JP6693628B1 - 金属サイディングのトップコート用水性塗料組成物、金属サイディング - Google Patents
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本発明の一形態によれば、金属サイディングのトップコート用水性塗料組成物が提供される。この金属サイディングのトップコート用水性塗料組成物は、(メタ)アクリル酸エステル系重合体を含み、前記(メタ)アクリル酸エステル系重合体は、Fedorsの推算法を用いた相溶性パラメーターが9.4以下である(メタ)アクリル酸エステル系単量体に由来する構成単位を、1種以上有し、前記(メタ)アクリル酸エステル系重合体は、コアシェル型の重合体である。
その他、本発明は、以下のような形態として実現することも可能である。
本実施形態における金属サイディングのトップコート用水性塗料組成物は、(メタ)アクリル酸エステル系重合体を含む。本明細書において、「(メタ)アクリル酸エステル系重合体」とは、(メタ)アクリル酸と(メタ)アクリル酸エステルとの少なくとも一方の単量体に由来する構造単位を含む重合体を意味する。このため、(メタ)アクリル酸エステル系重合体は、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸エステルではない単量体に由来する構造単位を一部に含んでいてもよい。ただし、商業的入手のしやすさから、(メタ)アクリル酸エステル系重合体は、(メタ)アクリル酸と(メタ)アクリル酸エステルとの少なくとも一方の単量体に由来する構造単位により形成されていることが好ましい。また、本実施形態における金属サイディングのトップコート用水性塗料組成物は、(メタ)アクリル酸エステル系重合体以外の重合体を含んでもよい。
本開示の効果を奏する範囲内において、本開示のトップコート用水性塗料組成物は、他の材料を含んでもよい。他の材料は、特に限定されないが、例えば、造膜助剤、表面調整剤、消泡剤、増粘剤、樹脂ビーズや無機フィラーなどの艶消し剤、紫外線吸収剤、光安定剤、防カビ剤、防藻剤、防腐剤などが挙げられる。
<(メタ)アクリル酸エステル系重合体を含む組成物の作製>
メチルメタクリレート(MMA)47質量部、n−ブチルアクリレート(BA)33質量部、t−ブチルメタクリレート(t−BMA)20質量部を混合し、単量体組成物を作製した。次に、過硫酸カリウム(KPS)1質量部、アクアロンHS−10(第一工業製薬株式会社製)4質量部、及び、水96質量部を混合し、乳化剤水溶液を作製した。この乳化剤水溶液に、上述の単量体組成物を添加したうえで混合した後、ホモミキサーで撹拌することにより、単量体組成物の乳化物を作製した(以下、「単量体乳化液A」とも呼ぶ)。
上述の乳化組成物(A−1)250質量部(樹脂固形分として100質量部を含む)に対し、造膜助剤としてブチルセロソルブ12.5質量部、テキサノール(JNC株式会社製、CS−12)2.5質量部、アセチレングリコール系表面調整剤(EVONIK社製、サーフィノール104E)5質量部、シリコーン系消泡剤(ビックケミー・ジャパン株式会社製、BYK−025)1質量部をそれぞれディスパーで撹拌しながら添加した。その後、適切な量の増粘剤(ダウ・ケミカル社製、プライマルASE−60)と水を添加し、B型粘度計による粘度(25℃、60rpm)が、おおよそ700mPa・sの水性塗料組成物(固形分35%)を作製した。この水性塗料組成物を実施例1とする。実施例2,3及び比較例1についても、後述する表3に示す配合にて、同様の方法により水性塗料組成物を作製した。ここで、表3に示す配合量は、いずれも質量部である。なお、表3では、内容の理解を容易とするために、配合量として(メタ)アクリル酸エステル系単量体の配合のみ記載する。なお、実施例1〜3は、参考例とする。
まず、作成した水性塗料組成物100質量部に対して10質量部の水を加え、塗工液を作製した。また、以下に示すYKKAP株式会社製のアルミ外装材(以下、「金属サイディング基材」とも呼ぶ)を準備した。
製品名 :アルカベール/スタンダードシリーズ/ノベルライン
カラー :フロスティグレイ
サイズ :厚さ15mm×幅400mm×長さ3,790mm
素材構成:
表面材・・・ポリエステル塗装が施されたアルミニウム
芯材・・・・ノンフロン硬質プラスチックフォーム断熱材
裏面材・・・アルミ蒸着ラミネート紙
<水性塗料組成物の評価>
水性塗料組成物の評価として重合安定性の評価を行った。また、(メタ)アクリル酸エステル系重合体のガラス転移温度についても計算した。
ガラス転移温度Tg(℃)は、(メタ)アクリル酸エステル系重合体を構成する各単量体組成物のホモポリマーのガラス転移温度を用いて、以下に示すフォックス(Fox)の式(1)によって計算した。
1/(Tg+273.16)=(W1/(Tg1+273.16))+(W2/(Tg2+273.16))+(W3/(Tg3+273.16))+・・・・
+(Wn/(Tgn+273.16)) (1)
