JP4886230B2

JP4886230B2 - 塗材組成物

Info

Publication number: JP4886230B2
Application number: JP2005209113A
Authority: JP
Inventors: 誠人矢内; 義和松岡; 昌宏内田
Original assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Current assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Priority date: 2005-07-19
Filing date: 2005-07-19
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2025-07-19
Also published as: JP2007023194A

Description

本発明は建築分野で使用する塗材、特に内外壁面へ意匠性を付与する用途として施工され、コンクリート、モルタル、ケイカル、合板、プラスターボード下地への密着性、耐久性を付与し、ホルムアルデヒド、トルエン、キシレン、パラジクロロベンゼン、エチルベンゼン、スチレンの揮発性有機化合物を使用しない環境に配慮した塗材組成物に関する。

近年、塗材分野においては、有機溶剤を溶媒とする溶剤型塗材から、水を溶媒とする塗材への転換が図られつつある。これは、塗装作業者や居住者の健康被害を低減するためや、大気環境汚染を低減する目的で行われているものである。厚塗タイプの建築・土木用塗材においても、水性化への動きが進んでおり、バインダーとして合成樹脂エマルジョンを用い、これに粒子径０．１〜２００μｍ程度の無機質粉粒体を充填剤として多量に配合した塗材が主流となってきている。このような背景の中、塗材用シンナー等の有機溶剤を使用せずに、塗材によって形成される化粧面の平坦化処理を行うことができる方法として、合成樹脂エマルジョンを固形分で１００重量部、撥水剤を固形分で１〜１００重量部、平均粒子径０．１〜２００μｍの無機質粉粒体を１００〜２０００重量部含有する塗材が開示されている（特許文献１参照）。
また、生産効率がよく、安価で、人や環境に優しい水系艶消しコーティング組成物と、艶消し風合いを要求される下地面、特に打ち放しコンクリート面や石材調仕上面及び改修時の磁器タイル面などに透明性、耐水性、防水性、耐候性に優れ、またカビや藻などによる汚染防止性に優れた処理面を付与することができる艶消しコーティング方法として、合成樹脂エマルジョン及び水溶性樹脂から選ばれる少なくとも１種と、水に天然ワックス及び合成ワックスから選ばれる少なくとも１種のワックスが分散しているワックス分散液とを含有する水系艶消しコーティング組成物が開示されている（特許文献２参照）。
特開２００４−２４９２６８号特開２００１−２８８４１５号

本発明の課題は，建築分野で使用する塗材，特に内外壁面へ意匠性を付与する用途として施工され，コンクリート，モルタル，ケイカル，合板，プラスターボード下地への密着性，耐久性を付与し，ホルムアルデヒド，トルエン，キシレン，パラジクロロベンゼン，エチルベンゼン，スチレン等の揮発性有機化合物を使用しない，環境に配慮した塗材組成物を提供することを目的とする。

上記課題の解決のため，請求項１記載の発明は，アクリル樹脂エマルジョン２５重量％と，増粘剤，消泡剤，分散剤，防腐剤，防カビ剤から成る添加剤１重量％と，重質炭酸カルシム５重量％と，平均粒径１５０μｍの珪砂５０重量％と，顔料４重量％と，ｎ−ヘプタンとイソへキサンの少なくとも一方から成る溶剤が０．５乃至１．０重量％と，水とから成る塗材組成物であり，従来品と比較して下地への密着性，耐久性，表面仕上がり性を有する塗材組成物を得る。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の塗材組成物は水系合成樹脂エマルジョンを主成分とし、ホルムアルデヒド、トルエン、キシレン、パラジクロロベンゼン、エチルベンゼン、スチレンの揮発性有機化合物を含まない有機溶媒を含み、好ましい溶媒としてｎ−ヘプタン、イソヘキサンのうち少なくとも１種類を配合している。さらに、充填剤、顔料、増粘剤、分散剤、防カビ剤、防藻剤を既調合とした塗材組成物であり、必要に応じて水、骨材を配合して使用する。
有機溶媒は溶剤型の塗材の溶剤としての溶媒でなく、本発明は水系塗材の成膜過程での調整剤として作用するもので、塗膜中に残留しないことが条件であり、種々の溶媒を実験した結果、良調整剤であるが、シックハウス、シックスクールの原因物質であるトルエンと同等の性能が得られる水系塗材の発明に至った。

