JPH06322299A - 自己分散性のある塗料または塗材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自己分散性を有した塗料を作る。 【構成】 塗料成分中に、必須成分として金属粉とこれ
と反応性のある酸またはアルカリまたは金属粉と炭酸塩
およびこれらと反応性のある酸を含ませるようにして自
己分散性をもたせた粉末ないし粒状塗料としている。液
状成分を持つものにあっては、粉末部分と液状部分のセ
ット製品とし、粉末部分を自己分散性にしている。粒状
化したものは発塵しないのでさらに良い。 【効果】 自己分散性を有するために撹拌，混練の調整
作業が簡単となる。粒状化したものにあっては使用時の
粉塵発生もなく、作業環境の改善ともなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は新規な塗料に関するも
のである。水または酸あるいはアルカリの水溶液を加え
ることにより、反応ガスを発生して自己分散するもので
ある。その利用分野としては、水を使用して混練あるい
は粘度調整が行われる塗料または塗材への利用業界が考
えられる。

【０００２】

【従来の技術】従来、合成樹脂エマルション，水溶性樹
脂，再乳化形合成樹脂，各種水硬性セメント，石膏等の
単独及び／または複数を結合剤とする塗料あるいは塗材
（以下、単に「塗料」と言う。）があった。これら塗料
は、使用時に適正粘度まで水を加え、混練され使用され
ていた。

【０００３】

【発明の目的】この発明の目的は、混練の容易な、新規
な形態の塗料を提供することにある。

【０００４】

【目的を達成するための手段】この発明の塗料では、そ
の一つには必須成分として金属粉とこれと化学反応を起
こす酸成分またはアルカリ成分を持つようにしている。
また別の一つには前述の成分（金属粉）と同時に必須成
分として炭酸塩と酸をも成分として持っている。これら
成分を有することにより、使用前の調整時には水が介在
することにより化学反応が起こり、自己分散効果が得ら
れるようにしている。そして、その製品形態は、粉末状
あるいは粒状またはこれらと液状の組み合わせにより供
されることとなる。

【０００５】この発明の必須成分の一つである金属粉と
は、通常粉状にて用いられアルミニウム，亜鉛，銅鉄の
金属粉や真鍮，ステンレス等の合金粉等がある。これら
金属粉を安定にあるいは取り扱い易くするために、脂肪
酸で表面被覆したり、メッキ処理、あるいは酸化被覆処
理，界面活性剤被覆処理する。これらは単独または組み
合わせて成分とすることができる。表面処理に使用する
脂肪酸はオレイン酸，ステアリン酸，パルミチン酸等が
あり、その表面処理剤量は通常、金属粉１００重量部に
対して０．０１〜１重量部の範囲にて使用されている。

【０００６】もう一方の必須成分の一つである酸成分に
は、有機酸，無機酸があるが、具体的にはクエン酸，酒
石酸，リンゴ酸，マロン酸，コハク酸，フマル酸，およ
びそれらのアルカリ金属一置換塩、フタル酸，ギ酸，酢
酸，プロピオン酸，リン酸，ピロリン酸，リン酸二水素
アンモニウム，リン酸二水素カリウム，リン酸二水素ナ
トリウム，ベンゼンスルホン酸，塩酸，硫酸，硝酸，ピ
ロ硫酸塩，亜硫酸，亜硝酸等が例示できるが、これら以
外でも２０℃において解離定数が１×１０^-6以上にある
酸であれば使用可能となる。これら酸成分の場合は上記
の金属粉と組み合わせることができる。ここで解離定数
が１×１０^-6としたのはこれより小さい場合は金属との
反応性が弱いからである。酸で強酸を使用する場合、取
り扱いおよび安全上、水に希釈して注意して使用する。

【０００７】また、もう一方の必須成分の別の一つであ
るアルカリ成分には、ポルトランドセメント，高炉セメ
ント，水酸化リチウム，水酸化カリウム，水酸化カルシ
ウム等があり、例示した以外でも２０℃において解離定
数が１×１０^-6以上にある塩基であれば使用可能とな
る。ただこのアルカリ成分を使用する場合は、表面処理
金属粉はアルミニウム，亜鉛等の両性金属である必要が
ある。