[式中、Tgは、ガラス転移温度(℃)を示し、W1、W2、W3・・・Wnは、それぞれの単量体の質量分率を示し、Tg1、Tg2、Tg3・・・・Tgnは、それぞれの単量体のホモポリマーのガラス転移温度を示す。]
合成した乳化組成物を80メッシュの金網でろ過することにより、乳化重合工程中に生成した凝集物をろ過した。ろ過残渣を水洗後、105℃で2時間乾燥させ、その残留物の質量を、ろ過したディスパージョンの固形分量に対する質量%で示した。なお、残留物の質量%が小さいほど、重合安定性が良く、3以上がより好ましい。
5:残留物が0.1質量%未満
4:残留物が0.1質量%以上1.0質量%未満
3:残留物が1.0質量%以上2.0質量%未満
2:残留物が2.0質量%以上5.0質量%未満
1:残留物が5.0質量%以上
塗膜の評価として、耐凍害性の評価を行った。また、耐水性、耐候性に関しても追加して評価を行った。
JIS A 1435(建築用外装材料の凍結融解試験方法)の3.3(気中凍結水中融解法)に記載されている方法に従い、試験基材の凍結融解試験を行なった(100サイクル)。試験後における試験基材表面の状態を目視により確認し、以下の評価基準に従って評価を行なった。点数が高いほど耐凍害性に優れ、3点以上であれば実用上問題は無い。
5:外観異常が全く認められない
4:塗膜の剥離は無いが、わずかに塗膜の白化が認められる
3:塗膜の剥離は無いが、若干、塗膜の白化が認められる
2:塗膜の剥離がはっきりと認められる
1:塗膜の剥離、白化がいたるところに認められる
耐水性の評価として、以下のように温水試験を行った。具体的には、試験基材を、50℃の温水に5日間浸漬した後、試験基材のトップコートの状態を目視により確認し、以下の評価基準に従って評価を行なった。点数が高いほど耐水性に優れている。
5:外観異常が全く認められない
4:塗膜の剥離は無いが、わずかに塗膜の白化が認められる
3:塗膜の剥離は無いが、若干、塗膜の白化が認められる
2:塗膜の剥離がはっきりと認められる
1:塗膜の剥離、白化がいたるところに認められる
耐候試験機(ダイプラメタルウェザオメータ)を用いて、以下の条件で試験基材の促進耐候性試験を行った。
UVカットフィルター:KF−1
ブラックパネル温度:63℃
UV照射強度:750W/m2
降雨条件:2mm/120min
照射時間:480時間
ΔL=(試験後塗板のL値)―(試験前塗板のL値) (1)
Δa=(試験後塗板のa値)―(試験前塗板のa値) (2)
Δb=(試験後塗板のb値)―(試験前塗板のb値) (3)
ΔE={(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2}1/2 (4)
5:ΔE値が1以下
4:ΔE値が1より大きく3以下
3:ΔE値が3より大きく5以下
2:ΔE値が5より大きく7以下
1:ΔE値が7を越える
実験結果を表3に示す。
本実施形態の(メタ)アクリル酸エステル系重合体として、コアシェル型の重合体を用いてもよい。コアシェル型の重合体は、中心部の樹脂層の組成と、外周部の樹脂層の組成が異なる。このため、コアシェル型の重合体は、表3で示すような均一な組成であるシングル重合体では得られないような物性(例えば、硬度や造膜性など)を得ることができる。
まず、メチルメタクリレート(MMA)37質量部、n−ブチルアクリレート(BA)3質量部を混合し、単量体組成物を作製した。次に、過硫酸カリウム(KPS)1質量部、アクアロンHS−10(第一工業製薬株式会社製)2質量部、及び、水40質量部を混合し、乳化剤水溶液を作製した。この乳化剤水溶液に、上述の単量体組成物を添加したうえで混合した後、ホモミキサーで撹拌することにより、単量体組成物の乳化物を作製した(以下、「単量体乳化液B」とも呼ぶ)。
2,3についても、表4、5に示す配合にて、同様の方法により水性塗料組成物を作製した。ここで、表4,5に示す配合量は、いずれも質量部である。なお、表4,5では、内容の理解を容易とするために、配合量として(メタ)アクリル酸エステル系単量体の配合のみ記載する。
実験結果を表4,5に示す。
Claims (3)
- 金属サイディングのトップコート用水性塗料組成物であって、
(メタ)アクリル酸エステル系重合体を含み、
前記(メタ)アクリル酸エステル系重合体は、Fedorsの推算法を用いた相溶性パラメーターが9.4以下である(メタ)アクリル酸エステル系単量体に由来する構成単位を、1種以上有し、
前記(メタ)アクリル酸エステル系重合体は、コアシェル型の重合体である、
金属サイディングのトップコート用水性塗料組成物。 - 請求項1に記載の金属サイディングのトップコート用水性塗料組成物であって、
前記(メタ)アクリル酸エステル系単量体は、t−ブチルメタクリレートと、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートとの少なくとも一方を含む、金属サイディングのトップコート用水性塗料組成物。 - 請求項1又は請求項2に記載の金属サイディングのトップコート用水性塗料組成物を用いて被覆層を形成した金属サイディング。
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