JP7146293B2 - 床のトップコート層の塗装方法 - Google Patents

Description

本発明は、床の塗装に利用される床のトップコート層の塗装方法に関する。

近年、環境問題が叫ばれ、塗料に使用されている有機溶剤に対しても規制が厳しくなってきている。このように、有機溶剤を用いない水性塗料への変換が大きな課題となっている。また、人手不足のおり、簡単に塗装できる水性塗料の要望が多い。

しかし、従来の水性塗料は、溶剤型塗料と同様に１回の塗装で形成できる塗膜が薄く、基本的に複数回、重ね塗りを行って仕上げるものであり、労力が多く必要となり、かつ、塗装開始から最終塗布膜の乾燥が終了するまでの期間も長いため、その簡素化に対する潜在的な要望がある。

水性塗料の中で特に水性エポキシ塗料は、一回あたりの塗布量を多くすると一般に艶引けと云われる問題が生じやすい。これは、乾燥後に部分的または全体が艶のある塗膜とはならずに、部分的または全体にわたって白くなったり、艶にむらのある塗膜となることを云う。特に高湿度下での乾燥では、含有される水分の蒸発が遅くなり、艶引けが顕著になって一様な仕上がりが得られにくい。このため、例えば１回等の、少ない塗装回数で膜厚の大きな塗膜を得ることができる水性エポキシ塗料を用いた床の塗装方法が望まれる。

「新エポキシ樹脂」（第５８９ページ）、昭和６０年５月１０日発行、発行所：株式会社昭晃堂、発行者：阿井 國昭

本発明は、上記した従来の問題点を改善する、すなわち、少ない塗装回数であっても厚い塗膜を得ることを可能とする床のトップコート層の塗装方法を提供することを課題とする。

本発明の床のトップコート層の塗装方法は、少なくとも、グリシジル基含有化合物、変性アミン化合物、および、水を含有し、組成物中の前記グリシジル基含有化合物によるエポキシ当量（Ｅ）と、前記変性アミン化合物によるアミン当量（Ａ）と、を用いて算出される、前記変性アミン化合物に対する前記グリシジル基含有化合物のインデックス（Ｉ）が１．８以上である水性エポキシ塗料組成物を、１回当たり、ハケ塗布、ローラバケ塗布及び吹きつけ塗布からなる群より選ばれるいずれかの塗布方法により、０．３ｋｇ／ｍ^２以上の塗布量で塗布することを特徴とする。

本発明の床のトップコート層の塗装方法においては、水性エポキシ塗料組成物が２剤以上から構成され、その１剤には少なくとも前記グリシジル基含有化合物が、その他の１剤には少なくとも前記変性アミン化合物が、それぞれ含有されており、
塗布作業に先立ち、これらを混合するようにすることができる。

本発明の床のトップコート層の塗装方法によれば、少なくとも、グリシジル基含有化合物、変性アミン化合物、および、水を含有する水性エポキシ塗料組成物において、前記水性エポキシ塗料組成物中の前記グリシジル基含有化合物によるエポキシ当量（Ｅ）と、前記変性アミン化合物によるアミン当量（Ａ）と、を用いて算出される、前記変性アミン化合物に対する前記グリシジル基含有化合物のインデックス（Ｉ）が１．８以上である構成により、湿度の影響を受けずに塗膜を形成することができるので、少ない塗装回数であっても膜厚の大きな塗膜を得ることが可能となる。

本発明の床のトップコート層の塗装方法においては、水性エポキシ塗料組成物を２剤以上から構成し、その１剤には少なくとも前記グリシジル基含有化合物が、その他の１剤には少なくとも前記変性アミン化合物が、それぞれ含有されている構成とすることにより、保存が可能となり、また、塗布作業に先立ち、これらを混合するだけで用いることができる。

図１は、インデックス値の影響を調べた結果を示すグラフである。 図２は、塗布膜厚の影響を調べた結果を示すグラフである。 図３は、塗膜の耐摩耗性の検討結果を示すグラフである。 図４は、他の変性アミン化合物を硬化剤として用いた場合の、インデックス値の影響を調べた結果を示すグラフである。

本発明の床のトップコート層の塗装方法（以下、単に「床の塗装方法」と称する場合がある。）について説明する。以下、主として、本発明に用いる水性エポキシ塗料組成物の詳細について説明する。
本発明におけるグリシジル基含有化合物は、通常の水性エポキシ塗料用途の主剤として用いられるグリシジル基含有化合物（エポキシ基含有化合物）をそのまま用いることができる。

また、変性アミン化合物としては、通常の水性エポキシ塗料用途の硬化剤として用いられるものをそのまま用いることができる。

本発明に用いる水性エポキシ塗料組成物では、組成物中の前記グリシジル基含有化合物によるエポキシ当量（Ｅ）と、前記変性アミン化合物によるアミン当量（Ａ）と、を用いて算出されるインデックス（Ｉ）が１．８以上である必要がある。

グリシジル基含有化合物が少ないと塗装工程の後の乾燥工程で湿度の影響を受けやすくなり、一様な仕上がりが得られにくい。また、変性アミン化合物が多すぎると、形成される塗膜の強度が低くなりやすい。好ましいインデックスの値としては、２以上、さらに好ましくは２．３以上である。

