JP5266100B2 - Colored substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば建築材等に適用される着色基材に関する。 The present invention relates to a colored substrate applied to, for example, a building material.
従来、表面に着色が施された無機質板等の着色基材は、瓦材、壁材等の建材として広く使用されている。例えば近年、住宅のプレハブ化及び低コスト化に伴い、施工性及び製造コスト面の有利さから、従来の日本瓦や西洋瓦に代わってセメント瓦の使用が急増しており、今後ますます需要が伸びるものと予想される。 Conventionally, a colored base material such as an inorganic board having a colored surface is widely used as a building material such as a tile material or a wall material. For example, in recent years, with the prefabrication and cost reduction of houses, the use of cement tiles has increased rapidly in place of conventional Japanese roof tiles and Western roof tiles due to the advantages of workability and manufacturing costs. Expected to grow.
このような着色基材の製造時には、一般的には、セメント、補強繊維、骨材等を混合し、水を添加し、混合、攪拌して得られるセメント系成形材料を所定形状の型内に入れ、加圧脱水成形して基材に成形し、この基材を養生する。基材への着色法としては硬化した基材1の表面に高分子材料からなる着色塗料を塗布する方法が挙げられる。また、養生前の基材にシーラー及び着色塗料として溶剤型塗料又は水系塗料を塗装することで、養生時におけるエフロレッセンス及び変色を防止し且つ耐久性を付与することもある。
When producing such a colored base material, generally, a cement-based molding material obtained by mixing cement, reinforcing fibers, aggregates, etc., adding water, mixing, and stirring is placed in a mold having a predetermined shape. It is put into a base material by pressure dehydration molding, and this base material is cured. Examples of the coloring method for the base material include a method of applying a colored paint made of a polymer material to the surface of the cured
このような着色基材には、紫外線の影響により経時的に褪色現象が生じてしまい、特に建材として用いる場合の外観の悪化を引き起こすことがある。そこで、着色基材の耐候性向上のため、有機無機複合樹脂が結合剤となっている有機無機複合クリア層を設けることが提案されている(特許文献1参照)。 In such a colored base material, a fading phenomenon occurs over time due to the influence of ultraviolet rays, which may cause deterioration of the appearance particularly when used as a building material. Then, in order to improve the weather resistance of the colored substrate, it has been proposed to provide an organic-inorganic composite clear layer in which an organic-inorganic composite resin is a binder (see Patent Document 1).
しかし、このような有機無機複合クリア層を設ける場合でも、着色基材に紫外線、熱及び水による負荷を長期間かけると着色基材に経時的に褪色等の劣化が生じてしまうため、着色基材の耐候性の更なる向上が求められている。 However, even when such an organic / inorganic composite clear layer is provided, if the colored substrate is exposed to ultraviolet rays, heat and water for a long period of time, the colored substrate will deteriorate over time. There is a need for further improvement in the weather resistance of the material.
そこで、例えば有機無機複合クリア層にベンゾトリアゾール系やベンゾフェノン系等の有機系の紫外線吸収剤を含有させることが考えられるが、この場合でも着色基材を屋外に曝露した場合、有機無機複合クリア層の紫外線カット機能が経時的に低下してしまい、着色基材に劣化が生じてしまう。すなわち、有機無機複合クリア層中では紫外線吸収剤は長期間その機能を維持することができないものであった。 Therefore, for example, it is conceivable that the organic / inorganic composite clear layer contains an organic ultraviolet absorber such as benzotriazole or benzophenone, but even in this case, when the colored substrate is exposed outdoors, the organic / inorganic composite clear layer The ultraviolet ray cutting function of the colorant deteriorates with time, and the colored base material deteriorates. That is, in the organic-inorganic composite clear layer, the ultraviolet absorber cannot maintain its function for a long time.
また、着色基材に顔料を含有する塗膜を設けることで紫外線のカットを図ることも考えられるが、顔料によって可視光の透過も阻害されて、着色基材に着色により形成される意匠模様を隠蔽してしまうという問題がある。 In addition, it is conceivable to cut ultraviolet rays by providing a coating film containing a pigment on the colored base material, but the visible light transmission is also inhibited by the pigment, and the design pattern formed by coloring the colored base material There is a problem of concealing.
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、耐候性、耐温水性、塗膜硬度等に優れ、長期耐久性能に優れ、しかも着色された基材の視認性を阻害しない着色基材を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and is a colored substrate that is excellent in weather resistance, warm water resistance, coating film hardness, etc., excellent in long-term durability performance, and does not impair the visibility of a colored substrate. The purpose is to provide.
