JP2016190970A

JP2016190970A - 内装用塗料

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Publication number: JP2016190970A
Application number: JP2015072271A
Authority: JP
Inventors: 一輝北島; Kazuki Kitajima; 宏平入山; Kohei Iriyama
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2016-11-10
Anticipated expiration: 2035-03-31
Also published as: JP6596880B2

Abstract

【課題】人体への影響が抑制された水系溶媒が使用されており、且つ、シリカ粒子の凝集が抑制されており、保存安定性に優れた内装用塗料を提供する。【解決手段】水性ウレタン樹脂、シリカ粒子、揮発性アルカリ及び水系溶媒を含み、ｐＨが９．０以上である、ことを特徴とする内装用塗料。【選択図】なし

Description

本発明は、内装用塗料に関する。

従来、建築物の内装材として施工されている壁紙等の表面には、内装材に耐傷性や耐候性を付与することを目的として表面保護層が形成されている。このような内装材では、物が接触し易い位置や日光に曝される場所以外では、高性能な表面保護層は不要である場合が多い。材料費削減のため、内装材には高性能な表面保護層を設けず、建築物の内装材として施工された後に必要な箇所にのみ内装用塗料を塗装し、表面保護層を形成することが考えられる。

このような内装用塗料は、塗工の際に屋内で塗装され、塗工後も屋内の内装材の表面を形成するため、人体への影響が抑制されていることが要求される。このため、内装用塗料を構成する溶媒として、水系溶媒の使用が望まれている。

施工後の内装材の表面に塗装するための、水系溶媒を用いた内装材用塗料として、ノニオン系水性化合物または金属塩で中和されたアニオン系水性化合物をバインダー成分として含有する化粧シートの補修用水系塗工液が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１４５３号公報

上述の補修用水系塗工液のような水系の内装用塗料は、内装材の表面に耐傷性を付与し、意匠性を向上させるために、シリカ粒子等の艶消し剤が添加されて用いられる。また、内装用塗料には、当該内装用塗料を塗装する箇所と、塗装しない箇所とで生じる意匠感の相違を抑制するために低艶調であることが求められており、この点でもシリカ粒子等の艶消し剤が添加されて用いられる。艶消し剤として用いられるシリカ粒子は、水系の内装用塗料中で凝集し易く、内装用塗料の保存安定性が低下してしまい、艶消し効果が低下するという問題がある。特許文献１では、艶消し剤の凝集については検討されておらず、改良の余地がある。

従って、人体への影響が抑制された水系溶媒が使用されており、且つ、シリカ粒子の凝集が抑制されており、保存安定性に優れた内装用塗料の開発が求められている。

本発明は、人体への影響が抑制された水系溶媒が使用されており、且つ、シリカ粒子の凝集が抑制されており、保存安定性に優れた内装用塗料を提供することを目的とする。

本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、水性ウレタン樹脂、シリカ粒子、揮発性アルカリ及び水系溶媒を含み、ｐＨが９．０以上である内装用塗料によれば、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、下記の内装用塗料に関する。
１．水性ウレタン樹脂、シリカ粒子、揮発性アルカリ及び水系溶媒を含み、ｐＨが９．０以上である、ことを特徴とする内装用塗料。
２．前記揮発性アルカリは、アルコール系アミンである、項１に記載の内装用塗料。
３．前記アルコール系アミンが２−アミノ−２−メチルプロパノールである、項２に記載の内装用塗料。
４．前記揮発性アルカリの含有量は、水性ウレタン樹脂を１００質量部として０．２〜１０．０質量部である、項１〜３のいずれかに記載の内装用塗料。
５．ｐＨが９．５以上である、項１〜４のいずれかに記載の内装用塗料。
６．更に、硬化剤を含む、項１〜５のいずれかに記載の内装用塗料。
７．施工された内装材の表面への塗装に用いられる、項１〜６のいずれかに記載の内装用塗料。

