JP4162499B2

JP4162499B2 - 建築物外壁の改装方法

Info

Publication number: JP4162499B2
Application number: JP2003014048A
Authority: JP
Inventors: 尚久竹村; 徹也森
Original assignee: SK Kaken Co Ltd
Current assignee: SK Kaken Co Ltd
Priority date: 2003-01-22
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2023-01-22
Also published as: JP2004225363A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、建築物外壁の改装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ビル、集合住宅、戸建住宅等の建築物においては、高断熱化・高気密化によって、冷暖房費の節約を図り、省エネルギーを実現しようとする動きが盛んである。一般に、断熱設計を施していない建築物では、冬期の暖房時には屋根、床、窓、壁等の部位から室内の熱が逃げ、夏期の冷房時にはこれら部位から屋外の熱が侵入してしまうが、このような熱損失の約３分の１は壁面に起因すると言われている。このため、建築物の省エネルギー化を実現するには、室内と屋外を隔てる外壁の高断熱化が不可欠であり、壁面を構成する基材に断熱材を複合化して断熱性を高める手法が多く提案されている。
【０００３】
一方、ビル、集合住宅、戸建住宅等の建築物外壁においては、その美観性向上等を目的として、様々な塗料が塗付形成されている。このうち、有機質樹脂を結合剤とする有機系塗料は、配合設計の自由度が高く様々な色相・意匠性が付与でき、またその塗膜が適度な可とう性を有し、さらにはコスト面においても有利であることから汎用的に使用されている。上述のような断熱性を高めた外壁においても有機系塗料が賞用されている。但し、一般的な有機系塗料の塗膜は、屋外において長期にわたり曝露されると、太陽光、降雨、粉塵等の影響により劣化や汚染が進行してしまうため、概ね１０年程度で塗り替えの必要が生じてくる。
【０００４】
ところが、断熱性壁の外面に形成された有機系塗料の塗膜を塗り替える際には、いくつかの問題点がある。
第一には、塗膜に対する熱負荷の問題である。上述のように建築物外壁の断熱性を高めれば、その屋外側表面では太陽光直射による熱の逃げ場がなくなる。このため、外壁の屋外側表面に形成された塗膜は、その影響を直接的に受け、温度が非常に上昇しやすい状態となる。このような温度上昇は、塗膜膨れや剥れ等の異常を誘発する場合がある。
第二には、水分の問題である。通常、有機系塗料ではその塗膜表面が外気に直接曝されていると、劣化の進行とともに降雨等による水分が塗膜表面から吸収されやすくなり、その水分が塗膜内ないし基材内に滞留しやすくなる。基材の裏面等から水分が取り込まれる場合もある。このような状態の塗膜面に対し、通常の塗料で改装を行うと、塗膜の内側に水分が閉じ込められてしまい、その水分の蒸発に伴って、高い確率で塗膜膨れ等の異常が発生する。外壁が断熱性を有する場合は、特に、塗膜の温度上昇が大きくなるため、水分の蒸発による膨れ等が発生しやすくなる。
【０００５】
以上のように、断熱性壁上に形成された有機系塗料の旧塗膜を改装しようとすると、施工後、経時的に膨れ、剥れ等が発生するおそれがある。このため、通常は、塗膜を物理的にケレンしたり、塗膜剥離剤を使用したりする方法等によって旧塗膜を除去した後に、改装用塗料を塗付する手法が採用されている。しかし、旧塗膜の除去作業は、多大な労力と時間を必要とするものであり、工事のコストの点においても不利である。また、完全に旧塗膜を除去することが困難な場合には、下地調整処理を入念に行う必要があり、塗装工程が煩雑となってしまうという問題も生じる。
【０００６】
特許文献１には、旧塗膜の改装方法として、シーラーを塗装した後に、水性弾性塗料を塗装する方法が記載されている。しかし、断熱性壁の屋外側表面に形成された有機系塗料の旧塗膜に対してこの方法を適用しても、経時的な膨れ発生や、剥れ発生等を防ぐことは困難である。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−３０６３０５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、断熱性壁の屋外側表面に形成された有機系塗料の旧塗膜に適した改装方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するため本発明者らは鋭意検討を行った結果、特定の赤外線反射性能と水蒸気透過性能を併有する塗料を使用して、塗膜の温度上昇を抑制するとともに、塗膜内ないし基材内の水分を塗膜外に放散させることによって、塗膜の膨れ、剥れ等が十分に防止できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は以下の特徴を有するものである。