また、インデックスの値は好ましくは５以下、さらに好ましくは４．３以下である。インデックスの値が高すぎると、耐摩耗性などの耐久性が低い塗膜が形成される恐れがある。

本発明に用いる水性エポキシ塗料組成物では、塗布時の加熱残分（ＮＷ：質量％）が３０質量％以上７０質量％以下となるように調製されることが好ましい。加熱残分が少なすぎると乾燥に必要な時間が長くなりやすく、また、膜厚を大きいものとするが難しくなり、むらになりやすい。多すぎると塗装性が低下し、作業が困難となり、良好な仕上げを得ることが困難になりやすく、また、むらになりやすい。好ましい範囲は４０質量％以上６０質量％以下である。

本発明に用いる水性エポキシ塗料組成物では、保存性、取扱い性等を勘案して、２剤以上とすることができる。そして、１剤には少なくともグリシジル基含有化合物が、他の１剤には少なくとも変性アミン化合物が、それぞれ含有されている構成とする。このように、グリシジル基含有化合物と変性アミン化合物とを別々とすることにより保存性や取扱い性が向上し、使用に際してこれらを混合することにより塗布可能とすることができる。

本発明に用いる水性エポキシ塗料組成物を２剤以上から構成するときには、通常、塗布のために混合したときに、既出の加熱残分範囲となるように各剤を調製するが、上記加熱残分範囲よりも高くなるようにしておき、混合時に水や水性液を用いて希釈するようにしてもよい。

本発明に用いる水性エポキシ塗料組成物では、上記のエポキシ樹脂主剤およびエポキシ樹脂硬化剤以外に、三級アミン等の硬化速度促進剤を併用することもできる。

また、本発明に用いる水性エポキシ塗料組成物では、さらに、本発明の効果を妨げない範囲で、目的に応じて、その他の成分を含有させることができる。このようなものとして、体質顔料、着色剤（顔料等）、各種フィラー、界面活性剤、粘性調整剤、レベリング剤、消泡剤等の各種添加剤が挙げられる。

本発明に用いる水性エポキシ塗料組成物は、通常の塗料と同様にハケ塗布、ローラバケ塗布、吹きつけ塗布、アプリケータ塗布などで塗布することができるが、本発明の床の塗装方法においては、ハケ塗布、ローラバケ塗布及び吹きつけ塗布からなる群より選ばれるいずれかの塗布方法により塗布する。

塗布量としては、１回あたり、０．３～０．４ｋｇ／ｍ²、あるいはそれ以上としても湿度が高い場合でも艶引けのない一様な仕上げの塗膜形成が可能となる。このため、従来の塗料であると数回の塗装作業での塗装量を例えば１回で塗布することができる。このため、本発明に用いる水性エポキシ塗料組成物ではコスト低減効果が期待できるのみならず、塗装作業の回数が少なく済む上、乾燥工程で湿度の影響を受けづらいので、塗装工期の短縮を可能とすることもできる。

なお、塗装工程後の乾燥工程は通常、自然乾燥で行うが、必要に応じて温風乾燥や、赤外線照射による乾燥等も行うことができる。

以上、本発明について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明に用いる水性エポキシ塗料組成物は上記実施形態の構成に限定されるものではない。

当業者は、従来公知の知見に従い、本発明に用いる水性エポキシ塗料組成物を適宜改変することができる。このような改変によってもなお本発明に用いる水性エポキシ塗料組成物の構成を具備する限り、もちろん、本発明の範疇に含まれるものである。

以下に本発明の実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。

＜試験１：インデックス値の影響＞
グリシジル基含有化合物と変性アミン化合物としてはともに水分散型の市販品を用いた。すなわち、エポキシ樹脂主剤であるグリシジル基含有化合物として、株式会社ＡＤＥＫＡ製ＥＭ－１－６０を、エポキシ樹脂硬化剤である変性アミン化合物としてエアプロダクツジャパン株式会社製サンマイドＷＨ－９００を用いた。

これら主要樹脂成分をインデックスの値が１～４．５の範囲となるように混合して、それぞれ水性エポキシ塗料組成物を調製した。なお、これらの水性エポキシ塗料組成物の加熱残分（ＮＷ）は５０質量％～５５質量％とした（以下、同様。）。

そして、これらを、塗布膜厚がそれぞれ２５４μｍ（１０ミル）となるようにガラス板に塗布し、２３℃で相対湿度５０％、あるいは、３０℃で相対湿度９０％の恒温槽内で十分に乾燥させた。このときの塗布目付は０．１３ｋｇ／ｍ^２程度である。

得られた塗膜の６０度光沢を日本電色工業社製光沢計Ｇｌｏｓｓ Ｍｅｔｅｒ ＶＧ７０００を用いて、ＪＩＳ Ｋ５６００－４－７に準拠して測定した。その結果について図１に示す。