本発明に係る着色基材Aは、少なくとも一面が着色された基材1の前記着色された面に、アクリル樹脂系クリア層2と、有機無機複合クリア層3とが、この順に積層されている。前記アクリル樹脂系クリア層2を形成するためのクリア塗料が、光安定剤が樹脂骨格中に組み込まれたアクリル樹脂塗料である。前記有機無機複合クリア層3が紫外線吸収剤を含有すると共に、波長350nmの光の透過率が10%以下、波長550nmの光の透過率が70%以上である。
In the colored substrate A according to the present invention, the acrylic resin-based
この着色基材Aは、基材1の着色された面に光安定剤を含有するアクリル樹脂系クリア層2が積層していると共に、更にその上に耐候性が高く、耐温水性、塗膜硬度等に優れ、且つ紫外線透過性の低い有機無機複合クリア層3が積層している。しかもアクリル樹脂系クリア層2中の光安定剤は樹脂骨格中に組み込まれていることで、オートクレーブ養生時や屋外曝露時におけるアクリル樹脂系クリア層2からの光安定剤の溶出が抑制されている。このため着色基材Aは非常に優れた耐候性を有し、屋外に曝露された場合でも紫外線、熱、水等の影響による褪色現象等の劣化が長期間に亘って抑制される。更に、有機無機複合クリア層3は可視光透過性が高いため、基材1の着色された面の外部からの視認性が阻害されることを抑制することができる。
This colored substrate A has an acrylic resin-based
本発明においては、上記紫外線吸収剤が黄色酸化鉄であり、上記基材1が、マンセル表色系における彩度が1以上、色相が10YR〜10GYに着色されていることが好ましい。
In this invention, it is preferable that the said ultraviolet absorber is yellow iron oxide, and the said
この場合、黄色酸化鉄を含有する有機無機複合クリア層3の波長350nmの光の透過率を10%以下、波長550nmの光の透過率を70%以上に調整することが容易であり、しかもこの黄色酸化鉄は安定性が高いと共に有機無機複合クリア層3から溶出しにくいために、有機無機複合クリア層3の光透過特性を長期間に亘って維持することができる。更に、基材1に着色によるグラデーション模様等の微妙な色変化を有する意匠模様が形成されている場合でも、この意匠模様の視認性が有機無機複合クリア層3によって阻害されることを抑制することができる。
In this case, it is easy to adjust the transmittance of light having a wavelength of 350 nm of the organic-inorganic composite
本発明においては、上記有機無機複合クリア層3が青色顔料及び赤色顔料を含有することで調色されていることも好ましい。
In the present invention, it is also preferable that the organic-inorganic composite
この場合、有機無機複合クリア層3の色を微調整して、意匠模様の視認性が有機無機複合クリア層3によって阻害されることを更に抑制することができる。
In this case, the color of the organic-inorganic composite
以上のことから、本発明によれば、耐候性、耐温水性、塗膜硬度等に優れ、長期耐久性能に優れ、しかも着色された基材1の視認性を阻害することがない着色基材Aを得ることができる。
From the above, according to the present invention, a colored substrate that is excellent in weather resistance, warm water resistance, coating film hardness, etc., excellent in long-term durability performance, and does not hinder the visibility of the
以下、本発明を実施するための形態を、図1を参照して説明する。 Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated with reference to FIG.
基材1としては、特に制限されないが、例えば、セメント、補強繊維、骨材等を混合し、水を添加し、混合、攪拌して得られる混練物を所定形状の型内に入れ、加圧脱水成形し、一次養生した未養生セメント板(未硬化の基材1)を養生硬化して得られる硬化セメント板を挙げることができる。
Although it does not restrict | limit especially as the
この基材1の少なくとも一面に着色を施す。基材1の着色の手法は特に制限されないが、例えば基材1の表面に着色塗料を塗布成膜することで着色層4を形成することができる。
At least one surface of the
着色塗料としては、例えば着色剤を含有するアクリルエマルション樹脂塗料を使用することができる。アクリルエマルション樹脂塗料は、アクリルエマルション樹脂やシリル基含有アクリルエマルション樹脂等のマトリックス樹脂と前記着色剤とを含有し、また必要に応じて有機溶媒、充填剤、染料、硬化促進剤、増粘剤、顔料分散剤等の各種添加剤を含有する。 As the colored paint, for example, an acrylic emulsion resin paint containing a colorant can be used. The acrylic emulsion resin coating contains a matrix resin such as an acrylic emulsion resin or a silyl group-containing acrylic emulsion resin and the colorant, and an organic solvent, a filler, a dye, a curing accelerator, a thickener, if necessary. Contains various additives such as pigment dispersants.
着色剤としては、一般の無機質顔料を代表的なものとして挙げることができるが、色によっては、耐アルカリ性及び耐候性を有する有機顔料を用いても良い。例えば黒色顔料としてはカーボンブラック、酸化鉄等が挙げられ、赤色顔料としては弁柄等が挙げられ、緑色顔料としては酸化クロム等が挙げられ、青色顔料としてはフタロシアニンブルー等が挙げられ、白色顔料としては二酸化チタン等が挙げられる。着色塗料中の着色剤の含有量は、0.1〜15質量%の範囲が好ましい。 As the colorant, typical inorganic pigments can be mentioned as typical ones, but depending on the color, organic pigments having alkali resistance and weather resistance may be used. Examples of black pigments include carbon black and iron oxide, red pigments include petals, green pigments include chromium oxide, blue pigments include phthalocyanine blue, and white pigments. Examples thereof include titanium dioxide. The content of the colorant in the colored paint is preferably in the range of 0.1 to 15% by mass.