１．建築物外壁の屋外側に形成された旧塗膜面に対し、少なくとも１種の着色塗料を塗付する建築物外壁の改装方法であって、
（１）外壁が、熱貫流率５．０Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以下の断熱性壁であり、
（２）旧塗膜面が、熱可塑性樹脂を結合剤とする塗料によって形成された１ｍｍ以上の厚みを有する塗膜を有するものであり、
（３）着色塗料が、結合剤としてガラス転移温度−２０〜８０℃のアルコキシシリル基含有アクリル樹脂エマルション、赤外線反射性を有する顔料及び赤外線透過性を有する顔料を含み、顔料容積濃度が２〜６０％であり、赤外線反射率が２０％以上、水蒸気透過度が４０ｇ／ｍ^２・２４ｈ以上５００ｇ／ｍ^２・２４ｈ以下の塗膜を形成するものである
ことを特徴とする建築物外壁の改装方法。

【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、建築物外壁の屋外側に形成された旧塗膜面にする改装方法に関するものである。
【００１２】
まず、本発明の対象となる外壁は、熱貫流率５．０Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以下の断熱性壁である。このような断熱性壁は、建築物の高断熱化・高気密化には欠くことができないものであるが、太陽光が直射する部位においては、その屋外側表面に形成された塗膜に大きな熱負荷を与えてしまうものである。特に、本発明は、高い断熱性能を有する外壁、すなわち熱貫流率が１．０Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以下、さらには０．５０Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以下である断熱性壁に適用した場合において顕著な効果を発揮することができる。
【００１３】
このような断熱性壁は、１種または２種以上の部材からなるものである。断熱性壁を構成する部材としては、基材のみの場合と、基材と断熱材を組合せた場合があり、例えば、軽量モルタル、軽量コンクリート、けい酸カルシウム板、ＡＬＣ板、サイディングボード、石膏ボード、スレート板、コンクリート、モルタル等の基材；グラスウール、ロックウール、セルロースファイバー等の繊維系断熱材や、ポリエチレンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリウレタンフォーム等の発泡プラスチック系断熱材等に例示される断熱材等が挙げられる。このうち、本発明における断熱性壁には、通常、熱伝導率が０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の部材が少なくとも１種含まれる。
本発明は、断熱性壁が熱貫流率の低い基材の場合や、少なくとも上述のような基材と断熱材との複合体によって構成される場合において特に効果的である。
【００１４】
なお、本発明における熱貫流率は、住宅金融公庫監修「木造住宅工事共通仕様書（解説付）」の付録４「熱貫流率の計算方法」に基づく計算値であり、以下の手順によって求められる値である。
▲１▼式１により、外壁を構成する各部材の熱伝導率と厚さから熱抵抗を算出する。
熱抵抗＝厚さ／熱伝導率・・・（式１）
▲２▼式２により、各部材の熱抵抗と空気の熱抵抗（熱伝達抵抗）から熱貫流抵抗を算出する。
熱貫流抵抗＝屋内側空気の熱抵抗＋各部材の熱抵抗の合計＋屋外側空気の熱抵抗・・・（式２）
（但し、屋内側空気の熱抵抗は０．１１ｍ^２・Ｋ／Ｗ、屋外側空気の熱抵抗は０．０４ｍ^２・Ｋ／Ｗとする）
▲３▼式３により、熱貫流抵抗から熱貫流率を算出する。
熱貫流率＝１／熱貫流抵抗・・・（式３）
【００１５】
本発明における旧塗膜面は、有機質樹脂を結合剤とする塗料（以下、「有機系塗料」ともいう）によって形成された塗膜を有するものである。
