JP6055276B2 - 遮熱塗料用黒色顔料組成物、それを用いた遮熱塗料、並びに調色、塗装のためのそれの使用 - Google Patents
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Description
1) 黒色塗料として使用、もしくはそれを明度調整して灰色等の無彩色塗料として塗装する方法と、
2) 上記1)の無彩色遮熱塗料を、YMCなどの有彩色塗料と混合して、有彩色塗料の明度、彩度を調整するための調色用として使用する方法
の二通りの方法がある。
(1)一般的なイエロー、マゼンタ、シアン顔料の組み合わせに代えて、フタロシアニンブルー顔料とフタロシアニングリーン顔料を必須要素として組み合わせると、その耐候性が著しく改良されること。
(2)フタロシアニンブルー顔料とフタロシアニングリーン顔料の二成分の組み合わせだけでは、カーボンブラックの色相に近似させることは困難である。カーボンブラックの色相との差異(色差)を小さくするためには、更に第三成分の有彩色顔料、必要によっては第四成分の有彩色顔料を加える必要があること。
(3)またフタロシアニンブルー顔料、フタロシアニングリーン顔料に第三、第四またはそれ以上の有彩色顔料を組み合わせ、カーボンブラック顔料に近似した濃色の黒色塗料(例えばマンセル表色系におけるN−1のような黒色)を作成したものを、他の有彩色塗料と混合調色しても、目的とする色調が得られない場合が多い。その理由は、有彩色顔料による黒色濃色塗料が視覚上ではカーボンブラックの黒色に近似していても、その可視光吸収特性が一致していないと、その黒色塗料を例えば白色塗料と混合して明度を上げると視覚がスペクトルの違いを認識して、大きな色差の原因となるためである。そのため調色用途に使用する遮熱塗料の顔料組成は、調色後の明度を想定して顔料の組成を決める必要がある。
(4)上記(3)の目的を達成するためには、遮熱塗料用有彩色顔料組成物合計に対してフタロシアニンブルーとフタロシアニングリーンの合計の量を特定の組成範囲内に調整する必要があること。
1.第一の顔料としてのフタロシアニンブルー顔料、第二の顔料としてのフタロシアニングリーン顔料、及びその他の有彩色顔料を少なくとも1種含有する顔料組成物であって、当該顔料組成物合計100重量部に対して、フタロシアニンブルー顔料の重量組成をMb、フタロシアニングリーン顔料の重量組成をMg、その他の有彩色顔料の合計重量組成をMnとしたとき、
Mb+Mg+Mn=100
20<Mg+2.2Mb<60
であることを特徴とする遮熱塗料用黒色顔料組成物;
2.フタロシアニンブルー顔料として、C.I.Pigment Blue 15:3、Pigment Blue 15:1、PigmentBlue 15:2、Pigment Blue 15:4、Pigment Blue 15:6から選択される少なくとも一種の顔料が使用されることを特徴とする、上記1に記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物;
3.フタロシアニングリーン顔料として、C.I.Pigment Green 7及び/またはC.I.Pigment Green 36が使用されることを特徴とする、上記1または2に記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物;
4.その他の有彩色顔料としての無機有彩色顔料及び/または有機有彩色顔料を含むことを特徴とする、上記1〜3のいずれか一つに記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物;
5.無機有彩色顔料が、コバルトブルー、酸化鉄黄、ビリジアン、硫化亜鉛、リトポン、カドミウムエロー、朱、カドミウムレッド、黄鉛、モリブデートオレンジ、ジンククロメート、ストロンチウムクロメート、群青、ビスマスバナジウムイエロー、バナジウムティンイエロー、バナジウムジルコニアイエロー、フェロシアン化物(紺青)、及び燐酸塩(マンガンバイオレット)から選択される少なくとも一種であることを特徴とする、上記4に記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物;
6.有機有彩色顔料が、アゾ系顔料、レーキ系顔料、チオインジゴ顔系料、アンスラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ジオキサジン系顔料、フタロシアニン系顔料、キノフタロン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリン系顔料及びイソインドリノン系顔料から選択される少なくとも一種であることを特徴とする、上記4に記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物;
7.第一の顔料としてのフタロシアニンブルー顔料、第二の顔料としてのフタロシアニングリーン顔料、及びその他の有彩色顔料としての第三の顔料からなることを特徴とする、上記1〜6のいずれか一つに記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物;
8.第三の有彩色顔料として無機顔料を含有することを特徴とする、上記7に記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物;
9.第三の有彩色顔料としてアンスラキノン系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料から選択される少なくとも1種の有彩色顔料を含有することを特徴とする、上記7に記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物;
10.第三の有彩色顔料としてアンスラキノン系顔料のC.I.Pigment Red168を含有することを特徴とする、上記7に記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物;
11.フタロシアニンブルー顔料組成Mb、フタロシアニングリーン顔料組成Mg、第三の有彩色顔料の顔料重量組成M3が
1<Mb<10
25<Mg<45
45<M3<70
であることを特徴とする、上記10に記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物;
12.第一の顔料としてのフタロシアニンブルー顔料、第二の顔料としてのフタロシアニングリーン顔料、その他の有彩色顔料としての第三及び第四の顔料からなることを特徴とする、上記1〜6のいずれか一つに記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物;
13.第三の有彩色顔料がベンズイミダゾロン系顔料、第四の有彩色顔料がジケトピロロピロール系顔料であり、第三と第四の有彩色顔料の重量組成の合計をM34としたときに、
5<Mb<20
1<Mg<30
55<M34<85
であることを特徴とする、上記12に記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物;
14.第三の有彩色顔料として無機黄色顔料、第四の有彩色顔料としてジケトピロロピロール系顔料及び/またはナフトール系顔料を含有することを特徴とする、上記12に記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物;
15.第三と第四の有彩色顔料の重量組成の合計をM34としたとき
2<Mb<15
10<Mg<30
60<M34<88
であることを特徴とする、上記14に記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物;
16.