塗材組成物中の樹脂固形分は１．０〜１５重量％が好ましく，１．０重量％より少ないと粘着性，塗布性等が低下するため好ましくない。また１５重量％を超えると粘度が低くなり添加剤，配合剤等の配合に制約が生じ好ましくない。

充填剤には、固形分の調整、粘度・塗布性の調整などのため水酸化アルミニウム、重質炭酸カルシウム、クレー、カオリン、タルク、沈降性硫酸バリウム、炭酸バリウム、珪砂、細珪砂等が使用できるが、中でも重質炭酸カルシウムは安価でコスト的負担を減らすことができ、白色であるために塗材の各種調色に好都合である。また、顔料には、酸化チタン、酸化亜鉛、カーボンブラック、酸化第二鉄（べんがら）、クロム酸鉛（モリブデードオレンジ）黄鉛、黄色酸化鉄等の無機系顔料等が使用できるが、中でも酸化チタンは下地の隠蔽性に優れ、白色であるため塗材の各種調色に好都合である。

充填剤の配合量は塗材組成物の固形分換算で５〜９０重量％が好ましい。５重量％未満では塗材組成物の粘度が低くなり施工に適さない、９０重量％を超えると塗材組成物の粘度が高くなり施工に適さなくなるため好ましくない。また、顔料の配合量は塗材組成物の固形分換算で２０重量％以下が好ましい。２０重量％を超えると塗材組成物の粘度が高くなり施工に適さなくなるため好ましくない。

添加剤には、増粘剤、成膜助剤、分散剤、防カビ剤、防藻剤から構成される。添加剤の配合量は塗材組成物中の固形分換算で２０重量％以下が好ましい。２０重量％を超えると塗膜の弾性、耐久性に劣るため好ましくない。

上記、塗材組成物中に配合する有機溶媒はホルムアルデヒド、トルエン、キシレン、パラジクロロベンゼン、エチルベンゼン、スチレン等の揮発性有機化合物を含まず、塗材組成物との相溶性、塗膜の乾燥性に優れて、さらに化学物質管理促進法（ＰＲＴＲ法）で規制されるような環境に有害な溶剤ではなく、臭気が少ない溶剤であるために好ましい。ｎ−ヘプタン、イソヘキサンが好適である。添加量は、塗材組成物の固形分換算で０．１〜１．０重量％が好ましい。０．１重量％未満では低温時に施工した場合塗膜に亀裂が生じる可能性が高くなり、１．０重量％を超えると塗材の乾燥性が速く、作業時間が短くなるため好ましくない。

塗材組成物中に骨材を配合する場合は、一般に塗材に配合されるものであれば何ら問題無く使用でき、具体的には、寒水石、珪砂、大理石、山砂、ガラス粉砕物、セラミック粉砕物等が使用できる。

骨材の配合量は塗材組成物の固形分換算で１０〜９０重量％が好ましい。１０重量％未満では塗材組成物の粘度が低くなり施工に適さない、９０重量％を超えると塗材組成物の粘度が高くなり施工に適さなくなるため好ましくない。さらに、骨材の粒径としては、０．０５〜５．０ｍｍのものが好ましい。０．０５ｍｍより小さいと乾燥時に塗膜表面にひび割れが発生しやすく、５．０ｍｍよりも大きくなると施工性が著しく低下するため好ましくない。

