JP3550119B2

JP3550119B2 - 塗材、壁材および塗装方法

Info

Publication number: JP3550119B2
Application number: JP2001329660A
Authority: JP
Inventors: 淳史三宅; 清青木
Original assignee: 山本窯業化工株式会社
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2021-10-26
Also published as: JP2003128998A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として建築物の外装の仕上げ用に使用される塗材と、該塗材を基材に塗布してなる壁材、および該塗材を基材に塗布する塗装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築物等の外壁は、外壁の保護と意匠性付与の観点から、合成樹脂中に骨材等が配合されてなる塗材が塗布されて仕上げられることが多い。中でも、合成樹脂に対して骨材量が比較的多量に配合されてなる塗材は、これを塗布することによって塗材や壁面に凹凸を形成して仕上げることができるため、深みのある高級な質感を与えるものとして主に装飾用として好まれている。
【０００３】
しかしながら、該塗材は、有機物である合成樹脂をバインダーとして構成されるものであるため、該塗材を用いて仕上げた塗膜は、紫外線や風雨に晒されることによって徐々に劣化する傾向にある。
【０００４】
そこで従来、このような問題点に鑑み、トップコートによる劣化抑制が図られている。トップコートとは、シリル化されたアクリル系共重合樹脂やフッ化炭化水素系共重合樹脂などの高い耐候性と撥水性を持つ樹脂を、前記塗膜表面に塗布する方法である。
【０００５】
斯かるトップコートを施工することにより、塗膜の経年劣化を防止し、さらに高い撥水性により汚染物質を含んだ雨水をはじき、汚れの付着を防止することができる。また、該塗膜表面に光沢をもたせ、艶のある状態に仕上げることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような骨材を比較的多く含むような塗材を用いて仕上られた石材調の塗膜においては、該塗膜表面が骨材による微細かつ複雑な凹凸を有した状態で硬化しているため、その上からトップコートを塗布した際に、該トップコート層の厚みが不均一となり易い。また、トップコートの厚みが不均一となると、塗膜表面に光沢のムラが生じ、壁面の意匠性に悪影響を及ぼす。
【０００７】
さらに、長期に亘って紫外線や風雨に晒されることにより、厚みの少ない部分では該トップコートが比較的短期間で消失してしまう虞があり、このようなトップコートの部分的な消失は、該塗膜表面の光沢にもムラを生じさせ、意匠性の低下を招く。また、トップコート層の消失した部分は、塗膜が紫外線や風雨に直接晒されることとなり、塗膜の劣化が急速に進行してしまうという問題がある。
【０００８】
また、上述したような凹凸の形成された壁面には、該凹凸部分に汚れ等が堆積し易く、このような要因によって意匠性が低下するという問題もある。
【０００９】
そこで、本発明は、このような従来技術の問題点に鑑み、長期に亘って耐候性と耐汚染性を備えた塗材および壁材を提供すること、さらには作業性に優れた塗装方法を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その解決手段は、合成樹脂エマルションの樹脂固形分１００重量部に対して骨材が２００〜１５００重量部の割合で配合されてなる塗材において、ヒンダードアミン系光安定剤および紫外線吸収剤をそれぞれ前記樹脂固形分１００重量部に対して０．３〜３重量部含有し、さらに
【化３】
（式中、Ｒ¹はアルキル基又はアルキルアリル基、Ｒ²は水素原子又はＲ¹（ＯＣＨ ₂ ＣＨ ₂）ｎ基、ｎは２〜２５の整数を示す。）
で表され、ＨＬＢ値が５〜１８であるリン酸エステル、および
【化４】
（式中、Ｒ³はアルキル基、ｍは４〜１２の整数を示す。）
で表されるシリケートをそれぞれ前記樹脂固形分１００重量部に対して０．３〜５重量部含有してなることを特徴とする塗材にある。
尚、本発明において、ヒンダードアミン系光安定剤、紫外線吸収剤、リン酸エステルおよびシリケートの含有量は、上記の如く樹脂固形分に対する量をいうものとする。
