JP2022022502A - 壁面に意匠性を付与する水系塗材組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明のアクリル樹脂系エマルジョンには、アクリル酸エステル系共重合樹脂、酢酸ビニル・アクリル酸エステル系共重合樹脂、シリコン変性アクリル樹脂等のアクリル樹脂系エマルジョンを使用することができる。アクリル樹脂とするアクリル系単量体としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、sec-ブチルアクリレート、t-ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、ドデシルアクリレート、n-アミルアクリレート、イソアミルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、sec-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、n-アミル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシプロピル(メタ)アクリレート、エトキシプロピル(メタ)アクリレート、等を使用することが出来る。他の不飽和単量体としては、スチレン、α-メチルスチレン、クロロスチレン、ビニルトルエン、メトキシスチレン等のスチレン誘導体;(メタ)アクリル酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、及びクロトン酸等のカルボキシル基含有単量体;(メタ)アクリル酸や、クロトン酸、イタコン酸;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートや、2(3)-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、アリルアルコール、多価アルコールのモノ(メタ)アクリル酸エステル等の水酸基含有単量体;(メタ)アクリルアミドや、マレインアミド等のアミド基含有単量体;2-アミノエチル(メタ)アクリレートや、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、3-アミノプロピル(メタ)アクリレート、2-ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ビニルピリジン等のアミノ基含有単量体;グリシジル(メタ)アクリレートや、アリルグリシジルエーテル、2個以上のグリシジル基を有するエポキシ化合物と活性水素原子を有するエチレン性不飽和単量体との反応により得られるエポキシ基含有単量体やオリゴノマー;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、2-(メタ)アクリロキシエチルトリメトキシシラン、2-(メタ)アクリロキシエチルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジプロポキシシラン、3-(メタ)アクリロキシブチルフェニルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、及び3-(メタ)アクリロキシプロピルジエチルメトキシシラン等のアルコキシシリル基含有単量体;その他、酢酸ビニル、塩化ビニル、更には、エチレン、ブタジエン、アクリロニトリル、ジアルキルフマレート等を使用することが出来る。
本発明に使用する充填材は、平均粒径D50(重量による積算50%の粒径)が100μm未満のものを言い、組成物の粘度や塗付性の調整を目的として配合し、重質炭酸カルシウム、クレー、カオリン、タルク、沈降性硫酸バリウム、炭酸バリウム、硅砂粉等が使用でき、重質炭酸カルシウムが安価でコスト的負担を軽減させることが出来る。充填材の配合量は塗材組成物全体100重量部に対して2~30重量部、好ましくは3~25重量部であり、2重量部未満では下地の色が透けるなどの隠蔽性が不足し、30重量部超では塗材粘度が高くなって塗付作業性が不良となる。3重量部未満では色調によっては隠蔽性が低下する場合があり、25重量部超では冬季等の低温度下では塗付作業性が低下する傾向にある。
本発明に使用する充填材は、平均粒径D50(重量による積算50%の粒径)が100μm以上のものを言い、仕上がり表面に凹凸を付与することを目的として配合されるが、平均粒径が100μm以上であればその粒子径は任意に選択することができ、例えば硅砂,ガラス,シリカ,タルク,重質炭酸カルシウムなどが使用可能である市販の平均粒径が200μmの重質炭酸カルシウムとしてはK-250(商品名,旭鉱末(株)製)がある。骨材の配合量は組成物全体100重量部に対して25~65重量部であり25重量部未満では意匠性(塗材の凹凸感)が不足し、65重量部超では作業性が低下する。
顔料には、酸化チタン、酸化亜鉛、カーボンブラック、酸化第二鉄(弁柄)、クロム酸鉛、黄鉛、黄色酸化鉄等の無機系顔料等が使用できるが、中でも酸化チタンは下地の隠蔽性に優れ、白色であるため主たる顔料として使用することが出来る。
