JP2017186436A - 模様塗料組成物の製造方法 - Google Patents
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【解決手段】着色塗料の表面をゲル化したゲル化物を含有する模様塗料組成物の製造方法において、ゲル化剤を含む分散媒に着色塗料を接触させ、着色塗料の表面をゲル化させる工程と、メッシュ15a付きの排出機構15が設けられている破砕室11内で、表面がゲル化した着色塗料を破砕する工程と、を有する、模様塗料組成物の製造方法。
【選択図】図1
Description
しかし、複数の塗料を混合して得られる所望色調の塗料は、その中に色調の異なった顔料が混在しているにもかかわらず、同一色の顔料のみによって製造されたような塗膜しか得られず、平面的な単一色で変化に乏しいものであった。
エマルション塗料は水系塗料に属しており、従来の溶剤型の塗料と比較して環境適合性が高い。また、該エマルション塗料をゲル化膜でカプセル化することにより着色粒子が分散媒中で安定して分散するため、数種類のエマルション塗料を用いれば、それぞれの色調の異なる着色粒子が混在し、多彩模様の塗膜を形成できる。
[1] 着色塗料の表面をゲル化したゲル化物を含有する模様塗料組成物の製造方法において、ゲル化剤を含む分散媒に着色塗料を接触させ、着色塗料の表面をゲル化させる工程と、メッシュ付きの排出機構が設けられている破砕室内で、表面がゲル化した着色塗料を破砕する工程と、を有する、模様塗料組成物の製造方法。
本発明の模様塗料組成物の製造方法は、ゲル化剤を含む分散媒に着色塗料を接触させ、着色塗料の表面をゲル化したゲル化物を含有する模様塗料組成物を製造する方法である。
なお、本発明において「所望の模様の塗膜」とは、塗膜の模様の大きさや形状が設計通りであることを意味し、塗膜の模様の配置は規則的であってもよいし、不規則であってもよい。
着色塗料としては、例えば樹脂エマルションと着色顔料と親水性コロイド形成物質とを含むエマルション塗料や、キトサンと着色顔料と錯体形成物質とを含むキトサン含有塗料などが挙げられる。模様塗料組成物より形成される塗膜に抗菌効果を付与できる点では、キトサン含有塗料が好ましい。
エマルション塗料に含まれる樹脂エマルションとしては、例えばポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、ポリスチレン、アクリロニトリル、ベオバ(分岐脂肪酸ビニルエステル)、天然又は合成ゴムや、それらの共重合体のエマルションなど、一般に市販されている樹脂エマルションを使用することができる。中でも、アクリル樹脂が好ましい。
着色顔料の含有量は、樹脂エマルション100質量部に対して、0.01〜50質量部が好ましく、より好ましくは0.1〜30質量部である。
親水性コロイド形成物質としては、例えばセルロース誘導体;ポリチレンオキサイド;ポリビニルアルコール;カゼイン、デンプン、ガラクトマンノン、グアルゴム、ローカストビーンゴム等の天然高分子などを含有する水溶液が挙げられる。中でもグアルゴムの水溶液が好ましく、該水溶液の濃度は0.5〜5質量%が好ましく、より好ましくは1.0〜3質量%である。これら親水性コロイド形成物質は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
親水性コロイド形成物質の含有量は、樹脂エマルション100質量部に対して、0.05〜5質量部が好ましく、より好ましくは0.1〜3.0質量部である。親水性コロイド形成物質の含有量が上記範囲内であれば、安定したゲル化膜が得られやすくなる。
体質顔料としては、カオリン、硫酸バリウム、含水ケイ酸マグネシウム、炭酸カルシウムなどが挙げられる。これら体質顔料は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
体質顔料の含有量は、エマルション塗料100質量%中、0〜30質量%が好ましく、より好ましくは0〜20質量%である。
水の含有量は、エマルション塗料100質量%中、40〜90質量%が好ましく、より好ましくは50〜80質量%である。
キトサン含有塗料に含まれるキトサンとしては、市販品を用いることができる。