【００１１】
また、本発明は、前記骨材１００重量部に対して、着色顔料が０．６重量部以下であることを特徴とする前記塗材にある。
【００１２】
また、本発明は、前記塗材が基材上に塗布されてなることを特徴とする壁材にある。
【００１３】
さらに、本発明は、前記塗材を塗布することを特徴とする塗装方法にある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、詳細に説明する。
【００１５】
ヒンダードアミン系光安定剤とは、光化学的な酸化反応（いわゆる光酸化反応）において生成するラジカルを捕捉し、塗膜の酸化劣化を抑制するものである。具体的には、ビス（Ｎ−メチル−２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジニル）セバケート、テトラキス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジニル）などの単量体を塗材中に分散させる方法と、２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジルメタクリレート、１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジルメタクリレートなどの重合性基をもったものを予め他の重合性モノマーと共重合させて高分子化したものを塗材中に分散させる方法や、同じく重合性基をもったものを予め他の重合性モノマーと共重合させる方法で結合材中の樹脂骨格に組み込んで使用する方法がある。
【００１６】
該ヒンダードアミン系光安定剤の配合量は、樹脂固形分１００重量部に対して０．３〜３重量部とする。０．３重量部未満であれば、長期に亘って充分な耐候性を発揮することができず、また、３重量部を越えて配合すると、表面の親水化を阻害し、耐汚染性に悪影響を与えるとともにコストアップの原因となり、いずれも好ましくない。
【００１７】
また、本発明において紫外線吸収剤としては、波長が３００〜４００ｎｍの紫外線を吸収するものであれば、任意の紫外線吸収剤を使用することができる。
かかる紫外線吸収剤として、具体的には、サリチル酸エステル誘導体、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、シアノアクリレート誘導体、およびラジカル重合性二重結合をもったベンゾフェノン誘導体やベンゾトリアゾール誘導体等の公知の紫外線吸収剤を使用することができる。
【００１８】
該紫外線吸収剤の配合量は、樹脂固形分１００重量部に対して０．３〜３重量部とする。０．３重量部未満であれば、長期に亘って充分な耐候性を発揮することができず、また、３重量部を越えて配合すると、表面の親水化を阻害するだけでなくコストアップの原因となり、いずれも好ましくない。
【００１９】
一方、本発明におけるリン酸エステルとしては、前記式（１）で表され、ＨＬＢ値が５〜１８であるリン酸エステルを使用する。具体的には、該リン酸エステルとして、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸エステルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルや、ポリオキシエチレンジエチレン化フェノールエーテルリン酸エステルなどのポリオキシエチレンアルキルアリルエーテルリン酸エステル等を例示することができる。
【００２０】
ＨＬＢ値が５未満であると疎水性が高くなりすぎ、塗膜からリン酸エステルがブリードアウトしにくく、結果的に界面活性剤としての洗浄効果がうまく発現されないこととなる。
また、ＨＬＢ値が１８を越えると逆に親水性が高くなりすぎ、塗膜からリン酸エステルがブリードアウトし過ぎるため、雨水とともに早期に流出してしまうことととなり、好ましくない。
【００２１】
リン酸エステルの配合量は、樹脂固形分１００重量部に対して０．３〜５重量部とする。０．３重量部未満であれば、初期の耐汚染性を充分に発揮することができず、また、５重量部を越えて配合すると、塗膜の耐水性を大きく低下させることとなり、いずれも好ましくない。
【００２２】
また、本発明におけるシリケートとしては、前記式（２）で表されるシリケートを使用する。より具体的には、該シリケートとして、メチルシリケート、エチルシリケート、プロピルシリケート、ブチルシリケートの縮合物等を例示することができる。
