JP2014024966A - 塗膜劣化防止組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】
屋外で各種材料に使用される塗料などは、太陽光や風雨などの影響で塗膜劣化が生じ、美観の損失、塗膜の割れや変色などにより耐候性が低下する。そこで、本発明の目的は、太陽光や風雨などに対しても強靭な耐候性を発揮する塗膜劣化防止組成物を提供することにある。
【解決手段】
本発明の塗膜劣化防止組成物は、塗料に脂肪酸金属塩を塗膜劣化防止剤とし混合することで、材料表面で塗膜を形成した後の安定性が向上し、耐候性機能が向上することで、美観の保持や材料自体の保護が通常の塗料より向上する。
【選択図】なし

Description

本発明は、塗料を塗布した塗膜に関して、太陽光、風雨などによる経時的変色及び劣化を防止するための塗膜劣化防止組成物に関する。

自動車車体、電気製品、機械製品、住宅、建築物、土木工業用材料や家具などの一般工業用材料の塗装には、アルキド樹脂系塗料やアクリル樹脂系塗料などの材料表面に塗膜を形成する塗料が広く用いられている。しかしこれら塗膜形成型の樹脂は、自然の気象条件下で長期間使用される場合、太陽光や風雨などにより経時的に塗膜が劣化することで、美観の損失や材料の劣化が起こるなどの問題があった。

従来の塗膜劣化防止方法としては、樹脂自体の光、酸素や水分に対する耐久性を高める方法と、光安定剤、酸化防止剤などの各種塗膜劣化防止剤を塗料内に配合させる方法とが主に検討されてきた。

例えば、樹脂の一つであるアルキド樹脂の光や酸素などに対する安定性を向上させるには、変性剤として用いられる脂肪酸を、従来から多用されてきた不飽和部の多いものから、不飽和部の少ないものに置換することや、または脂肪酸を全く除いた、いわゆるオイルフリータイプにするなどの手法がとられてきた。

また、後者の塗料内配合による方法としては、塗料中にベンゾフェノン系化合物などの紫外線吸収剤を含有させることによる塗膜劣化防止方法や、塗料中に紫外線吸収性ガラス粉末を混入せしめることによる塗膜劣化防止方法などが挙げられる。

上記のどちらの方法を用いた場合においても、太陽光などに暴露した際に、初期の段階で効力を発揮するものや長期間屋外暴露しても耐候性を有するものなどがあるが、いずれも十分な期間塗膜としての機能を維持しなかった。

特開昭５８−８９６６２号公報 特開昭５８−８９６６３号公報 特開平１−２９７１７９号公報 特開２００５−１４５９０９号公報

屋外で使用される各種材料の塗料は、太陽光や風雨などの影響で塗膜劣化が生じ、美観の損失、塗膜の割れや変色などにより耐候性が低下する。そこで本発明の目的は、太陽光や風雨などに対しても強靭な耐候性を発揮する塗膜劣化防止組成物を提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成するために研究を進めた結果、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の発明に係るものである。
（１）脂肪酸金属塩を含有することを特徴とする塗膜劣化防止組成物。
（２）脂肪酸金属塩の金属が、コバルト、マンガン、銅及び亜鉛から選択される少なくとも１種類以上であることを特徴とする塗膜劣化防止組成物。
（３）脂肪酸金属塩の脂肪酸が、オクチル酸、ナフテン酸及びバーサチック酸から選ばれる少なくとも１種類以上であることを特徴とする塗膜劣化防止組成物。
（４）（１）〜（３）のいずれかに記載の塗膜劣化防止組成物を塗料に混合させ、対象物に処理する塗膜劣化防止方法
を提供するものである。

本発明の脂肪酸金属塩を含有する塗膜劣化防止組成物を、塗料に混合することにより、材料表面で塗膜を形成した後の耐候性が向上する。

本発明の塗膜劣化防止組成物は、脂肪酸金属塩を含有する剤であって、この塗膜劣化防止組成物を添加した塗料を各種材料の表面に処理を行うことによって強固な塗膜を形成する。

本発明における塗料とは、対象物を保護、美装、または独自な機能を付与するために、その表面に処理する材料のことで、塗膜形成成分、溶剤、顔料、添加剤などから構成される。また、水性および油性に限らず、造膜型および半造膜型などの塗膜を形成する塗料であれば特に限定されるものではない。

本発明における対象物は、本発明の塗膜劣化防止組成物を含有した塗料を塗布した後、対象物表面で造膜型および半造膜型などの塗膜を形成するものであれば特に限定されない。例えば、木質材料、金属製品、ガラス製品などが挙げられる。