着色顔料としては、エマルション塗料の説明において先に例示した着色顔料が挙げられる。これら着色顔料は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
着色顔料の含有量は、キトサン含有塗料に含まれるキトサンと、錯体形成物質と水との合計100質量部に対して、0.01〜50質量部が好ましく、より好ましくは0.1〜30質量部である。
錯体形成物質としては、塩酸等の無機酸;酢酸、ギ酸、アクリル酸、乳酸、リンゴ酸等の有機酸などが挙げられる。中でも、塩酸の水溶液が好ましい。
錯体形成物質の含有量は、キトサン100質量部に対して、20〜150質量部が好ましく、より好ましくは50〜100質量部である。
体質顔料および添加剤としては、エマルション塗料の説明において先に例示した体質顔料および添加剤が挙げられる。
水の含有量は、キトサン含有塗料100質量%中、40〜90質量%が好ましく、より好ましくは50〜80質量%である。
分散媒は、ゲル化剤を含む水性の分散媒である。
ゲル化剤としては、例えばマグネシウムモンモリロナイト粘土、ナトリウムペンタクロロフェノール、ホウ酸塩、タンニン酸、乳酸チタン、塩化カルシウム、水酸化ナトリウムなどを含有する水溶液が挙げられる。中でも、着色塗料としてエマルション塗料を用いる場合はホウ酸塩の水溶液が好ましく、キトサン含有塗料を用いる場合は塩化カルシウムの水溶液が好ましい。ホウ酸塩の水溶液の濃度は0.05〜10質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜8質量%である。塩化カルシウムの水溶液の濃度は0.05〜20質量%が好ましく、より好ましくは0.1〜10質量%である。これらゲル化剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
着色塗料としてエマルション塗料を用いる場合、ゲル化剤の含有量は、分散媒100質量%中、0.05〜5質量%が好ましく、より好ましくは0.1〜3質量%である。一方、着色塗料としてキトサン含有塗料を用いる場合、ゲル化剤の含有量は、分散媒100質量%中、0.1〜5質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜3質量%である。
ゲル化剤の含有量が上記範囲内であれば、安定したゲル化膜が得られやすくなる。
体質顔料としては、エマルション塗料の説明において先に例示した体質顔料が挙げられる。中でも、含水ケイ酸マグネシウムの分散液が好ましく、該分散液の濃度は0.05〜20質量%が好ましく、より好ましくは2〜10質量%である。これら体質顔料は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
体質顔料の含有量は、分散媒100質量%中、0.05〜10質量%が好ましく、より好ましくは0.1〜5質量部である。
水溶性高分子化合物の含有量は、分散媒100質量%中、0.05〜3質量%が好ましく、より好ましくは0.1〜2質量%である。
水の含有量は、分散媒100質量%中、20〜80質量%が好ましく、より好ましくは30〜70質量%である。
以下、本発明の模様塗料組成物の製造方法の一例について説明する。
本実施形態の模様塗料組成物の製造方法は、下記工程(1)および工程(2)を有する。
工程(1)は、ゲル化剤を含む分散媒に着色塗料を接触させ、着色塗料の表面をゲル化させる工程である。
分散媒に着色塗料を接触させる方法としては特に制限されず、例えば分散媒中に着色塗料を添加する方法などが挙げられる。着色塗料は分散媒と接触すると、着色塗料の表面がゲル化することで被膜を形成したゲル化物(表面がゲル化した着色塗料)となる。
工程(2)は、メッシュ付きの排出機構が設けられている破砕室内で、表面がゲル化した着色塗料(ゲル化物)を破砕する工程である。
工程(2)では、例えば、メッシュ付きの排出機構が設けられている破砕室を備えた破砕手段を用いてゲル化物を破砕する。
破砕方式として、例えば、カット方式、ハンマー方式、グラインダー方式、プレス方式等を採用することができる。