基材1は着色層4によって、着色塗料中の着色剤の種類、配合量等の組成や着色層4の厚みなどに応じた適宜の色に着色されるが、後述するように有機無機複合クリア層3に紫外線吸収剤として黄色酸化鉄を含有させる場合には、基材1は黄色系の色に着色されることが好ましく、特にマンセル表色系における彩度が1以上、色相が10YR〜10GYの色に着色されることが好ましい。
The
着色層4の形成にあたっては、例えば未硬化の基材1に着色塗料を刷毛、スプレー、ロールコーター、フローコーター、シャワーコーター、ディッピング等の適宜の手法により塗布した後、乾燥し、次いで未硬化の基材1を蒸気養生することができる。この場合、未硬化の基材1が養生硬化して基材1が形成されると共に、この基材1に着色層4が積層して形成される。
In forming the
この着色された基材1における着色された面に、アクリル樹脂系クリア層2と、有機無機複合クリア層3とが、この順に積層される。
The acrylic resin-based
アクリル樹脂系クリア層2を形成するための塗料(以下、下塗り塗料という)として、アクリルエマルション塗料を使用することができる。また、この下塗り塗料としては、光安定剤が樹脂骨格中に組み込まれた塗料が使用される。このような光安定剤が樹脂骨格中に組み込まれた塗料としては、一般的なハルス重合タイプのアクリル系樹脂塗料が挙げられ、例えば日本触媒株式会社から販売されているハルスハイブリッド(登録商標)などが挙げられる。ハルス重合タイプのアクリル系樹脂としては、例えばメチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルメタクリレート等の一種又は複数種のアクリルモノマーと、重合性不飽和基を有する光安定剤(光安定性基を有する重合性モノマー;例えば4−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン等のピペリジン系重合性単量体)とが共重合した構造を有するものが挙げられる。 An acrylic emulsion paint can be used as a paint for forming the acrylic resin-based clear layer 2 (hereinafter referred to as an undercoat paint). Further, as the undercoat paint, a paint in which a light stabilizer is incorporated in the resin skeleton is used. Examples of the paint in which such a light stabilizer is incorporated in the resin skeleton include a general Hals polymerization type acrylic resin paint, such as Hals Hybrid (registered trademark) sold by Nippon Shokubai Co., Ltd. Is mentioned. Hals polymerization type acrylic resins include, for example, one or more acrylic monomers such as methyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, and cyclohexyl methacrylate, and a light stabilizer having a polymerizable unsaturated group (light stability). Examples thereof include those having a structure in which a polymerizable monomer having a group; for example, a piperidine-based polymerizable monomer such as 4- (meth) acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine) is copolymerized.
この下塗り塗料を、刷毛、スプレー、ロールコーター、フローコーター、シャワーコーター、ディッピング等の通常の塗装方法に従って基材1の着色された面に重ねて塗装し、通常の焼付方法に従って焼付けることで、アクリル樹脂系クリア層2を形成することができる。アクリル樹脂系クリア層2の塗膜量は適宜設定されるが、着色基材Aの耐候性を十分に向上するためには、100〜150g/m2の範囲であることが好ましい。
By applying this undercoat paint on the colored surface of the
アクリル樹脂系クリア層2を形成した後、有機無機複合クリア層3を形成する前に、アクリル樹脂系クリア層2が設けられた基材1をオートクレーブ養生することが好ましい。オートクレーブ養生の条件は例えば160℃以上、5時間以上とすることができる。このようなオートクレーブ養生をおこなうことで、着色された基材1にエフロレッセンスが発生することを防止しながら、この基材1の強度及び耐久性を確保することができ、更に前記のとおりエフロレッセンスを防止することで、有機無機複合クリア層3を形成した際のこの有機無機複合クリア層3の密着耐久性を向上することができる。また、このようなオートクレーブ養生ではアクリル樹脂系クリア層2は高温高圧高アルカリの雰囲気に曝されるが、アクリル樹脂系クリア層2中の光安定剤は樹脂骨格中に組み込まれているため、アクリル樹脂系クリア層2からの光安定剤の溶出が抑制される。
After the acrylic resin-based
また、有機無機複合クリア層3としては、紫外線吸収剤を含有すると共に、波長350nmの光の透過率が10%以下、波長550nmの光の透過率が70%以上のものが形成される。この有機無機複合クリア層3を形成するための塗料(以下、上塗り塗料という)としては、有機無機複合樹脂(A)及び紫外線吸収剤を含有するエマルション塗料を使用することができる。
The organic / inorganic composite
有機無機複合樹脂(A)の一例としては、オルガノアルコキシノシラン(a)及びその加水分解縮合物(部分加水分解縮合物を含む)のうち少なくともいずれかと、加水分解性シリル基、又は水酸基と結合したケイ素原子を有するシリル基を有するシリル基含有ビニル系樹脂(b)との加水分解縮合反応物を、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、モノエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、モルホリン等の中和剤で中和して得られる樹脂が挙げられる。 As an example of the organic-inorganic composite resin (A), at least one of organoalkoxysilane (a) and its hydrolysis condensate (including a partial hydrolysis condensate) is bonded to a hydrolyzable silyl group or a hydroxyl group. A hydrolysis condensation reaction product with a silyl group-containing vinyl resin (b) having a silyl group having a silicon atom is converted into triethylamine, triethanolamine, dimethylethanolamine, monoethanolamine, N-methyldiethanolamine, N, N-dimethyl. Examples thereof include resins obtained by neutralization with a neutralizing agent such as ethanolamine or morpholine.
