JP4831883B2

JP4831883B2 - 水系塗装材

Info

Publication number: JP4831883B2
Application number: JP2001125305A
Authority: JP
Inventors: 一郎緑川; 秀之山岸; 智勇工藤
Original assignee: Asahi Kasei Homes Corp
Current assignee: Asahi Kasei Homes Corp
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2021-04-24
Also published as: JP2002012832A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の室内の湿度を調整する機能、すなわち、調湿性に優れた塗り壁材を得るために用いられる水系塗装材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
住宅内において問題となるカビ、ダニの発生は、湿度調整即ち調湿性が重要な対策となる。
従来、調湿性を有するケイソウ土を含有する塗装材としては、ケイソウ土とポリビニルアルコールを含有する塗装材（特開平３−２８７６７２号公報）やケイソウ土および酢酸ビニル−アクリル共重合樹脂エマルジョンを含有する塗装材（特開平３−２８７９７１号公報）が提案されている。これらの塗装材は、コスト的に充分満足できるものではなかった。
本発明は、優れた調湿性を有し、かつ安価な水系塗装材を提供することを目的とする。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究した結果、珪酸カルシウムの粉粒体と通気性バインダーとを含有する塗装材を用いることによって、調湿性能に優れた塗膜が得られることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに到った。
即ち、本発明は、
（１）通気性バインダー固形分１０重量部に対して、珪酸カルシウムの粉粒体１〜１００重量部含有する水系塗装材、
（２）（１）記載の水系塗装材が、無機混和材を、通気性バインダー固形分１０重量部に対して５重量部以下含有する水系塗装材、
（３）（１）又は（２）記載の水系塗装材が、補強繊維材を、通気性バインダー固形分10重量部に対して５０重量部以下含有する水系塗装材、
（４）（１）、（２）又は（３）記載の水系塗装材が、骨材を、通気性バインダー固形分10重量部に対して８０重量部以下含有する水系塗装材、
（5）通気性バインダーが気硬性物質である（１）〜（４）のいずれかに記載の水系塗装材、
（６）気硬性物質がドロマイトプラスターである（５）記載の水系塗装材、
（７）通気性バインダーが水分散性塗料用樹脂である（１）〜（４）のいずれかに記載の水系塗装材、
（８）珪酸カルシウムの粉粒体がオートクレーブ養生軽量気泡コンクリートの粉粒体である（１）〜（７）のいずれかに記載の水系塗装材、
である。
【０００４】
以下、本発明について詳述する。
本発明の水系塗装材は通気性バインダーと珪酸カルシウムの粉粒体を含有することが必須である。
本発明で用いる珪酸カルシウムの粉粒体としては、例えば、ゾノトライト、トバモライト、ジャイロライト、フォシャジャイト、ヒレプタンダイト、非晶質の珪酸カルシウム水和物、オートクレーブ養生軽量気泡コンクリート等からなる粉粒体が挙げられ、これらの１種または２種以上の混合物が好ましく使用される。これらの珪酸カルシウムの粉粒体の中で、トバモライトを主成分とするオートクレーブ養生軽量気泡コンクリート微粉末が特に好ましく使用される。
【０００５】
本発明に特に好ましく使用されるオートクレーブ養生軽量気泡コンクリートは、珪酸質原料および石灰質原料を主成分とする水スラリーにアルミニウム金属粉、有機系発泡剤または軽量骨材を混入し、型枠打設して硬化させた後オートクレーブ養生して製造されたものであり、カルシウムを酸化カルシウム換算で１０〜３５重量％含有する。該オートクレーブ養生軽量気泡コンクリートは、オートクレーブ養生軽量気泡コンクリート製造工場で製造されたものだけでなく、オートクレーブ養生軽量気泡コンクリート建築物建設現場、オートクレーブ養生軽量気泡コンクリート建築物解体現場などで発生するオートクレーブ養生軽量気泡コンクリートの残材、端材から補強材を取り除き、微粉砕したものであっても好ましく使用できる。また、オートクレーブ養生軽量気泡コンクリートは、一部炭酸化されたものでも好ましく使用できる。
【０００６】
