JP2010264454A - 建築物外壁の塗装方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱貫流率5.0W/(m2・K)以下の断熱性外壁に対し、結合剤としてガラス転移温度−20〜80℃の合成樹脂エマルションを含み、赤外線反射率20%以上、水蒸気透過度40g/m2・24h以上の塗膜を形成する下塗材を塗付した後、透明性を有する分散媒に、少なくとも1種以上の着色樹脂粒子が分散されてなり、水蒸気透過度40g/m2・24h以上の塗膜を形成する上塗材を塗付する。
【選択図】なし
Description
第一には、塗膜に対する熱負荷の問題である。上述のように建築物外壁の断熱性を高めれば、その屋外側表面では太陽光直射による熱の逃げ場がなくなる。このため、外壁の屋外側表面に形成された塗膜は、その影響を直接的に受け、温度が非常に上昇しやすい状態となる。このような温度上昇は、塗膜の劣化を促進させる要因となる。特に、多彩模様塗料の塗膜では、斑点状模様を形成するそれぞれの着色粒子の色相によって耐候性レベルが異なるため、塗膜劣化の促進によって、当初の模様のバランスが大きく損われてしまう場合がある。
1.熱貫流率5.0W/(m2・K)以下の断熱性外壁に対し、
結合剤としてガラス転移温度−20〜80℃の合成樹脂エマルションを含み、赤外線反射率20%以上、水蒸気透過度40g/m2・24h以上の塗膜を形成する下塗材を塗付した後、
透明性を有する分散媒に、少なくとも1種以上の着色樹脂粒子が分散されてなり、着色樹脂粒子中の樹脂及び/または分散媒中の樹脂として、(p)固形分中のシリカ残量比率が0.1〜50重量%である合成樹脂を含み、水蒸気透過度40g/m2・24h以上の塗膜を形成する上塗材を塗付することを特徴とする建築物外壁の塗装方法。
2.熱貫流率5.0W/(m2・K)以下の断熱性外壁の表面に、有機質樹脂を結合剤とする塗料によって形成された塗膜を有する旧塗膜面に対し、
結合剤としてガラス転移温度−20〜80℃の合成樹脂エマルションを含み、赤外線反射率20%以上、水蒸気透過度40g/m2・24h以上の塗膜を形成する下塗材を塗付した後、
透明性を有する分散媒に、少なくとも1種以上の着色樹脂粒子が分散されてなり、着色樹脂粒子中の樹脂及び/または分散媒中の樹脂として、(p)固形分中のシリカ残量比率が0.1〜50重量%である合成樹脂を含み、水蒸気透過度40g/m2・24h以上の塗膜を形成する上塗材を塗付することを特徴とする建築物外壁の塗装方法。
3.(p)成分が、
(i)反応性シリル基含有モノマーを共重合して得られる合成樹脂、
(ii)反応性シリル基含有モノマー、水酸基含有モノマー、及びカルボキシル基含有モノマーから選ばれる少なくとも1種以上のモノマーを共重合した樹脂に、シラン化合物を付加させて得られる合成樹脂、
(iii)樹脂中の官能基と、該官能基と反応可能な官能基を有するシランカップリング剤とを反応させて得られる合成樹脂、
(iv)樹脂中の官能基と、該官能基と反応可能な官能基を有するシランカップリング剤とを反応させ、さらにシラン化合物を付加させて得られる合成樹脂、
から選ばれることを特徴とする1.〜2.のいずれかに記載の建築物外壁の塗装方法。
本発明は、断熱性壁が熱貫流率の低い基材の場合や、少なくとも上述のような基材と断熱材との複合体によって構成される場合において特に効果的である。
(1)式1により、外壁を構成する各部材の熱伝導率と厚さから熱抵抗を算出する。
熱抵抗=厚さ/熱伝導率・・・(式1)
(2)式2により、各部材の熱抵抗と空気の熱抵抗(熱伝達抵抗)から熱貫流抵抗を算出する。