【０００８】また、水素ガス以外に炭酸ガスを同時に発
生させるための塗料成分としては炭酸塩と酸の組み合わ
せがある。各種炭酸塩の例としては、アンモニア，アル
カリ金属，アルカリ土類金属との炭酸塩および／または
炭酸水素塩，複塩，炭酸塩鉱物があり、具体的には炭酸
アンモニウム，炭酸リチウム，炭酸カリウム，炭酸ナト
リウム，炭酸カルシウム，炭酸マグネシウム，炭酸水素
アンモニウム，炭酸水素リチウム，炭酸水素カリウム，
炭酸水素ナトリウム，炭酸水素カルシウム，炭酸水素マ
グネシウム，セスキ炭酸ナトリウム，炭酸水素マグネシ
ウムカリウム，ホウカイ石，クカイ石等があげられる。
酸成分は前述した酸の定義のものが使用できる。

【０００９】一方、塗料成分として、他のガス発生物質
の組み合わせとして酸素ガスを発生する過マンガン酸カ
リウムと過酸化水素を組み合わせれば自己分散性を得ら
れるが、貯蔵安定性に欠け実用的でなく、さらにまた、
亜硫酸ガス，二酸化窒素，塩素ガス等を発生する物質を
組成として含ませても同様の効果を期待できるが、発生
ガスそのものが非常に人体に有害であり実用的でない。

【００１０】この発明の塗料における他の成分には、結
合剤としての合成樹脂エマルション，水溶性樹脂，再乳
化形合成樹脂，各種水硬性セメント，石膏等があり、顔
料，充填材として酸化チタン，亜鉛華，タルク，クレ
ー，炭酸カルシウム，寒水石，骨材，各種軽量骨材，高
炉スラグ，フライアッシュ，各種繊維等があり、これら
以外でも分散剤，湿潤剤等の界面活性剤，増粘剤，粘性
調整剤，増膜助剤，凍結安定剤，防腐剤，防黴剤等が適
宜使用される。

【００１１】上記した、必須成分である金属粉と酸また
はアルカリおよび各種炭酸塩と酸の配合割合は、塗料を
構成する他の固形分１００重量部に対して、金属粉を
０．０１〜１０重量部とこれに対応した酸またはアルカ
リを０．０１〜１０重量部の範囲で適宜選択するか、前
述の組成物にさらに先の固形分１００重量部に対して、
炭酸塩を０．０１〜１０重量部とこれに対応した酸を
０．０１〜１０重量部の範囲で組み合わせたものであ
る。この時、塗料成分中に既存するアルカリ成分のポル
トランドセメント，高炉セメント等や、炭酸カルシウ
ム，寒水石等の炭酸塩は、塗料の性状を害しない範囲
で、ガスを発生する成分として添加すべきアルカリ成分
や炭酸塩の一部として利用でき、配合割合の計算では例
外的に塗料を構成する他の固形分およびアルカリ，炭酸
塩の重量として扱う。ガス発生剤としての成分を粉末状
にした時には、塗料全体を粉体とすることができ、この
塗料をさらに粒状に造粒化することも可能となる。

【００１２】塗料を粉末状とした場合は、使用時の発塵
防止の観点から、その製品の包装は可溶性のプラスチッ
ク袋等とするのが望ましい。

【００１３】本発明で言う粒状とは、顆粒状，フレーク
状，錠剤状，団子状，方形状，塊状等のいずれでもよ
く、粉末を造粒化した固形状のものを言う。粒の大きさ
は、一個の容積が０．００１〜５００ｃｍ³ にあるのが
良い。０．００１ｃｍ³ 未満のものは製造の効率が悪く
実用的でなく、また５００ｃｍ³ より大きいものは使用
しずらく実用的でない。造粒化する際には、エチレング
リコールまたはポリエチレングリコール等の造粒化助剤
を塗料固形分全体１００重量部に対して０．１〜１０重
量部の割合において加えるとより造粒化しやすく、加圧
機または打錠機等の機械を用いて行われる。

