JPH10158545A

JPH10158545A - 弾性エマルション塗料

Info

Publication number: JPH10158545A
Application number: JP31639496A
Authority: JP
Inventors: Masaru Takai; 大高井; Tetsuo Sudo; 哲生須藤
Original assignee: Suzuka Fine Co Ltd
Current assignee: Suzuka Fine Co Ltd
Priority date: 1996-11-27
Filing date: 1996-11-27
Publication date: 1998-06-16

Abstract

(57)【要約】【課題】塗膜の汚染が少ない、弾力の防水塗膜を形成
する上塗り塗料となし得る、コアシェル型エマルション
を成分とした弾性エマルション塗料を提供する。【解決手段】コアのガラス転移温度が−４５〜＋℃、
シェル層となる表面のガラス転移温度が＋０〜＋５０℃
でかつ表面の厚みが粒子径５〜３０％を占めるコアシェ
ル型複層構造の粒子を有する水性エマルションを主体と
する。水性エマルションの樹脂分１００重量部に対し、
着色顔料および体質顔料が５〜１５０重量部の割合を有
しかつ弾性防水塗膜を形成する上塗り塗料となし得るこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、弾性エマルショ
ン塗料に関し、詳しくは、弾性防水塗膜の上塗り塗料と
して塗装できるエマルション塗料に係わるものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、大気汚染、地球の温暖化、塗装環
境問題について着目されてきており、この問題に応える
方法として塗料分野においては、水性化や無溶剤化が進
んでいる。また、コンクリート建築物に発生するひび割
れは建物の劣化を促進したり漏水を引き起こしたりする
ことから、クラックに追従することができる弾性の塗膜
防水材が多く施工されている。その塗膜防水材の一つが
ＪＩＳーＡー６０２１屋根用塗膜防水材（アクリルゴム
系防水材）であり、現状の上塗りには軟質のアクリルウ
レタン樹脂塗料やアクリルシリコン樹脂塗料など溶剤系
塗料が塗装されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＪＩＳ−Ａ−６０２１
屋根用塗膜防水材の上塗り塗料として、従来の汎用の水
性エマルション塗料を用いると、硬質塗膜であるが故に
経年でひび割れを生ずる。そこで軟質エマルションを使
用した塗料を塗装されるが、通常の軟質エマルションを
用いた塗膜は粘着性が大きいため、塵埃等が付着して塗
膜が汚れる問題がある。

【０００４】また、従来よりコアシェル型エマルション
（コアが軟質成分でシェル層が硬質成分のエマルショ
ン）を使用した低汚染性塗料が知られているが、一般の
コアシェル型エマルションはシェル層の厚みが薄く、軟
質のコアの成分が表面に露出することから汚れやすい塗
膜となり、また、コア成分を硬質化してしまうと柔軟性
の問題からひび割れしやすく何れもＪＩＳ−Ａ−６０２
１屋根用塗膜防水材（アクリルゴム系防水材）の上塗り
塗料として満足できる性能は得られなかった。そこで、
本発明は低汚染性塗料のコアシェル型エマルションに着
眼し、この改良をなし得たものである。

【０００５】本発明の課題は上記コアシェル型エマルシ
ョンを主体とした低汚染性塗料の上記した問題点を解決
して、塗膜の汚染が少ない、弾性の防水塗膜を形成する
上塗り塗料となし得る弾性エマルション塗料を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記問題点を
解決するため鋭意検討した結果、特定のコアシェル型複
層構造の粒子を有するエマルションの樹脂分１００重量
部に対して、着色顔料、あるいは着色塗料と体質顔料
が、５〜１５０重量部の割合を有して成る塗料が、上記
した課題を解決できることを見いだし本発明を完成する
に至った。

【０００７】前記の課題を解決するために、請求項１の
発明の弾性エマルション塗料は、コアのガラス転移温度
が−４５〜＋０℃、シェル層となる表面のガラス転移温
度が＋０〜＋５０℃でかつシェル層の厚みが粒子径の５
〜３０％を占めるコアシェル型複層構造の粒子を有する
水性エマルションを主体とし、その樹脂分１００重量部
に対し、着色顔料が５〜１５０重量部の割合を有し、か
つ弾性防水塗膜を形成する上塗り塗料となし得ることを
特徴とする。

【０００８】前記第１の課題を解決するために、請求項
２の発明の弾性エマルション塗料は、請求項１の発明に
おいて水性エマルションの樹脂分１００重量部に対し、
着色顔料及び体質顔料が５〜１５０重量部の割合を有し
て成ることを特徴とする。

