JPH10259354A - 耐久性に優れる弾性非汚染塗料組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐候性が高く、経時においてもひび割れが起こ
らず、汚染防止効果がある塗膜を形成できる塗料組成物
を提供する。 【解決手段】特定のＴｇをもつポリオールと、特定のＮ
ＣＯ含有比を持つポリイソシアネート化合物、特定のポ
リカプロラクトンジオール及び／又はポリカプロラクト
ントリオール、特定構造を持つテトラアルコキシシラン
低縮合物をそれぞれ特定比率で混合した塗料組成物によ
り、耐候性に優れ、経時においてもひび割れが起こらな
い、耐汚染性にすぐれる塗膜を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金属、ガラス、磁器
タイル、コンクリート、サイディングボード、押出成形
板、プラスチック等の各種素材の表面仕上げに使用され
る耐久性に優れる非汚染塗料組成物に係るものである。

【０００２】

【従来技術】従来より、建築物、土木構造物等の駆体の
保護、意匠性の付与及び美観性の向上のため各種塗装仕
上げが行われている。

【０００３】特に、防水形複層塗材と呼ばれる、主材層
にゴム弾性を有する仕上塗材は、大気中の炭酸ガスによ
るコンクリートの劣化対策や、外壁の漏水防止対策が、
見直されている状況下において、コンクリート外壁のひ
び割れ（以下、「クラック」という。）に対する追従
性、炭酸ガスの透過抑制効果を持つことから注目され、
広く用いられている。

【０００４】この防水形複層塗材は、下塗材、主材（ゴ
ム弾性を持つ連続層と模様層）、上塗材から構成される
が、上塗材は主材層に追従する弾性塗料が塗装されてい
る。

【０００５】また、サイディングボード、押出成形板に
代表される、乾式建材による乾式工法が、従来の左官に
よる湿式工法に代わり、住宅関係等で大幅に増加してい
るが、ボードとボードとの付き合わせ部（目地部）は、
シーリング材で接合され、このシーリング材を含めた外
壁全体に塗装仕上げを行う場合、建材の膨張収縮や目地
部、即ち、シーリング材打設部のムーブメントに追従す
る弾性塗料が用いられる。

【０００６】さらに、金属等の膨張収縮が比較的大きい
素材や、構造上ムーブメントが予想される下地に対して
も、弾性塗料がよく用いられる。

【０００７】ところが、弾性塗料による塗膜は、一般に
硬質タイプの塗膜に比べ、表面汚染に劣るという欠陥が
ある。

【０００８】一方、近年、塗膜の耐汚染性が注目されて
おり、汚染防止対策としては、特願平６−５０６６３２
（国際公開ＷＯ９４／０６８７０公報）のように、塗料
中にオルガノシリケートを混合するのが一般的となって
いる。これは、特定のオルガノシリケートを配合するこ
とにより、塗膜表面を親水性にし、油性の汚染物質を付
着しにくくし、付着した場合でも降雨等の水滴とともに
洗い流してしまうという技術である。

【０００９】溶剤系のポリウレタン樹脂塗料を例に挙げ
てみると、オルガノシリケート（一般的には、アルキル
シリケート類を使用する）を溶剤系のポリウレタン樹脂
塗料に加えると、耐汚染性は向上するものの形成された
塗膜が固くなる傾向にあり、これらの塗料を防水形複層
塗材の上塗りや、シーリング材等のムーブメントのある
下地に施工した場合、経時においてはひび割れ等をひき
おこし、耐久性が悪くなるという問題点を有している。
これは、弾性タイプの溶剤系ポリウレタン樹脂塗料で
も、同様の傾向が見られる。

【００１０】したがって本発明では、 耐候性の高い塗膜を形成でき、 経時においてもひび割れが起こらない塗膜を形成で
き、 汚染防止効果がある塗膜を形成できる といった三点を満足するような塗料組成物を提供するこ
とを課題としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
を重ねた結果、特定のＴｇをもつポリオールと特定のＮ
ＣＯ含有比を持つポリイソシアネート化合物、特定のポ
リカプロラクトンジオール及び／又はポリカプロラクト
ントリオール、特定構造を持つテトラアルコキシシラン
低縮合物をそれぞれ特定比率で混合した塗料組成物によ
り、耐候性に優れ、経時においてもひび割れが起こらな
い、耐汚染性にすぐれる塗膜を提供できることを見出
し、本発明を完成するに至った。