２つの乾燥条件のどちらでも、インデックスの値が１～４ではインデックスの値が大きくなるにつれて、６０度光沢は増加している。しかし、３０℃で相対湿度９０％での多湿条件のサンプルではインデックスの値が１、すなわち、通常の配合条件では光沢がきわめて低いにもかかわらず、インデックスの値の増大とともにきわめて顕著に増加し、インデックスの値が３以上では、２３℃で相対湿度５０％での乾燥条件品と同レベル（この程度の違いでは通常、目視では区別できない。）となっていることが判る。

＜試験２：塗布膜厚の影響＞
次に塗布膜厚の、光沢への影響について調べた。

それぞれ、インデックスの値を１（比較例）、あるいは、２．５（実施例）とし、塗布膜厚が２５４μｍとなるように塗布し、０～４０℃の温度で様々な湿度となるような条件で乾燥を行なってサンプルを得た。また、同様に、ただし、塗布膜厚が２５４μｍではなく、７６２μｍ（３０ミル。このとき、塗布目付は０．４ｋｇ／ｍ^２程度。）となるように塗布したサンプルも作製した。得られたこれらサンプルの塗膜の６０度光沢を測定した。

結果を図２に示す。いずれの温度でも、インデックスの値の高い実施例品では湿度の影響を受けにくく、かつ、その６０度光沢はむしろ、比較例品よりも高くなる傾向があり、特に温度が高い場合にその傾向が強く表れることが判る。さらに、塗布膜厚が７６２μｍと、１回あたりの塗布膜厚が厚い場合であっても、乾燥工程の湿度の影響が塗布膜厚が薄い場合とほぼ同等の、高い光沢が得られることが理解される。

＜試験３：耐摩耗性および耐水性の検討＞
一般にエポキシ樹脂では上記インデックスの値を１前後にすることが、高い膜強度と高い耐水性とを得るのに必要であるとされている（非特許文献１参照）。

＜＜試験３－１：耐摩耗性の検討＞＞
本発明に用いる水性エポキシ塗料組成物を例えば工場や倉庫などの床塗装用途に用いた場合には、耐摩耗性は要求される性能である。そのため、インデックスの値を大きくした場合の塗膜の耐摩耗性を調べた。

インデックスの値を１～４．５の間で変更した水性エポキシ塗料組成物を調製し、乾燥後の膜厚が１８０μｍとなるように鉄板に塗布し、その耐摩耗性をＪＩＳ Ｋ５９７０ ７．８．３に準拠し、ＣＳ－１７、荷重：４．９Ｎ／輪、１００回転の条件で評価した。結果を図３に示す。

図３により、インデックスの値が１，２、２．５、および、４である水性エポキシ塗料組成物ではその塗膜の耐摩耗性はほぼ同一であり、インデックスの値が４．５では若干摩耗量が多くなるものの同レベルであることが理解される。

＜＜試験３－２：耐水性の検討＞＞
上記で調製したインデックスの値を１～４．５の間で変更した、それぞれ床用水性エポキシ塗料組成物について、塗膜の耐水性を調べた。具体的には日本塗り床工業会 技術委員会制定の「塗り床の耐薬品性試験方法 ＮＮＫ－００７ ２００６（２０００制定）」に準拠し、試験期間を１箇月間として、これら床用水性エポキシ塗料組成物の塗膜に水道水を接触させた後、評価を行った。その結果、いずれの水性エポキシ塗料組成物の塗膜においても、十分な耐水性を有していることが確認された。

＜他の変性アミン化合物での検討＞
前記の実験１同様に、ただしエアプロダクツジャパン株式会社製サンマイドＷＨ－９００の代わりに、これとは異なる変性アミン化合物を含むエポキシ樹脂用硬化剤である、同社製エポキシ硬化剤であるエピリンク７０１を用いて様々なインデックスの値を有する水性エポキシ塗料組成物を調製し、これらにおけるインデックスの値の６０度光沢への影響を調べた。

その結果を図４に示した。
図４により、他のエポキシ樹脂硬化剤を用いた場合であっても、サンマイドＷＨ－９００を用いた場合と同様に、インデックスの値が高くなると乾燥工程での湿度の光沢への影響が少なくなり、高湿度下の乾燥であっても低湿度化での乾燥に近い光沢が得られることが理解される。

Claims (2)

1. 少なくとも、グリシジル基含有化合物、変性アミン化合物、および、水を含有し、組成物中の前記グリシジル基含有化合物によるエポキシ当量（Ｅ）と、前記変性アミン化合物によるアミン当量（Ａ）と、を用いて算出される、前記変性アミン化合物に対する前記グリシジル基含有化合物のインデックス（Ｉ）が１．８以上である水性エポキシ塗料組成物を、１回当たり、ハケ塗布、ローラバケ塗布及び吹きつけ塗布からなる群より選ばれるいずれかの塗布方法により、０．３ｋｇ／ｍ^２以上の塗布量で塗布することを特徴とする床のトップコート層の塗装方法。
2. 前記水性エポキシ塗料組成物が２剤以上から構成され、その１剤には少なくとも前記グリシジル基含有化合物が、その他の１剤には少なくとも前記変性アミン化合物が、それぞれ含有されており、
   塗布作業に先立ち、これらを混合することを特徴とする請求項１に記載の床のトップコート層の塗装方法。

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