JP2023152752A

JP2023152752A - 水性被覆材

Info

Publication number: JP2023152752A
Application number: JP2023029036A
Authority: JP
Inventors: 竜也杉本; Tatsuya Sugimoto; 貴史堀口; Takashi Horiguchi; 悠近本; Hisashi Chikamoto; 耕司松浦; Koji Matsuura
Original assignee: Beck Co Ltd
Current assignee: Beck Co Ltd
Priority date: 2022-03-31
Filing date: 2023-02-28
Publication date: 2023-10-17

Abstract

【課題】耐候性に優れ、密着性、耐ひび割れ性等の性能が十分に発揮できる水性被覆材を提供する。【解決手段】合成樹脂エマルションを含む水性被覆材であって、上記合成樹脂エマルションは、合成樹脂を構成する成分として、（ａ）脂環式炭化水素基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステル、及び（ｂ）アルコキシシラン化合物、を含み、上記合成樹脂の構成成分中に、上記（ｂ）アルコキシシラン化合物を０．０１～７重量％含み、上記合成樹脂のガラス転移温度は、１５℃以下であることを特徴とする。【選択図】なし

Description

本発明は、新規な水性被覆材に関するものである。

建築物、土木構造物等では、その躯体の保護や美観性向上のために塗装仕上げが行われる。このような塗装仕上げにおいては、通常下塗材を塗装した後、上塗材が塗装される。このような下塗材は、従来、溶剤系のものが主であったが、最近では、環境、安全等を考慮し、水系の下塗材が採用されつつある。（例えば、特許文献１）

しかしながら、水系の下塗材は、溶剤系の下塗材と比べ、密着性等に劣る場合がある。特に、塗装環境によっては、十分な密着性が得られない場合があった。また、上塗材として高意匠性塗材（例えば、多彩模様塗料、光輝性塗料、骨材系塗料、着色透明塗料等）を塗装する場合、下塗材の色調や質感等を活かした塗装仕上げが採用されているが、十分な耐候性が得られず、上塗材との密着性が低下したり、塗膜にひび割れが生じたりするおそれがあった。

特開２００４－１２２０５２号公報

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、耐候性に優れ、密着性、耐ひび割れ性等の性能が十分に発揮できる水性被覆材を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、このような問題に対し鋭意検討した結果、構成成分として特定のモノマー成分を特定重量比率で含有する合成樹脂エマルションを含む水性被覆材を見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、下記の特徴を有するものである。
１．合成樹脂エマルションを含む水性被覆材であって、
上記合成樹脂エマルションは、合成樹脂を構成する成分として、
（ａ）脂環式炭化水素基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステル、及び
（ｂ）アルコキシシラン化合物、
を含み、
上記合成樹脂の構成成分中に、上記（ｂ）アルコキシシラン化合物を０．０１～７重量％含み、
上記合成樹脂のガラス転移温度は、１５℃以下であることを特徴とする水性被覆材。
２．さらに上記合成樹脂エマルションは、合成樹脂を構成する成分として、
（ｃ）アルキル部分に炭素数１～２のアルキル主鎖を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルを含み、
上記（ａ）環状アルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルと上記（ｃ）アルキル部分に炭素数１～２のアルキル主鎖を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルの重量比[（ａ）／（ｃ）]が１００／０～１／９９であることを特徴とする１．に記載の水性被覆材。

本発明の水性被覆材は、耐候性に優れ、密着性、耐ひび割れ性等の性能が十分に発揮できる。

本発明は、合成樹脂エマルションを含む水性被覆材に関するものである。

本発明の合成樹脂エマルションは、合成樹脂を構成する成分として、
（ａ）脂環式炭化水素基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステル、及び
（ｂ）アルコキシシラン化合物、
を含むことを特徴とする。
なお、本発明では、アクリル酸アルキルエステルとメタクリル酸アルキルエステルを合わせて、（メタ）アクリル酸アルキルエステルと表記している。

さらに、合成樹脂のガラス転移温度（以下、単に「Ｔｇ」という。）が、１５℃以下（より好ましくは－５０℃以上１３℃以下、さらに好ましくは－３０℃以上１２℃以下）であることを特徴とする。これにより、耐候性、密着性、耐ひび割れ性等の性能を十分に発揮することができる。なお、ガラス転移温度は、Ｆｏｘの計算式により求めることができる。但し、本発明のガラス転移温度の算出には、（ｂ）アルコキシシラン化合物は除外する。

