ且つ意匠性の高い多彩模様塗膜を形成する仕上げ方法が提案されている（例えば特許文献２参照）。

特公昭６２−８７２８５号公報 特開平９−５７１８６号公報

しかしながらこの方法では、多彩模様塗膜を形成した後に、それに被せてクリヤー塗料を塗装するため、塗装工程が少なくとも一度以上増すこととなり、塗装工程に手間と煩雑さを与えるという問題が存在する。さらに塗装工の熟練度により、クリヤー塗膜の厚さに差異が生じてしまい、要求される意匠外観を達成できないという問題も存在する。また、多彩模様塗膜の上にクリヤー塗膜が形成されていない恐れも存在する。

従って、本発明は、複雑な塗装工程の必要がなく、且つ塗装工の熟練度に頼ることなく、塗料を塗装して容易に形成可能である、耐水性、耐久性及び耐候性に優れ、且つ意匠性の高い多彩模様塗膜を含む模様塗膜及びその形成方法を目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、塗膜形成成分に対する着色粒子の質量比を調節することにより、着色粒子が塗膜の表面から５μｍの領域には存在せず、５〜１００μｍの領域には少なくとも存在することを特徴とする模様塗膜が、１回の塗装により形成されることを見出した。本発明によれば、クリヤー塗装の必要なく、１回の塗装で目的とする模様塗膜を形成可能であるという利点を有する。

従って、本発明の模様塗膜は、親水性コロイド形成物質のゲル化膜でカプセル化されてなるゲル状の着色粒子を１〜６０質量％含むエマルション系塗料で形成された模様塗膜において、前記ゲル状の着色粒子が前記塗膜の表面から５μｍの領域には存在せず、５〜１００μｍの領域には少なくとも存在することを特徴とする。
さらに、本発明の模様塗膜は、エナメル塗料からなる下地層が形成されていても良い。

本発明の模様塗膜の形成方法は、親水性コロイド形成物質のゲル化膜でカプセル化されてなるゲル状の着色粒子を１〜６０質量％含むエマルション系塗料で塗膜を形成することを特徴とする。
さらに、エナメル塗料からなる下地層上に、前記エマルション系塗料で塗膜を形成することが好ましい。

本発明によれば、複雑な塗装工程の必要がなく、且つ塗装工の熟練度に頼ることなく、塗料を塗装して容易に形成可能である、耐水性、耐久性及び耐候性に優れ、且つ意匠性の高い多彩模様塗膜を含む模様塗膜及びその形成方法を提供できる。

本発明に係る模様塗膜を模式的に示した断面図である。

図１を参考にして、本発明の模様塗膜を説明する。本発明に係る模様塗膜（１）は、基材（２）の上に形成され、塗膜形成成分（１ｂ）中に着色粒子（１ａ）を含んでなる。着色粒子（１ａ）は１色以上のものであり、この着色粒子（１ａ）が前記塗膜（１）の表面から５μｍの領域には存在せず、５〜１００μｍの領域には少なくとも存在することを特徴とする。

本発明における「塗膜形成成分（１ｂ）」は、本発明に係る塗膜（１）を形成する樹脂を含む成分を指し、樹脂成分としては、例えばアクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、アクリル−シリコーン樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂などが使用できる。

本発明における「着色粒子（１ａ）」は、本発明に係る塗膜（１）に模様を与えるためのもので、粒径が０．１〜３ｍｍの範囲のいずれに着色された粒子を指し、例えば硅砂、石英、陶磁器粉砕粒子、炭酸カルシウム、雲母、樹脂ビーズ等の公知の骨材、及び／またはゲル状の着色粒子であって良い。また本発明の塗膜（１）は、少なくとも２色以上の着色粒子（１ａ）を含み、多彩模様塗膜を構成しても良い。

本発明に係る模様塗膜（１）は、水系分散媒（該分散媒に、塗膜形成成分として合成樹脂エマルションを含有しても良い）中に、親水性コロイド形成物質のゲル化膜でカプセル化されてなるゲル状の着色粒子を分散させたタイプの合成樹脂エマルションよりなる塗料を用いて形成するのが好ましい。

本発明における「ゲル状」とは、セルロース誘導体、ポリビニルアルコールなどのような親水性コロイド形成物質と前記コロイド物質を不溶化することのできるホウ素、マグネシウムモンモリロナイトのような不溶化剤（ゲル化剤）とが作用しあって、一種の三次元的網状組織が形成された状態を意味する。

従って、ゲル化膜でカプセル化されたゲル状の着色粒子は、親水性コロイドを不溶化する公知の技術で製造され得るものであり、親水性コロイド形成物質を含む着色樹脂エマルションを、ゲル化剤を含む水媒体中に混合し、分散させることにより調製することができる。