25<Mg+2.2Mb<50
であることを特徴とする、上記1〜15のいずれか一つに記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物;
17.
0.05<Mg/Mb<25
であることを特徴とする、上記1〜16のいずれか一つに記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物;
18.上記1〜17のいずれか一つに記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物と、バインダー及び溶剤を少なくとも含むことを特徴とする遮熱用黒色塗料;
19.更に白色無機顔料を含むことを特徴とする、上記18に記載の遮熱用黒色塗料;
20.白色無機顔料が酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウムから選択される白色顔料であることを特徴とする、上記19に記載の遮熱用黒色塗料;
21.バインダーが、アクリル樹脂、アクリル−シリコン樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂から選択される樹脂であることを特徴とする、上記18〜20のいずれか一つに記載の遮熱用黒色塗料;
22.有彩色または無彩色の塗料の調色のための、上記18〜21のいずれか一つに記載の遮熱用黒色塗料の使用;
23.建物の屋根部または外壁部の塗装のための、上記18〜21のいずれか一つに記載の遮熱用黒色塗料の使用;
に関する。
更に、本発明における色差(△E)とは、淡色基準サンプルと測定物体の色相の違いを表現するもので、一般的にはL*a*b*色度空間図表における両者の空間距離で示されるもので、
ΔE=〔(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2〕1/2で算出された値となっている。一般に△Eが1.5以下となると、両物体の色の差を人間の視覚で区別することが非常に難しくなるといわれている。
(1)耐候性を高める。
耐候性の高いフタロシアニンブルー顔料、フタロシアニングリーン顔料に加える第三成分の顔料として耐候性、耐熱性の高い顔料を選択する。耐熱性としては顔料の熱分解温度が高いものが好ましい。
(2)カーボンブラック顔料に色相を近似させる(淡色域での色差△Eを1.5以下とする)ことが可能な有彩色顔料の選択。
色度図上で減法混色で無彩色になるように、またカーボンブラック顔料との色差を小さくするような吸収スペクトルを有する顔料種を探索する。
(3)上記(1)、(2)のデータを基に、好ましい第三の顔料種を選択し、淡色域での色差△Eを1.5以下にできる有彩色顔料組成比を求める。
(4)上記三種の顔料だけで目標とする性能の実現が困難な場合には、上記(1)、(2)などの検討結果などを参考として、更に第四等の顔料を選択し、混合することにより、顔料組成物の可視光吸収特性をカーボンブラックに近似させる。
(5)得られた候補処方について耐光性試験を行い、耐候性の点で好ましい有彩色顔料組成組成範囲を求める。
Mb+Mg+Mn=100
20<Mg+2.2Mb<60、好ましくは25<Mg+2.2Mb<50
の式を満たす必要がある。(Mg+2.2Mb)が20重量部以下の場合、第三や第四の有彩色顔料の割合が大きくなるため、カーボンブラックに近似した吸収スペクトルを得ることが困難となる。(Mg+2.2Mb)が60重量部以上の場合も同様に、カーボンブラックに近似した吸収スペクトル(色相)を得ることが困難となる(フタロシアニン骨格による500nm以長の波長での着色力が大きすぎるため、第三、第四などの顔料添加によっても調整困難なため)。
0.05<Mg/Mb<25
Mg/Mbが0.05以下の場合、上述したようにフタロシアニングリーン顔料の組成が小さいために、上述の可視光吸収幅が狭くなり、目視上で退色が目立ちやすい。また400から500nm近傍に吸収を持つ黄色顔料などの第三の有彩色顔料を添加する必要があるが、一般の黄色顔料はフタロシアニングリーン顔料に比べて耐候性に劣るため、Mg/Mbが0.05以下では遮熱塗料の耐候性が低下しやすい。
特にその中でもアンサンスロン系顔料が好ましく、その例としては例えばC.I.Pigment Red 168、Pigment Orange 77、Pigment Red 177などが挙げられ、特にその中でもC.I.Pigment Red 168が、耐候性の点で好ましい。
25<Mg<45
45<M3<70
特に好ましい範囲は、
2<Mb<7
30<Mg<40
55<M3<65
である。
1<Mg<30
55<M34<85
特に第三の顔料としてC.I.Pigment Yellow 154、第四の顔料としてC.I.Pigment Red254を使用する場合には、就中、次の顔料組成が好ましい。
15<Mg<30
55<M34<80