塗布方法としてコテ、ローラー、吹き付けガン等を使用して、塗布量０．５〜１．５ｋｇ／ｍ^２塗布し、下塗り層を形成する。適正粘度としては塗布作業の面から、３００〜７００Ｐａ・Ｓ／３０℃が好ましい。このような適正粘度にするため、下塗り層用の塗材組成物中に水を加えて調整することができる。

該下塗り層の乾燥後、仕上がり外観によっては、下塗り層と同一の塗材組成物、塗布方法によって、仕上がりに適正な塗布量、施工方法で上塗り層を形成することができる。適正粘度としては塗布作業の面から、１００〜９００Ｐａ・ｓ／３０℃が好ましい。このような適正粘度にするため、上塗り層用の塗材組成物中に水を加えて調整することができる。

上記、塗布方法では下塗り層を形成後、同一の塗材組成物を使用して上塗り層を形成する２工程であるが、上塗り層だけの１工程で仕上げることも可能である。

特有の風合いを持ち、意匠性に優れ、さらに、金属、ガラス、磁器タイル、コンクリート、サイディングボード、押出成形板、プラスチック等の各種素材の表面仕上げに使用することができる水系塗材組成物を得ることができた。

以下、実施例と比較例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。

実施例１〜５
下塗り材，上塗り材として表１に記載の塗材組成物を使用し，アクリル樹脂エマルジョンには，ＹＪ−１７０１Ｄ（ＢＡＳＦ社製，固形分５５％）を２５重量％，添加剤として，増粘剤，消泡剤，分散剤，防腐剤，防カビ剤を１．０重量％，充填剤には，重質炭酸カルシウム５．０重量％，骨材には，珪砂（平均粒径１５０μｍ）５０重量％，顔料には酸化チタン４．０重量％を配合し，さらに，溶剤として，ｎ−ヘプタンまたはイソへキサンを添加し，水を加えて全体が１００重量％となるように調整した。実施例１〜５について以下の評価試験を行い，その結果を表１に示す。

比較例１〜５
下塗り材，上塗り材として表１に記載の塗材組成物を使用し，アクリル樹脂エマルジョンには，ＹＪ−１７０１Ｄ（ＢＡＳＦ社製，固形分５５％）を２５重量％，添加剤として，増粘剤，消泡剤，分散剤，防腐剤，防カビ剤を１．０重量％，充填剤には，重質炭酸カルシウム５．０重量％，骨材には，珪砂（平均粒径１５０μｍ）５０重量％，顔料には酸化チタン４．０重量％を配合し，さらに，溶剤として，無，トルエン，メチルシクロヘキサン，ｎ−ヘプタンまたはイソへキサンを添加し，水を加えて全体が１００重量％となるように調整した。
比較例１〜５について以下の評価試験を行い，その結果を表１に示す。

試験方法
塗膜仕上がり性
下記乾燥試験（１３℃、２３℃）の乾燥後に割れ等の外観異常のないものを○、外観異常が生じたものを×とした。

低温割れ試験
２０ｍｍ厚の軽量モルタルを下地として、シーラーとして水系アクリル樹脂（ＪＳ−５００、アイカ工業製）を塗布して乾燥したのち、表１に記載の塗材組成物を約２ｋｇ／ｍ^２となるように平滑に塗布し、左官コテを使用して段差をつけた。この試験体を−５℃、無風条件で３日間養生させた。養生終了後、段差部分に割れが生じているかどうかを目視にて確認した。
評価方法は下記基準で評価した。
○：段差をつけた部分にひび割れが生じていない
×：段差をつけた部分にひび割れが生じている