オルガノアルコキシノシラン(a)としては、例えば一般式R1 nSi(OR2)4-n(式中、R1は炭素数1〜8の有機基、R2は炭素数1〜5のアルキル基、nは1又は2)で示される化合物が挙げられる。 Examples of the organoalkoxysilane (a) include a general formula R 1 n Si (OR 2 ) 4-n (wherein R 1 is an organic group having 1 to 8 carbon atoms, and R 2 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms). , N is a compound represented by 1 or 2).
シリル基含有ビニル系樹脂(b)は、ビニル系樹脂の末端あるいは側鎖に加水分解性シリル基、又は水酸基と結合したケイ素原子を有するシリル基を樹脂1分子中に少なくとも1個、好ましくは2個以上有し、好ましくは酸価が20〜150mgKOH/g、分子量が例えば約1000〜50000である。 The silyl group-containing vinyl resin (b) is a hydrolyzable silyl group at the terminal or side chain of the vinyl resin, or at least one silyl group having a silicon atom bonded to a hydroxyl group, preferably 2 The acid value is preferably 20 to 150 mgKOH / g, and the molecular weight is, for example, about 1000 to 50000.
このシリル基含有ビニル系樹脂(b)は、例えば、一般式(X)P(R3)(3-P)Si―H(Xはアルコキシ基、アシロキシ基、ハロゲン基、ケトキシメート基、メルカプト基、アルケニルオキシ基、フェノキシ基等の加水分解性基又は水酸基、R3は水素又は炭素数1〜10のアルキル基、アリール基、アラルキル基等の1価の炭化水素基、Pは1〜3の整数)で示されるヒドロシラン化合物と、炭素−炭素二重結合を有するビニル系樹脂とを常法に従って反応させることにより製造される。ヒドロシラン化合物としては、例えば、メチルジクロロヒドロシラン、メチルジエトキシヒドロシラン、メチルジアセトキシヒドロシラン等が代表的なものとして挙げられる。また炭素−炭素二重結合を有するビニル系樹脂としては、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、フマル酸等のカルボン酸又は無水マレイン酸等の酸無水物を必須モノマー単位として含有し、更に(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(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、シクロヘキシル(メタ)アクリル酸等の(メタ)アクリル酸エステル、アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等からなる群から選ばれるビニル系モノマーをコモノマー単位として含有する共重合体が挙げられる。シリル基含有ビニル系樹脂(b)を製造する際のヒドロシラン化合物の使用量は、ビニル系樹脂中に含まれる炭素−炭素二重結合の数に対して0.5〜2倍となるモル量が適当である。シリル基含有ビニル系樹脂(b)の具体例としては、例えば、市販品である鐘淵化学工業社製のカネカゼムラツク等が挙げられる。 This silyl group-containing vinyl-based resin (b) has, for example, the general formula (X) P (R 3 ) (3-P) Si—H (where X is an alkoxy group, an acyloxy group, a halogen group, a ketoximate group, a mercapto group, Hydrolyzable group or hydroxyl group such as alkenyloxy group and phenoxy group, R 3 is hydrogen or monovalent hydrocarbon group such as alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, aryl group or aralkyl group, P is an integer of 1 to 3 ) And a vinyl resin having a carbon-carbon double bond are reacted according to a conventional method. Typical examples of the hydrosilane compound include methyldichlorohydrosilane, methyldiethoxyhydrosilane, methyldiacetoxyhydrosilane, and the like. The vinyl resin having a carbon-carbon double bond contains, as an essential monomer unit, a carboxylic acid such as (meth) acrylic acid, itaconic acid or fumaric acid, or an acid anhydride such as maleic anhydride. ) Methyl acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid 2-ethylhexyl, cyclohexyl (meth) acrylic acid and other (meth) acrylic acid esters, acrylonitrile, styrene, α-methyl Examples thereof include a copolymer containing a vinyl monomer selected from the group consisting of styrene, vinyl acetate, vinyl propionate and the like as a comonomer unit. The amount of the hydrosilane compound used in producing the silyl group-containing vinyl resin (b) is such that the molar amount is 0.5 to 2 times the number of carbon-carbon double bonds contained in the vinyl resin. Is appropriate. Specific examples of the silyl group-containing vinyl-based resin (b) include Kanekaze Murak manufactured by Kaneka Chemical Industry Co., Ltd., which is a commercially available product.