本発明において使用する珪酸カルシウムの粉粒体は、平均粒径１μｍ〜５ｍｍの範囲であることが好ましく、1μｍ〜３ｍｍであることがより好ましい。該粉末の平均粒径が１μｍ未満であると、混合するのに必要な水の量が増大し、その結果、最終的に得られた水系塗装材の塗膜の力学的物性が低下する。逆に該平均粒径が５ｍｍを超えると、水系塗装材の施工性が悪くなる。
本発明において通気性バインダーとは、透湿度の高い塗膜・塗り壁材を生成する材料をいう。
【０００７】
通気性バインダーには、例えば、気硬性物質、水硬性物質、水分散性塗料用樹脂等の中の１種またはこれらの２種以上の混合物が挙げられる。
ここで、気硬性物質とは、二酸化炭素や水蒸気と反応して硬化する物質である。例えば、ドロマイトプラスター、消石灰、しっくい、焼せっこう、キーンスセメント、マグネシウムセメントなどが挙げられるが、気硬性物質の中では調湿性が高いドロマイトプラスターの使用が好ましい。
【０００８】
また、水硬性物質とは水と反応して硬化する物質であり、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、特殊セメントなどが挙げられる。
水分散性塗料用樹脂は、公知の重合性単量体を重合して得られる重合体のラテックスである。例えば、（メタ）アクリル酸エステル系重合体ラテックス、ビニル芳香族系重合体ラテックス、共役ジエン単量体共重合体ラテックス、シアノ基含有エチレン性不飽和単量体系共重合体ラテックス、共役ジエン単量体系共重合ラテックスなどが挙げられる。
【０００９】
重合性単量体としては、たとえばアクリロニトリル、メタクリロニトリル、フマロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、α−シアノエチルアクリロニトリルなどのシアノ基含有エチレン性不飽和単量体；１，３−ブタジエン、イソプレン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、２−エチル−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエン、クロロプレンなどの共役ジエン単量体；アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸などのエチレン性不飽和カルボン酸およびその塩；フマル酸モノブチル、マレイン酸ジブチル、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸−２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸トリフルオロエチル、（メタ）アクリル酸エトキシエチル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、グリシジル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、２−スルホプロピルメタクリレートなどのエチレン性不飽和カルボン酸エステル単量体；スチレン、アルキルスチレン、ビニルナフタレンなどのビニル芳香族単量体；フルオロエチルビニルエーテルなどのフルオロアルキルビニルエーテル；ビニルピリジン、ビニルノルボーネン、ジシクロペンタジエン、１，４−ヘキサジエンなどの非共役ジエン単量体、エチレン、プロピレンなどのα−オレフィン；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−プロポキシメチル（メタ）アクリルアミドなどのエチレン性不飽和アミド単量体などを挙げることができる。これらの重合性単量体は単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１０】
本発明に用いるラテックスは、通常、乳化重合法により製造する。乳化重合法は特に限定されず、たとえば、一括添加重合法、モノマー添加重合法、エマルジョン添加重合法などいずれの重合法でも良い。
重合開始剤としては、たとえば、過酸化物、過硫酸塩、アゾ系化合物などを挙げることができる。重合開始剤の使用量は重合性単量体混合物に対して、０．０５〜１０重量％である。０．０５重量％未満では重合反応が遅すぎるので実用的でない。逆に１０重量％超では反応の制御が困難になる。
【００１１】
乳化剤としては、たとえば、非イオン性乳化剤、アニオン性乳化剤、共重合性乳化剤などを挙げることができる。これらの乳化剤は１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、必要に応じて連鎖移動剤、キレート化剤、酸素補足剤、消泡剤などを反応容器に添加して重合することができる。