有機系塗料としては、有機質樹脂を含む各種の塗料が挙げられる。具体的には、例えば、ＪＩＳＫ５６５４「アクリル樹脂エナメル」、ＪＡＳＳ１８Ｍ−２０７「非水分散形アクリル樹脂エナメル」、ＪＩＳＫ５６５６「建築用ポリウレタン樹脂塗料」、ＪＡＳＳ１８Ｍ−４０４「アクリルシリコン樹脂塗料」、ＪＩＳＫ５６５８「建築用ふっ素樹脂塗料」、ＪＩＳＫ５６６０「つや有合成樹脂エマルションペイント」、ＪＩＳＫ５６６３「合成樹脂エマルションペイント」、ＪＩＳＫ５６６７「多彩模様塗料」、ＪＩＳＫ５６６８「合成樹脂エマルション模様塗料」、ＪＩＳＡ６９０９「建築用仕上塗材」の外装薄塗材Ｅ、可とう形外装薄塗材Ｅ、防水形外装薄塗材Ｅ、外装厚塗材Ｅ、複層塗材Ｅ、防水形複層塗材Ｅ、複層塗材ＲＥ、防水形複層塗材ＲＥ、複層塗材ＲＳ、防水形複層塗材ＲＥ等が挙げられる。
【００１６】
有機系塗料における有機質樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれであってもよく、例えば、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂、ふっ素樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂等が挙げられる。本発明は、特に有機質樹脂が熱可塑性樹脂である場合において有利な効果を奏することができる。
有機系塗料における有機質樹脂の含有量は特に限定されないが、有機系塗料の固形分中に通常５重量％以上、好ましくは２０重量％以上である。
【００１７】
有機系塗料によって形成される塗膜の厚みは、塗料の形態にもよるが、通常０．０２〜１０ｍｍ程度である。本発明では、特に塗膜が１ｍｍ以上の厚みを有する場合においても、改装後の塗膜膨れや剥れを防止することができる。このような厚膜の塗膜を形成する塗料としては、例えばＪＩＳＡ６９０９「建築用仕上塗材」の外装厚塗材Ｅ等が挙げられる。
【００１８】
本発明における旧塗膜面は、このような有機系塗料の塗膜を有するものであれば単層塗膜であっても複層塗膜であってもよいが、本発明では、特に有機系塗料の塗膜が旧塗膜の屋外側最表面に存在する場合に、大きな効果を得ることができる。
【００１９】
本発明では、上述の旧塗膜面に対して着色塗料を塗付する。この着色塗料は、結合剤としてガラス転移温度（以下「Ｔｇ」ともいう）−２０〜８０℃の合成樹脂エマルションを含み、赤外線反射率が２０％以上、水蒸気透過度が４０ｇ／ｍ^２・２４ｈ以上の塗膜を形成するものである。このような赤外線反射性能と水蒸気透過性能を併有する着色塗料は、塗膜の温度上昇を抑制するとともに、塗膜内ないし基材内の水分を塗膜外に放散させることにより、塗膜の膨れ発生や剥れ発生等を長期にわたり十分に抑制する機能を発揮することができる。
【００２０】
着色塗料における合成樹脂エマルションとしては、例えば、酢酸ビニル樹脂エマルション、塩化ビニル樹脂エマルション、エポキシ樹脂エマルション、アクリル樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、アクリルシリコン樹脂エマルション、フッ素樹脂エマルション等、あるいはこれらの複合系等を挙げることができる。これらは１種または２種以上で使用することができる。
【００２１】
合成樹脂エマルションのＴｇは、−２０〜８０℃、好ましくは−５〜５０℃である。合成樹脂エマルションのＴｇが−２０℃より低い場合は、塗膜の膨れが発生しやすくなる傾向となる。また、耐汚染性が不十分となるおそれもある。Ｔｇが８０℃より高い場合は、旧塗膜の変位に追従できず、塗膜に割れが発生するおそれがある。なお、本発明におけるＴｇは、合成樹脂エマルションを構成するモノマーの種類とその構成比率から、Ｆｏｘの計算式によって求められる値である。
【００２２】
本発明では、合成樹脂エマルションにおける樹脂として熱硬化性樹脂を使用することにより、膨れ防止性、剥れ防止性をいっそう高めることができ、さらに耐候性、耐水性等の塗膜物性を高めることもできる。熱硬化性樹脂としては、合成樹脂エマルション自体で架橋反応を生じるもの、あるいは別途混合する架橋剤によって架橋反応を生じるもののいずれであってもよい。熱硬化性樹脂における架橋反応性は、例えば、カルボキシル基とカルボジイミド基、カルボキシル基とエポキシ基、カルボキシル基とアジリジン基、カルボキシル基とオキサゾリン基、水酸基とイソシアネート基、カルボニル基とヒドラジド基、エポキシ基とアミノ基、アルコキシシリル基どうし等の反応性官能基を組み合わせることによって付与することができる。
【００２３】