本発明の内装用塗料は、人体への影響が抑制された水系溶媒が使用されており、且つ、シリカ粒子の凝集が抑制されており、保存安定性に優れている。

本発明の内装用塗料は、水性ウレタン樹脂、シリカ粒子、揮発性アルカリ及び水系溶媒を含み、ｐＨが９．０以上であることを特徴とする。

上記特徴を有する本発明の内装用塗料は、バインダー樹脂として水性ウレタン樹脂を含み、且つ、水系溶媒を用いているので、人体への影響が抑制されている。また、揮発性アルカリを含み、ｐＨが９．０以上に調整されているので、シリカ粒子の凝集が抑制されており、優れた保存安定性を示す。更に、揮発性アルカリを用いているので、内装用塗料のｐＨを、シリカ粒子の凝集を抑制できる９．０以上に調整することができ、且つ、塗装後は当該揮発性アルカリが速やかに揮発して、換気等により消失するので、人体への影響が抑制される。

以下、本発明の内装用塗料について詳細に説明する。

（内装用塗料）
本発明の内装用塗料は、ｐＨが９．０以上である。ｐＨが９．０未満であると、シリカ粒子が凝集し易くなり、内装用塗料の保存安定性が低下する。上記ｐＨは、９．５以上が好ましく、１０．０以上がより好ましい。また、上記ｐＨの上限は特に限定されないが、好ましい上限は１２．０であり、より好ましい上限は１１．０である。上記ｐＨの上限を上述の値とすることにより、本発明の内装用塗料が保存安定性に優れ、且つ、本発明の内装用塗料を塗装した際に、施工された内装材の表面状態の低下が特に抑制され、内装材がより優れた意匠性を示すことができる。

水性ウレタン樹脂
本発明の内装用塗料は、水性ウレタン樹脂を含む。本発明の内装用塗料が水性ウレタン樹脂を含むので、内装材表面に塗装して形成された表面保護層が、耐傷性、耐候性に優れる。

水性ウレタン樹脂としては、水系溶媒に分散するウレタン樹脂であれば特に限定されないが、ノニオン系水性ウレタン樹脂、金属塩で中和されたアニオン系水性ウレタン樹脂等を用いることができる。

ノニオン系水性ウレタン樹脂は、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のエーテル基、水酸基、アミド基、メチロール基等のノニオン型の親水性基の少なくとも１種を、水溶性または水分散性を有するのに必要な量（親水性基の種類や分子量により異なるが、例えば、重量比で０．０５〜３０程度）導入したウレタン樹脂を使用することができる。

ノニオン系水性ウレタン樹脂には、必要に応じて、硬化剤を添加して他の反応性の基（例えば、活性水素基、イソシアネート基、エポキシ基、アミノ基、カルボン酸基、アジリジン基、メチルアクリルアミドグリコレートメチルエーテル基、カルボジイミド基、ヒドラジド基、シロキサン基、カルボニル基、ケチミン基、アセトアセテート基等）を導入し、その反応性の基を架橋反応させることにより、本発明の内装用塗料により形成された表面保護層の物性（例えば、耐汚染性や耐候性）を向上させることもできる。ノニオン系水性ウレタン樹脂の架橋反応としては、活性水素基とイソシアネート基との反応、エポキシ基とアミンおよび／またはカルボン酸基との反応、アジリジン基とカルボン酸基との反応、メチルアクリルアミドグリコレイトメチルエーテル基とアミノ基との反応、ヒドラジド基を有する化合物とカルボニル基を有する化合物との反応、シロキサンの自己架橋反応、ケチミン基とアセトアセテート基との反応、を挙げることができる。これらの反応のうち、活性水素基とイソシアネート基との反応が好ましい。

金属塩で中和されたアニオン系水性ウレタン樹脂は、例えば、カルボン酸基、スルホン酸基、硫酸基、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基等の酸性基を金属塩で中和したものであって、アニオン型の親水性基の少なくとも１種を、水溶性または水分散性を有するのに必要な量（親水性基の種類や分子量により異なるが、例えば、重量比で０．０１〜３０程度）導入したウレタン樹脂を使用することができる。金属塩としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｆｅ等の塩が挙げられ、特に好ましい金属塩は、Ｋ塩、Ｎａ塩である。