着色粒子は模様塗膜の表面から５μｍの領域に存在しないので、厳しい環境条件においてでさえ、塗膜形成成分と着色粒子と間の亀裂による剥がれが生じにくくなるため、塗膜の耐候性を向上することが可能となる。また着色粒子は模様塗膜の表面から５〜１００μｍの領域に存在するので、模様塗膜中の着色粒子が厚い塗膜形成成分で覆われることがなく、その色彩が外部から明瞭となるため、意匠性が向上した模様塗膜を形成可能である。従って、着色粒子が本発明に係る塗膜の表面から５μｍの領域には存在せず、５〜１００μｍの領域には少なくとも存在することが、塗膜の耐候性及び意匠性の点から最も適切である。

本発明では、塗膜形成成分（１ｂ）と着色粒子（１ａ）とを含む塗料に対する着色粒子の質量比が、１〜６０質量％となるような塗料を用いることで、着色粒子が本発明に係る塗膜の表面から５μｍの領域には存在せず、５〜１００μｍの領域には少なくとも存在するようになる。

本発明に係る模様塗膜（１）は、紫外線吸収剤及び／または光安定剤を含んでも良い。さらに、紫外線吸収剤及び／または光安定剤は、ゲル状の着色粒子（１ａ）中に存在しても良い。ここで「紫外線吸収剤及び／または光安定剤」とは、公知の紫外線吸収剤及び／または光安定剤を含めて指すものであり、紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系、シアノアクリレート系、シュウ酸アニリド系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系などの各種紫外線吸収剤を使用でき、光安定剤としては、各種のラジカル補捉剤を使用できる。

本発明に係る模様塗膜に含有される紫外線吸収剤の具体例としては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤である、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製、製品名：ＴＩＮＵＶＩＮ１１３０等が挙げられ、光安定剤の具体例としては、ヒンダードアミン系安定剤である、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製、製品名：ＴＩＮＵＶＩＮ２９２等が挙げられる。

紫外線吸収剤及び光安定剤は、どちらか一方を使用しても良いし、両者を併用しても良いが、紫外線吸収剤及び光安定剤を併用すると、これらを含有する模様塗膜は、高い耐候性を達成できるため好ましい。

本発明に係る模様塗膜（１）で塗装される基材（２）としては、コンクリート板、石綿セメント板、ハードボード、石膏ボード、石綿パーライト板、ケイ酸カルシウム板等の建築用ボード類、ＡＢＳ樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂等のプラスチック類、鉄板、アルミ板、ブリキ板、トタン板等の金属類、木材、合成木材ガラス、セラミック等広範囲な材料が挙げられる。但し、本発明の模様塗膜が建築基材上に塗装される際には、基材上に下塗り塗膜または中塗り塗膜を作成した後、その上部に本発明の模様塗膜を塗装しても良い。また、本発明の模様塗膜は、エナメル塗料からなる下地層が形成されていても良い。

最も効果的な本発明に係る模様塗膜（１）が得られる塗装方法はスプレー塗装であるが、これに限定されるものではなく、刷毛、ローラー、カーテンフローコーター等の公知の塗装方法を適用することによって、それぞれの塗装方法の持つ特徴が生かされた独特な模様を得ることも可能である。

本発明によれば、塗膜形成成分と着色粒子とを合わせた全質量に対して、着色粒子を１〜６０質量％含む塗料を使用することにより、前記着色粒子が前記塗膜の表面から５μｍの領域には存在せず、５〜１００μｍの領域には少なくとも存在することを特徴とする、耐候性及び意匠性に優れた模様塗膜が形成され、本発明に係る模様塗膜は、クリヤー塗装の必要なく、１回の塗装で形成可能であるという利点を有する。

本発明の具体例を以下の実施例により詳述する。尚、以下に述べる配合量は、全て質量部を示す。

塗膜形成成分Ａの作製
水性エマルションとして、アクリル樹脂を４５質量％含有する旭化成（株）製ポリトロンＥ−３６０ ９５質量部と造膜助剤（イーストマンケミカル ジャパン（株）製、商品名：テキサノール）５質量部を混合した。

塗膜形成成分Ｂの作製
水性エマルションとして、アクリル樹脂を４５質量％含有する旭化成（株）製ポリトロンＥ−３６０ ９４質量部と造膜助剤（イーストマンケミカル ジャパン（株）製、商品名：テキサノール）５質量部、紫外線吸収剤としてＴＩＮＵＶＩＮ１１３０（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製）０．５質量部、光安定剤としてＴＩＮＵＶＩＮ２９２（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製）０．５質量部を攪拌混合した。

参考例１
上記塗膜形成成分Ａ５０質量部、白色硅砂（神東陶料（株）製、商品名：カラーサンドホワイト）２５質量部、黒色硅砂（神東陶料（株）製、商品名：カラーサンドブラック）２５質量部を混合攪拌して塗料を製造した。

参考例２
上記塗膜形成成分Ｂ５０質量部、白色硅砂（神東陶料（株）製、商品名：カラーサンドホワイト）２５質量部、黒色硅砂（神東陶料（株）製、商品名：カラーサンドブラック）２５質量部を混合攪拌して塗料を製造した。

参考例３
上記塗膜形成成分Ａ９５質量部、白色硅砂（神東陶料（株）製、商品名：カラーサンドホワイト）２．５質量部、黒色硅砂（神東陶料（株）製、商品名：カラーサンドブラック）２．５質量部を混合攪拌して塗料を製造した。