（ａ）脂環式炭化水素基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステル（以下、「（ａ）成分」ともいう。）としては、例えば、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート等が挙げられる。これらは、１種または２種以上で使用できる。この中でも特に、シクロヘキシルメタクリレートが好適である。

本発明では、合成樹脂の構成成分中に、（ａ）成分を好ましくは０．１～４０重量％（より好ましくは０．５～３５重量％、さらに好ましくは１～３０重量％）含有する。これにより、耐候性を高めることができる。

（ｂ）アルコキシシラン化合物（以下、「（ｂ）成分」ともいう。）としては、例えば、γ－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ－メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ－メタクリロキシプロピルトリエトキシシシラン、γ－メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン等の重合性不飽和二重結合を有するアルコキシシラン化合物；
γ－グリシドキシメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ－グリシドキシメタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ－グリシドキシメタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ－グリシドキシメタクリロキシプロピルメチルジエトキシシシラン、２－（３、４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等のグリシジル基を有するアルコキシシラン化合物；
Ｎ－２（アミノエチル）３－アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ－２（アミノエチル）３－アミノプロピルメチルジメトキシシシラン、Ｎ－２（アミノエチル）３－アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ－２（アミノエチル）３－アミノプロピルメチルジエトキシシシラン、３－アミノプロピルトリメトキシシラン、３－アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ－フェニル－３－アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基を有するアルコキシシラン化合物；
γ－メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト基を有するアルコキシシラン化合物；
テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ－ｎ－プロポキシシラン、テトラ－ｉ－プロポキシシラン、テトラ－ｎ－ブトキシシラン、テトラ－ｉ－ブトキシシラン、テトラ－ｔ－ブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、エチルトリブトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、プロピルトリプロポキシシラン、プロピルトリブトキシシラン、ブチルトリメトキシラン、ブチルトリエトキシシラン、ブチルトリプロポキシシラン、ブチルトリブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジメチルジブトキシシラン、ジエチルジメチルシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジプロポキシシラン、ジエチルジブトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、γ－クロロプロピルトリメトキシシラン、γ－アニリノプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン、あるいは、これらのアルコキシシランのアルコキシル基のうち少なくとも一部が、ポリオキシアルキレン基含有化合物、アミノ基含有化合物、フッ素含有化合物等によって変性されたアルコキシシラン変性物等が挙げられる。これらは、１種または２種以上で使用できる。この中でも特に、重合性不飽和二重結合を有するアルコキシシラン化合物、グリシジル基を有するアルコキシシラン化合物、アミノ基を有するアルコキシシラン化合物を用いることが好適である。

本発明では合成樹脂の構成成分中に、（ｂ）成分を好ましくは０．０１～７重量％（より好ましくは０．０２～５重量％、さらに好ましくは０．０３～３重量％、特に好ましくは０．０５～２重量％）含有する。これにより、塗膜強度、耐ひび割れ性を高めることができるとともに、密着性にも有利である。なお、上記上限範囲を超えて（ｂ）成分を含む場合には、塗膜が硬くなりすぎるおそれがあり、耐ひび割れ性等が低下するおそれがある。また、上記下限範囲を満たさない場合には、上記効果が不十分となるおそれがある。

本発明では、上記（ａ）成分、（ｂ）成分に加え、合成樹脂を構成する成分として、（ｃ）アルキル部分に炭素数１～２のアルキル主鎖を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステル（以下、「（ｃ）成分」ともいう。）を含むことが好ましい。これにより、塗膜強度をよりいっそう高めることができる。（ｃ）成分としては、そのアルキル部分が、直鎖状または分枝状のアルキル基（環状を除く）であって、主鎖（最も長い炭素直鎖）の炭素数が１～２であるものが使用でき、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸ｔ－ブチル等が挙げられる。これらは、１種または２種以上で使用できる。この中でも特に、（メタ）アクリル酸メチルが好適である。