アニオン系水性ウレタン樹脂には、必要に応じて硬化剤を添加し、他の反応性の基（例えば、活性水素基、イソシアネート基、エポキシ基、アミノ基、カルボン酸基、アジリジン基、メチルアクリルアミドグリコレートメチルエーテル基、カルボジイミド基、ヒドラジド基、シロキサン基、カルボニル基、ケチミン基、アセトアセテート基等）を導入し、その反応性の基を架橋反応させることにより、本発明の内装用塗料により形成される表面保護層の物性（例えば、耐汚染性や耐候性）を向上させることもできる。アニオン系水性ウレタン樹脂の架橋反応としては、活性水素基とイソシアネート基との反応、エポキシ基とアミンおよび／またはカルボン酸基との反応、アジリジン基とカルボン酸基との反応、メチルアクリルアミドグリコレイトメチルエーテル基とアミノ基との反応、ヒドラジド基を有する化合物とカルボニル基を有する化合物との反応、シロキサンの自己架橋反応、ケチミン基とアセトアセテート基との反応、を挙げることができる。これらの反応のうち、活性水素基とイソシアネート基との反応が好ましい。

上記硬化剤としては、水性ウレタン樹脂を架橋させて硬化させることができれば特に限定されないが、例えば、ノニオン系水性架橋剤、金属塩で中和されたアニオン系水性架橋剤等が挙げられる。中でも、ノニオン系水性架橋剤が好ましい。

ノニオン系水性架橋剤としては、ノニオン系水分散性イソシアネート架橋剤を用いることができ、当該ノニオン系水分散性イソシアネート架橋剤の例としては、特開昭５７−１８３７５３号公報、特開昭６１−２９１６１３号公報、特開平５−２２２１５０号公報（米国特許第５，２５２，６９６号に対応）、特開平７−４８４２９号公報（米国特許第５，３７３，０５０号に対応）、特開平７−１１３００５号公報、特開平１０−１９５１７２号公報、特開２００１−２９４６４３号公報に記載されているノニオン型親水性基を導入した水分散性ノニオン型ポリイソシアネート化合物等を挙げることができる。

本発明の内装用塗料には、特に、硬化剤（架橋剤）として、上記ノニオン系水分散イソシアネート化合物を用いることが好ましい。

水性ウレタン樹脂：硬化剤の配合割合は、重量比で１００：２〜１００：１００が好ましく、より好ましくは１００：５〜１００：５０である。

水性ウレタン樹脂の内装用塗料中の含有量は、内装用塗料を１００質量％として５〜５０質量％が好ましく、１５〜３０質量％がより好ましい。

シリカ粒子
本発明の内装用塗料は、シリカ粒子を含む。本発明の内装用塗料がシリカ粒子を含んでいるので、内装材表面に塗装して形成された表面保護層が、耐傷性、耐候性に優れる。

シリカ粒子としては特に限定されず、従来公知のシリカ粒子を用いることができる。シリカ粒子を用い、本発明の内装用塗料のｐＨを９．０以上とすることで、本発明の内装用塗料中においてシリカ粒子の凝集が抑制され、本発明の内装用塗料の保存安定性がより向上する。

シリカ粒子の平均粒子径は特に限定されないが、０．５〜２０μｍが好ましく、３〜１０μｍがより好ましい。シリカ粒子の平均粒子を上述の範囲とすることにより、本発明の内装用塗料により形成された表面保護層が、より優れた耐汚染性や耐候性を示すことができる。なお、本明細書において、シリカ粒子の平均粒子径は、レーザー回折・散乱法により測定される値である。

シリカ粒子の含有量は、本発明の内装用塗料を１００質量％として、１〜２０質量％が好ましく、３〜１０質量％がより好ましい。

揮発性アルカリ
本発明の内装用塗料は、揮発性アルカリを含む。本発明の内装用塗料は、揮発性アルカリを含んでいるので、本発明の内装用塗料のｐＨがシリカ粒子の凝集が抑制される９．０以上に調整され、優れた保存安定性を示す。また、揮発性アルカリを用いているので、塗装後は当該揮発性アルカリが速やかに揮発して消失するので、人体への影響が抑制される。