本発明における塗膜形成成分としては、材料表面に塗膜を形成して対象物を保護する成分であれば特に限定されず、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、アミノアルキド樹脂などの合成樹脂などが挙げられる。特に好ましい合成樹脂としては、アルキド樹脂及びアクリル樹脂が挙げられる。

塗膜形成成分としては水性および／または油性のどちらを使用してもよい。

本発明における塗料に混合する脂肪酸金属塩の製剤には様々な剤型が考えられる。例えば、油剤、乳剤、エマルジョン剤、マイクロエマルジョン剤、フロアブル剤、サスポエマルジョン剤などが挙げられる。この製剤に用いられる溶剤は、塗料及び脂肪酸金属塩が溶解または分散するものであれば特に限定されるものではない。

本発明の脂肪酸金属塩の製剤に用いられる溶剤としては、芳香族または脂肪族炭化水素類（キシレン、トルエン、アルキルナフタレン、フェニルキシリルエタン、ケロシン、ターペン、軽油、白灯油、ヘキサン、シクロヘキサンなど）、ハロゲン化炭化水素類（クロロベンゼン、ジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタンなど）、アルコール類（メタノール、エタノール、２−プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、ベンジルアルコール）、グリコール類（エチレングリコールなど）、エーテル類（ジエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなど）、エステル類（酢酸エチル、酢酸ブチルなど）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなど）、ニトリル類（アセトニトリル、イソブチロニトリルなど）、スルホキシド類（ジメチルスルホキシドなど）、アミド類（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−ピロリドンなど）、炭酸アルキリデン類（炭酸プロピレンなど）、植物油（大豆油、綿実油など）、植物精油（オレンジ油、ヒソップ油、レモン油など）、及び水が挙げられる。これらは単独もしくは２種以上を用いてもよい。

本発明の脂肪酸金属塩としては、オクチル酸コバルト、オクチル酸マンガン、オクチル酸亜鉛、オクチル酸銅、オクチル酸ジルコニウムなどのオクチル酸金属塩、ナフテン酸カルシウム、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸銅などのナフテン酸金属塩が挙げられ、単独または２種類以上を用いても良い。特に好ましい脂肪酸金属塩としては、オクチル酸亜鉛である。

本発明の効果を阻害しない範囲において、紫外線吸収剤、酸化防止剤、熱安定剤、防錆剤、レベリング剤、消泡剤、つや消し剤、光安定剤、顔料、皮バリ防止剤、殺虫剤、抗菌剤、殺菌剤などを添加することができる。

本発明の塗膜劣化防止組成物を添加した塗料は、各種対象物の表面に処理することで、対象物表面に強固な塗膜を形成し、美観を保つと共に、自然の気象条件下で長期間、塗膜の劣化を防止することができる。

塗膜の美観及び性能についての評価方法は各種あるが、本発明の塗膜劣化防止組成物を添加した塗料の評価に関しては、美観については目視評価、耐候性などの性能評価には、撥水性評価及び接触角評価で実施することができる。

以下に実施例において本発明を具体的に説明するが、これらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
オクトライフ（登録商標）ＺｎＳ（オクチル酸亜鉛無溶剤、Ｚｎ含有量２２．５重量部以上、住化エンビロサイエンス株式会社製）を塗膜劣化防止組成物として選択した。

（実施例２）
オクチル酸亜鉛５０重量部とペガゾールＡＳ−１００（エクソンモービル有限会社製）５０重量部を攪拌混合して、塗膜劣化防止組成物としてオクチル酸亜鉛溶液（亜鉛濃度１０％）を得た。

実施例１または２の性能を確認するために、実施例１または２をそれぞれ配合した試験塗料１〜４を作製した。また比較対象のために、塗膜劣化防止組成物を含有していない比較塗料１と２を選択した。各種塗料を対象物に処理した後、各種耐候操作を実施し、目視による観察、撥水性および接触角について評価した。その評価結果から、塗膜の劣化具合を判断した。

（試験塗料１）
市販塗料のサドリン（登録商標）クラシック（アルキッド樹脂２５．７重量部と溶剤６６．８重量部と着色顔料２．０重量部と添加剤５．５重量部、玄々化学工業株式会社製）９９．９８重量部に実施例１（オクトライフＺｎＳ）０．０２重量部を添加し、攪拌混合することにより試験塗料１を得た。

（試験塗料２）
試験塗料１の実施例１を実施例２（オクチル酸亜鉛溶液）０．０２重量部に変更した以外は、試験塗料1と同様の手法で試験塗料２を得た。

（試験塗料３）
市販塗料のキシラデコール（登録商標）（パリサンダ色、アルキッド樹脂２０重量部とその他８０重量部、日本エンバイロケミカルズ株式会社製）９９．９８重量部に実施例１（オクトライフＺｎＳ）０．０２重量部を添加し、攪拌混合することにより試験塗料３を得た。