このような(A)成分を含有することで、有機無機複合クリア層3には高い耐候性が付与される。また、上塗り塗料に更に硬化剤としてアミノ基を有する加水分解縮合反応可能なアルコキシシラン(B)と、この(B)成分のアミノ基との反応性を有するエポキシ基を分子内に有する化合物(C)とを含有させることで、有機無機複合クリア層3の耐候性を更に向上することもできる。
By including such component (A), high weather resistance is imparted to the organic-inorganic composite
(B)成分としては、例えば、一般式(R6−NH−R5−)nSi(OR4)4-n(R4は炭素数1〜5のアルキル基、R5は炭素数1〜5のアルキレン基、R6は水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数5〜8のシクロアルキル基、炭素数6〜8のアリール基、又は置換若しくは未置換のアミノ基、nは1又は2)で示される化合物が挙げられ、具体例としてはγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−シクロへキシルーγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−シクロヘキシル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシランが挙げられる。 As the component (B), for example, the general formula (R 6 —NH—R 5 —) n Si (OR 4 ) 4-n (R 4 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 5 is 1 to 5 carbon atoms) 5 alkylene group, R 6 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted amino group, n is 1 or 2), and specific examples include γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N -(Β-aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, N-cyclohexyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-silane Examples include rohexyl-γ-aminopropyltriethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) -aminopropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) -aminopropylmethyldimethoxysilane, and γ-anilinopropyltrimethoxysilane. It is done.
(C)成分としては、エポキシ基含有アルコキシシラン、アルキルグリシジルエーテル及びエステル、シクロエポキシ化合物、ビスフェノールAF系の低分子量エポキシ樹脂、あるいはこれらの乳化物等が挙げられ、具体例としてはγ−グリシドキシプロピルトリメキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリイソプロペニルオキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリイミノオキシシラン、β―(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリイソプロペニルオキシシランとグリシドールとの付加物、ブチルグリシジルエーテル、ポリオキシエチレングリシジルエーテル、カージュラーE(シェル社製商品名)、ブチルフェニルグリシジルエーテル、エピコート815、828、834(油化シェルエポキシ社製商品名)等およびこれら乳化物が代表的なものとして挙げられる。 Examples of the component (C) include epoxy group-containing alkoxysilanes, alkyl glycidyl ethers and esters, cycloepoxy compounds, bisphenol AF low molecular weight epoxy resins, and emulsions thereof. Specific examples include γ-glycids. Xylpropyltrimexisilane, gamma-glycidoxypropyltriethoxysilane, gamma-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, gamma-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, gamma-glycidoxypropyltriisopropenyloxysilane, gamma -Glycidoxypropyltriiminooxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethylmethyldimethoxysilane, γ-isocyanatopropyltriisopropenyloxysilane and glycidol adduct, butyl glycidyl ether, poly Representative examples include reoxyethylene glycidyl ether, Cardura E (trade name, manufactured by Shell), butylphenyl glycidyl ether, Epicoat 815, 828, 834 (trade name, manufactured by Yuka Shell Epoxy), and the like. .
紫外線吸収剤は、有機無機複合クリア層3の光の透過率を調整するために使用される。上塗り塗料中の紫外線吸収剤の種類及び含有量は、有機無機複合クリア層3の波長350nmの光の透過率が10%以下、波長550nmの光の透過率が70%以上となるように適宜設定されるが、紫外線吸収剤の含有量は、有機無機複合クリア層3中に1〜5質量%の範囲で含有されるように調整することが好ましい。
The ultraviolet absorber is used to adjust the light transmittance of the organic-inorganic composite
この紫外線吸収剤としては、特に黄色酸化鉄を使用することが好ましい。黄色酸化鉄は例えば粒子状の形態で有機無機複合クリア層3中に含有される。この黄色酸化鉄は波長350nm以下の紫外線の吸収率が高く、且つ可視光の吸収率が低いため、このような黄色酸化鉄を有機無機複合クリア層3に含有させると共にその含有量や有機無機複合クリア層3の厚み等を適宜調整することで、有機無機複合クリア層3の波長350nm以下の光の透過率を10%以下、波長550nmの光の透過率を70%に調整することが容易になる。しかも黄色酸化鉄は安定性が高く、紫外線吸収性を長期間に亘って維持することができ、且つ有機無機複合クリア層3から溶出しにくいという利点も併せ持つ。上塗り塗料中の黄色酸化鉄の配合量は、この黄色酸化鉄が有機無機複合クリア層3中に1〜3質量%の範囲で含有されるように調整することが好ましく、この範囲において前記有機無機複合クリア層3の所定の光の透過率を達成することが可能となる。
As this ultraviolet absorber, it is particularly preferable to use yellow iron oxide. Yellow iron oxide is contained in the organic-inorganic composite
