JP3416314B2 - 水性フッ素樹脂塗料の塗膜を有する物品 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水性フッ素樹脂塗料の塗
膜を有する物品に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フルオロオレフィンとシクロヘキ
シルビニルエーテルおよびその他各種の単量体からなる
共重合体が室温で有機溶媒に可溶であり、塗料として用
いた場合に透明で高光沢を有し、かつ高耐候性、撥水撥
油性、耐汚染性、非粘着性などフッ素樹脂の有する優れ
た特性を備えた塗膜を与えることが知られており（たと
えば特開昭５５−４４０８３）、建築などの分野で使用
が増大しつつある。

【０００３】しかし、上記有機溶剤可溶型フッ素樹脂塗
料は、有機溶剤により侵されてしまう耐溶剤性の低い下
地基材には塗装することが困難であった。たとえば非常
に年数の経過した劣化塗膜の補修塗装の際には、下地の
塗膜が部分的に剥離されてしまうことがあった。

【０００４】また一方で、近年大気汚染の観点から有機
溶剤の使用に対して規制が行われつつある。また塗装工
場や現場で塗装工程中に揮散する有機溶剤は人体に少な
からず影響を与えるものであった。ときにエステルやケ
トンなどの強溶剤は呼吸器や神経に対し、麻痺、腫れな
どを引き起こしやすく、さらに進んで中毒症状を引き起
こすことさえある。そのため有機溶剤を用いない水性塗
料や粉体塗料に対する需要が高まっており、フッ素樹脂
についてもそのための検討がなされ、官能基をもたない
ものについては乳化重合で製造できることが報告されて
いる（特開昭５５−２５４１１）。

【０００５】またヒドロキシル基などの官能基を有する
含フッ素共重合体を乳化重合したもの（特開昭５７−３
４１０７、特開昭６１−２３１０４４）、さらに機械的
安定性、化学的安定性の改善された含フッ素共重合体水
性分散液（特開昭６３−２０７３５２など）が提案され
ている。

【０００６】これらの含フッ素共重合体水性分散液に、
造膜助剤、消泡剤、増粘剤、顔料などを配合して、水性
フッ素樹脂塗料が得られるが、主原料の含フッ素共重合
体水性分散液自身が高価であるため、得られた水性フッ
素樹脂塗料も従来のアクリル、ウレタン、エポキシなど
の水性塗料に比べ、高価なものとなる。

【０００７】すなわち物品表面に水性フッ素樹脂塗料の
みを２回以上塗装する方法は、物品との付着性や耐候性
など性能上の問題はないが、塗装コストが高くなる問題
がある。

【０００８】そこで物品表面に、水性フッ素樹脂塗料に
比べ比較的安価なアクリル、エポキシ、ウレタンなどの
水性塗料を塗布し、その上に水性フッ素樹脂塗料を塗装
する方法が検討されている。しかし上塗りの水性フッ素
樹脂塗料と下塗りの水性塗料の付着性が不十分であった
り、また水性エポキシ塗料は塗装前に硬化剤を混合しな
ければならず、さらに混合後のポットライフの問題があ
る。

【０００９】以上のように、水性フッ素樹脂塗料を高耐
候性上塗り塗料として用いるためのより使いやすい塗装
方法が望まれている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述の従来
技術の問題点を解決しようとする。すなわち、水性フッ
素樹脂塗料を高耐候性上塗り塗料として用いるためのよ
り使いやすい塗装方法により得られる物品を提供するこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、物品表面に、
水性塗料により形成された下塗り層を介して、水性フッ
素樹脂塗料の塗膜を有する物品において、前記下塗り層
が側鎖にアルコキシシリル基を有する（メタ）アクリル
系重合体が分散された１液常温架橋性化合物の水性分散
液を必須成分とする水性塗料により形成されるものであ
ることを特徴とする水性フッ素樹脂塗料の塗膜を有する
物品である。

【００１２】本発明における水性フッ素樹脂塗料として
は、フルオロオレフィンに基づく重合した単位を必須構
成成分とする含フッ素共重合体を含む塗料が好ましい。
必要に応じて、顔料、造膜助剤、消泡剤、増粘剤などを
含んでいてもよい。