これらの通気性バインダーの中では、気硬性物質、水分散性塗料用樹脂が好ましく、特に得られる水系塗装材の塗膜の表面硬度が高くなるという観点から気硬性物質が好ましい。
【００１２】
本発明の水系塗装材中に含まれる珪酸カルシウムの粉粒体の量は、通気性バインダー固形分１０重量部に対して１〜１００重量部であり、好ましくは１〜５０重量部であり、より好ましくは２〜４０重量部であり、さらに好ましくは３〜３０重量部であり、特に好ましくは５〜２５重量部である。珪酸カルシウムの粉粒体が１重量部未満である場合は満足な調湿効果が得られなくなり、珪酸カルシウムの粉粒体が１００重量部より多い場合には調湿性には優れるが、得られた塗膜や塗り壁材等が強度などの機械的性質に劣るものとなる。
【００１３】
本発明の水系塗装材は、通気性バインダーの硬化を促進する材料である無機混和材を通気性バインダー固形分１０重量部に対して５重量部以下含有することが好ましい。より好ましくは０．５〜３重量部含有することである。５重量部より多いと生成した塗膜の力学的物性が低下し、脆くなる傾向がある。
本発明において、無機混和材としては、例えば塩化カルシウム、塩化リチウム、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、塩化マグネシウム、塩化アンモニウム、塩化カリウム、酸化マグネシウム、塩化ナトリウム、硝酸カルシウム、その他アルカリ金属塩類が挙げられる。これらの１種または２種以上の混合物等が好ましく用いられる。これらの無機混和材により、得られる水系塗装材の塗膜の付着性や固化性能を向上させることができる。
【００１４】
本発明の水系塗装材は補強繊維材を含有することが好ましい。繊維補強材としては、例えば、浜すさ、マニラすさ、油すさ、硝石すさなどの麻すさ、わらすさ、紙すさ、毛すさ、ガラス繊維などの無機質繊維、アラミド、ポリエステル繊維、ビニロン、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル繊維などの合成高分子系繊維、セルロースファイバー、パルプ、カーボンファイバー、下げお、ひげこ、のれん、しゅろ毛、パームなどを用いることができる。水系塗装材に含まれる補強繊維材の量は、通気性バインダー固形分１０重量部に対して、５０重量部以下が好ましく、より好ましくは０．１〜３０重量部である。５０重量部を超える場合は、繊維がファイバーボールを形成するため、得られる塗膜の特性が低下することになり好ましくない。
【００１５】
また、本発明の水系塗装材は必要に応じて骨材を含有することができる。骨材を加えることにより、意匠性がより優れたものとなる。骨材としては、普通骨材、軽量骨材などが用いられる。普通骨材としては、例えば、玄武岩、石灰岩、砂岩、安山岩、花崗岩、大理石、凝灰岩、珪砂、雲母類、石英およびこれらの砂利、砕石が挙げられ、軽量骨材としては、例えば、珪砂、膨張頁岩、焼成フライアッシュ、シリカヒューム等が挙げられ、これら１種または２種以上の混合物等を好ましく使用することができる。
【００１６】
本発明の水系塗装材に使用する骨材としては、特に珪砂が好ましい。骨材の含有量は通気性バインダー固形分１０重量部に対して、８０重量部以下であることが好ましい。８０重量部を越えるとバインダーに対して骨材が多すぎるため塗膜強度が低下し脆くなってしまう。
また、本発明の水系塗装材には、必要に応じて、ケイソウ土、アルミナなどの充填剤、分散剤、増粘剤、消泡剤、凍結防止剤、軽量化剤、感熱ゲル化剤、混和材などを加えることができる。混和材としては、凝結遅延材および凝結促進剤、減水剤、ＡＥ剤、流動化剤から選ばれる少なくとも１種以上のものを添加することもでき、具体的には、海草のり、メチルセルロース、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、セメント混和材用ポリマーディスパージョンおよび再乳化型粉末樹脂などが挙げられる。
【００１７】
本発明の水系塗装材は、水を含有することが必要である。水系塗装材に含まれる水の量は、得られた水系塗装材を所望の厚みで壁材、石膏ボード、合板等に塗布する流動性が確保できることが必要であり、通気性バインダー固形分１０重量部に対して、通常５〜１００重量部、好ましくは１０〜５０重量部加えられる。５重量部未満では、塗布するための充分な流動性が得られず、１００重量部以上だと流動性が大きすぎ、塗布した際に液だれが生じ、安定した塗膜が得られない。
【００１８】