参考までに、紫外線吸収剤として酸化セリウム粒子、酸化亜鉛粒子、酸化チタン粒子、黄色酸化鉄粒子をそれぞれ含有する有機無機複合クリア層3の単独膜についての、光透過性の測定結果を図2に示す。有機無機複合クリア層3中の無機粒子の含有量は1〜5質量%の範囲であり、有機無機複合クリア層3の厚みは12μmである。図中のaは黄色酸化鉄粒子を使用する場合、bは酸化亜鉛粒子を使用する場合、cは酸化セリウム粒子を使用する場合、dは酸化チタン粒子を使用する場合の結果である。
For reference, FIG. 2 shows the measurement results of light transmittance for a single film of the organic-inorganic composite
また、この有機無機複合クリア層3につき、紫外線吸収剤として各種の無機粒子を使用した場合の、促進耐候性試験器による耐候性の試験結果を、図3に示す。図3のグラフの横軸は試験時間、縦軸は光沢保持率を示す。図中の◇は紫外線吸収剤を使用しない場合、+は黄色酸化鉄粒子を使用する場合、△は赤色酸化鉄粒子を使用する場合、□は酸化亜鉛粒子を使用する場合、●は酸化セリウム粒子を使用する場合、◆は酸化チタン粒子を使用する場合の結果である。
Moreover, about this organic inorganic composite
これらの結果に示されるように、例えば酸化セリウムを使用した場合は波長300nmまでの紫外線の吸収率は高いものの、波長350nmになると吸収率が低下しはじめる。また酸化チタンを使用した場合は波長330nmまでの紫外線の吸収率は高いものの、波長350nmになると吸収率が低下しはじめ、また、光に対する活性が高いため有機無機複合クリア層3中の樹脂に悪影響を及ぼすおそれもある。また酸化亜鉛を使用した場合には、酸化亜鉛は水に溶けやすく、有機無機複合クリア層3から酸化亜鉛が流出してしまって耐候性が低下するおそれがある。これに対して、紫外線吸収剤として黄色酸化鉄粒子を使用する場合には有機無機複合クリア層3は紫外線領域の広い範囲において光透過性が抑制されると共に、波長550nm以上では高い光透過性を発揮し、しかも有機無機複合クリア層3は高い耐候性を発揮するものである。
As shown in these results, for example, when cerium oxide is used, the absorption rate of ultraviolet rays up to a wavelength of 300 nm is high, but the absorption rate starts to decrease at a wavelength of 350 nm. When titanium oxide is used, the absorption rate of ultraviolet rays up to a wavelength of 330 nm is high. However, the absorption rate starts to decrease at a wavelength of 350 nm, and the activity in light is high, so the resin in the organic-inorganic composite
この有機無機複合クリア層3は可視光透過性が高いため、着色された基材1の色の外部からの視認性が、有機無機複合クリア層3によって阻害されることを抑制することができる。また、紫外線吸収剤として黄色酸化鉄を使用する場合、有機無機複合クリア層3は黄色がかった色になるため、基材1に着色によるグラデーション模様等の微妙な色変化を有する意匠模様が形成されている場合には、有機無機複合クリア層3によって基材1の意匠模様がはっきりと視認できなくなる場合があるが、本実施形態のように基材1が黄色系の色、特にマンセル表色系における彩度が1以上、色相が10YR〜10GYの色に着色される場合には、このような範囲で基材1に微妙な色変化を有する意匠模様が形成されていても、意匠模様の視認性が阻害されないようにすることができる。
Since the organic-inorganic composite
また、有機無機複合クリア層3中に顔料を含有させることにより有機無機複合クリア層3を調色することで、着色された基材1の微妙な色変化を有する意匠模様の視認性が阻害されることを抑制することもできる。顔料としては、例えば上記着色塗料に使用されるような適宜の顔料が挙げられる。顔料による有機無機複合クリア層3の調色は、着色された基材1の意匠模様を阻害されないように適宜おこなうことができ、また基材1が黄色系の色に着色されている場合でなくてもおこなうことができる。顔料による調色の特に好ましい一例として、本実施形態のように基材1を黄色系の色に着色すると共に紫外線吸収剤として黄色酸化鉄を使用する場合において、有機無機複合クリア層3中に青色顔料及び赤色顔料を含有させることにより有機無機複合クリア層3を調色することで有機無機複合クリア層3の色を微調整することが挙げられる。これにより意匠模様の視認性の阻害を更に抑制することができる。上塗り塗料中の顔料の配合量は、この顔料の総量が有機無機複合クリア層3中で0.5質量%以下となるように調整することが好ましく、この範囲において有機無機複合クリア層3にくすみが生じることを抑制しつつ、この有機無機複合クリア層3を調色することが可能となる。
Moreover, the visibility of the design pattern which has the subtle color change of the
また、上塗り塗料は更に必要に応じて、水、有機溶媒及び充填剤、硬化促進剤、増粘剤等の各種添加剤を含有してもよい。 Further, the top coating material may further contain various additives such as water, an organic solvent and a filler, a curing accelerator, and a thickener as necessary.
この上塗り塗料を、刷毛、スプレー、ロールコーター、フローコーター、シャワーコーター、ディッピング等の通常の塗装方法に従ってアクリル樹脂系クリア層2に重ねて塗装し、通常の焼付方法に従って、例えば300℃以下の温度で焼付けることで、有機無機複合クリア層3を形成することができる。有機無機複合クリア層3の塗膜量は適宜設定されるが、有機無機複合クリア層3の波長350nmの光の透過率を10%以下、波長550nmの光の透過率を70%以上とするためには、坪量100〜150g/m2の範囲、或いは平均膜厚20μm程度であることが好ましい。
This top coat is applied over the acrylic resin-based
以上のような構成を有する着色基材Aは、基材1の着色された面に光安定剤を含有するアクリル樹脂系クリア層2が積層していると共に、更にその上に耐候性が高く、耐温水性、塗膜硬度等に優れ、且つ紫外線透過性の低い有機無機複合クリア層3が積層している。しかもアクリル樹脂系クリア層2中の光安定剤は樹脂骨格中に組み込まれていることで、オートクレーブ養生時や屋外曝露時におけるアクリル樹脂系クリア層2からの光安定剤の溶出が抑制されている。このため着色基材Aは非常に優れた耐候性を有し、屋外に曝露された場合でも紫外線、熱、水等の影響による褪色現象等の劣化が長期間に亘って抑制される。更に、有機無機複合クリア層3は可視光透過性が高いため、基材1の着色された面の外部からの視認性が阻害されることを抑制することができる。
The colored base material A having the above-described structure has an acrylic resin-based
以下、本発明の具体的な実施例を提示することにより、本発明を更に詳述する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by presenting specific examples of the present invention.