熱貫流抵抗=屋内側空気の熱抵抗+各部材の熱抵抗の合計+屋外側空気の熱抵抗・・・(式2)
(但し、屋内側空気の熱抵抗は0.11m2・K/W、屋外側空気の熱抵抗は0.04m2・K/Wとする)
(3)式3により、熱貫流抵抗から熱貫流率を算出する。
熱貫流率=1/熱貫流抵抗・・・(式3)
有機系塗料としては、有機質樹脂を含む各種の塗料が挙げられる。具体的には、例えば、JIS K5654「アクリル樹脂エナメル」、JASS18 M−207「非水分散形アクリル樹脂エナメル」、JIS K5656「建築用ポリウレタン樹脂塗料」、JASS18 M−404「アクリルシリコン樹脂塗料」、JIS K5658「建築用ふっ素樹脂塗料」、JIS K5660「つや有合成樹脂エマルションペイント」、JIS K5663「合成樹脂エマルションペイント」、JIS K5667「多彩模様塗料」、JIS K5668「合成樹脂エマルション模様塗料」、JIS A6909「建築用仕上塗材」の外装薄塗材E、可とう形外装薄塗材E、防水形外装薄塗材E、外装厚塗材E、複層塗材E、防水形複層塗材E、複層塗材RE、防水形複層塗材RE、複層塗材RS、防水形複層塗材RE等が挙げられる。
有機系塗料における有機質樹脂の含有量は特に限定されないが、有機系塗料の固形分中に通常5重量%以上100重量%以下、好ましくは20重量%以上95重量%以下である。
水蒸気透過度の上限は特に制限されないが、水蒸気透過度が大きすぎる場合は、遮水性が不十分となりやすく、基材や旧塗膜に水が浸入するおそれがある。水蒸気透過度の上限は通常500g/m2・24h以下、好ましくは200g/m2・24h以下である。
なお、本発明における水蒸気透過度は、JIS K5400−1990「塗料一般試験方法」8.17「水蒸気透過度」の方法によって測定される値である。
この他、赤外線透過性顔料を併用することもできる。このような顔料を併用することにより、塗膜の赤外線反射性能を阻害せずに様々な色彩を表出することが可能となる。赤外線透過性顔料としては、ペリレン顔料、アゾ顔料、黄鉛、弁柄、朱、チタニウムレッド、カドミウムレッド、キナクリドンレッド、イソインドリノン、ベンズイミダゾロン、フタロシアニングリーン、フタロシアニンブルー、コバルトブルー、インダスレンブルー、群青、及び紺青から選ばれる1種以上が好適である。
本発明では、上述のような顔料を適宜選択することにより、白色以外の色相においても顕著な効果を発揮することができる。よって、下塗材の色相を上塗材の共色に設定することもできる。
下塗材の塗膜厚み(乾燥膜厚)については、赤外線反射性能及び水蒸気透過性能が本発明の範囲内であれば特に限定されないが、通常10〜1000μm、好ましくは10〜400μm、より好ましくは20〜200μmである。
なお、下塗材を塗装する前には、必要に応じ下地調整塗材等を塗付しておいてもよい。ただし、この場合は本発明の効果を損なわないように、水蒸気透過性能を有する材料を使用することが望ましい。
水中油型(O/W型)多彩模様塗料は、溶剤系樹脂及び着色材料を含む着色塗料が水性分散媒に粒状に分散したものである。水中水型(W/W型)多彩模様塗料は、水性樹脂及び着色材料を含む着色塗料が水性分散媒に粒状に分散したものである。このような多彩模様塗料における分散媒と着色樹脂粒子の重量比率は、通常8:2〜2:8程度、好ましくは7:3〜3:7程度である。