【００１３】フルオロオレフィンに基づく重合した単位
を必須構成成分とする含フッ素共重合体は、フルオロオ
レフィンに基づく重合した単位を含んでいれば特に限定
されない。たとえば数種のフルオロオレフィンの共重合
体や、フルオロオレフィンと炭化水素系単量体の共重合
体などが挙げられる。

【００１４】フルオロオレフィンとしては、フッ化ビニ
リデン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエ
チレン、テトラフルオロエチレン、ペンタフルオロプロ
ピレン、ヘキサフルオロプロピレンなどの炭素数２〜４
程度のフルオロオレフィンが好ましく採用され、特にク
ロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンな
どのパーハロオレフィンが好ましい。

【００１５】数種のフルオロオレフィンの共重合体とし
ては、フッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとヘ
キサフルオロプロピレンとの共重合体や、フッ化ビニリ
デンとテトラフルオロエチレンとクロロトリフルオロエ
チレンとの共重合体などが例示される。これらの共重合
体は造膜性を向上させる目的で、アクリル系重合体をブ
レンドまたはアクリル系単量体をシード重合してもよ
い。

【００１６】フルオロオレフィンと炭化水素系単量体の
共重合体としては、上記のフルオロオレフィンおよびそ
れと共重合可能な単量体の共重合体であれば、特に限定
されない。

【００１７】共重合可能な単量体としては、エチレン、
プロピレンなどのオレフィン類、エチルビニルエーテ
ル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、
シクロヘキシルビニルエーテルなどのビニルエーテル
類、ヒドロキシブチルビニルエーテル、ヒドロキシエチ
ルビニルエーテルなどのヒドロキシアルキルビニルエー
テル類、ブタン酸ビニル、オクタン酸ビニルなどのビニ
ルエステル類、スチレン、ビニルトルエンなどの芳香族
ビニル系化合物類、エチルアリルエーテル、ブチルアリ
ルエーテル、ヒドロキシエチルアリルエーテルなどのア
リルエーテル類、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）
アクリル酸エチルなどの（メタ）アクリロイル化合物
類、アリルエステル類、イソプロペニルエーテル類、不
飽和脂肪酸類などが例示される。特に、オレフィン類、
ビニルエーテル類、ビニルエステル類、アリルエーテル
類、アリルエステル類が好ましい。

【００１８】本発明における、フルオロオレフィンに基
づく重合した単位を必須構成成分とする含フッ素共重合
体は、種々の方法で合成できる。特に乳化重合にて得ら
れるものが分散安定性などの面で優れる。すなわち、
水、単量体、乳化剤の存在下に、重合開始剤を分解さ
せ、含フッ素共重合体の水性分散液が得られる。含フッ
素共重合体は、硬化剤と反応する反応性基を有すること
が好ましい。反応性基としては、ブロックイソシアネー
ト系硬化剤などと反応する水酸基が好ましい。

【００１９】本発明の側鎖にアルコキシシリル基を有す
る（メタ）アクリル系重合体が分散された水性分散液
は、１液常温架橋性化合物の水性分散液であり、塗装後
水性媒体が蒸発することにより常温で架橋が進行し、か
つ分散液の状態では少なくとも１ヶ月以上固化などが生
じない。

【００２０】特に、側鎖にアルコキシシリル基を有する
（メタ）アクリル系重合体が分散された分散液は貯蔵安
定性の点で優れる。

【００２１】側鎖にアルコキシシリル基を有する（メ
タ）アクリル系重合体が分散された１液常温架橋性化合
物の水性分散液を必須成分とする水性塗料は、必要に応
じて顔料、造膜助剤、消泡剤、増粘剤などを含んでいて
もよい。

【００２２】本発明においては、１液常温架橋性化合物
の水性分散液である側鎖にアルコキシシリル基を有する
（メタ）アクリル系重合体が分散された水性分散液を必
須成分とする水性塗料を下塗り塗料として用いることが
重要である。従来の架橋反応を伴わない水性塗料を下塗
り剤として用いた場合に比べ、上塗り塗料である水性フ
ッ素樹脂塗料との付着性が良好であるだけでなく、セメ
ント系基材においてはカルシウム分の溶出が抑制され、
上塗り塗料の高い耐候性に悪影響を及ぼすこともない。
また１液で固化などを生じないため、エポキシ水性塗料
のように塗装現場で硬化剤を配合する手間もなく、塗料
のポットライフを心配する必要もない。増粘剤などを含
んでいてもよい。