乾燥試験（１３℃、２４時間）
２０ｍｍ厚の軽量モルタルを下地として、シーラーとして水系アクリル樹脂（ＪＳ−５００、アイカ工業製）を塗布して乾燥したのち、下塗り材として表１に記載の塗材組成物を１．０ｋｇ／ｍ^２コテ塗り仕上げして下塗り層を形成し、乾燥後、該下塗り層に表１に記載の塗材組成物を２．０ｋｇ／ｍ^２コテ塗り仕上げして塗装仕上した。この試験体を１３℃の恒温槽内で養生させた。２４時間後に円筒状の容器を塗膜に接着させ、容器内に水を張り、１２時間後の塗膜の状態を指で触って確認した。
評価方法は下記基準で評価した。
○：硬い塗膜を形成しており、指で触っても塗膜がずれない
×：触ると塗膜が軟化しており、表面の膜がずれる

乾燥試験（１３℃、３６時間）
２０ｍｍ厚の軽量モルタルを下地として、シーラーとして水系アクリル樹脂（ＪＳ−５００、アイカ工業製）を塗布して乾燥したのち、下塗り材として表１に記載の塗材組成物を１．０ｋｇ／ｍ^２コテ塗り仕上げして下塗り層を形成し、乾燥後、該下塗り層に表１に記載の塗材組成物を２．０ｋｇ／ｍ^２コテ塗り仕上げして塗装仕上した。この試験体を１３℃の恒温槽内で養生させた。３６時聞後に円筒状の容器を塗膜に接着させ、容器内に水を張り、１２時間後の塗膜の状態を指で触って確認した。
評価方法は下記基準で評価した。
○：硬い塗膜を形成しており、指で触っても塗膜がずれない
×：触ると塗膜が軟化しており、表面の膜がずれる

乾燥試験（２３℃、１２時間）
２０ｍｍ厚の軽量モルタルを下地として、シーラーとして水系アクリル樹脂（ＪＳ−５００アイカ工業製）を塗布して乾燥したのち、下塗り材として表１に記載の塗材組成物を１．０ｋｇ／ｍ^２コテ塗り仕上げして下塗り層を形成し、乾燥後、該下塗り層に表１に記載の塗材組成物を２．０ｋｇ／ｍ^２コテ塗り仕上げして塗装仕上した。この試験体を２３℃の恒温槽内で養生させた。１２時間後に円筒状の容器を塗膜に接着させ、容器内に水を張り、１２時間後の塗膜の状態を指で触って確認した。
評価方法は下記基準で評価した。
○：硬い塗膜を形成しており、指で触っても塗膜がずれない
×：触ると塗膜が軟化しており、表面の膜がずれる

臭気試験
溶媒以外の臭気が存在し、構成が異なれば、異なるため、参考試験である。
三点比較式臭い袋法に操作を準じるが、希釈空気を無溶媒時の空気を使用し、溶媒以外の臭いをアンケートにより、除外し、新規の臭いの評価とした。５０ｍ^３の部屋で８ｍ^２塗装仕上げを行う際に臭気を確認した。なおサンプリングは塗布後１時間で行い。作業前に外気を導入した。臭気は○、△、×の３段階で評価した。
○：臭気なし（溶媒の臭い感じることができない）
△：臭気有り（溶媒の臭い特定できる）
×：不快臭気有り

実施例１〜６では、トルエンを含まず、低温の割れ、初期乾燥性においても比較例１のトルエンと同等の性能を示した。比較例３、４は乾燥後塗膜表面に細かい亀甲状のひび割れが生じ、仕上がり不良となった。比較例２溶媒無使用では低温割れ試験で塗膜表面に割れが発生していた。

従来微少夾雑物として、トルエン等が混入し、意図しない良調整剤となっていた。室内汚染物質の点、不使用を前提で、水系塗材の高意匠、高性能化には必要な発明である。

Claims

アクリル樹脂エマルジョン２５重量％と，増粘剤，消泡剤，分散剤，防腐剤，防カビ剤から成る添加剤１重量％と，重質炭酸カルシム５重量％と，平均粒径１５０μｍの珪砂５０重量％と，顔料４重量％と，ｎ−ヘプタンとイソへキサンの少なくとも一方から成る溶剤が０．５乃至１．０重量％と，水とから成る塗材組成物。