このような破砕方式を採用した破砕手段として、例えば、ハスクバーナ・ゼノア株式会社製のディスインテグレータ;ホソカワミクロン株式会社製のディスパミル、ディスインテグレータ、ハンマミル、ロートプレックス、ニブラ、ラバーチョッパ、フェザミル、マイクロパルベライザ、バンタムミル、ファーマミル、ビクトリミル、ファインインパクトミル、コントラプレックス、リンレックスミル、グラシス、ACMパルベライザ、ACMパルベライザE−ACM;株式会社グローエンジニアリング製のグローミル、R&Dマルチミル、無菌チョッパー、チョッパー、シャークミル、野菜クラッシャー、ディスクカッター、ロータリーカッター、ロータリーカッター・ミニ、パーミュット、卓上パルぺライザー;増幸産業株式会社製のスーパーマスコロイダー、スーパーマスコロイダーα、ミクロマイスター、ミクロマイスターミニ、セレンミラー、セレンミラーDAU、アトマイザー、カッターミル、マスコマイザーX、ボーンカッター、チョッパー、パルベライザー、ボーンクラッシャー、フードカッター;株式会社カワタ製のGマスター、ラピッド、スーパーミキサー;大平洋機工株式会社製のスパイラル・ピンミキサ、キャビトロン、ファイン・フローミル;日本コークス工業株式会社製のFMミキサ、メカナノハイブリッド、造粒ミキサ粒王などを使用できる。
ここで、ゲル化物の破砕の一例について、図1を参照しながら詳細に説明する。なお、後述する図2〜4において、図1と同じ構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
この例の破砕手段10は、ゲル化物を収容する破砕室11と、破砕室11に収容されたゲル化物を破砕する破砕機構12と、破砕されたゲル化物を破砕室11から排出する排出機構15とを備えている。
破砕室11はゲル化物を収容できるものであれば、その形状や材質等、特に限定されない。
回転軸13には、モータ等の回転駆動源(図示略)が接続されている。この回転駆動源によって回転軸13が回転することで、回転刃14が回転できるようになっている。
3枚の回転刃14は、長手方向が60°毎にずれるように、回転軸13に取り付けられている。
この例の回転刃14は、図2に示すように、ヨコ切り刃14aと、ヨコ切り刃14aの上下に配置された垂直のタテ切り刃14bとで構成されている。
排出機構15は、破砕室11の側面11bに設けられ、メッシュ15aが破砕室11の側面11bの一部を兼ねている。
ガイド部15bは、メッシュ15aを通過したゲル化物が周囲に飛散するのを防止するものである。
なお、ゲル化物と共に分散媒を破砕室11に投入してもよいし、予め濾過等でゲル化物を分散媒から分離しておき、ゲル化物のみを破砕室11に投入してもよい。また、予め破砕室11内で工程(1)を行い、破砕室11内でゲル化物を製造してもよい。破砕室11内でゲル化物を製造する場合、ゲル化物の製造とゲル化物の破砕とを同時に行ってもよい。
排出機構15のメッシュ15aの大きさよりも粒子径が大きいゲル化物は、メッシュ15aを通過する大きさになるまで引き続き破砕された後、排出機構15より破砕室11の外へ排出され、回収される。
なお、ゲル化物を破砕するに際して、分散媒も一緒に破砕室11へ投入する場合、細分化されたゲル化物と一緒に分散媒もメッシュ15aを通過し、ゲル化物とともに回収される。この細分化されたゲル化物と分散媒とをそのまま模様塗料組成物として用いてもよいし、分散媒から細分化されたゲル化物を分離し、細分化されたゲル化物のみを模様塗料組成物に用いてもよい。
樹脂エマルションの含有量は、模様塗料組成物100質量%中、50質量%以下が好ましく、より好ましくは20〜40質量%である。樹脂エマルションの含有量が上記範囲内であれば、模様塗料組成物の塗装作業性がよく、耐久性のよい塗膜が得られる。
模様塗料組成物に含まれる添加剤としては、エマルション塗料の説明において先に例示した添加剤が挙げられる。
模様塗料組成物を多彩模様塗料組成物とする場合、例えば工程(1)において、1色目のゲル化物が分散した分散媒に2色目以降の着色塗料を接触させてもよいし、着色塗料の数に合わせて分散媒を用意し、1つの分散媒に対して1つの着色塗料を接触させてもよい。また、工程(2)において、色調の異なる複数のゲル化物を一度に破砕室に投入し、これらを一緒に破砕してもよいし、色毎に分けてゲル化物を破砕した後に混合してもよい。