着色樹脂粒子中の樹脂としては、例えば、アクリル、ウレタン、酢酸ビニル、アクリル酢酸ビニル、アクリルウレタン、アクリルシリコン、フッ素、ポリビニルアルコール、バイオガム、ガラクトマンナン誘導体、アルギン酸誘導体、セルロース誘導体等の溶剤可溶型樹脂、非水分散型樹脂、水溶性樹脂、水分散型樹脂等が使用できる。これらの樹脂は、硬化剤や硬化触媒によって架橋可能な官能基を有するものであってもよい。
赤外線反射性顔料、赤外線透過性顔料としては、前記下塗材と同様のものを使用することができる。着色材料として赤外線反射性顔料を使用するのみでは、表出可能な色相に限界があるが、これら赤外線透過性顔料を適宜組み合わせることにより、様々な色相の塗膜を形成することが可能となる。
このような赤外線反射性顔料、赤外線透過性顔料の樹脂に対する混合量は、着色塗料の色相等によっても異なるが、通常は顔料容積濃度が2〜60%(好ましくは3〜50%)となる範囲内とすればよい。
着色樹脂粒子自体は、成膜性能を有するもの、あるいは有さないもののいずれであってもよい。通常は、着色樹脂粒子内部が液状であれば成膜性能を有し、着色樹脂粒子内部のゲル化度が高くなれば成膜性能が低下する。着色樹脂粒子自体が成膜性能を有さない場合は、成膜性能を有する樹脂を分散媒中に混合すればよい。分散媒における樹脂としては、例えば、アクリル樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、アクリルシリコン樹脂エマルション、フッ素樹脂エマルション等、あるいはこれらの複合系等が使用できる。本発明では特に、分散媒中に樹脂が固形分で2〜50重量%含まれるものが好適である。
このような着色樹脂粒子を使用することにより、上塗材の耐候性、耐水性等の塗膜物性が高まり、初期の多彩模様を長期間維持することができる。
水中油型(O/W型)、水中水型(W/W型)では、いずれも水性分散媒が用いられる。水性分散媒の媒体としては、主に水が使用されるが、水に易溶性の有機溶剤を併用することもできる。
(i)反応性シリル基含有モノマーを共重合して得られる合成樹脂、
(ii)反応性シリル基含有モノマー、水酸基含有モノマー、及びカルボキシル基含有モノマーから選ばれる少なくとも1種以上のモノマーを共重合した樹脂に、シラン化合物を付加させて得られる合成樹脂、
(iii)樹脂中の官能基と、該官能基と反応可能な官能基を有するシランカップリング剤とを反応させて得られる合成樹脂、
(iv)樹脂中の官能基と、該官能基と反応可能な官能基を有するシランカップリング剤とを反応させ、さらにシラン化合物を付加させて得られる合成樹脂、
等が挙げられる。このうち、膨れ防止性、剥れ防止性等の点で、特に(ii)または(iv)のいずれかが好適である。
(ii)におけるカルボキシル基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸等が挙げられ、これらの1種または2種以上を使用することができる。
一般に、アルコキシシランやシリケート等は、水と反応して加水分解反応が起こりシラノールとなり、さらにシラノールどうしやシラノールとアルコキシにより縮合反応を起こす性質を持っている。この反応を究極まで行うと、シリカ(SiO2)となる。これらの反応は一般式、
RO(Si(OR)2O)nR+(n+1)H2O→nSiO2+(2n+2)ROH
という反応式で表される。本発明におけるシリカ残量比率は、この反応式をもとに残るシリカ成分の量を換算したものである。
上塗材の塗装においては、公知の塗装器具を用いることができる。塗装器具としては、例えば、スプレー、ローラー、刷毛等を使用することができる。塗装時には水等を用いて塗料を希釈することができる。希釈割合は、使用する塗装器具等に応じて適宜調整すればよい。