【０００９】前記水性エマルションはフッ素樹脂、シリ
コーン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹
脂、ポリエチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル等
の中から１種類もしくは複数の樹脂を混合または共重合
した樹脂成分を有する合成樹脂エマルションである。ア
クリル樹脂を使用することが一般的であるが、耐候性を
加味するうえにおいてフッソ樹脂やシリコーン樹脂を適
度に配合することが好ましいが、フッソ樹脂やシリコー
ン樹脂は高価であるため、経済上からはシェル層に添加
することが有効と考えられる。

【００１０】コアすなわちコア成分のガラス転移温度
（以下、Tgともいう。）は−４５から＋０℃で、シェル
層すなわちシェル成分のガラス転移温度は＋０から＋５
０℃である。ガラス転移温度が高いと弾性に乏しく経年
で塗膜にひび割れが発生しやすい。反対にガラス転移温
度が低いと弾性に富むが一般に粘着が著しくて汚れが付
着しやすい。望ましくはコア成分のガラス転移温度が−
４０から−２０℃で、シェル成分のガラス転移温度は＋
１０から＋４０℃である。またコアとシェル層の適度な
厚みバランスが要求される。シェル層の厚みが５％以下
であれば、現状の技術ではシェル成分がコアを完全に覆
いつくせない状態となり、そのエマルションを用いた塗
料は塗膜の汚れを生じやすい。

【００１１】また、シェル成分が３０％を超えたものは
コアを完全に覆いつくしているが、造膜性や伸び性能が
低下し塗膜にひび割れが生じてしまう。以上のことから
シェル層の厚みは１０〜３０％であり、１５〜２５％が
望ましい。このエマルションは２層構造のみならず、そ
れ以上の複層構造やパワーフィールド重合方法を用いた
連続構造を有する粒子よりなるエマルションでも、その
性能を満足させることができるが、そのためにはエマル
ション粒子の中心部分と周囲との硬さのバランスを保つ
ようにすることが必要である。

【００１２】着色顔料は酸化チタン、酸化鉄系着色顔
料、カーボンブラック、有機系着色顔料など耐候性、耐
アルカリ性に優れた着色顔料を用いる。着色顔料が５重
量部未満では隠ぺい性に乏しく、体質顔料及び着色顔料
が１５０重量部を超えると光沢や伸度が不十分であるこ
とから、８０重量部程度を使用することが望ましい。体
質顔料は一般に外装塗料に使用される炭酸カルシウム，
クレー，硅砂，マイカ，ドロマイト等の体質顔料を用い
ることができ、光沢の関係から平均粒子径が０．０１〜
２．０μｍの範囲で、できるだけ粒子の小さいものが望
ましい。

【００１３】なお、本発明の塗料には樹脂と顔料の他
に、分散剤，増粘剤，凍結防止剤，造膜助剤，防腐・防
かび剤，消胞剤など一般水性エマルション塗料用の原料
を配合することができる。

【００１４】請求項１または請求項２の水性エマルショ
ン塗料によれば、コアシェル型の軟質エマルションを配
合したことにより、ＪＩＳＡ６０２１の屋根用塗膜防
水材（アクリルゴム系防水材）の上塗り材として塗膜汚
染の少ない耐候性に優れた塗膜を形成させることができ
る。

【００１５】

【実施例】次に、本発明の第１の実施例を、比較例及び
対照とともに説明する。なお、説明に使用する表１〜表
４において、組成に関する部数及び％は重量比を示す。

【００１６】表１に従って、コアシェル型エマルション
を主体とした各仕上げ塗材を調整した。

【００１７】

【表１】

【００１８】水性エマルションは以下のモノマーで主に
構成された５０重量％のコアシェル型水性エマルション
を選択し組合せて使用した。Ｔｇ（℃）ＡＮ（アクリロニトリル）：＋１１０ＭＭＡ（メチルメタクリレート）：＋１０５Ｓｔ（スチレン）：＋１００ＣＨＭＡ（シクロヘキシルメタクリレート）：＋８３ＢＭＡ（ｎ−ブチルメタクリレート）：＋２２ＢＡ（ｎ−ブチルアクリレート）： −５６２ＥＨＡ（２−エチルヘキルアクリレート）： −７０

【００１９】なお、一般水性エマルション塗料用の添加
剤はフジケミＨＥＣＢＧ−１５、主成分ヒドロキシエチ
ルセルロース：住友精化社製を用いた。添加剤として
は、分分散剤（ポイズ５３０：花王社製），凍結防止材
（エチレングリコール），造膜助剤（テキサノール：イ
ーストマンケミカル社製），防腐・防かび剤（コートサ
イドＤ：武田薬品工業社製），消泡剤（ＳＮフォーマー
３０８：サンノプコ社製）の混合物を用いた。