本発明では合成樹脂の構成成分中に、（ｃ）成分を好ましくは０～５０重量％（より好ましくは１～４５重量％、さらに好ましくは２～４０重量％）含有することができる。また、本発明では合成樹脂の構成成分中における上記（ａ）成分と上記（ｃ）成分の重量比[（ａ）／（ｃ）]が、好ましくは１００／０～１／９９（より好ましくは９９／１～５／９５、さらに好ましくは９０／１０～１０／９０）である。このような条件を満たす場合、耐候性、密着性、耐ひび割れ性等を兼ね備えた塗膜が形成できる点でよりいっそう好適である。さらに、上塗材との密着性、特に低温下における密着性を十分に発揮することができる。その結果、上塗材における膨れ、割れ、剥れ等の不具合発生の抑制することができる。

さらに、上記（ａ）成分、（ｂ）成分、及び（ｃ）成分に加えて、（ｄ）炭素数３以上のアルキル主鎖を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステル（以下、「（ｄ）成分」ともいう。）（但し、（ａ）成分は除く）を含むことが好ましい。炭素数３以上のアルキル主鎖を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、そのアルキル部分が、直鎖状または分枝状のアルキル基（環状を除く）であって、主鎖（最も長い炭素直鎖）の炭素数が３以上である。（ｄ）成分は、アルキル部分に炭素数３以上のアルキル主鎖を有する。（ｄ）成分のアルキル部分は、このようなアルキル主鎖を有する限り、種々の側鎖（例えば、アルキル主鎖よりも少ない炭素数のアルキル基等）を有するものであってもよい。（ｄ）成分としては、（メタ）アクリル酸アルキルエステルのうち、このような条件を満たすものが使用でき、例えば、
（メタ）アクリル酸ｎ－プロピル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸１－エチルプロピル、（メタ）アクリル酸ｔ－ペンチル、（メタ）アクリル酸ネオペンチル、（メタ）アクリル酸ｎ－ブチル、（メタ）アクリル酸２－メチルブチル、（メタ）アクリル酸イソペンチル、（メタ）アクリル酸３－メチルブチル、（メタ）アクリル酸２－エチルブチル、（メタ）アクリル酸ｎ－ペンチル、（メタ）アクリル酸２－メチルペンチル、（メタ）アクリル酸４－メチルペンチル、等の炭素数３～５のアルキル主鎖を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステル（ｄ１）；
（メタ）アクリル酸ｎ－ヘキシル、（メタ）アクリル酸２－エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ｎ－ヘプチル、（メタ）アクリル酸イソオクチル、（メタ）アクリル酸ｎ－オクチル、（メタ）アクリル酸ｎ－ノニル、（メタ）アクリル酸ｎ－デシル、（メタ）アクリル酸ｎ－ウンデシル、（メタ）アクリル酸ｎ－ラウリル等の炭素数６以上のアルキル主鎖を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステル（ｄ２）；等が挙げられる。これらは、１種または２種以上で使用できる。

本発明では合成樹脂の構成成分中に、（ｄ）成分を好ましくは１０～８５重量％（より好ましくは２０～８０重量％）含有する。これにより、本発明の効果を十分に発揮することができる。

（ｄ）成分として、（ｄ１）成分及び（ｄ２）成分を含む場合、伸び性、密着性等に加え、さらに強度の点でも有利となり、膨れ防止、剥れ防止、割れ防止等の性能をよりいっそう高めることができる。（ｄ１）成分と（ｄ２）成分の重量比[（ｄ１）／（ｄ２）]が、好ましくは１０／９０～８０／２０（より好ましくは２０／８０～７０／３０）である。このような場合、上記効果をよりいっそう高めることができる。

本発明では、上記以外にも、その他の重合性不飽和二重結合を有する化合物を含むことができる。このような化合物として、例えば、アミド基含有モノマー、カルボニル基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマー、エポキシ基含有モノマー、アミノ基含有モノマー、水酸基含有モノマー、芳香族基含有モノマー、ニトリル基含有モノマー、ハロゲン化ビニリデン系モノマー、エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン、ビニルエーテル、ビニルケトン等が挙げられる。これらは、１種又は２種以上で使用することができる。