増粘剤は、鏝塗り作業性や保水性の向上を目的として配合し、水溶性セルロースエーテル、ウレタン変性ポリエーテル、ポリカルボン酸等が使用できる。水溶性セルロースエーテルとしてはhiメトローズ90SH15000(信越化学株式会社製、商品名)がある。増粘剤の配合量は組成物全体100重量部に対して0.1~5.0重量部が好ましく、0.1重量部未満では十分な増粘効果が得られず塗材の凹凸模様が不十分となり、5.0重量部超では塗付作業性が低下する。
成膜助剤には、エマルジョンのポリマー粒子の融着を促進し、ポリマーによる均一な皮膜を形成させることを目的で配合し、本発明では特にグルタル酸ジイソブチルを使用する。グルタル酸ジイソブチルから成る成膜助剤の配合量はアクリル樹脂系エマルジョンの固形分100重量部に対して5~20重量部が好ましく、5~10.0重量部がより好ましい。5重量部未満では低温での成膜が不十分となる場合があり、20重量部超では塗材の表面に汚れが付着し易くなる場合がある。また10.0重量部以下ではより臭気が低くなる傾向にある。
表1の配合に従って、実施例及び比較例の水系塗材組成物を作製した。表1において、アクリル樹脂系エマルジョンはアクロナール7067(固形分:47~49%、樹脂のガラス転移温度:10℃、BASF社製、商品名)を使用し、充填剤Aは硅砂粉#300(平均粒径D50が25μm、株式会社トウチュウ製、商品名)を、充填材Bは平均粒径D50が10μmの重質炭酸カルシウムBF-200(備北粉化社製、商品名)を、充填材Cは平均粒径D50が20μmの重質炭酸カルシウムSFT-2000(三共製粉製、商品名)を使用し、骨材Aは、東北硅砂7号(比重1.5、平均粒径D50150μm、東北硅砂株式会社製、商品名)を、骨材Bは、平均粒径D50が200μmの重質炭酸カルシウムK-250(旭鉱末社製、商品名)を使用し、顔料には酸化チタンR-820(石原産業株式会社製、商品名)を使用し、増粘剤は水溶性セルロースエーテルhiメトローズ90SH-15000(信越化学株式会社製、商品名)を、成膜助剤Aにはグルタル酸ジイソブチルを、成膜助剤Bにはテキサノール(2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオールモノイソブチレート)を使用し、成膜助剤CにはC14脂肪酸のイソプロピルエステルを使用し、成膜助剤Dには炭素数不明の脂肪酸エステル化合物(ケン化価:250mgKOH/g、酸価0.5mgKOH/g、液状、沸点:270~280℃)をそれぞれ使用した。この他には消泡剤及び分散剤を添加したが、これらは水系塗材用の市販品より適宜選択されるものを使用することが出来る。これらの原料を均一に混合分散させ、実施例及び比較例の壁面に意匠性を付与する水系塗材組成物とした。
実施例及び比較例の水系塗材組成物を、直径100mm容量1リットルの金属製容器に充填し密閉する。まず-5±2℃の恒温器内に18時間静置し、次に23℃50%RHの環境下に6時間静置する。この操作を3回繰り返したのち、組成物中に塊の発生、分離、凝集の有無を確認し、これらが無いものを〇、それ以外を×と評価した。
JISA5430規定のフレキシブルボード(300mm×150mm×4mm)にシーラーとして溶剤型塩化ゴム系下塗り材(JS-410、アイカ工業株式会社製、商品名)を0.2kg/m2塗布し、4時間以上乾燥させた後、実施例及び比較例の水系塗材組成物を0.9kg/m2にて金鏝を使用して塗付し、23℃50%RH環境下で12時間養生した。その後同一の水系塗材組成物を塗付して、水系塗材組成物の塗付厚みが0.4~8.5mmになるように金鏝を使用して塗付し、直ちに風速3m/sの風(23℃50RH%)が流れる風洞内に、塗付面が気流と並行となるように静置し、6時間後に表面にひび割れが発生しているかどうか目視によって確認した。ひび割れが発生しているものを×、無いものを〇と評価した。
JISA5430規定のフレキシブルボード(150mm×150mm×4mm)にシーラーとして溶剤型塩化ゴム系下塗り材(JS-410、アイカ工業株式会社製、商品名)を0.2kg/m2塗布して、4時間以上乾燥させた後、実施例又は比較例の水系塗材組成物を塗付量0.9kg/m2にて金鏝を使用して塗付し、23℃50%RH環境下で12時間養生した。その後同一の水系塗材組成物を塗付して、水系塗材組成物の塗付厚みが0.4~8.5mmになるように金鏝を使用して塗付し、同様に23℃50%RHで1日間養生して試験体とした。養生後23℃の水に浸漬し、24時間経過後の表面の膨れ、軟化を目視及び指蝕で評価した。膨れ、軟化がない場合は○、これ以外は×とした。
JIS A 6909に準拠した方法で試験体を作製した。先ず70×70×20mmモルタルピースにシーラーとして水系アクリル下塗り材(JS-500、アイカ工業株式会社製、商品名)を0.2kg/m2塗布して、4時間以上乾燥させた後、実施例又は比較例の水系塗材組成物を塗付量0.9kg/m2にて金鏝を使用して塗付し、23℃50%RHで12時間養生した。その後同一の水系塗材組成物を塗付して、水系塗材組成物の塗付厚みが0.4~8.5mmになるように金鏝を使用して塗付し、同様に23℃50%RHで14日間養生して試験体とした。当該試験体を、温度23℃18h水浸漬→-20℃3h→50℃3hの温冷繰り返し試験を10サイクル行い、塗材表面の膨れの有無を目視にて確認した。膨れが発生した場合は×、膨れの発生がない場合は○とした。