[アクリル樹脂系クリア層の形成及び評価]
まず、基材1に各種組成のアクリル樹脂系クリア層2を形成して、その特性を評価した。
[Formation and Evaluation of Acrylic Resin Clear Layer]
First, an acrylic resin-based
(製造例1〜7)
セメント系成形材料を成形して未硬化の基材1を作製し、その上面に着色塗料を塗布した後、養生硬化することで、基材1を硬化すると共に着色層4を形成した。このとき各実施例及び比較例それぞれにつき着色塗料中の顔料組成を変更することで、基材1が表1に示す色相及び彩度に着色されるようにした。
(Production Examples 1-7)
An
この基材1の着色された面に重ねて、下塗り塗料を塗布し、焼き付け硬化することにより、アクリル樹脂系クリア層2を形成した。下塗り塗料としては、表1に示すモノマー成分を重合して得られるアクリル樹脂を含有するエマルション塗料を用いた。表1中のモノマー成分のうち、MMAはメチルメタクリレートを、BAはブチルアクリレートを、CHMAはシクロヘキシルメタクリレートを、重合型HALSは重合性官能基を有するヒンダードアミン型光安定剤を、それぞれ示す。また、製造例4,5については、下塗り塗膜に添加型HALS(ヒンダードアミン型光安定剤)を配合した。
An acrylic resin-based
次に、表1中の「オートクレーブ養生」の欄に「あり」と記載されている場合には、アクリル樹脂系クリア層2が設けられた基材1を160℃、5時間の条件でオートクレーブ養生した。
Next, when “Yes” is written in the column of “Autoclave Curing” in Table 1, the
(評価試験)
・密着性評価
各製造例について、アクリル樹脂系クリア層2の表面にセロファン粘着テープを貼り付けた後、これを勢いよく引き剥がした際の、テープの粘着面における、アクリル樹脂系クリア層2の付着の程度を確認した。この結果に基づき、下記のように評価した。
○:テープにアクリル樹脂系クリア層2の付着が認められない。
△:テープに点々とアクリル樹脂系クリア層2の付着が認められる。
×:テープの粘着面の50%以上にアクリル樹脂系クリア層2の付着が認められる。
(Evaluation test)
-Adhesion evaluation About each manufacture example, after sticking a cellophane adhesive tape on the surface of the acrylic resin-type
○: Adhesion of the acrylic resin-based
Δ: Adhesion of the acrylic resin-based
X: Adhesion of the acrylic resin-based
・耐候性評価
各製造例について、促進耐候性試験器による耐候性の試験をおこなった後、アクリル樹脂系クリア層2の表面の光沢の程度を確認した。この結果に基づき、下記のように評価した。
◎:光沢低下の程度が軽微
○:光沢低下が中程度
×:光沢低下の程度が大きい。
-Weather resistance evaluation About each manufacture example, after performing the weather resistance test by an accelerated weather resistance tester, the glossiness of the surface of the acrylic resin type
A: The degree of gloss reduction is slight. ○: The gloss reduction is moderate. X: The degree of gloss reduction is large.
・基材強度評価
各製造例について曲げ試験を行うことにより、曲げ強度を測定した。この結果に基づき、下記のように評価した。
○:JIS A5423合格。
×:JIS A5423不合格。
-Base material strength evaluation Bending strength was measured by performing a bending test about each manufacture example. Based on this result, it evaluated as follows.
○: Passed JIS A5423.
X: JIS A5423 failure.
以上の結果を下記表1に示す。 The above results are shown in Table 1 below.
表1に示される製造例2〜7についての結果によれば、いずれの場合も密着性、耐候性、基材強度について全て良好な結果が得られたものがなく、特にオートクレーブ養生を施した場合には製造例2,4,6のように耐候性が著しく低下する。 According to the results for Production Examples 2 to 7 shown in Table 1, in all cases, no good results were obtained with respect to adhesion, weather resistance, and substrate strength, especially when autoclave curing was applied. As in Production Examples 2, 4 and 6, the weather resistance is remarkably lowered.
これに対して、製造例1では密着性及び基材強度が優れ、またオートクレーブ養生をしていながら優れた耐候性を有する。 In contrast, Production Example 1 is excellent in adhesion and substrate strength, and has excellent weather resistance while being autoclaved.