具体的に、
アミド基含有モノマーとしては、例えば、マレイン酸アミド、（メタ）アクリルアミド、Ｎ－モノアルキル（メタ）アクリルアミド、Ｎ、Ｎ－ジアルキル（メタ）アクリルアミド、２－（ジメチルアミノ）エチル（メタクリレート）、Ｎ－［３－（ジメチルアミノ）プロピル］（メタ）アクリルアミド、ビニルアミド等、
カルボニル基含有モノマーとしては、例えば、アクロレイン、ダイアセトン（メタ）アクリルアミド、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン等、
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、イタコン酸、フマル酸、イソクロトン酸、サリチル酸等、
エポキシ基含有モノマーとしては、例えば、グリシジル（メタ）アクリレート、ジグリシジルフマレート、３，４－エポキシシクロヘキシル（メタ）アクリレート、３，４－エポキシビニルシクロヘキサン、アリルグリシジルエーテル、ε－カプロラクトン変性グリシジル（メタ）アクリレート、β－メチルグリシジル（メタ）アクリレート等、
アミノ基含有モノマーとしては、例えば、アミノメチルアクリレート、アミノエチルアクリレート、アミノプロピル（メタ）アクリレート、アミノ－ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、ブチルビニルベンジルアミン、ビニルフェニルアミン、ｐ－アミノスチレン、Ｎ－メチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ－ｔ－ブチルアミノエチル（メタ）アクリレート等、
水酸基含有モノマーとしては、例えば、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、５－ヒドロキシアミル（メタ）アクリレート、６－ヒドロキシヘキシル（メタ）アクリレート、８－ヒドロキシオクチル（メタ）アクリレート、１０－ヒドロキシデシル（メタ）アクリレート等、
芳香族基含有モノマーとしては、例えば、スチレン、２－メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ビニルナフタレン、クロロスチレン、等のスチレン系モノマー、フェニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート等の芳香族基含有（メタ）アクリレート等、
ニトリル基含有モノマーとしては、例えば（メタ）アクリロニトリル、シアン化ビニリデン、α－シアノエチル（メタ）アクリレート等、
ハロゲン化ビニリデン系モノマーとしては、例えばフッ化ビニリデン等、が挙げられる。これらは、１種又は２種以上で使用することができる。
また、必要に応じて、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、アリルアクリレート、アリルメタクリレート、ジビニルベンゼン、トリメチロールプロパントリアクリレート等の架橋剤を使用することができる。

本発明の合成樹脂は、上記（ａ）環状アルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステル、上記（ｂ）アルコキシシラン化合物、及び上記その他の重合性不飽和モノマーを適宜混合したモノマー群を重合することにより得られる重合体である。重合方法としては公知の方法を採用すればよく、通常の乳化重合の他、ソープフリー乳化重合、フィード乳化重合、シード乳化重合等を採用することもできる。重合時には、例えば、乳化剤、開始剤、分散剤、重合禁止剤、重合抑制剤、緩衝剤、連鎖移動剤、ｐＨ調整剤等を使用することができる。

特に、乳化重合法により得られる合成樹脂エマルションであることが好ましい。また、乳化重合は、１段階で行ってもよいし、２段階以上の複数回に分けて行う多段階乳化重合であってもよい。１段階で行う場合は、単層構造型合成樹脂エマルションを得ることができる。２段階以上で行う場合には、各段階で上記（ａ）成分、上記（ｂ）成分、上記（ｃ）成分、上記（ｄ）成分等の組成や含有量等を調整することができ、多層構造型合成樹脂エマルション（例えばコアシェル型合成樹脂エマルション等）を得ることができる。単層構造型合成樹脂エマルションの場合、上記（ａ）成分と上記（ｃ）成分の重量比率が、（ａ）＞（ｃ）を満たすことが好ましく、さらには上記（ａ）成分と上記（ｃ）成分の重量比[（ａ）／（ｃ）]が、好ましくは１００／０～５５／４５（より好ましくは９９／１～５５／４５、さらに好ましくは９７／３～６０／４０、特に好ましくは９５／５～６５／３５）とすることできる。多層構造型合成樹脂エマルションの場合は、最外層において、上記（ａ）成分と上記（ｃ）成分の重量比率が、（ａ）＞（ｃ）を満たすことが好ましく、さらには上記（ａ）成分と上記（ｃ）成分の重量比[（ａ）／（ｃ）]が、好ましくは１００／０～５５／４５（より好ましくは１００／０～６０／４０、さらに好ましくは１００／０～６５／３５）とすることができる。この場合、耐候性、密着性、耐ひび割れ性等を兼ね備えた塗膜が形成できる点でよりいっそう好適である。さらに、上塗材との密着性、特に低温下における密着性を十分に発揮することができる。その結果、上塗材における膨れ、割れ、剥れ等の不具合発生の抑制することができる。