JISA5430規定のフレキシブルボード(150mm×150mm×4mm)にシーラーとして溶剤型塩化ゴム系下塗り材(JS-410、アイカ工業株式会社製、商品名)を0.2kg/m2塗布して、4時間以上乾燥させた後、実施例又は比較例の水系塗材組成物を塗付量0.9kg/m2にて金鏝を使用して塗付し、23℃50%RH環境下で12時間養生した。その後同一の水系塗材組成物を塗付して、水系塗材組成物の塗付厚みが0.4~8.5mmになるように金鏝を使用して塗付し、同様に23℃50%RHで1日間養生して試験体とした。該試験体の塗材面を水平に保持しながら、JISZ8901に規定する焼成関東ローム 8種の粉体を0.1~0.5kg/m2となるように振り掛け、その後塗材面を垂直に保持して該粉体を落下させ、塗材表面の汚れの状況を目視で判定した。塗材面全体に粉体の付着があるものを×、部分的に粉体の付着があるものを△、粉体の付着が無いものを〇と評価した。
JISA5430規定のフレキシブルボード(70mm×750mm×8mm)にシーラーとして溶剤型塩化ゴム系下塗り材(JS-410、アイカ工業株式会社製、商品名)を0.2kg/m2塗布して、4時間以上乾燥させた後、実施例又は比較例の水系塗材組成物を塗付量0.9kg/m2にて金鏝を使用して塗付し、23℃50%RH環境下で12時間養生した。その後同一の水系塗材組成物を塗付して、水系塗材組成物の塗付厚みが0.4~8.5mmになるように金鏝を使用して塗付し、同様に23℃50%RHで7日間養生して試験体とした。該試験体に紫外線耐候性試験機(EYE SUPER UV TESTER(SUV-W161:岩崎電気社製、メタルハライドランプ))にて紫外線照射後、塗材表面の照射前と照射後との色差ΔEを色彩色差計(CM-2600d、コニカミノルタセンシング株式会社製)にて測定した。ΔEが3.0以上を×、ΔEが3.0未満を〇と評価した。
JISA5430規定のフレキシブルボード(265mm×100mm×4mm)にシーラーとして溶剤型塩化ゴム系下塗り材(JS-410、アイカ工業株式会社製、商品名)を0.2kg/m2塗布して、4時間以上乾燥させた後、実施例又は比較例の水系塗材組成物を塗付量0.9kg/m2にて金鏝を使用して塗付し、23℃50%RH環境下で12時間養生した。その後同一の水系塗材組成物を塗付して、水系塗材組成物の塗付厚みが0.4~8.5mmになるように金鏝を使用して塗付し、同様に23℃50%RHで7日間養生して試験体とした。試験体は2体づつ作製し、そのうちの一体を水平面に対して70度の角度で縦長状に設置した。当該試験体の塗膜面の上部から高さ300mmの位置には、水平面に対して10度の角度で設置された波板(波の幅32mm、長さ500mm)の下端部を配設させ、波板の波底部を流下してくる雨水が、試験体の塗膜上部に落下し、当該雨水が試験体の塗膜下部に自重で流下するようにした。この条件で3ヶ月間屋外に暴露し、雨水によって汚れた塗膜部分と、暴露していないもう一体の試験体塗膜との色差を色彩色差計(CM-2600d、コニカミノルタセンシング株式会社製)にて測定し、当該色差ΔEを屋外暴露性として評価した。ΔE0.5未満を○、0.5以上を×とした。
JISA5430規定のフレキシブルボード(300mm×300mm×4mm)にシーラーとして溶剤型塩化ゴム系下塗り材(JS-410、アイカ工業株式会社製、商品名)を0.2kg/m2塗布して、4時間以上乾燥させた後、実施例又は比較例の水系塗材組成物を塗付量0.9kg/m2にて金鏝を使用して塗付し、10℃環境下で12時間養生した。その後同一の水系塗材組成物を塗付して、水系塗材組成物の塗付厚みが0.4~8.5mmになるように金鏝を使用して塗付し、10℃環境下に載置され且つ内部が10℃となっている臭気測定用チャンバー(500mm×500mm×500mm)内に2か月間放置し試験体とした。その後該試験体が置かれた臭気測定用チャンバー自体を23℃50%RH環境下に18時間放置し、その後直ちに該チャンバー内に鼻を入れ、強い臭気を感じるものを×、僅かに臭気を感じるものを△、臭気を感じないものを〇と評価した。
900mm角のJISA5430規定のフレキシブルボードを垂直に設置し、実施例又は比較例の水系塗材組成物を剣先ゴテで凹凸の差を付けながら塗付厚みが0.4~8.5mmと成るようにして扇型の柄をつけ、そのまま乾燥させる。硬化後、つけた柄がそのままの状態を保っているものを○、柄に崩れ(ダレ、レベリング)がある場合は×とした。
Claims (3)
- アクリル樹脂系エマルジョンと、充填材と、骨材と、顔料と、増粘剤と、成膜助剤と、から成り、成膜助剤はグルタル酸ジイソブチルから成ることを特徴とする壁面に意匠性を付与する水系塗材組成物。
- グルタル酸ジイソブチルはアクリル樹脂系エマルジョンの固形分100重量部に対して5~10.0重量部であることを特徴とする請求項1記載の壁面に意匠性を付与する水系塗材組成物。
- 骨材が硅砂であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の壁面に意匠性を付与する水系塗材組成物。
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