【００１４】この発明の製品形態は、液状の酸，液状の
アルカリ，合成樹脂エマルション，水溶性樹脂等を含ま
ないものにあっては、粉状あるいは粒状にして、袋詰め
あるいは箱詰めされる。液状部分を含むものにあって
は、粉状あるいは粒状部分との組み合わせた塗料とな
る。

【００１５】

【作用】塗料成分中に、表面処理金属粉とこれと反応性
の酸またはアルカリを成分として持つか、または、表面
処理金属粉と炭酸塩とこれと反応性のある酸を持つこと
により、使用時にこれらが一体になり、水が介在するこ
とで、反応ガスが発生する。反応ガスの発生により塗料
の分散が促進されることになる。塗料が粒状の場合に
は、水を加えるだけで、反応が始まり、発生ガスにより
自然と分散され、軽く撹拌するのみで使用可能となる。

【００１６】

【実施例】次に本発明を実施例によりさらに具体的に説
明するが、本発明はこれにより何等限定されるものでは
ない。

【００１７】実施例１ ポルトランドセメント３０重量部，再乳化形粉末樹脂５
重量部，骨材４０重量部，ベントナイト２２重量部，増
粘剤０．５重量部，分散剤０．５重量部，エチレングリ
コール２重量部からなる粉末状の土木・建築用下地補修
材の１００重量部に対してステアリン酸処理したアルミ
ニウム粉末２重量部，クエン酸６重量部を加えてミキサ
ーで均一になるよう混合した後、１００ｋｇ／ｃｍ² の
圧力で直径２５ｍｍ，厚さ１０ｍｍの錠剤に成型した。
これをクラフト紙製の袋に１０ｋｇ充填し製品とした。
発塵性，混練性を確認するために、これを開封してコテ
塗り適性粘度とするために水を加えて以下の混練をし
た。開封時および混練時の発塵は全くなかった。混練工
程では、水を加えると同時に錠剤は自己分散しはじめ、
ハンドミキサーで１分間撹拌を加えるだけで容易に作業
適性の良い下地補修材になった。また、この材料をスレ
ート板に１０ｍｍ厚みで塗ったものを、室温２０℃で湿
度６５％の恒温室中で２週間養生した後、性能試験をし
たら表１の様になった。

【００１８】実施例２ ポルトランドセメント３０重量部，再乳化形粉末樹脂５
重量部，骨材４０重量部，ベントナイト２２重量部，増
粘剤０．５重量部，分散剤０．５重量部，エチレングリ
コール２重量部からなる粉末状の土木・建築用下地補修
材の１００重量部に対してステアリン酸処理したアルミ
ニウム粉末２重量部，水酸化カリウム２重量部を加えて
ミキサーで均一になるよう混合した後、１００ｋｇ／ｃ
ｍ² の圧力で直径２５ｍｍ，厚さ１０ｍｍの錠剤に成型
した。これをクラフト紙製の袋に１０ｋｇ充填し製品と
した。発塵性，混練性を確認するために、これを開封し
てコテ塗り適性粘度とするために水を加えて以下の混練
をした。開封時および混練時の発塵は全くなかった。混
練工程では、水を加えると同時に錠剤は自己分散しはじ
め、ハンドミキサーで１分間撹拌を加えるだけで容易に
作業適性の良い下地補修材になった。また、この材料を
スレート板に１０ｍｍ厚みで塗ったものを室温２０℃で
湿度６５％の恒温室中で２週間養生した後、性能試験を
したら表１の様になった。