揮発性アルカリとしては、内装用塗料のｐＨを９．０以上に調整することができ、塗料の塗布後に速やかに消失するものであれば特に限定されないが、例えば、アルコール系アミン；Ｎ−メチルモルホリン等のモルホリン；エチレンジアミン等の低級アルキルアミン等が挙げられる。これらの中でも、アルコール系アミンが好ましい。

上記アルコール系アミンとしては特に限定されないが、２−メチルアミノエタノール、２−ジメチルアミノメタノール又は下記一般式（１）で示されるアルコール系アミンを好適に用いることができる。

ＣＲ_２（ＮＨ_２）ＣＲ_２ＯＨ（１）
上記一般式（１）中、Ｒは水素、又は、１〜４の炭素原子を有し、アルコール系アミン中の合計の炭素原子が３〜６となるアルキル基である。

上記揮発性アルカリとしては、２−アミノ−２−メチル−１プロパノールを用いることがより好ましい。

揮発性アルカリの含有量は、水性ウレタン樹脂を１００質量部として０．２〜１０．０質量部が好ましく、０．５〜７．０質量部がより好ましく、１．０〜５．０質量部がさらに好ましい。

水系溶媒
本発明の内装用塗料は、溶媒として水系溶媒を含む。本発明の内装用塗料は、溶媒として水系溶媒が用いられるので、施工後の内装材の表面に塗装する際、又は、塗装後においても人体への影響が抑制されている。

水系溶媒としては、水、又は、水とアルコール等の親水性溶媒との混合溶媒を用いることができる。

水系溶媒として用いられる水は特に限定されず、従来より水系塗工液に使用されているグレードの工業用水等を使用することができる。

上記親水性溶媒としてはアルコール等を用いることができ、具体的には、エタノール、イソプロピルアルコール、Ｎ−プロピルアルコール等の低級アルコール、グリコール類およびそのエステル類等を挙げることができる。環境安全性の観点からは、水のみからなる水系溶媒または水とエタノールの混合溶媒が好ましく、水のみからなる水系溶媒が最も好ましい。内装用塗料の流動性の改良、非塗工材への濡れの向上、乾燥性の調整等の目的に対しては、その目的に応じて、上述の低級アルコール、グリコール類およびそのエステル類等から、その種類と使用量が選定され決定される。本発明の内装用塗料は、ベンゼン、トルエン、キシレン等の危険性の高い芳香族炭化水素系の有機性揮発物質を用いず、また、その他の有機溶剤、従来の水系塗工液に用いられていた三級アミン、揮発性塩基を含む中和剤の使用を抑えることで、塗装時および塗装後のＶＯＣの発生を減少させることができる。

上記水とアルコール等の親水性溶媒との混合溶媒においては、それらの配合割合は、重量比で水：アルコール等＝４０：６０〜１００：０の範囲で調整することができる。また、内装用塗料中の水系溶媒の含有量は、水性ウレタン樹脂を１００質量部として、１００〜１０００質量部が好ましい。

本発明の内装用塗料には、耐候剤、分散剤、消泡剤、レベリング剤、安定剤、充填剤、潤滑剤、滑剤、その他の添加剤を任意に添加してもよい。本発明の内装用塗料中のこれらの添加剤の含有量の合計は、水性ウレタン樹脂を１００質量部として、４０質量部以下が好ましい。

（内装用塗料の塗装方法）
本発明の内装用塗料の塗布方法としては特に限定されないが、施工された内装材の表面への塗装に用いられることが好ましい。施工された内装材の表面への塗装に用いられることにより、例えば、既に施工された屋内の部屋の壁面等の、物が接触し易い位置や日光に曝される場所に、耐傷性や耐候性を示す表面保護層を形成することができる。また、水系溶媒が使用されているので、塗工の際に屋内で塗装され、且つ、塗工後に屋内の内装材の表面を形成しても、人体への影響が抑制される。また、本発明の内装用塗料は艶消し剤としてシリカを含むため、低艶調の塗装面を形成できる。そのため、低艶調であることが好まれる壁紙等の内装材の表面の塗装に用いた場合においても、塗装した箇所と塗装していない箇所との意匠感の相違を低減することができ好適である。