乳化剤としては、乳化重合に使用可能な各種界面活性剤が使用でき、これらは重合性不飽和二重結合を有する反応性タイプ（反応性界面活性剤）であってもよい。乳化剤としては、例えば、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤等をそれぞれ単独でまたは組み合わせて用いることができる。

合成樹脂エマルション（合成樹脂粒子）の平均粒子径は、特に限定されないが、好ましくは３００ｎｍ以下（より好ましくは２０～２５０ｎｍ、さらに好ましくは３０～２００ｎｍ）である。平均粒子径がこのような範囲内であれば、含浸補強性、シール性、耐白華性、耐白化性等において有利な効果を得ることができ、本発明の効果を高めることができる。なお、ここに言う平均粒子径は、動的光散乱法により測定される値である。

本発明の水性被覆材は、上述の合成樹脂エマルションに加え、必要に応じ、例えば、着色顔料、体質顔料、防錆顔料、骨材、繊維、ｐＨ調整剤、可塑剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、消泡剤、レベリング剤、カップリング剤、分散剤、沈降防止剤、たれ防止剤、増粘剤（チクソトロピック調整剤）、造膜助剤、艶消し剤、吸着剤、架橋剤、触媒、硬化促進剤、密着性付与剤、紫外線吸収剤、光安定剤等を、単独あるいは併用して混合することにより得ることができる。さらに、適宜水を加えて粘度等を調整することもできる。

このような水性被覆材は、用途に応じ、下塗材、中塗材、上塗材等に適用することが可能である。中でも、本発明の水性被覆材は、下塗材及び／または中塗材に適用（特に、下塗材に適用）した場合、耐候性、密着性、耐ひび割れ性等の性能において優れた効果を発揮することができる。

着色顔料としては、有彩色顔料、白色顔料、黒色顔料等が使用できる。このうち、有彩色顔料は、例えば、黄色、橙色、赤色、緑色、青色、紫色等の有彩色を呈する顔料である。このような有彩色顔料としては、例えば、酸化第二鉄、含水酸化第二鉄、群青、コバルトブルー、コバルトグリーン等の無機質のもの、アゾ系、ナフトール系、ピラゾロン系、アントラキノン系、ペリレン系、キナクリドン系、ジスアゾ系、イソインドリノン系、ベンゾイミダゾール系、フタロシアニン系、キノフタロン系等の有機質のもの等が挙げられる。一方、白色顔料は、白色を呈する顔料であり、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム等が挙げられる。黒色顔料は、黒色を呈する顔料であり、例えば、鉄黒、鉄‐マンガン複合酸化物、鉄‐銅‐マンガン複合酸化物、鉄‐クロム‐コバルト複合酸化物、銅‐クロム複合酸化物、銅‐マンガン‐クロム複合酸化物等の無機質のもの、その他カーボンブラック等が挙げられる。これらは１種または２種以上で使用できる。また、その表面に何らかの処理がされたものであってもよい。
着色顔料の平均粒子径は、好ましくは１μｍ以下、より好ましくは０．０１～０．９μｍである。なお、着色顔料の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置によって測定される値である。

着色顔料の配合量は、合成樹脂エマルションの固形分１００重量部に対して、好ましくは５～１５０重量部（より好ましくは１０～１００重量部）である。着色顔料がこのような比率であれば、被覆材を所望の色彩に着色することができ、隠蔽性、美観性等を高めることができる。