以上説明した本発明の模様塗料組成物の製造方法によれば、メッシュ付きの排出機構が設けられている破砕室内で、表面がゲル化した着色塗料(ゲル化物)を破砕する。破砕により細分化されたゲル化物は、メッシュを通過して排出機構より破砕室から排出されるので、ゲル化物の粒子径のバラつきを抑制できる。よって、本発明により得られる模様塗料組成物は、粒子径のバラつきが抑制されたゲル化物を含有するので、所望の模様の塗膜を再現性よく形成でき、色再現性にも優れる。
また、本発明であれば、粒子径が排出機構のメッシュの大きさよりも粒子径が小さくなるまで細分化されたゲル化物から、順次排出されるので、連続的に模様塗料組成物を製造できる。
本発明により得られる模様塗料組成物の用途については特に制限はなく、モルタル、コンクリート、窯業系素材、プラスチック、金属、木材、紙など、種々の対象物に塗布することが可能である。塗布時における模様塗料組成物の塗布量には特に制限はないが、通常、300〜600g/m2となるように塗布するのが好ましい。また、塗装方法にも制限はなく、刷毛、こて、ローラ、スプレーなどの公知の方法で塗装することができ、塗装後に常温乾燥、加熱乾燥することができる。
本発明の模様塗料組成物の製造方法は、上述したものに限定されない。
例えば、図1に示す破砕手段10では、排出機構15が破砕室11の側面11bに設けられているが、底面11aに設けられていてもよい。
また、回転軸13が破砕室11の底面11aから破砕室11内に伸びているが、回転軸13は破砕室11の側面11bから破砕室11内に伸びていてもよいし、天面11cから伸びていてもよい。
また、回転刃14の枚数は3枚に限定されず、1枚でもよいし、2枚でもよいし、4枚以上であってもよい。
回転刃14としては図2、3に示すものに限定されない。
排出機構15は、湾曲したメッシュ15aと、ガイド部15bとで構成されている。
この例の破砕手段20は、メッシュ15aと、メッシュ15aの周縁から、固定刃21を介して上方に向かって立設される壁22とで、破砕室11を構成している。すなわち、排出機構15のメッシュ15aは破砕室11の底面に相当し、壁22は破砕室11の側面に相当する。
破砕機構12は、破砕室11の1つの壁(側面)22から破砕室11内に伸びる回転軸13と、この回転軸13の先端に取り付けられた回転刃14とを有する。
次いで、回転駆動源(図示略)により回転軸13を回転させることで、回転刃14も回転させる。すると、図4に示すようにゲル化物Gが回転刃14および固定刃21により破砕され、排出機構15のメッシュ15aの大きさよりも細かく破砕されたゲル化物gから順にメッシュ15aを通過して破砕室11の外へ排出される。排出されたゲル化物は回収される。
排出機構15のメッシュ15aの大きさよりも粒子径が大きいゲル化物Gは、メッシュ15aを通過する大きさになるまで引き続き破砕された後、排出機構15より破砕室11の外へ排出され、回収される。
また、固定刃21を介さずに、メッシュ15aの周縁から壁22が直接、立設していてもよい。
<エマルション塗料の製造>
アクリル樹脂エマルション(日本アクリル化学株式会社製、「プライマルAC−38」)38部と、非イオン性グアルゴム誘導体の1.5%水溶液28.5部(固形分0.43部)とを混合し、混合溶液(a)を調製した。
別途、着色顔料としてチタン白10部と、アニオン性高分子分散剤(日本アクリル化学株式会社製、「オロタン731」)1部と、水22.5部とを混合し、混合溶液(b)を調製した。
混合溶液(a)に混合溶液(b)を加え撹拌し、エマルション塗料を得た。
乳酸の5%水溶液95部に、キトサン5部を徐々に加えて90分間撹拌し、キトサン溶液を調製した。得られたキトサン溶液100部に、茶系顔料1部を添加して20分間撹拌し、キトサン含有塗料を得た。
<分散媒(1)の製造>
含水ケイ酸マグネシウムの4%水中分散液25部(固形分1部)に、重ホウ酸アンモニウムの5%水溶液5部(固形分0.25部)と、ナトリウムカルボキシメチルセルロースの1%水溶液25部(固形分0.25部)を加え撹拌混合した後、水45部を加えて希釈し、分散媒(1)を得た。