【００１９】実施例３ 高炉セメント２２重量部，再乳化形粉末樹脂５重量部，
骨材４０重量部，ベントナイト３０重量部，増粘剤０．
５重量部，分散剤０．５重量部，顔料２重量部からなる
粉末状の建築用の内外壁化粧仕上材１００重量部に対し
てステアリン酸処理した亜鉛粉末１重量部と炭酸カルシ
ウム１重量部，酒石酸５重量部をミキサーで均一になる
よう混ぜた後、１２０ｋｇ／ｃｍ² の圧力で直径１５ｍ
ｍ，厚さ１０ｍｍの錠剤に成型した。これをポリプロピ
レン製のプラスチック袋に１０ｋｇ充填し製品とした。
発塵性，混練性を確認するために、これを開封して吹付
け塗装適性粘度とするために水を加えて以下の混練をし
た。開封時および混練時の発塵は全くなかった。混練工
程では、水を加えると同時に錠剤は自己分散しはじめ、
ハンドミキサーで１分間撹拌を加えるだけで容易に作業
適性の良い化粧仕上材になった。また、この材料をスレ
ート板に１０ｍｍ厚みで塗ったものを室温２０℃で湿度
６５％の恒温室中で２週間養生した後、性能試験をした
ら表１の様になった。

【００２０】実施例４ 再乳化形粉末状酢ビ・ベオバ共重合樹脂４５重量部，二
酸化チタン４５重量部，炭酸カルシウム９重量部，分散
剤０．６重量部，増粘剤０．４重量部の組成からなる粉
末状の家庭用塗料１００重量部に対してステアリン酸酸
処理したアルミニウム粉末０．５重量部と炭酸水素ナト
リウム３重量部，リン酸二水素カリウム３重量部をミキ
サーで均一になるよう混ぜた後、１２０ｋｇ／ｃｍ² の
圧力で直径３ｍｍ，厚さ２ｍｍの錠剤に成型した。これ
を厚み５０μのポリプロピレン製のプラスチック袋に５
ｋｇ充填し製品とした。発塵性，混練性を確認するため
に、これを開封して吹付け塗装適性粘度とするために水
を加えて以下の混練をした。開封時および混練時の発塵
は全くなかった。混練工程では、水を加えると同時に錠
剤は自己分散しはじめ、ハンドミキサーで１分間撹拌を
加えるだけで容易に作業適性の良い家庭用塗料になっ
た。また、この材料をスレート板に０．５ｍｍの厚みで
塗ったものを室温２０℃で湿度６５％の恒温室中で２週
間養生した後、性能試験をしたら表１の様になった。

【００２１】実施例５ 再乳化形粉末状酢ビ・塩ビ共重合樹脂２９重量部，炭酸
カルシウム７０重量部，分散剤０．７重量部，増粘剤
０．３重量部の組成からなる粉末状の建築仕上塗材１０
０重量部に対してステアリン酸処理したアルミニウム粉
末１重量部，ピロ硫酸カリウム１重量部をミキサーで均
一になるよう混ぜた後、１２０ｋｇ／ｃｍ² の圧力で直
径２０ｍｍ，厚さ１０ｍｍの錠剤に成型した。これを厚
み５０μのポリプロピレン製のプラスチック袋に１５ｋ
ｇ充填し製品とした。発塵性，混練性を確認するため
に、これを開封して吹付け塗装適性粘度とするために水
を加えて以下の混練をした。開封時および混練時の発塵
は全くなかった。混練工程では、水を加えると同時に錠
剤は自己分散しはじめ、ハンドミキサーで１分間撹拌を
加えるだけで容易に作業適性の良い建築仕上塗材になっ
た。また、この材料をスレート板に１．５ｍｍの厚みで
塗ったものを室温２０℃で湿度６５％の恒温室中で２週
間養生した後、性能試験をしたら表１の様になった。