【００２３】
シリケートの含有量は、樹脂固形分１００重量部に対して０．３〜５重量部とする。０．３重量部未満であれば、塗膜表面を覆うシリケート層を形成することができず、また、５重量部を越えて配合しても、塗膜の耐水性をそれ以上大きく改善できず、かえってコストアップの原因となり好ましくない。
【００２４】
本発明の塗材を構成する合成樹脂としては、成膜するだけで塗膜を形成することのできるアクリル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル系樹脂、ウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂等を使用することができる。また、イソシアネート基と反応性である水酸基を含む合成樹脂エマルションに水溶性ポリイソシアネートを配合してなるものや、エポキシ基を含む合成樹脂エマルションにポリアミンやポリアミドを配合してなる反応硬化型の２液タイプのものを使用することもできる。中でもアクリル系樹脂は、安価な割に耐候性や耐水性が良いという点で、特に好ましい。
【００２５】
また、本発明の塗材を構成する骨材としては特に限定されず、建築化粧用に使用される一般的な天然石粉砕物、人工石粉砕物、金属粉又はこれらを着色した着色骨材等の骨材を使用することができる。中でも、天然石粉砕物、人工石粉砕物、又は着色骨材のうち１種類以上を用いることが好ましい。
【００２６】
天然石粉砕物としては、大理石（寒水石、炭酸カルシウム）、石英、硅石（硅石粉、硅砂）、天然マイカ、花崗岩などの有色天然石を粉砕したものを使用することができる。
【００２７】
人工石粉砕物としては、陶磁器、ガラス及びセラミックスの粉砕物や、人工宝石などを使用することができる。
【００２８】
金属粉としては、ステンレスフレーク、アルミフレークなどの金属単体の粉状物や酸化チタンフレークや酸化鉄フレークなどの金属酸化物の粉状物などを使用でき、また、本発明においては、プラスチックフレークやガラスフレークに金属粉を蒸着したものも金属粉として使用することができる。
【００２９】
着色骨材としては、上記天然石粉砕物、人工石粉砕物、金属粉、あるいは宝石、中空フィラー、ガラス、プラスチック等を被着色物とし、その表面を水ガラス等の無機バインダーと顔料にて焼成着色したもの、又はこれらの表面をエポキシ樹脂やウレタン樹脂などの有機バインダーと顔料にて着色コーティングしたものを使用することができる。
【００３０】
斯かる骨材の粒径については特に制限はないが、石材調の意匠性を醸し出すという観点からは、粒径が０．３〜３．０ｍｍのものを骨材全体の３０〜７０重量％程度含有するものが好ましい。
本発明に係る塗材は、該骨材を合成樹脂エマルション１００重量部に対して２００〜１５００重量部配合してなるものであるが、質感、無機感、色あい、表面のつや感などを安定させ、完成度の高い壁材又は壁面に仕上げるためには、該骨材を同じく６００重量部以上とすることが好ましい。
【００３１】
また、本発明に係る塗材には、酸化鉄や酸化クロム等の無機顔料、或いはフタロシアニン、ジオキサジン等の有機顔料といった着色顔料が実質的に含まれていないことが好ましい。着色顔料が実質的に含まれていなければ、塗材の発色方法が基本的に前記骨材によるものとなり、透明感のあるいわゆる石材調の塗膜に仕上げることができる。
【００３２】
次に、本発明に係る壁材は、塗装対象となる基材上に、前記塗材が塗布されてなるものである。基材としては、スレートなどの窯業系基材、セメントモルタル、ＡＬＣ板、石膏ボードなどの無機系基材、ＰＰ板、塩ビ板などの樹脂系基材、合板、パーティクルボードなどの木質系基材、あるいはガルバニウム板、鉄板などの金属系基材等の任意の基材を使用することができ、また、必要に応じてこれらの表面にシーラーを塗布したものを使用することができる。基材上に塗布する塗膜の厚みは任意であるが、０．１〜３ｍｍ程度の深さの凹凸を有し、全体としては１．０〜１０ｍｍ程度の膜厚を有するものが好ましい。斯かる凹凸は、塗膜表面に自然な陰影を表し、意匠性をより一層良好なものとする。また、石材調である場合にも、該凹凸はその質感を向上させる効果がある。
【００３３】
そして、該塗材を用いた塗装方法は、予め前記塗材を調製した後、所望の被塗装面に塗布するものである。被塗装面としては、上述したような基材の他、建築物等の内外の壁面及び床面などを挙げることができる。塗装するに際しては、スプレーガン、ローラー、コテ、ロールコーター等の任意の機器を用いることができる。