本発明の水系塗装材は、上記の通気性バインダー、珪酸カルシウムの粉粒体、無機混和材、補強繊維材および骨材などを、水の存在下で混合することで製造する。混合は、手でこねたり、ピンミキサー、モルタルミキサー、ベントナイトミキサーなどのミキサーで混ぜればよい。また、混合方法は、使用する材料を、予め水と混合してから加えてもよいし、材料をそのまま加えて、水の存在下で混合してもよい。用いる水の量は、水系塗装材に必要な水分量以下であれば限定されない。
【００１９】
また、通気性バインダーとして水分散性塗料用樹脂を使用する場合は、水分散性塗料に含まれる水を使用することができる。得られた混合物の水分量を調整し、本発明の水系塗装材とし、所定の壁材、石膏ボード、合板等に塗布して用いる。なお、本発明の水系塗装材は石膏ボードなどの基材面に塗布した後、乾燥して最終的な塗膜を形成させる。塗布の方法としては、ハケ塗り法、コテ塗り法、ロール塗り法、ヘラ塗り法、エアレススプレー法などが採用される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を実施例および比較例に基づいて、更に詳細に説明する。
なお、調湿度の測定は以下の方法で行った。
石膏ボード（１５０×１５０×１２．５ｍｍ）の１５０×１５０ｍｍの１面に塗装材を塗り、他の5面はエポキシ樹脂でシールしこれを供試体とする。この際の塗装材の塗布量は、３０００ｇ／ｍ²とする。この供試体を温度２５℃、相対湿度６０％の雰囲気に重量が一定になるまで保持し、その重量（Ｗ０）を測定する。その後、温度２５℃、相対湿度９０%の雰囲気に供試体を移し1週間保持して、１週間保持後の重量（Ｗ１）を測定する。調湿度は式（１）により算出した。
調湿度（ｇ／ｍ²）＝（Ｗ１−Ｗ０）／（０．１５×０．１５） ……（１）
【００２１】
【実施例１】
ドロマイトプラスター（村樫石灰工業（株）製）１０重量部、オートクレーブ養生軽量気泡コンクリート（旭化成（株）製ヘーベル登録商標）の粉粒体（平均粒径１５６μｍ）１０重量部、５号珪砂２０重量部と水２５重量部、無機混和材として塩化カルシウム（関東化学（株）製１級試薬）１重量部を混合した後、上述の石膏ボードの１５０×１５０ｍｍの面に塗布し、これを乾燥して水系塗装材の塗膜を形成した。
【００２２】
【実施例２】
消石灰（村樫石灰工業（株）製左官用消石灰）１０重量部、オートクレーブ養生軽量気泡コンクリート（旭化成（株）製ヘーベル登録商標）の粉粒体（平均粒径２８０μｍ）５重量部、５号珪砂５重量部、水１５重量部を混合した後、上述の石膏ボードの１５０×１５０ｍｍの面に塗布し、これを乾燥して水系塗装材の塗膜を形成した。
【００２３】
【実施例３】
普通ポルトランドセメント（太平洋セメント（株）製）１０重量部、オートクレーブ養生コンクリート（旭化成（株）製ヘーベル登録商標）の粉粒体（平均粒径１５６μｍ）２５重量部、６号珪砂１０重量部、水２５重量部を混合した後、上述の石膏ボードの１５０×１５０ｍｍの面にこれを塗布し、乾燥して水系塗装材の塗膜を形成した。
【００２４】
【実施例４】
アクリル−スチレン共重合体エマルジョン（エスケー化研（株）製レナコートを固形分濃度５０％にしたもの）２０重量部、オートクレーブ養生軽量気泡コンクリート（旭化成（株）製ヘーベル登録商標）の粉粒体（平均粒径８８μｍ）１０重量部、その他添加剤(増粘剤、分散剤、造膜助剤、消泡剤)１重量部を混合した後、上述の石膏ボードの１５０×１５０ｍｍの面にこれを塗布し、乾燥して水系塗装材の塗膜を形成した。
【００２５】
【比較例１】
アクリル−スチレン共重合体エマルジョン（エスケー化研（株）製レナコートを固形分濃度５０％にしたもの）を、上述の石膏ボードの１５０×１５０ｍｍの面に塗布し、乾燥して塗膜を形成した。
以上の実施例および比較例で形成した塗膜の調湿度の測定結果をまとめて表１に示した。
【００２６】
【表１】

【００２７】
この結果より、通気性バインダーとオートクレーブ養生軽量気泡コンクリートの粉粒体とを組み合わせて形成した水系塗装材の塗膜は、樹脂エマルジョンを単独で使用して形成した比較例の塗膜と比べて、調湿性が優れていることがわかる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、オートクレーブ養生軽量気泡コンクリート廃材も利用できることから、従来技術の珪藻土含有塗装材と同レベルの優れた調湿性を有している塗装材をより安価で提供することが可能である。

Claims

ドロマイトプラスター固形分１０重量部に対して、平均粒径８８μｍ〜２８０μｍのオートクレーブ養生軽量気泡コンクリートの粉粒体１〜１００重量部を含有してなる水系塗装材。