（試験塗料４）
試験塗料３の実施例１を実施例２（オクチル酸亜鉛溶液）０．０２重量部に変更した以外は、試験塗料３と同様の手法で試験塗料４を得た。

（比較塗料１）
試験塗料１において使用したサドリンクラシックのみを比較塗料１とした。

（比較塗料２）
試験塗料３において使用したキシラデコールのみを比較塗料２とした。

試験例１
試験試料の作製：試験塗料１〜４、比較塗料１〜２をそれぞれ杉板（長さ２００ｍｍ、幅９０ｍｍ、厚さ１８ｍｍ）の半分（長さ１００ｍｍ、幅９０ｍｍ、厚さ１８ｍｍ）の面積に刷毛を用いて、７５ｇ／ｍ２になるように一定量塗布し、一晩乾燥させたものを試験試料とした。

１）屋外暴露試験
屋外にて水平の暴露試験台を用いて、各試験試料について、１年６ヶ月の屋外暴露試験を実施した。

１−１）評価：上記で作製された各試験試料について、屋外暴露試験後の目視による観察、撥水性および接触角について評価した。

１−２）目視評価
外観を目視で判断し、劣化の状況を以下の５段階で判定した。ここでいう劣化とは、塗膜のひび割れ、剥れ、撥水度低下、変色などが生じたことを指す。

１：塗膜面積の０〜２０が劣化している。
２：塗膜面積の２０〜４０％が劣化している。
３：塗膜面積の４０〜６０％が劣化している。
４：塗膜面積の６０〜８０％が劣化している。
５：塗膜面積の８０〜１００％が劣化している。

１−３）撥水性評価
試験試料の塗料処理部位に蒸留水１ｇを滴下して１分間静置した。その後、ティッシュペーパー等を用いて水滴を拭いとり、試料に吸収された水分量から撥水度（撥水度[％]＝１００−（水分吸収量×１００））を算出し、この値から撥水性を評価した。

１−４）接触角評価
接触角計（協和界面科学株式会社製、（画像処理式）ＣＡ−Ｘ１５０型）を用いて接触角を測定し、各試験試料で比較評価した。接触角を評価することで、目視や撥水性などのマクロ的な評価では差が判断できないものが、接触角を比較することでミクロ的な差が確認され、塗膜の劣化状況が判断できる。
これらの結果を、表１にまとめて示す。

試験例２
試験試料の作製：試験塗料１および比較塗料１を杉板（長さ６０ｍｍ、幅９０ｍｍ、厚さ１８ｍｍ）の半分（長さ６０ｍｍ、幅４５ｍｍ、厚さ１８ｍｍ）の面積に刷毛を用いて、７５ｇ／ｍ２になるように一定量塗布し、一晩乾燥させたものを試験試料とした。

２）メタルハライドランプ式耐候性加速試験
メタルハライドランプ式耐候性試験装置（岩崎電気株式会社製、ＳＵＶ−Ｗ１５１型）を用いて、各試験試料について、１５０時間の耐候性加速試験を実施後、各評価を実施した。試験については、下記条件で実施した。

２−１）評価：上記で作製された各試験試料について、メタルハライドランプ式耐候性加速試験後の目視、撥水性および接触角について評価した。また、耐候性加速試験前の試料についても同様の評価を実施した。

光源：メタルハライドランプ（照射光：２９５〜４５０ｎｍ）
放射照度：１０００Ｗ／ｍ２（制御波長：３００〜４００ｎｍ）
ブラックパネル温度：６３℃
構内湿度：５０％ＲＨ
スプレー：なし

２−２）目視評価および接触角評価については、試験例１と同様の方法で評価した。

２−３）撥水度評価については、塗膜処理部位に滴下する蒸留水を０．５ｇに変更した以外は、試験例１の撥水度評価と同様の手法とした。
これらの結果を、表２にまとめて示す。

本発明の塗料中に脂肪酸金属塩を含有させた塗膜劣化防止組成物を各種材料などに処理することにより、自然の気象条件下で長期間暴露された場合でも処理された材料を保護することができる。

Claims (4)

1. 脂肪酸金属塩を含有することを特徴とする塗膜劣化防止組成物。
2. 脂肪酸金属塩の金属が、コバルト、マンガン、銅及び亜鉛から選択される少なくとも１種類以上であることを特徴とする請求項１に記載の塗膜劣化防止組成物。
3. 脂肪酸金属塩の脂肪酸が、オクチル酸、ナフテン酸及びバーサチック酸から選ばれる少なくとも１種類以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の塗膜劣化防止組成物。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の塗膜劣化防止組成物を塗料に混合させ、対象物に処理する塗膜劣化防止方法。