【００２２】実施例６ 炭酸カルシウム５５重量部，二酸化チタン４４重量部，
分散剤０．６重量部，増粘剤０．４重量部を組成とする
１００重量部に対してステアリン酸処理した亜鉛粉末１
重量部，スルファミン酸１重量部をミキサーで均一にな
るよう混ぜた後、１２０ｋｇ／ｃｍ² の圧力で直径２０
ｍｍ，厚さ１０ｍｍの錠剤に成型した。この錠剤を厚み
５０μのポリプロピレン製のプラスチック袋に１０ｋｇ
充填した。また、これとは別にアクリル樹脂エマルショ
ン４ｋｇをユポ製容器（王子油化合成紙株式会社製合成
紙）に充填して前述の錠剤組成物とのセット製品とし
た。発塵性，混練性を確認するために、これを開封して
吹付け塗装適性粘度とするために水を加えて以下の混練
をした。開封時および混練時の発塵は全くなかった。混
練工程では、水を加えると同時に錠剤は自己分散しはじ
め、ハンドミキサーで１分間撹拌を加えるだけで容易に
作業適性の良い仕上塗材になった。また、この材料をス
レート板に１ｍｍの厚みで塗ったものを室温２０℃で湿
度６５％の恒温室中で２週間養生した後、性能試験をし
たら表１の様になった。

【００２３】実施例７ ポルトランドセメント３０重量部，再乳化形粉末樹脂５
重量部，骨材４０重量部，ベントナイト２２重量部，増
粘剤０．５重量部，分散剤０．５重量部，エチレングリ
コール２重量部からなる粉末状の土木・建築用下地補修
材の１００重量部に対してステアリン酸処理したアルミ
ニウム粉末１重量部，水酸化カリウム１重量部を加えて
ミキサーで均一になるよう混合した後、粉末状のままこ
れを厚さ３０μの水可溶性プラスチック袋（パオゲン；
第一工業製薬株式会社製）に１０ｋｇ充填し製品とし
た。発塵性，混練性を確認するために、これを練容器に
そのまま入れたあとコテ塗り適性粘度とするために水を
加えて以下の混練をした。混練時の発塵は全く無かっ
た。混練工程では、水を加えてハンドミキサーで１分間
撹拌を加えるだけで容易に作業適性の良いコンクリート
補修材になった。また、この材料をスレート板に１０ｍ
ｍ厚みで塗ったものを室温２０℃で湿度６５％の恒温室
中で２週間養生した後、性能試験をしたら表１の様にな
った。

【００２４】比較例１ 高炉セメント２２重量部，再乳化形粉末樹脂５重量部，
骨材４０重量部，ベントナイト３０重量部，増粘剤０．
５重量部，分散剤０．５重量部，顔料２重量部からなる
粉末状の建築用の内外壁化粧仕上材をミキサーで均一に
なるよう混ぜた後、これをポリプロピレン製のプラスチ
ック袋に１０ｋｇ充填し製品とした。発塵性，混練性を
確認するために、これを開封して吹付け塗装適性粘度と
するために水を加えて以下の混練をした。開封時および
混練時の発塵はかなりひどいものであった。混練工程で
は、水を加えてハンドミキサーで３分間撹拌を加えたら
作業適性の良い内外壁化粧仕上材になった。この材料を
スレート板に１０ｍｍ厚みで塗ったものを室温２０℃で
湿度６５％の恒温室中で２週間養生した後、性能試験を
したら表１の様になった。

【００２５】比較例２ 再乳化形粉末状酢ビ・塩ビ共重合樹脂２９重量部，炭酸
カルシウム７０重量部，分散剤０．７重量部，増粘剤
０．３重量部の組成からなる粉末状の建築仕上塗材組成
物をミキサーで均一になるよう混ぜた後、これを厚み５
０μのポリプロピレン製のプラスチック袋に１５ｋｇ充
填し製品とした。発塵性，混練性を確認するために、こ
れを開封して吹付け塗装適性粘度とするために水を加え
て以下の混練をした。開封時および混練時の発塵はかな
りのものであった。混練工程では、ハンドミキサーで３
分間撹拌を加えたら作業適性の良い建築仕上塗材になっ
た。また、この材料をスレート板に１．５ｍｍの厚みで
塗ったものを室温２０℃で湿度６５％の恒温室中で２週
間養生した後、性能試験をしたら表１の様になった。