着色塗料による形成塗膜の赤外線反射率は２０％以上（好ましくは４０％以上、より好ましくは５０％以上）である。赤外線反射率が２０％より低い場合は、改装後に膨れや剥れが発生しやすくなる。なお、本発明における赤外線反射率は、波長８００〜２１００ｎｍの光に対する分光反射率を測定し、その平均値を算出することにより得られる値である。
【００２４】
着色塗料による形成塗膜の水蒸気透過度は４０ｇ／ｍ^２・２４ｈ以上、好ましくは５０ｇ／ｍ^２・２４ｈ以上である。着色塗料の形成塗膜がこのような水蒸気透過性能を有することより、塗膜内ないし基材内の水分が塗膜外に放散され、塗膜膨れ等の原因となる局所的な圧力上昇が抑制される。水蒸気透過度が４０ｇ／ｍ^２・２４ｈ未満である場合は、改装後の塗膜に膨れや剥れが発生しやすくなる。
水蒸気透過度の上限は特に制限されないが、水蒸気透過度が大きすぎる場合は、遮水性が不十分となりやすく、旧塗膜に水が浸入するおそれがある。水蒸気透過度の上限は通常５００ｇ／ｍ^２・２４ｈ以下、好ましくは２００ｇ／ｍ^２・２４ｈ以下である。
なお、本発明における水蒸気透過度は、ＪＩＳＫ５４００−１９９０「塗料一般試験方法」８．１７「水蒸気透過度」の方法によって測定される値である。
【００２５】
本発明における着色塗料においては、上述のような赤外線反射性能と水蒸気透過性能を併有する限り、通常塗料に使用可能な成分を含むことができる。このような成分としては、例えば、顔料、染料、骨材、繊維、増粘剤、造膜助剤、レベリング剤、湿潤剤、可塑剤、凍結防止剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、抗菌剤、分散剤、消泡剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、触媒、架橋剤等が挙げられる。
【００２６】
本発明における着色塗料では、上述の合成樹脂エマルションに加え、赤外線反射性を有する顔料を含有することが望ましい。このような顔料としては、例えば、アルミニウムフレーク、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化マグネシウム、アルミナ、酸化アンチモン、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化インジウム、シリカ、珪酸マグネシウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。この中でも、アルミニウムフレーク、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化マグネシウム、及びアルミナから選ばれる１種以上が好適である。
この他、赤外線透過性を有する顔料を併用することもできる。このような顔料を併用することにより、塗膜の赤外線反射性能を阻害せずに様々な色彩を表出することが可能となる。赤外線透過性を有する顔料としては、ペリレン顔料、アゾ顔料、黄鉛、弁柄、朱、チタニウムレッド、カドミウムレッド、キナクリドンレッド、イソインドリノン、ベンズイミダゾロン、フタロシアニングリーン、フタロシアニンブルー、コバルトブルー、インダスレンブルー、群青、及び紺青から選ばれる１種以上が好適である。
本発明では、上述のような顔料を適宜選択することにより、白色以外の色相においても顕著な効果を発揮することができる。
【００２７】
着色塗料の顔料容積濃度は２〜６０％であることが望ましい。このような顔料容積濃度であれば、膨れ防止性や剥れ防止性等が高まるとともに、旧塗膜の変位に対する追従性を発揮することもできる。
【００２８】
着色塗料の塗装においては、スプレーガン、ローラー、刷毛等の塗装器具を使用することができる。
着色塗料の塗膜厚みについては、赤外線反射性能及び水蒸気透過性能が本発明の範囲内であれば特に限定されないが、好ましくは１０〜５００μｍ、より好ましくは２０〜２００μｍである。このような塗膜厚みであれば、旧塗膜の表面形状を十分に生かすことができる。
【００２９】
本発明では、上述のような着色塗料を塗り重ねることもできる。
また、着色塗料を塗装する前に、必要に応じ下塗塗料、下地調整塗材等を塗付しておいてもよい。ただし、この場合は本発明の効果を損なわないように、水蒸気透過性能を有する材料を使用する必要がある。
着色塗料を塗装した後には、透明塗料や半透明塗料等を塗付することも可能である。さらには、別の着色塗料を塗付することも可能である。このような場合においては、本発明の効果を損なわないように、赤外線透過性能及び水蒸気透過性能を併有する材料を使用する必要がある。
【００３０】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特徴をより明確にする。
【００３１】