比較例１
上記塗膜形成成分Ａ１０質量部、白色硅砂（神東陶料（株）製、商品名：カラーサンドホワイト）４５質量部、黒色硅砂（神東陶料（株）製、商品名：カラーサンドブラック）４５質量部を混合攪拌して塗料を製造した。

比較例２
上記塗膜形成成分Ａ９９．５質量部、白色硅砂（神東陶料（株）製、商品名：カラーサンドホワイト）０．２質量部、黒色硅砂（神東陶料（株）製、商品名：カラーサンドブラック）０．３質量部を混合攪拌して塗料を製造した。

目視試験
上記参考例１〜３、並びに比較例１及び２の塗料を、スプレー塗装により、アクリル板上、及び離型紙上に乾燥膜厚が２００μｍとなるように塗装して模様塗膜を形成した。スーパーＵＶテスター（岩崎電気（株）製）により、光照射４時間、結露４時間を１サイクルとして、アクリル板上に塗装した塗膜の耐候性を、目視により測定した。また、離型紙上に形成された塗膜を剥離し、その断面を光学顕微鏡により目視することにより、着色粒子表面より塗膜形成成分の表面までの膜厚を測定した。

参考例１〜３、並びに比較例１及び２の塗料の配合量、さらにそれらの塗料により形成された塗膜の目視試験の結果が、以下の表１に示される。

耐候性の評価（目視により判定）
○：塗膜に異常はない
△：塗膜に若干の変色及び艶引けがあるが実用上問題なし
×：塗膜にひび割れが発生

意匠性（目視により判定）
○：多彩感がある
×：多彩感に乏しい

表１から明らかなように、全質量に対して１〜６０質量％の着色粒子を含む参考例１〜３の塗料により形成された模様塗膜は、着色粒子を９０質量％含む比較例１記載の塗料で形成された塗膜と比較して耐候性に優れ、且つ着色粒子を０．５質量％含む比較例２に記載の塗料で形成された塗膜と比較して意匠性の点で優れていることが明らかである。

以下に、着色粒子がゲル状の着色粒子である実施例を示す。

塗膜形成成分Ｃの作製
以下の組成を混合攪拌して、塗膜形成成分Ｃを作製した：
含水ケイ酸マグネシウム４％水中分散液 ７．０質量部
重ホウ酸アンモニウム５％水溶液 １．４質量部
ナトリウム・カーボキシメチルセルロース１％水溶液 ７．０質量部
水 １２．６質量部
ポリトロン Ｅ−３６０ ６７．０質量部
テキサノール ５．０質量部
合計 １００．０質量部

塗膜形成成分Ｄの作製
以下の組成を混合攪拌して、塗膜形成成分Ｄを作製した：
含水ケイ酸マグネシウム４％水中分散液 ７．０質量部
重ホウ酸アンモニウム５％水溶液 １．４質量部
ナトリウム・カーボキシメチルセルロース１％水溶液 ７．０質量部
水 １２．６質量部
ポリトロン Ｅ−３６０ ６６．４質量部
テキサノール ５．０質量部
ＴＩＮＵＶＩＮ １１３０ ０．３質量部
ＴＩＮＵＶＩＮ ２９２ ０．３質量部
合計 １００．０質量部

模様塗膜中のゲル状の着色粒子を製造するために、はじめに下記の配合の成分を混合攪拌して着色塗料ｅ〜ｊを製造した。

実施例１〜５及び比較例３〜４
塗膜形成成分Ｃ及びＤ、ならびに着色塗料ｅ〜ｊを、以下の表３に記載されるように配合して混合攪拌し、ゲル状の着色粒子を含む塗料を作製した。評価は前記記載の実施例と同様に実施した。

表３から明らかなように、全質量に対して１〜６０質量％のゲル状の着色粒子を含む本発明の実施例１〜５の塗料により形成された模様塗膜は、ゲル状の着色粒子を９０質量％含む比較例３記載の塗料で形成された塗膜と比較して耐候性に優れ、且つゲル状の着色粒子を０．５質量％含む比較例４に記載の塗料で形成された塗膜と比較して意匠性の点で優れていることが明らかである。

１：模様塗膜、
１ａ：着色粒子、
１ｂ：塗膜形成成分、
２：基材。

Claims (4)

1. 親水性コロイド形成物質のゲル化膜でカプセル化されてなるゲル状の着色粒子を１〜６０質量％含むエマルション系塗料で形成された模様塗膜において、
   前記ゲル状の着色粒子が前記塗膜の表面から５μｍの領域には存在せず、５〜１００μｍの領域には少なくとも存在することを特徴とする模様塗膜。
2. エナメル塗料からなる下地層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の模様塗膜。
3. 親水性コロイド形成物質のゲル化膜でカプセル化されてなるゲル状の着色粒子を１〜６０質量％含むエマルション系塗料で塗膜を形成することを特徴とする模様塗膜の形成方法。
4. エナメル塗料からなる下地層上に、前記エマルション系塗料で塗膜を形成することを特徴とする請求項３記載の模様塗膜の形成方法。

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