特に好ましくは、
5<Mb<13
18<Mg<27
60<M34<75
それぞれの顔料の組成が上記関係式の数値以下の場合には所望の色相、または耐候性を得ることが難しく、また上記関係式の数値以上の場合にも同様の結果となる。
2<Mb<15
10<Mg<30
60 <M34<88
の式を満たすことが好ましい。特に好ましくは
3<Mb<10
15<Mg<25
65<M34<82
それぞれの式の下限、または上限を超えると、カーボンブラックとの色差が大きくなり、好ましくない。
また実施例、比較例で使用した顔料とその商品名を表2に示す。
それぞれの顔料組成物を用いて作製した白黒隠蔽紙もしくは金属への塗工物を試験板とし、DIN5033−7、ISO7724−2に準じた独自のプログラムPQCを搭載した分光光度計を使用し、測定を実施した。
2)耐候性評価
それぞれの顔料組成物を用いて作製した金属への塗工物を試験板とし、耐候性試験器(Atlas社製ウエザオメーターCi4000)を使用し、促進曝露を実施した。促進曝露試験前と後との色差測定を実施し評価した。曝露条件は、ISO4892−2に準じた方法で実施し、キセノンランプを使用した。
3)赤外反射率測定
以下の実施例、比較例の遮熱塗料サンプルを白黒隠蔽紙へ塗工したものを試験板とし、分光光度計(Lambda社製750 Spectrometer)を使用し測定を実施した。(測定部位は、白黒隠蔽紙の白地部分に塗布された塗工物の反射率と、黒地部分に塗布された塗工物の反射率を測定し評価を実施した。)
下記の三種の顔料を次の重量比で混合して、顔料組成物1Aを得た。
C.I.Pigment Blue 15:1 3.3重量部(=Mb)
C.I.Pigment Green 7 35.8重量部(=Mg)
C.I.Pigment Red 168 60.9重量部(=M3)
このとき、Mg+2.2Mb=43.06、Mg/Mb=10.8である。
TiO2を、1.0重量部取り、分散ワニスP133.0重量部と混合したものをミルベースとして、分散機(オーウェル社製DAS200K)で60分分散して白顔料分散体1Wを得、塗料中の顔料含有率が1.0%となるように希釈ワニスP266重量部を加え、分散機(DAS200K)で5分混合して白塗料を得た。
1) 淡色塗工サンプル1E
塗料1Cを2.8重量部取り、上記の方法で作製した白塗料(TiO2濃度1%)23.0重量部と混合し、遮熱塗料1Dを得た。塗料1Dをバーコーター(8番)で金属板(鉄)に展色し、水平のまま、室温で20分静置した後、140℃で20分加熱して乾燥し、淡色塗工サンプル1Eを得た。
サンプル1Eのハンター白色度は、23.8であった。
2) 濃色塗工サンプル1F
上記塗料1Cを用いた以外は淡色サンプル作成と同様の方法により、ハンター白色度1.1の濃色塗工サンプル1Fを作成した。
下記の三種の顔料を次の重量比で混合して、比較用顔料組成物1aを得た。
C.I.Pigment Blue 15:1 25重量部(=Mb)
C.I.Pigment Green 7 25重量部(=Mg)
C.I.Pigment Red 168 50重量部(=M3)
このとき、Mg+2.2Mb=80、 Mg/Mb=1.0である。
下記の四種の有彩色顔料を次の重量比で混合して、顔料組成物2Aを得た。
C.I.Pigment Blue 15:1 7.7重量部(=Mb)
C.I.Pigment Green 7 23.1重量部(=Mg)
C.I.Pigment Yellow 154 30.8重量部(=M3)
C.I.Pigment Red 254 38.4重量部(=M4)
このとき、Mg+2.2Mb=40.04、 Mg/Mb=3.0である。
実施例2の有彩色顔料の組み合わせは同じで、その顔料組成比のみを表4に示した条件に変えた以外は、実施例1と同様の方法により比較塗料2c,d、3c,d、4c,dを調製し、これらから比較塗工サンプル2e,f、3e,f、4e,fを作成した。
下記の四種の顔料を次の重量比で混合して、顔料組成物3Aを得た。
C.I.Pigment Blue 15:1 5.0重量部(=Mb)
C.I.Pigment Green 7 20.0重量部(=Mg)
C.I.Pigment Yellow 184 50.0重量部(=M3)
C.I.Pigment Red 254 25.0重量部(=M4)
このとき、Mg+2.2Mb=31、Mg/Mb=4.0である。
実施例3の有彩色顔料の組み合わせは同じで、その顔料組成比のみを表5に示した条件に変えた以外は、実施例1と同様の方法により塗料5c,dを得、これらから比較塗工サンプル5e,fを作成した。
有彩色顔料の組み合わせとその顔料組成比を表6に示した条件とした以外は、実施例1と同様の方法により淡色塗工サンプル4E〜20Eを作成し、実施例1と同様に評価を行い、その結果を表6に示した。