[着色基材の製造及び評価]
(実施例1〜3、参考例4,5、比較例1〜6)
セメント系成形材料を成形して未硬化の基材1を作製し、その上面に着色塗料を塗布した後、養生硬化することで、着色された基材1を得た。このとき各実施例及び比較例それぞれにつき着色塗料中の顔料組成を変更することで、基材2が表1に示す色相及び彩度に着色されるようにした。
[Production and Evaluation of Colored Substrate]
(Examples 1 to 3, Reference Examples 4 and 5, Comparative Examples 1 to 6)
An
この着色された基材1に、上記製造例1と同一の条件でアクリル樹脂系クリア層2を形成した。
An acrylic resin-based
次に、表2に示す組成を有する上塗り塗料をアクリル樹脂系クリア層2に重ねて塗布し、焼き付け硬化することで、表1に示す膜厚及び光透過特性を有する有機無機複合クリア層3を形成した。尚、光透過特性は、別途に前記膜厚を有する有機無機複合クリア層3の単独膜を形成し、この単独膜の光透過率を測定した結果である。
Next, an overcoating paint having the composition shown in Table 2 is applied to the acrylic resin-based
(評価試験)
・色相評価
各実施例及び比較例について、着色層4の形成時の外観の色相が、アクリル樹脂系クリア層2及び有機無機複合クリア層3を形成した際に維持されているか否かを、目視により判断し、下記のように評価した。
◎:色相が維持されている。
○:色相がほぼ維持されている。
△:色相がやや損なわれているが、許容範囲にある。
×:色相が損なわれている。
(Evaluation test)
-Hue evaluation About each Example and a comparative example, it is visually observed whether the hue of the external appearance at the time of formation of the
A: Hue is maintained.
○: The hue is almost maintained.
(Triangle | delta): Although hue is impaired a little, it exists in an allowable range.
X: Hue is impaired.
・コントラスト評価
各実施例及び比較例について、着色層4の形成時に外観に現れているグラデーション模様のコントラストが、アクリル樹脂系クリア層2及び有機無機複合クリア層3を形成した際に維持されているか否かを、目視により判断し、下記のように評価した。
Contrast evaluation For each example and comparative example, is the contrast of the gradation pattern appearing in the appearance when the
この結果に基づき、下記のように評価した。
◎:コントラストがより強調されている。
○:コントラストが維持されている。
△:コントラストが不足している。
×:グラデーションを確認しにくい。
Based on this result, it evaluated as follows.
A: The contrast is more emphasized.
○: Contrast is maintained.
Δ: The contrast is insufficient.
X: It is difficult to confirm gradation.
・耐候性評価
各実施例及び比較例について、促進耐候性試験器による耐候性の試験をおこなった後、アクリル樹脂系クリア層2の表面の光沢の程度を確認した。この結果に基づき、下記のように評価した。
◎:光沢低下の程度が軽微
○:光沢低下が中程度
△:光沢低下の程度がやや大きい。
×:光沢低下の程度が大きい。
-Weather resistance evaluation About each Example and the comparative example, after performing the weather resistance test by an accelerated weather resistance tester, the glossiness of the surface of the acrylic resin type
A: The degree of gloss reduction is slight. ○: The gloss reduction is moderate. Δ: The degree of gloss reduction is slightly large.
X: The degree of gloss reduction is large.
以上の結果を下記表2に示す。 The above results are shown in Table 2 below.
この結果、実施例1〜3、参考例4,5では着色基材Aは優れた耐候性を発揮した。また、この実施例1〜3、参考例4,5のうち、黄色系に着色されると共に彩度が1以上である実施例1〜3では外観が良好であり、このうち顔料による調色がおこなわれている実施例1,2では外観が特に良好となった。 As a result, in Examples 1 to 3 and Reference Examples 4 and 5, the colored substrate A exhibited excellent weather resistance. Further, among Examples 1 to 3 and Reference Examples 4 and 5, the appearance is good in Examples 1 to 3 which are colored yellow and have a saturation of 1 or more. In Examples 1 and 2, the appearance was particularly good.
A 着色基材
1 基材
2 アクリル樹脂系クリア層
3 有機無機複合クリア層
A
Claims (2)
前記アクリル樹脂系クリア層を形成するための塗料が、光安定剤が樹脂骨格中に組み込まれた塗料であり、
前記有機無機複合クリア層が紫外線吸収剤を含有すると共に、波長350nmの光の透過率が10%以下、波長550nmの光の透過率が70%以上であり、
前記紫外線吸収剤が黄色酸化鉄であり、前記基材が、マンセル表色系における彩度が1以上、色相が5YR〜10GYに着色されていることを特徴とする着色基材。 An acrylic resin-based clear layer and an organic-inorganic composite clear layer are laminated in this order on the colored surface of the base material colored on at least one surface,
The paint for forming the acrylic resin-based clear layer is a paint in which a light stabilizer is incorporated in the resin skeleton,
Wherein with the organic-inorganic composite clear layer contains an ultraviolet absorber, 10% transmittance of light having a wavelength of 350nm or less state, and are light transmittance of 70% or more wavelengths 550 nm,
Wherein an ultraviolet absorber is yellow iron oxide, wherein the substrate, the saturation in the Munsell color system is 1 or more, colored substrate hue characterized that you have been colored 5YR~10GY.
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