上塗材による形成塗膜の乾燥膜厚は、通常50〜1000μm程度である。
スレート板(厚さ6mm)の片面に、アクリル系熱可塑性樹脂(Tg−40℃)、酸化チタン、炭酸カルシウム、寒水石、及びゴム粉を主成分とする外装厚塗材E(樹脂含有量22重量%)を吹付け、乾燥膜厚3〜5mmの塗膜を形成させ、これを促進耐候性試験機「アイスーパーUVテスター」(岩崎電気株式会社製)にて400時間曝露させたものを旧塗膜とした。
この旧塗膜に対し、下塗材Aを乾燥膜厚が約60μmとなるようにスプレー塗装し、標準状態(温度23℃・相対湿度50%)で3時間乾燥後、多彩模様塗料Aを着色樹脂粒子が散在するようにスプレー塗装した(乾燥膜厚約80μm)。
次いで、スレート板の裏面(塗装面と反対側の面)に住宅用グラスウール(厚さ100mm)及びスレート板(厚さ6mm)を順に積層することにより、試験体Aを作製した。なお、スレート板(厚さ6mm)・住宅用グラスウール(厚さ100mm)・スレート板(厚さ6mm)からなる積層体は断熱性壁に相当するものであり、その熱貫流率は0.39W/(m2・K)である。
得られた試験体Aについて、塗膜面より40cm離れた位置から、出力250Wの赤外線ランプを8時間照射した後、その外観変化を目視にて観察した。その結果、試験体Aについて特に異常は認められなかった。
この下塗材Aの赤外線反射率を分光光度計(島津製作所製「UV−3100」)にて測定したところ69%であった。なお、赤外線反射率測定に供した試験板は、アルミ板に黒色塗料(アクリル樹脂の固形分100容量部にカーボンブラックを6容量部含むもの)を乾燥膜厚60μmで塗付した後、対象塗料を乾燥膜厚60μmで塗付することによって作製した(以下同様)。
一方、下塗材A(乾燥膜厚60μm)の水蒸気透過度をJIS K5400−1990「塗料一般試験方法」8.17「水蒸気透過度」の方法によって測定したところ、その値は82g/m2・24hであった。
・着色塗料1:樹脂2(アルコキシシリル基含有アクリル樹脂エマルション、Tg18℃、シリカ残量比率2重量%)の固形分100容量部に対し、酸化チタンを5.4容量部、黄色酸化鉄を0.2容量部、弁柄を0.3容量部、フタロシアニンブルーを0.2容量部含有する、顔料容積濃度6%の淡グレー色の塗料。赤外線反射率68%。
・着色塗料2:樹脂2(アルコキシシリル基含有アクリル樹脂エマルション、Tg18℃、シリカ残量比率2重量%)の固形分100容量部に対し、酸化チタンを3.0容量部、黄色酸化鉄を0.8容量部、弁柄を1.2容量部、フタロシアニンブルーを0.8容量部含有する、顔料容積濃度5%の濃グレー色の塗料。赤外線反射率64%。
実施例1において多彩模様塗料Aに代えて多彩模様塗料Bを使用して試験体Bを作製した。
なお、多彩模様塗料Bとしては、樹脂1が固形分で20重量%含まれる分散媒Aに、上記着色塗料1及び下記着色塗料3が粒状(粒径0.8〜1.4mm)に分散されたもの(水性分散媒:着色塗料1:着色塗料3=5:2:3(重量比))を使用した。この多彩模様塗料B(乾燥膜厚80μm)の水蒸気透過度は83g/m2・24hであった。
・着色塗料3:樹脂2(アルコキシシリル基含有アクリル樹脂エマルション、Tg18℃、シリカ残量比率2重量%)の固形分100容量部に対し、酸化チタンを3.0容量部、黄色酸化鉄を1.0容量部、弁柄を1.3容量部、フタロシアニンブルーを1.0容量部、中空粒子(アクリル−アクリロニトリル共重合樹脂、平均粒子径45μm、密度0.025g/cm3)を35容量部含有する、顔料容積濃度29%の濃グレー色の塗料。赤外線反射率69%。