有彩色顔料の組み合わせとその顔料組成比を表7に示した条件とした以外は、実施例1と同様の方法により淡色塗工サンプル6e〜19eを作成し、実施例1と同様に評価を行い、その結果を表7に示した。
20<Mg+2.2Mb<60、好ましくは25<Mg+2.2Mb<50
の範囲にある顔料組成領域において、色差△E<1.5と良好な性能を期待できることが分かる。
Claims (14)
- 第一の顔料としてのフタロシアニンブルー顔料、第二の顔料としてのフタロシアニングリーン顔料、第三の有彩色顔料としてのベンズイミダゾロン系顔料、第四の有彩色顔料としてのジケトピロロピロール系顔料からなる顔料組成物であって、当該顔料組成物合計100重量部に対して、フタロシアニンブルー顔料の重量組成をMb、フタロシアニングリーン顔料の重量組成をMg、第三と第四の有彩色顔料の重量組成の合計をM34としたとき、
Mb+Mg+M34=100
25<Mg+2.2Mb<50
であり、及び
5<Mb<20
1<Mg<30
55<M34<85
であることを特徴とする、遮熱塗料用黒色顔料組成物。 - フタロシアニンブルー顔料として、C.I.Pigment Blue 15:3、Pigment Blue 15:1、Pigment Blue 15:2、Pigment Blue 15:4、Pigment Blue 15:6から選択される少なくとも一種の顔料が使用されることを特徴とする、請求項1に記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物。
- フタロシアニングリーン顔料として、C.I.Pigment Green 7及び/またはC.I.Pigment Green 36が使用されることを特徴とする、請求項1または2に記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物。
- 第一の顔料としてのフタロシアニンブルー顔料、第二の顔料としてのフタロシアニングリーン顔料、第三の有彩色顔料としての無機黄色顔料、第四の有彩色顔料としてのジケトピロロピロール系顔料及び/またはナフトール系顔料からなる顔料組成物であって、当該顔料組成物合計100重量部に対して、フタロシアニンブルー顔料の重量組成をMb、フタロシアニングリーン顔料の重量組成をMg、第三と第四の有彩色顔料の重量組成の合計をM34としたとき、
Mb+Mg+M34=100
25<Mg+2.2Mb<50
であることを特徴とする遮熱塗料用黒色顔料組成物。 - 2<Mb<15
10<Mg<30
60<M34<88
であることを特徴とする、請求項4に記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物。 - フタロシアニンブルー顔料として、C.I.Pigment Blue 15:3、Pigment Blue 15:1、Pigment Blue 15:2、Pigment Blue 15:4、Pigment Blue 15:6から選択される少なくとも一種の顔料が使用されることを特徴とする、請求項4または5に記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物。
- フタロシアニングリーン顔料として、C.I.Pigment Green 7及び/またはC.I.Pigment Green 36が使用されることを特徴とする、請求項4〜6のいずれか一つに記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物。
- 0.05<Mg/Mb<25
であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一つに記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物。 - 請求項1〜8のいずれか一つに記載の遮熱塗料用黒色顔料組成物と、バインダー及び溶剤を少なくとも含むことを特徴とする遮熱用黒色塗料。
- 更に白色無機顔料を含むことを特徴とする、請求項9に記載の遮熱用黒色塗料。
- 白色無機顔料が酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウムから選択される白色顔料であることを特徴とする、請求項10に記載の遮熱用黒色塗料。
- バインダーが、アクリル樹脂、アクリル−シリコン樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂から選択される樹脂であることを特徴とする、請求項9〜11のいずれか一つに記載の遮熱用黒色塗料。
- 有彩色または無彩色の塗料の調色のための、請求項9〜12のいずれか一つに記載の遮熱用黒色塗料の使用。
- 建物の屋根部または外壁部の塗装のための、請求項9〜12のいずれか一つに記載の遮熱用黒色塗料の使用。
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