【００２６】比較例３ 炭酸カルシウム５５重量部，二酸化チタン４４重量部，
分散剤０．６重量部，増粘剤０．４重量部の組成からな
る粉末状組成物をミキサーで均一になるよう混ぜて厚み
５０μのポリプロピレン製のプラスチック袋に１０ｋｇ
充填した。また、これとは別にアクリル樹脂エマルショ
ン４ｋｇを金属缶に充填して前述の粉末状組成物とのセ
ットの建築仕上塗材の製品とした。発塵性，混練性を確
認するために、このセット製品を開封して吹付け塗装適
性粘度とするためにさらに水を加えて以下の混練をし
た。開封時および混練時の発塵はかなりのものであっ
た。混練工程では、水を加えてハンドミキサーで３分間
撹拌したら作業適性の良い仕上塗材になった。また、こ
の材料をスレート板に１ｍｍの厚みで塗ったものを室温
２０℃で湿度６５％の恒温室中で２週間養生した後、性
能試験をしたら表１の様になった。

【００２７】比較例４ アクリル・スチレン共重合樹脂エマルション２４重量
部，炭酸カルシウム６４重量部，分散剤０．７重量部，
増粘剤０．３重量部，水１１重量部の配合のものを、デ
ィゾルバーでよく撹拌して粘稠な建築仕上塗材としたあ
と、金属製の角缶に２０ｋｇ充填し製品とした。またこ
の材料をスレート板に１．５ｍｍの厚みで塗ったものを
室温２０℃で湿度６５％の恒温室中で２週間養生した
後、性能試験をしたら表１の様になった。

【００２８】

【試験ないし検討の項目および方法】 容器の経済性 包装容器の価格について金属缶と比較した。 製品の輸送性 各塗料の輸送における取り扱い易さ、破損の危険性を評
価した。 発塵性 使用時の開封作業，混練作業での発塵状態で評価した。 製品の現場における粘度調整の容易さ 製品を使用粘度にするため所定の水または水溶液などを
加えて撹拌し、撹拌の容易さで評価した。 塗膜の付着性 ＪＩＳ Ｋ ５４００の碁盤目試験により評価した。 塗膜の耐水性 ２０℃の水に７日間水没後、塗膜にしわ，膨れ，割れ，
はがれの発生の有無により評価した。 塗膜の意匠性 模様を付与する試験体について目視により評価した。
（実施例２，４，５、比較例１〜４） 容器の開封性 材料ロスの出ないような開封した時の、所要時間の長短
により評価した。 使用後の容器の処理性 再利用，焼却処分，埋め立て処分などが容易にできるか
どうかで評価した。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【発明の効果】本発明は、金属粉とこれと反応性のある
酸成分またはアルカリ成分または金属粉に加え炭酸塩を
含みこれら両成分と反応する酸を組み合わせて塗料に利
用することにより、自己分散性を持った塗料を得ること
ができる。この自己分散性は使用時の混練作業を容易に
する効果がある。そして、特に粉体製品と呼ばれる粉末
結合材を用いた粉末部分を有する塗料または仕上塗材，
補修材料等にあっては、粒状化することによって粉塵発
生のない、作業環境を改善した製品を作ることが可能と
なる。また、粘稠な仕上塗材にあっても、粉末部分と液
状部分に分け、包装容器が金属缶あるいはプラスチック
缶に限られていたものを、セット化した製品とすること
により、紙袋あるいはプラスチック袋と防水紙箱あるい
は合成紙箱あるいはプラスチック容器等の組み合わせを
利用することが可能となり、容器コストの低減と空容器
の処理を簡単にすることができるようになる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗料または塗材の成分に、ガス発生物質
   として金属粉とこれと反応性のある酸ないしアルカリを
   有することを特徴とする自己分散性のある塗料または塗
   材。
2. 【請求項２】 塗料または塗材の成分に、ガス発生物質
   として金属粉と炭酸塩およびこれらと反応性のある酸を
   有することを特徴とする自己分散性のある塗料または塗
   材。