体質顔料としては、重質炭酸カルシウム、軽微性炭酸カルシウム、クレー、カオリン、タルク、炭酸バリウム、ホワイトカーボン、珪藻土、寒水石、陶土、チャイナクレー、バライト粉、硫酸バリウム、沈降性硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、シリカ粉、珪砂、珪石粉、石英粉、含水微粉珪酸、水酸化アルミニウム、樹脂ビーズ、ガラスビーズ、中空バルーン等が挙げられる。これらは１種または２種以上で使用できる。
体質顔料の平均粒子径は、好ましくは０．１～１００μｍ（好ましくは１～８０μｍ）である。なお、体質顔料の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置によって測定される値である。

体質顔料の配合量は、合成樹脂エマルションの固形分１００重量部に対して、好ましくは５０～６００重量部（より好ましくは６０～５００重量部）である。体質顔料がこのような比率であれば、例えば、下地表面の均質化、下地及び上塗材との密着性等に有利である。

＜被膜形成方法＞
本発明の水性被覆材は、例えば、下塗材として、基材や旧塗膜等の下地に好ましく適用できるものである。具体的な適用方法としては、下地に対し、下塗材、上塗材を順に塗装（塗付）する被膜形成方法あって、該下塗材として本発明の水性被覆材を用いる。これにより、耐候性に優れ、密着性、耐ひび割れ性等の性能が十分に発揮できる。特に、上塗材の耐候性、変色性を十分に抑制することができる。

上記下地の基材としては、例えば、コンクリート、モルタル、スレート板、珪酸カルシウム板、ＡＬＣ板、押出成型板、スレート瓦、セメント瓦、新生瓦、磁器タイル、サイディングボード、金属、ガラス、木材、合板等が挙げられる。

また、旧塗膜としては、上記基材の上に塗装されている塗膜であり、例えば、建築用耐候性上塗り塗料（ＪＩＳＫ５６５８：２０１０）、鋼構造物用耐候性塗料（ＪＩＳＫ５６５９：２０２１）、つや有合成樹脂エマルションペイント（ＪＩＳＫ５６６０：２０２１）、合成樹脂エマルションペイント（ＪＩＳＫ５６６３：２０２１）、合成樹脂エマルション模様塗料（ＪＩＳＫ５６６８：２０２１）、多彩模様塗料（ＪＩＳＫ５６６７：２００３）、アクリル樹脂系非水分散形塗料（ＪＩＳＫ５６７０：２０２１）、屋根用高日射反射率塗料（ＪＩＳＫ５６７５：２０１１）、建築用塗膜防水材（ＪＩＳＡ６０２１：２０２２）、建築用防火塗料（ＪＩＳＫ５６６１：１９７０）、路面標示用塗料（ＪＩＳＫ５６６５：２０１６）、鉛・クロムフリーさび止めペイント（ＪＩＳＫ５６７４：２００８）、建物用床塗料（ＪＩＳＫ５９７０：２００８）、建築用仕上塗材（ＪＩＳＡ６９０９：２０２１）、その他、石材調仕上塗材、等により形成された塗膜が挙げられる。本発明では、フッ素樹脂塗膜、シリコン樹脂塗膜等にも適用できる。

本発明の水性被覆材の塗装においては、例えば、刷毛塗装、コテ塗り、ローラー塗装、スプレー塗装等の種々の方法を採用することができる。また工場内で塗装する場合は、ロールコーター、フローコーター等を用いて塗装することもできる。

水性被覆材の塗付け量は、好ましくは０．１～３ｋｇ／ｍ^２（より好ましくは０．２～２ｋｇ／ｍ^２）である。また、塗付回数は、下地の表面状態等によって適宜設定すればよいが、好ましくは１～２回である。乾燥時間は、好ましくは１時間以上１週間以内とすればよい。また乾燥温度は、好ましくは－１０℃以上５０℃以下（より好ましくは－５℃以上４０℃以下）であればよい。本発明の水性被覆材は、常温硬化型として好ましいものである。

本発明では、上記水性被覆材の塗付・乾燥後に、上塗材を塗付することができる。上塗材を塗付することによって、仕上げ表面の保護、あるいは、美観性の向上等を図ることができる。
上塗材としては、一般的に建築物の塗装に使用されるものが使用できる。上塗材における樹脂成分としては、各種樹脂が使用できる。樹脂の種類としては、例えば、酢酸ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂等、あるいはこれらの複合樹脂等が挙げられる。また、このような樹脂成分の形態としては、水溶性樹脂、水分散性樹脂（樹脂エマルション）、溶剤可溶形樹脂、無溶剤形樹脂、非水分散形樹脂、粉末樹脂等が挙げられる。