得られた試験体Bに対し、実施例1と同様に試験を行ったところ、試験体Bにおいて特に異常は認められなかった。
実施例1において下塗材Aに代えて下塗材Bを使用して試験体Cを作製した。
なお、下塗材Bは、樹脂3(アクリル樹脂エマルション、Tg30℃)の固形分100容量部に対し、酸化チタンを3.5容量部、黄色酸化鉄を0.2容量部、弁柄を0.1容量部、カーボンブラックを0.6容量部、重質炭酸カルシウムを10重量部含有する、顔料容積濃度13%のグレー色の塗料である。この下塗材Bの赤外線反射率は16%、水蒸気透過度は62g/m2・24hであった。
得られた試験体Cに対し、実施例1と同様に試験を行ったところ、試験体Cでは塗膜に膨れが発生してしまった。
実施例1において下塗材Aに代えて下塗材Cを使用して試験体Dを作製した。
なお、下塗材Cは、樹脂4(溶剤可溶形アクリル樹脂、Tg30℃)の固形分100容量部に対し、酸化チタンを3.2容量部、黄色酸化鉄を0.3容量部、弁柄を0.5容量部、フタロシアニンブルーを0.3容量部、重質炭酸カルシウムを10容量部含有する、顔料容積濃度13%のグレー色の塗料である。この塗料Cの形成塗膜の赤外線反射率は69%、水蒸気透過度は34g/m2・24hであった。
得られた試験体Dに対し、実施例1と同様に試験を行ったところ、試験体Dでは塗膜に膨れが発生してしまった。
Claims (3)
- 熱貫流率5.0W/(m2・K)以下の断熱性外壁に対し、
結合剤としてガラス転移温度−20〜80℃の合成樹脂エマルションを含み、赤外線反射率20%以上、水蒸気透過度40g/m2・24h以上の塗膜を形成する下塗材を塗付した後、
透明性を有する分散媒に、少なくとも1種以上の着色樹脂粒子が分散されてなり、着色樹脂粒子中の樹脂及び/または分散媒中の樹脂として、(p)固形分中のシリカ残量比率が0.1〜50重量%である合成樹脂を含み、水蒸気透過度40g/m2・24h以上の塗膜を形成する上塗材を塗付することを特徴とする建築物外壁の塗装方法。 - 熱貫流率5.0W/(m2・K)以下の断熱性外壁の表面に、有機質樹脂を結合剤とする塗料によって形成された塗膜を有する旧塗膜面に対し、
結合剤としてガラス転移温度−20〜80℃の合成樹脂エマルションを含み、赤外線反射率20%以上、水蒸気透過度40g/m2・24h以上の塗膜を形成する下塗材を塗付した後、
透明性を有する分散媒に、少なくとも1種以上の着色樹脂粒子が分散されてなり、着色樹脂粒子中の樹脂及び/または分散媒中の樹脂として、(p)固形分中のシリカ残量比率が0.1〜50重量%である合成樹脂を含み、水蒸気透過度40g/m2・24h以上の塗膜を形成する上塗材を塗付することを特徴とする建築物外壁の塗装方法。 - (p)成分が、
(i)反応性シリル基含有モノマーを共重合して得られる合成樹脂、
(ii)反応性シリル基含有モノマー、水酸基含有モノマー、及びカルボキシル基含有モノマーから選ばれる少なくとも1種以上のモノマーを共重合した樹脂に、シラン化合物を付加させて得られる合成樹脂、
(iii)樹脂中の官能基と、該官能基と反応可能な官能基を有するシランカップリング剤とを反応させて得られる合成樹脂、
(iv)樹脂中の官能基と、該官能基と反応可能な官能基を有するシランカップリング剤とを反応させ、さらにシラン化合物を付加させて得られる合成樹脂、
から選ばれることを特徴とする請求項1〜請求項2のいずれかに記載の建築物外壁の塗装方法。
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