【００３４】
このように、本発明に係る塗材には、ヒンダードアミン系光安定剤と紫外線吸収剤とが併用され塗材の耐候性が顕著に改善されているため、該塗材を塗布した際には、従来のような耐候性付与のためのトップコートが不要となる。
従って、該塗材を塗布してなる塗膜は、上述のような塗膜表面の凹凸によって表現された質感がトップコート層によって阻害されず、より自然な風合いを醸し出すことができる。
【００３５】
さらに、本発明に係る塗材には、前記ヒンダードアミン系光安定剤と紫外線吸収剤に加え、前記リン酸エステル及びシリケートが配合され、両者を相補的に機能させて長期に亘って良好な低汚染化性能を発現するものであるため、この自然な風合いをより一層長持ちさせることが可能となる。
【００３６】
具体的には、まず初期段階において、リン酸エステルの界面活性効果により塗膜表面が洗浄される。即ち、塗膜表面に付着した汚染物質の表面に、通常数ｍｍの厚みに施工された塗膜中から徐々に溶出したリン酸エステルが吸着し、乳化作用により雨水等とともに該汚染物質を流し去る。そして、このようにして流出したリン酸エステルを補うように、塗膜中に残存するリン酸エステルが順次溶出することにより、初期の低汚染化を持続させることができる。
【００３７】
また、雨水中の酸性成分により前記シリケート中のアルコキシシリル基の加水分解が活性化され、生成したシラノール基同士が結合し、塗膜表面には徐々に硬いガラス状の皮膜が形成されることとなり、汚染物質の付着を防止する。さらに、架橋に関与していないシラノール基は親水性であるため、塗膜表面に存在するシラノール基が該塗膜表面を親水化する。こうして、前記リン酸エステルによる低汚染化作用が低下した後も、シリケートによる恒常的な低汚染化作用が発揮されることとなる。
【００３８】
従って、合成樹脂エマルションの樹脂固形分１００重量部に対して骨材が２００〜１５００重量部の割合で配合されてなる塗材を用いて塗装を行い、塗膜表面に骨材による微細且つ複雑な凹凸模様が形成された場合であっても、該塗膜表面に汚れが付着し難いものとなり、自然な風合いをより一層長持ちさせることが可能となるのである。
【００３９】
また、本発明によれば、前記ヒンダードアミン系光安定剤や紫外線吸収剤が失活して低分子化し、塗膜表面にブリードアウトした場合にも、これらに前記リン酸エステルが吸着して流し去るものと思われ、このような塗膜内部からの汚染をも防止することができると考えられる。
【００４０】
さらに、該塗材が実質的に着色顔料を含まないものであれば、透明感のある石材調に仕上られたものとなるが、該石材調の塗膜においては、樹脂の劣化による白濁の影響や汚染物質による汚れが目立ち易いため、前記ヒンダードアミン系光安定剤や紫外線吸収剤による劣化防止効果や、前記リン酸エステルやシリケートによる汚染防止効果がより一層顕著なものとなる。
【００４１】
また、本発明に係る塗装方法によれば、トップコートを施す必要がなく、塗装工程の簡略化を図ることが可能となる。
上述のような石材調の塗膜を施工する場合について具体的に説明すると、基材にシーラーを塗布する第一工程、本発明の塗材を塗布する第二工程、そして、本発明の塗材を塗布する第三工程という、３工程による仕上げが可能となり、第四工程としてのトップコートが不要となる。
さらに、下地処理として、塗材と同色のシーラーサーフェーサーを基材に塗布する場合には、この層によって基材の発色を隠蔽することが可能となるので、該シーラーサーフェーサーを塗布する第一工程と、本発明に係る塗材を塗布する第二工程という２工程による仕上げが可能となり、即ち、第三工程としてのトップコートが不要となる。
【００４２】
尚、本発明に係る塗材には、増粘剤、消泡剤、粘性調整剤、成膜助剤、親水性助剤などの添加剤を適宜添加することも可能である。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明について、実施例及び比較例により、さらに詳細に説明する。
まず、下記表１に示した配合により、実施例１及び比較例１〜６の材料を使用して表１に示す配合割合の実施例および比較例の塗材を調製した。
【００４４】
【表１】
【００４５】
（材料）
Ｅｍ：アクリル系合成樹脂エマルション、大日本インキ化学工業（株）製、ＶＯＮＣＯＡＴ３９８１、固形分５０％、