本発明では、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂エマルションを含む水性上塗材が好適であり、樹脂成分として、環状アルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステル等を含む上塗材も使用できる。

このような上塗材は、本発明の効果が著しく損われない範囲内であれば、上記成分以外の各種成分を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、増粘剤、造膜助剤、レベリング剤、カップリング剤、湿潤剤、可塑剤、凍結防止剤、ｐＨ調整剤、着色顔料、体質顔料、骨材、防腐剤、防黴剤、防藻剤、抗菌剤、分散剤、消泡剤、吸着剤、繊維、架橋剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、低汚染化剤、親水化剤、撥水剤、触媒、溶剤、水等が挙げられる。本発明の上塗材は、上記樹脂成分、及び必要に応じ上述の各種成分を常法によって均一に混合することで製造できる。上塗材の形態は、例えば、１液型、２液型、またはそれ以上の多液型とすることができる。

具体的な上塗材としては、例えば、建築用耐候性上塗り塗料（ＪＩＳＫ５６５８：２０１０）、鋼構造物用耐候性塗料（ＪＩＳＫ５６５９：２０２１）、つや有合成樹脂エマルションペイント（ＪＩＳＫ５６６０：２０２１）、合成樹脂エマルションペイント（ＪＩＳＫ５６６３：２０２１）、合成樹脂エマルション模様塗料（ＪＩＳＫ５６６８：２０２１）、多彩模様塗料（ＪＩＳＫ５６６７：２００３）、アクリル樹脂系非水分散形塗料（ＪＩＳＫ５６７０：２０２１）、屋根用高日射反射率塗料（ＪＩＳＫ５６７５：２０１１）、建築用塗膜防水材（ＪＩＳＡ６０２１：２０２２）、建築用防火塗料（ＪＩＳＫ５６６１：１９７０）、路面標示用塗料（ＪＩＳＫ５６６５：２０１６）、鉛・クロムフリーさび止めペイント（ＪＩＳＫ５６７４：２００８）、建物用床塗料（ＪＩＳＫ５９７０：２００８）、建築用仕上塗材（ＪＩＳ６９０９：２０２１）、その他石材調仕上塗材、砂岩調仕上塗材、石材調張り仕上材、けい藻仕上塗材、特殊意匠性仕上塗材、クリヤー塗料等が使用できる。本発明では、上塗材として、特に多彩模様塗料、石材調仕上塗材等を用いた場合に有利な効果を得ることができる。

上塗材の塗装方法としては、特に限定されず公知の方法で塗装することができるが、例えば、刷毛塗り、コテ塗り、スプレー塗装、ローラー塗装、ロールコーター、フローコーター等種々の方法により塗装することができる。即ち、それぞれの上塗材に最適な塗装仕様（塗装回数、乾燥温度等）で、通常の工程に基づいて、各上塗材を塗装すればよい。なお、乾燥温度は、好ましくは－１０℃以上５０℃以下、より好ましくは－５℃以上４０℃以下であればよい。本発明の被膜形成方法は、常温硬化型として好ましいものである。

以下に実施例及び比較例を示して、本発明の特徴をより明確にする。

＜水性被覆材の製造＞
合成樹脂エマルション（固形分）１００重量部に対し、酸化チタン３０重量部、赤色顔料２重量部、黄色顔料４重量部、黒色顔料０．２重量部、重質炭酸カルシウム２５０重量部、添加剤［増粘剤、分散剤、消泡剤、造膜助剤、等］５重量部を定法により混合・攪拌し水性被覆材を得た。
なお、合成樹脂エマルションとしては、表１に示す構成成分の乳化重合体（固形分５０重量％）を使用した。また、表１に示す合成樹脂の構成成分は、以下に示すとおりである。
・ＣＨＭＡ：シクロヘキシルメタクリレート（Ｔｇ：８３℃）
・ＭＭＡ：メチルメタクリレート（Ｔｇ：１０５℃）
・ｎ－ＢＭＡ：ｎ－ブチルメタクリレート（Ｔｇ：２０℃）
・２ＥＨＡ：２－エチルヘキシルアクリレート（Ｔｇ：－７０℃）
・ＡＡ：アクリル酸（Ｔｇ：１０６℃）
・Ｓｉ：γ－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン

（実施例１～１２、比較例１～３）
得られた各水性被覆材を使用し、下記の評価を実施した。

＜試験体（１）の作製＞
スレート板（３００×１５０×６ｍｍ）の片面に、各水性被覆材を塗付け量０．７ｋｇ／ｍ^２で塗装し、３時間乾燥後、多彩模様塗料を塗付け量０．７５ｋｇ／ｍ^２で塗装し、７日間養生することにより試験体（１）を作製した。なお、塗装ないし養生の工程は、すべて標準状態（気温２３℃、相対湿度５０％）下で行った。

［評価Ｉ］
上記方法で得られた試験体（１）について、促進耐候性試験機としてアイスーパーＵＶテスター（岩崎電気株式会社製）を用い、光照射６時間・結露２時間（計８時間）を１サイクルとして６０サイクルまで促進試験を行った。この際、２０サイクル終了時点、４０サイクル終了時点、及び６０サイクル終了時点での試験体表面の外観変化（膨れ、剥れ、割れ等の不具合の発生状態）を観察するとともに、促進前後の変色を観察した。評価基準は、
外観変化については、「Ａ：変化なし」、「Ｄ：明らかに不具合発生が認められた」とする４段階（優；Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄ；劣）にて評価した。
また、変色については、「Ａ：変色なし」、「Ｄ：明らかに変色あり」とする４段階（優；Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄ；劣）にて評価した。
評価結果を表２に示す。

［評価ＩＩ］
上記方法で得られた試験体（１）について、４日間水浸漬後、ＪＩＳＫ５６００－５－６に準じた碁盤目テープ法にて密着性を評価した。評価基準は、「Ａ：欠損部面積が１０％未満」、「Ｂ：欠損部面積が１０％以上３０％未満」、「Ｃ：欠損部面積が３０％以上５０％未満」、「Ｄ：欠損部面積が５０％以上」とした。評価結果を表２に示す。

＜試験体（２）の作製＞
スレート板（１００ｍｍ×３００ｍｍ×６ｍｍ）２枚を併設し、板間の連結部（幅１０ｍｍ）に変性シリコーン系シーリング材（樹脂成分：アルコキシシリル基含有ポリエーテル重合体、可塑剤含有量：１重量％未満）を充填したものを塗装対象の基材とした。
上記基材の全面に対し、各水性被覆材を塗付け量０．７ｋｇ／ｍ^２で塗装し、３時間乾燥後、多彩模様塗料を塗付け量０．７５ｋｇ／ｍ^２で塗装し、７日間乾燥したものを試験体（２）とした。なお、塗装ないし養生の工程は、すべて標準状態（気温２３℃、相対湿度５０％）下で行った。

［評価ＩＩＩ］
上記方法で得られた試験体（２）について、水浸漬１８時間・－２０℃３時間放置・５０℃３時間放置を１サイクルとする温冷繰返し試験を合計１０サイクル行った後、塗膜外観を確認し、不具合（膨れ、剥れ、割れ等）の発生の状態を評価した。評価基準は、「Ａ：不具合発生が認められなかった」、「Ｄ：明らかに不具合発生が認められた」とする４段階（優：Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄ：劣）で行った。評価結果を表２に示す。

Claims

合成樹脂エマルションを含む水性被覆材であって、
上記合成樹脂エマルションは、合成樹脂を構成する成分として、
（ａ）脂環式炭化水素基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステル、及び
（ｂ）アルコキシシラン化合物、
を含み、
上記合成樹脂の構成成分中に、上記（ｂ）アルコキシシラン化合物を０．０１～７重量％含み、
上記合成樹脂のガラス転移温度は、１５℃以下であることを特徴とする水性被覆材。
さらに上記合成樹脂エマルションは、合成樹脂を構成する成分として、
（ｃ）アルキル部分に炭素数１～２のアルキル主鎖を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルを含み、
上記（ａ）環状アルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルと上記（ｃ）アルキル部分に炭素数１～２のアルキル主鎖を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルの重量比[（ａ）／（ｃ）]が１００／０～１／９９であることを特徴とする請求項１に記載の水性被覆材。