【００２０】エマルションのモノマー組成にかかわる実
施例を表２および表３に示す。表２に示すように、本実
施例はＮＯ．１〜ＮＯ．８であり、表３に示すように参
考例はＮＯ．９〜ＮＯ．１４で、対照ＮＯ．１５〜Ｎ
Ｏ．１６はコアシェル型でないエマルションを用いた例
である。コアシェル型水性エマルションのコアとシェル
層の体積比の（コア体積比）とコアの半径比の関係は図
１に示す通りである。

【００２１】実施例ＮＯ．１〜ＮＯ．８，参考例ＮＯ．
９〜ＮＯ．１４及び対照ＮＯ．１５〜ＮＯ．１６の各エ
マルション塗料について塗膜物性を評価した。塗膜物性
は、低温時の伸び、耐ひび割れ性，耐汚染性，鏡面光沢
度（６０度），隠ぺい性について調べた。低温時の伸び
はＪＩＳＡ６９０９の伸び試験による。耐ひび割れ性は
ＪＩＳＡ６９０９の温冷繰り返し試験による。耐汚染性
は屋外暴露試験を６ヶ月間行い目視にて評価した。鏡面
光沢度はガラス板に２２５μの厚みで塗装し、ビッグガ
ードナー社製のグロスメーターにて６０度の光沢を測定
した。隠ぺい性は隠ぺい率紙に２２５μの厚みで塗装
し、日本電飾社製のカラーアンドカラーディファレンス
メーターにて隠ぺい率を測定した。

【００２２】各上塗り塗料の配合と塗膜物性は、表２，
表３に示す通りである。表２，表３における低温時の伸
び，耐ひび割れ性，耐汚染性，及び表４における鏡面光
沢度，隠ぺい性の評価は、良←○，□，△，×→悪で表
し、表示した記号は○に近いほど良好を示し、×に近い
ほど悪いことを示している。

【００２３】表２に示すように、実施例ＮＯ．１〜Ｎ
Ｏ．８のコアシェル型エマルションを用いた場合は低温
時の伸び，耐ひび割れ性，耐汚染性において良好な結果
を示した。表３に示すように、参考例ＮＯ．９〜ＮＯ．
１４のコアシェル型エマルションを用いた場合は低温時
の伸び，耐ひび割れ性，耐汚染性の塗膜性能のバランス
が悪かった。コアシェル型エマルションにおいてはコア
のガラス転移温度、シェル層のガラス転移温度、さらに
は表面の厚みを考慮することが重要である。

【００２４】実施例ＮＯ．１〜ＮＯ．８の塗料は、ＪＩ
ＳーＡー６０２１屋根用塗膜防水材のアクリルゴム系防
水材の上塗り塗料として用いたところ良好な成果を得
た。すなわち、実施例ＮＯ．１〜ＮＯ．８の塗料は弾性
の防水塗料を形成するための上塗り塗料として適するも
のである。

【００２５】

【表２】

【００２６】

【表３】

【００２７】次に本発明の第２の実施例として塗料配
合、すなわち水性エマルションと着色顔料および体質顔
料の配合割合にかかわる実施例と参考例を表４に示す。
前記した表２の実施例ＮＯ．５に使用したコアシェル型
エマルションを用いて、次の表４の実施例ＮＯ．１８〜
ＮＯ．２１及び参考例ＮＯ．１７、ＮＯ．２２を調整
し、各塗膜物性を測定した。この第２実施例ＮＯ．１８
〜ＮＯ．２１の塗膜物性は表４に示す通りであった。す
なわちＮＯ．１８〜ＮＯ．２１の塗料は低温時の伸び，
耐ひび割れ性，耐汚染性，鏡面光沢度及び隠ぺい性がい
ずれも良好であった。

【００２８】

【表４】

【００２９】

【発明の効果】しかして、請求項１または請求項２の発
明によれば、塗装の汚染が少くかつ弾性の防水塗装を形
成する上塗り塗料となし得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】コア体積とコアの半径比の関係を示すグラフで
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コアのガラス転移温度が−４５〜＋０
℃、シェル層となる表面のガラス転移温度が＋０〜＋５
０℃でかつシェル層の厚みが粒子径の５〜３０％を占め
るコアシェル型複層構造の粒子を有する水性エマルショ
ンを主体とし、その樹脂分１００重量部に対し、着色顔
料が５〜１５０重量部の割合を有し、かつ弾性防水塗膜
を形成する上塗り塗料となし得ることを特徴とした弾性
エマルション塗料。
【請求項２】水性エマルションの樹脂分１００重量部
に対し、着色顔料及び体質顔料が５〜１５０重量部の割
合を有して成ることを特徴とした請求項１に記載の弾性
エマルション塗料。