光安定剤：ビス（Ｎ−メチル−２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジニル）セバケート、チバガイギー（株）製、ＴＩＮＵＢＩＮ７６５、
紫外線吸収剤：２−（３−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−５−クロロ−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、チバガイギー（株）製、ＴＩＮＵＢＩＮ３２７、
リン酸エステル：ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸エステル、ＨＬＢ：１６．２、第一工業製薬（株）製、プライサーフＡ２１９Ｂ、
シリケート：テトラメトキシシラン系縮合物（平均縮合度４）、多摩化学工業（株）製、Ｍシリケート５１、
＃２０黒：着色硅砂、瀬戸セラミー（株）製、
ＫＤ−１：寒水石、瀬戸セラミー（株）製、
ＫＤ−１００：寒水石、瀬戸セラミー（株）製、
消泡剤：ビックケミージャパン（株）製、ＢＹＫ−０２２、
分散剤：ビックケミージャパン（株）製、ＢＹＫ−１９０、
粘性調製剤：ロームアンドハースジャパン（株）製、プライマルＲＭ−８Ｗ、
トップコート：（株）日本触媒製、ユーダブルＣ−３３００１００重量部、旭化成（株）製、デュラネートＴＰＡ−１００４．６重量部、キシレン１０重量部、（ＯＨ／ＮＣＯ＝１／１）、
【００４６】
（試験方法）
試験体の作製
ＪＩＳＡ５４３０に準ずる４ｍｍ厚のスレート板を基材とし、表１に示す配合よりなる実施例１および比較例１〜６の塗材を２ｍｍ厚となるようにアプリケーターで塗布し、２０℃で７日間養生したものを試験体とした。
【００４７】
耐汚染性試験
主に油煙発生装置と試料回転装置とからなる試験機の内部を７０℃に保ち、該試験機に油煙を循環させつつ試験体を６０分間回転暴露させる。暴露後、１％アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液で洗浄し、余分の油煙を完全除去した後、測色色差計（日本電色工業（株）製、ＺＥ２０００）でＹ値を測定し、次式により数値化した。
耐汚染性（％）＝（汚染後の拡散反射率Ｙ_１／汚染前の拡散反射率Ｙ_０）×１００
【００４８】
耐水性試験
各々の試験体の半分を水中に浸漬させ、２０℃で２４時間放置した後に、浸漬部分と非浸漬部分との表面状態の比較を行い、白化性の評価を行った。評価基準としては、かなり白化したものを×、僅かに白化したものを△、殆ど白化しなかったものを○、全く白化しなかったものを◎とした。結果を表２に示す。
【００４９】
耐候性試験
各々の試験体をサンシャインウェザオメーター（スガ試験機（株）製、Ｓ８０）で２０００時間の促進暴露を行った後、試験前後における色差ΔＥを測定し、耐候性の評価を行った。
【００５０】
【表２】
【００５１】
表２に示したように、本発明による実施例１の試験体は、耐汚染性に極めて優れ、同時に耐水性や耐候性も良好であることがわかる。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、長期に亘って耐候性と耐汚染性を備えた塗材および壁材を提供することが可能となる。
【００５３】
また、本発明に係る塗装方法によれば、トップコートを塗布する必要がなくなり、塗膜の塗装工程の簡略化を図ることが可能となる。

Claims

合成樹脂エマルションの樹脂固形分１００重量部に対して骨材が２００〜１５００重量部の割合で配合されてなる塗材において、
ヒンダードアミン系光安定剤および紫外線吸収剤をそれぞれ前記樹脂固形分１００重量部に対して０．３〜３重量部含有し、さらに
（式中、Ｒ¹はアルキル基又はアルキルアリル基、Ｒ²は水素原子又はＲ¹ （ＯＣＨ ₂ ＣＨ ₂ ）ｎ基、ｎは２〜２５の整数を示す。）
で表され、ＨＬＢ値が５〜１８であるリン酸エステル、および
（式中、Ｒ³はアルキル基、ｍは４〜１２の整数を示す。）
で表されるシリケートをそれぞれ前記樹脂固形分１００重量部に対して０．３〜５重量部含有してなることを特徴とする塗材。
前記骨材１００重量部に対して、着色顔料が０．６重量部以下であることを特徴とする請求項１記載の塗材。
請求項１又は２記載の塗材が基材上に塗布されてなることを特徴とする壁材。
請求項１又は２記載の塗材を塗布することを特徴とする塗装方法。