20%塩化カルシウム水溶液50部と、1.5%メチルセルロース水溶液50部とを混合し、分散媒(2)を得た。
着色塗料としてエマルション塗料を用い、分散媒として分散媒(1)を用い、破砕手段として株式会社グローエンジニアリング製の「シャークミル GEA−2」を用いた。なお、「シャークミル GEA−2」は、図1に示す破砕手段10に相当し、破砕室11と破砕機構12と排出機構15を備える。破砕機構12は、破砕室11の底面11aから破砕室11内に伸びる回転軸13と、回転軸13の先端に取り付けられた回転刃14とを備えている。排出機構15はメッシュ15aとガイド部15bとで構成され、破砕室11の側面11bに設けられている。メッシュ15aの大きさは1mmである。
次いで、表面がゲル化したエマルション塗料(ゲル化物)と、分散媒とを濾過により分離し、分離したゲル化物を破砕手段により破砕した。排出機構のメッシュの大きさよりも細かく破砕されたものから順にメッシュを通過して破砕室の外へ排出し、細分化したゲル化物を回収した(工程(2))。
回収されたゲル化物は、概ね1mm角であり、形状が揃っていた。
着色塗料としてキトサン含有塗料を用い、分散媒として分散媒(2)を用いた以外は、実施例1と同様にして細分化したゲル化物を得た。
回収されたゲル化物は、概ね1mm角であり、形状が揃っていた。
着色塗料としてエマルション塗料を用い、分散媒として分散媒(1)を用い、破砕手段としてホソカワミクロン株式会社製の「フェザミル FM−1」を用いた。なお、「フェザミル FM−1」は、図4に示す破砕手段20に相当し、排出機構15は、湾曲したメッシュ15aとガイド部15bとで構成されている。メッシュ15aの大きさは1mmである。また、湾曲したメッシュ15aと、メッシュ15aの周縁から、固定刃21を介して上方に向かって立設される壁22とで、破砕室11を構成している。破砕機構12は、破砕室11の1つの壁(側面)22から破砕室11内に伸びる回転軸13と、回転軸13の先端に取り付けられた回転刃14とを有する。
次いで、表面がゲル化したエマルション塗料(ゲル化物)と、分散媒とを濾過により分離し、分離したゲル化物を破砕手段により破砕した。排出機構のメッシュの大きさよりも細かく破砕されたものから順にメッシュを通過して破砕室の外へ排出し、細分化したゲル化物を回収した(工程(2))。
回収されたゲル化物は、概ね1mm角であり、形状が揃っていた。
着色塗料としてキトサン含有塗料を用い、分散媒として分散媒(2)を用いた以外は、実施例3と同様にして細分化したゲル化物を得た。
回収されたゲル化物は、概ね1mm角であり、形状が揃っていた。
着色塗料としてエマルション塗料を用い、分散媒として分散媒(1)を用い、破砕手段として株式会社井上製作所製の「ディゾルバー」を用いた。なお、「ディゾルバー」は、破砕室と破砕機構とを備え、この破砕機構は、破砕室の天面から破砕室内に伸びる回転軸と、回転軸の先端に取り付けられた回転刃とを備えている。破砕室には排出機構は設けられていない。
次いで、表面がゲル化したエマルション塗料(ゲル化物)と、分散媒とを濾過により分離し、分離したゲル化物を破砕手段により破砕し、細分化したゲル化物を得た(工程(2))。
工程(2)で得られたゲル化物は、1mm角以下の微細なものと、1mm角のものと、10mm角のものと、20mm×3mmの紐状のものとが混在しており、ゲル化物の大きさにバラつきがあった。
11 破砕室
11a 底面
11b 側面
12 破砕機構
13 回転軸
14 回転刃
15 排出機構
15a メッシュ
20 破砕手段
21 固定刃
22 壁
23 ガイド部
G ゲル化物(表面がゲル化した着色塗料)
g 細分化されたゲル化物
Claims (1)
- 着色塗料の表面をゲル化したゲル化物を含有する模様塗料組成物の製造方法において、
ゲル化剤を含む分散媒に着色塗料を接触させ、着色塗料の表面をゲル化させる工程と、
メッシュ付きの排出機構が設けられている破砕室内で、表面がゲル化した着色塗料を破砕する工程と、
を有する、模様塗料組成物の製造方法。
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