【００２３】本発明の物品を構成し、本発明における塗
膜が形成される基材としては、コンクリート、スレート
などの窯業系基材、鉄、アルミニウムなどの金属系基
材、プラスチックなどの有機系基材などが挙げられる。
これらの基材に対して、必要に応じ、下地調整剤、主
材、防錆剤、プライマー、塗料などが、部分的または全
面に処理された場合でも、本発明は適用できる。

【００２４】

【実施例】

「配合例１（１液常温架橋性下塗り塗料）」水７．１
部、凍結防止剤（エチレングリコール）１．４部、顔料
分散剤（４％トリポリリン酸カリウム水溶液）５．２
部、顔料分散剤（ロームアンドハース社製オロタン７３
１ＳＤ）０．３部、顔料（石原産業社製タイペークＣＲ
−９５）４５．７部、増粘剤（ダイセル社製ＨＥＣＳＰ
−６００）０．２部をラボディスパーで３０分撹拌混合
しミルベースを作製した。

【００２５】これにアルコキシシリル基を有するアクリ
ル重合体１液常温架橋性の水性分散液（カネボウＮＳＣ
社製ヨドゾールＡＤ５９）１００部、造膜助剤（チッソ
社製ＣＳ−１２）８．５部、消泡剤（サンノプコ社製デ
ヒドラン１６２０）０．２部を加え、さらに１５分間撹
拌し、粘度５０００ｃＰの白色塗料を得た。

【００２６】「配合例２（１液常温架橋性下塗り塗
料）」水３７．３部、凍結防止剤（エチレングリコー
ル）２．６部、湿潤剤（第一工業製薬社製ノイゲンＥＡ
−１２０）０．７８部、顔料分散剤（サンノプコ社製ノ
プコスパース４４−Ｃ）０．７８部、顔料（石原産業社
製タイペークＲ−９３０）３４．４部、顔料（日東粉化
社製ＮＳ−１００）１４．７部、増粘剤（ダイセル社製
０．８％ＨＥＣＳＰ−６００）１５．６部、消泡剤（サ
ンノプコ社製ＳＮデフォーマー８０３０）０．１部をラ
ボディスパーで３０分撹拌混合し、ミルベースを得た。

【００２７】これにアルコキシシリル基を有するアクリ
ル重合体１液常温架橋性化合物の水性分散液（日本カー
バイド工業社製ニカゾールＲＸ−１００５）１２７．５
５部、造膜助剤（ブチルセロソルブ）５．１部、造膜助
剤（ベンジルアルコール）５．１部、増粘剤（旭電化社
製アデカノールＵＨ−４２０）１．２部、増粘剤（ロー
ムアンドハース社製プライマルＡＳＥ−６０）１．２部
を順次加え、最終的に２０分撹拌して、粘度２０００ｃ
Ｐの白色塗料を得た。

【００２８】

【００２９】

【００３０】「配合例４（非架橋下塗り塗料）」水１０
部、湿潤剤（サンノプコ社製ノプコウェット５０）０．
１部、分散剤（サンノプコ社製ノプコスパース４４−
Ｃ）１部、消泡剤（サンノプコ社製ノプコ８０３４）
０．１部、凍結防止剤（エチレングリコール）２．５
部、顔料（石原産業社製タイペークＲ−９３０）１５部
をラボディスパーで３０分撹拌混合し、つづいて架橋性
反応基をもたないアクリル重合体水性分散液（ヘキスト
合成社製ＬＳ−６１５Ｂ２）１００部、増粘剤（ローム
アンドハース社製プライマル８５０）２部を加え、２０
分撹拌混合して粘度４０００ｃＰの下塗り塗料を得た。

【００３１】「配合例５（上塗り水性フッ素樹脂塗
料）」顔料（石原産業社製タイペークＣＲ−９７）７０
部、顔料分散剤（サンノプコ社製ＳＮディスパーサント
５０２７）５部、消泡剤（ダウコーニング社製ＦＳアン
チフォーム０１３Ｂ）０．２部、水２４．８部をラボデ
ィスパーで６０分撹拌混合し、ミルベースを得た。