本発明の内装用塗料を、施工された内装材の表面に塗装する際の具体的な塗装方法としては特に限定されず、従来公知の方法により塗装することが可能であり、例えば、ローラー塗布、スプレー塗布、刷毛塗り等の塗装方法が挙げられる。上記塗装方法により塗装後は、常温により乾燥させてもよい。

上記塗装方法により本発明の内装用塗料が塗装され、施工された内装材の表面に表面保護層が形成される。本発明の内装用塗料を用いて形成される表面保護層の厚みは特に限定されないが、１〜３０μｍ程度が好ましく、３〜１５μｍ程度がより好ましい。

本発明の内装用塗料が硬化剤を含む場合には、予め硬化剤を含有する内装用塗料を用いて塗布してもよいし、施工された内装材の表面に塗装する際に、施工現場において塗装直前に本発明の内装用塗料に硬化剤を添加して、塗装してもよい。

以下に実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明する。但し、本発明は実施例に限定されない。

（内装用塗料の調製）
実施例１
水性ウレタン樹脂として、大日本インク化学工業製ＶＯＮＤＩＣ１２３０ＮＳ（製品名）を１００質量部、シリカ粒子として、富士シリシア化学製サイシリア３８０（製品名）を５質量部、揮発性アルカリとして、２−アミノ−２−メチル−１プロパノールを１質量部、水系溶媒として、水を３１０質量部用意し、これらを攪拌機を用いて混合攪拌することにより、内装用塗料を調製した。

実施例２、３及び比較例１〜３
揮発性アルカリの添加量を表１に示すように変更し、ｐＨを表１に示すように調整した以外は実施例１と同様にして、内装用塗料を調製した。

（内装用塗料の塗装）
上述のようにして調製した実施例及び比較例の内装用塗料に、硬化剤として、ノニオン系水分散イソシアネート化合物（日本ポリウレタン工業株式会社製アクアネート２００（商品名））を添加した。硬化剤の添加量は、水性ウレタン樹脂１００質量部に対して２０質量部であった。

硬化剤添加後５分後に、壁面に施工されている壁紙の表面に、ローラー塗布により内装用塗料を３０ｇ／ｍ^２塗布して２０℃で乾燥させ、施工されている壁紙の表面に厚みが１０μｍの表面保護層を形成した。

上記実施例及び比較例において、硬化剤添加前の内装用塗料を用いて下記評価を行った。

保存安定性評価
実施例及び比較例で調製した内装用塗料を常温において静置し、調製直後、並びに、７日、１４日、２１日及び２８日の保存期間において、ザーンカップ＃４を用いて粘度を測定し、調製直後の粘度からの粘度変化及び内装用塗料の状態により、下記評価基準に従って評価した。なお、保存安定性は、下記評価において保存期間１４日迄の評価が△評価以上であれば、実使用上問題がないと評価できる。
○：粘度が変化しなかった
△：粘度が若干変化したが、実使用上問題がない程度である
×：ゲル化を生じ、粘度の測定が不可能である

結果を表１に示す。

Claims

水性ウレタン樹脂、シリカ粒子、揮発性アルカリ及び水系溶媒を含み、ｐＨが９．０以上である、ことを特徴とする内装用塗料。
前記揮発性アルカリは、アルコール系アミンである、請求項１に記載の内装用塗料。
前記アルコール系アミンが２−アミノ−２−メチルプロパノールである、請求項２に記載の内装用塗料。
前記揮発性アルカリの含有量は、水性ウレタン樹脂を１００質量部として０．２〜１０．０質量部である、請求項１〜３のいずれかに記載の内装用塗料。
ｐＨが９．５以上である、請求項１〜４のいずれかに記載の内装用塗料。
更に、硬化剤を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の内装用塗料。
施工された内装材の表面への塗装に用いられる、請求項１〜６のいずれかに記載の内装用塗料。