（実施例１）
スレート板（厚さ６ｍｍ）の片面に、アクリル系熱可塑性樹脂（Ｔｇ−４０℃）、酸化チタン、炭酸カルシウム、寒水石、及びゴム粉を主成分とする外装厚塗材Ｅ（樹脂含有量２２重量％）を玉状に吹付けた後、ミネラルスピリットを付けたプラスチックローラーで玉の凸部を押え、断面が台形状の凹凸を有する４〜８ｍｍの塗膜を形成させ、これを促進耐候性試験機「アイスーパーＵＶテスター」（岩崎電気株式会社製）にて４００時間曝露させたものを旧塗膜とした。
次いで、この旧塗膜に対し、塗料Ａを乾燥膜厚が６０μｍとなるようにスプレー塗装した後、スレート板の裏面（塗装面と反対側の面）に住宅用グラスウール（厚さ１００ｍｍ）及びスレート板（厚さ６ｍｍ）を順に積層することにより、試験体Ａを作製した。なお、スレート板（厚さ６ｍｍ）・住宅用グラスウール（厚さ１００ｍｍ）・スレート板（厚さ６ｍｍ）からなる積層体は断熱性壁に相当するものであり、その熱貫流率は０．３９Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）である。
得られた試験体Ａについて、塗膜面から４０ｃｍの距離から赤外線ランプ（出力２５０Ｗ）を８時間照射した後、その外観変化を目視にて観察した。その結果、試験体Ａについて特に異常は認められなかった。
【００３２】
なお、実施例１における塗料Ａは、樹脂Ａ（アルコキシシリル基含有アクリル樹脂エマルション、Ｔｇ３０℃）の固形分１００容量部に対し、酸化チタンを３．５容量部、黄色酸化鉄を０．３容量部、弁柄を０．５容量部、フタロシアニンブルーを０．３容量部含有する、顔料容積濃度４％のグレー色の塗料である。
この塗料Ａの赤外線反射率を分光光度計（島津製作所製「ＵＶ−３１００」）にて測定したところ６６％であった。赤外線反射率測定に供した試験板は、アルミ板に黒色塗料（アクリル樹脂の固形分１００容量部にカーボンブラックを６容量部含むもの）を乾燥膜厚が６０μｍとなるように塗付した後、塗料Ａを乾燥膜厚が６０μｍとなるように塗付することによって作製したものである。
一方、塗料Ａの水蒸気透過度をＪＩＳＫ５４００−１９９０「塗料一般試験方法」８．１７「水蒸気透過度」の方法によって測定したところ、その値は７４ｇ／ｍ^２・２４ｈであった。
【００３３】
（比較例１）
実施例１において塗料Ａに代えて塗料Ｂを使用して試験体Ｂを作製した。
なお、塗料Ｂは、樹脂Ｂ（アクリル樹脂エマルション、Ｔｇ３０℃）の固形分１００容量部に対し、酸化チタンを３．８容量部、黄色酸化鉄を０．２容量部、弁柄を０．１容量部、カーボンブラックを０．４容量部含有する、顔料容積濃度４％のグレー色の塗料である。塗料Ｂの赤外線反射率は７％、水蒸気透過度は５８ｇ／ｍ^２・２４ｈであった。
得られた試験体Ｂに対し、実施例１と同様に試験を行ったところ、試験体Ｂでは塗膜に膨れが発生してしまった。
【００３４】
（比較例２）
実施例１において塗料Ａに代えて塗料Ｃを使用して試験体Ｃを作製した。
なお、塗料Ｃは、樹脂Ｃ（溶剤可溶形アクリル樹脂、Ｔｇ３０℃）の固形分１００容量部に対し、酸化チタンを３．５容量部、黄色酸化鉄を０．３容量部、弁柄を０．５容量部、フタロシアニンブルーを０．３容量部含有する、顔料容積濃度４％のグレー色の塗料である。塗料Ｃの形成塗膜の赤外線反射率は６６％、水蒸気透過度は２６ｇ／ｍ^２・２４ｈであった。
得られた試験体Ｃに対し、実施例１と同様に試験を行ったところ、試験体Ｃでは塗膜に膨れが発生してしまった。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は、断熱性壁の屋外側表面に形成された有機系塗料の旧塗膜に適したものであり、改装後の塗膜における塗膜の膨れ発生や剥れ発生等を長期にわたり十分に抑制することができる。

Claims

建築物外壁の屋外側に形成された旧塗膜面に対し、少なくとも１種の着色塗料を塗付する建築物外壁の改装方法であって、
（１）外壁が、熱貫流率５．０Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以下の断熱性壁であり、
（２）旧塗膜面が、熱可塑性樹脂を結合剤とする塗料によって形成された１ｍｍ以上の厚みを有する塗膜を有するものであり、
（３）着色塗料が、結合剤としてガラス転移温度−２０〜８０℃のアルコキシシリル基含有アクリル樹脂エマルション、赤外線反射性を有する顔料及び赤外線透過性を有する顔料を含み、顔料容積濃度が２〜６０％であり、赤外線反射率が２０％以上、水蒸気透過度が４０ｇ／ｍ^２・２４ｈ以上５００ｇ／ｍ^２・２４ｈ以下の塗膜を形成するものである
ことを特徴とする建築物外壁の改装方法。