【００３２】つづいてフルオロオレフィン系共重合体
（クロロトリフルオロエチレン／シクロヘキシルビニル
エーテル／エチルビニルエーテル／親水性マクロモノマ
ーからなる共重合体）水性分散液１００部に、上記ミル
ベース３５部、消泡剤（ダウコーニング社製ＦＳアンチ
フォーム０１３Ｂ）０．２部、造膜助剤（チッソ社製Ｃ
Ｓ−１２）５部、増粘剤（ヘキスト合成社製レオビスＣ
Ｒ）０．５部を順次加え、最後に２０分撹拌して、粘度
２５００ｃＰの白色塗料を得た。

【００３３】「配合例６（上塗り水性フッ素樹脂塗
料）」顔料（石原産業社製タイペークＣＲ−９７）７０
部、顔料分散剤（サンノプコ社製ＳＮディスパーサント
５０２７）５部、消泡剤（ダウコーニング社製ＦＳアン
チフォーム０１３Ｂ）０．２部、水２４．８部をラボデ
ィスパーで６０分撹拌混合し、ミルベースを得た。

【００３４】つづいてフルオロオレフィン系共重合体水
性分散液（日本合成ゴム社製Ｓ−５０１）１００部に、
上記ミルベース３５部、消泡剤（ダウコーニング社製Ｆ
Ｓアンチフォーム０１３Ｂ）０．２部、造膜助剤（チッ
ソ社製ＣＳ−１２）５部、増粘剤（ヘキスト合成社製レ
オビスＣＲ）０．５部を順次加え、最後に２０分撹拌し
て、粘度４５００ｃＰの白色塗料を得た。

【００３５】「配合例７（アクリル上塗り塗料）」水２
３．８部、凍結防止剤（エチレングリコール）２．５
部、湿潤剤（サンノプコ社製ノプコウェット５０）０．
１部、顔料分散剤（サンノプコ社製ノプコスパース４４
−Ｃ）２．５部、顔料（石原産業社製タイペークＲ−９
３０）７０部、増粘剤（旭電化社製水倍希釈アデカノー
ルＵＨー４２０）１部、消泡剤（サンノプコ社製ノプコ
８０３４）０．１部をラボディスパーで３０分撹拌混合
し、ミルベースを得た。

【００３６】つづいてアクリルエマルション（三菱化学
ＢＡＳＦ社製アクロナール２９５ＤＮ）１００部に造膜
助剤（チッソ社製ＣＳ−１２）５部、上記ミルベース５
７部、消泡剤（サンノプコ社製ノプコ８０３４）０．１
部を順次加え、最後に増粘剤（旭電化社製水倍希釈アデ
カノールＵＨ−４２０）３部を加え２０分撹拌して粘度
３５００ｃＰの上塗り用塗料を得た。

【００３７】「実施例１〜３、比較例１〜４」 スレート板に下塗り塗料、上塗り塗料をスプレー塗装
し、２０℃で２週間乾燥養生を行った後、次の各試験を
実施した。その結果を表１に示す。

【００３８】密着性試験：試験体上の塗膜を貫通して素
地面に達する切り傷を２ｍｍ間隔で縦５ケ、横５ケ、合
計２５ケになるように碁盤目状に付け、この碁盤目の上
に粘着テープを貼り、ひきはがした後の塗膜の残存数を
数える。

【００３９】耐候性試験：サンシャインウェザオメータ
ーで５０００時間促進耐候性試験を行い、試験後の光沢
保持率が８０％以上のものを○、８０％未満のものを×
とした。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【発明の効果】本発明の物品は、基材と下塗り塗料の密
着性、下塗り塗料と上塗り塗料の密着性に優れ、さらに
セメント系基材からのカルシウムの溶出を防ぐことによ
り、水性フッ素樹脂の高い耐候性を確実に発現させるこ
とができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−124880（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−190332（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−110248（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−13662（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−89572（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−101435（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−225550（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09D 5/00,143/04 B05D 7/24

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物品表面に、水性塗料により形成された下
   塗り層を介して、水性フッ素樹脂塗料の塗膜を有する物
   品において、前記下塗り層が側鎖にアルコキシシリル基
   を有する（メタ）アクリル系重合体が分散された１液常
   温架橋性化合物の水性分散液を必須成分とする水性塗料
   により形成されるものであることを特徴とする水性フッ
   素樹脂塗料の塗膜を有する物品。
2. 【請求項２】水性フッ素樹脂塗料が、フルオロオレフィ
   ンに基づく重合した単位を必須構成成分とする含フッ素
   共重合体を含む請求項１に記載の物品。