【００１２】即ち、本発明は下記の非汚染塗料組成物に
係るものである。 １．（Ａ）重量平均分子量が５０００〜８００００、水
酸基価が２０〜１５０ＫＯＨｍｇ／ｇ、ガラス転移温度
（以下、「Ｔｇ」という。）が１５〜１００℃であるポ
リオール化合物の固形分１００重量部に対して、（Ｂ）
固形分１００％のときのＮＣＯ含有比が３〜１５％であ
るポリイソシアネート化合物をＮＣＯ／ＯＨ比率が０．
６〜１．４となるように添加し、（Ｃ）重量平均分子量
が３００〜３０００、水酸基価が３０〜５５０ＫＯＨｍ
ｇ／ｇのポリカプロラクトンジオール及び／又はポリカ
プロラクトントリオールを固形分で１〜２０重量部、
（Ｄ）テトラアルコキシシランの平均縮合度が４〜２０
の縮合物であり、該縮合物中のアルキル基が炭素数１〜
２と炭素数３〜１０のものが混在しているものとし、そ
の混在比率が炭素数３〜１０のアルキル基が該縮合物中
の全アルキル基の５〜５０％である化合物をＳｉＯ₂ 換
算で１．０〜４０重量部含有することを特徴とする耐久
性に優れる弾性非汚染塗料組成物。 ２．さらに、（Ｅ）繰り返し単位の数が２〜４０のポリ
アルキレンオキサイド鎖を含有する、重量平均分子量１
５０〜３５００のアルコキシシラン化合物、（Ａ）ポリ
オールの樹脂固形分１００重量部に対して、固形分で
０．１〜２０重量部含有することを特徴とする１．に記
載の耐久性に優れる弾性非汚染塗料組成物。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態に
基づき詳細に説明する。 （Ａ）ポリオール 本発明におけるポリオールは、ポリウレタン技術分野、
特にポリウレタン樹脂塗料の技術分野において一般的に
使用されるポリオールのうち、重量平均分子量が５００
０〜８００００、水酸基価が２０〜１５０ＫＯＨｍｇ／
ｇ、Ｔｇが１５〜１００℃であるものを使用する。（以
下、「（Ａ）成分」という。）

【００１４】このようなポリオールとしては、ポリエー
テルポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポ
リオール等がある。以下に各ポリオールを例示する。

【００１５】ポリエーテルポリオール ポリエーテルポリオールとしては、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジ
プロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプ
ロパン、ペンタエリスリトール、グルコース、ソルビト
ール、シュークロース等の多価アルコールの１種又は２
種以上にプロピレンオキサイド、エチレンオキサイド、
ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド等の１種又は
２種以上を付加して得られるポリオール類、および、前
記多価アルコールにテトラヒドロフランを開環重合によ
り付加して得られるポリオキシテトラメチレンポリオー
ル類が例示できる。

【００１６】ポリエステルポリオール ポリエステルポリオールとしては、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタン
ジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノ
ール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエ
リスリトールあるいはその他の低分子量多価アルコール
の１種又は２種以上とグルタル酸、アジピン酸、ピメリ
ン酸、スペリン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフ
タル酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸あるいはその他の
低分子ジカルボン酸やオリゴマー酸の１種又は２種以上
との縮合重合体、プロピオラクトン、カプロラクトン、
バレロラクトン等の開環エステル類の開環重合体等のポ
リオール類が例示できる。

【００１７】アクリルポリオール また、アクリル共重合体において、アクリル酸β−ヒド
ロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロピル、ア
クリル酸３−ヒドロキシプロピル、アクリル酸β−ヒド
ロキシブチル、アクリル酸４−ヒドロキシブチル、アク
リル酸β−ヒドロキシペンチル等のアクリル酸のヒドロ
キシアルキルエステル又はメタクリル酸の同様なヒドロ
キシアルキルエステル、さらにグリセリン、トリメチロ
ールプロパン等の多価アルコールのアクリル酸モノエス
テル又はこれらと同様なメタクリル酸モノエステル、Ｎ
−メチロールアクリルアミド又はＮ−メチロールメタク
リルアミド等の水酸基を有するモノエチレン性不飽和モ
ノマーを共重合モノマー等の１分子中に２以上の水酸基
を有するアクリルポリオールが使用できる。

【００１８】その他のポリオール その他、フェノールレジンポリオール、エポキシポリオ
ール、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリ
オール、ポリエステル−ポリエーテルポリオール、アク
リロニトリルやスチレン等の重合体をビニル付加ないし
分散せしめたポリマーポリオール、ウレア分散ポリオー
ル、カーボネートポリオール等が本発明のポリオールと
して使用することが可能である。

【００１９】特に、耐候性に優れるアクリルポリオール
を使用することは、塗膜の耐久性から見て望ましい。

【００２０】本発明に使用するポリオールは、重量平均
分子量が５０００〜８００００（好ましくは、２０００
０〜６００００）、水酸基価が２０〜１５０ＫＯＨｍｇ
／ｇ（好ましくは、３０〜１００ＫＯＨｍｇ／ｇ）、Ｔ
ｇが１５〜１００℃であるものを使用する。

【００２１】重量平均分子量が５０００より小さくなる
と、塗膜の硬化性、耐久性が十分でなくなり、逆に８０
０００より大きくなると塗膜の仕上がり性が十分でない
ので好ましくない。

【００２２】また、水酸基価が２０ＫＯＨｍｇ／ｇ未満
の場合は、耐久性、汚染性に劣るので好ましくなく、１
５０ＫＯＨｍｇ／ｇを越える場合は耐久性が十分でない
ので好ましくない。

【００２３】Ｔｇが１５℃より低い場合は、汚染物質の
物理的付着が生じ、耐汚染性が劣り、耐候性も悪くな
る。逆に、１００℃より高い場合は、塗膜が固くなるの
で下地のクラック追従性がなくなるため、結果として防
水性に劣るものとなり好ましくない。

【００２４】（Ｂ）ポリイソシアネート化合物 本発明で使用するポリイソシアネート化合物（以下、
「Ｂ成分」という。）は、固形分１００％のときのＮＣ
Ｏ含有比が３〜１５％であるものを使用する。このよう
なポリイソシアネート化合物としては、トルエンジイソ
シアネート（ＴＤＩ）、４，４−ジフェニルメタンジイ
ソシアネート（ｐｕｒｅ−ＭＤＩ）、ポリメリックＭＤ
Ｉ、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ヘキサメ
チレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、イソホロンジイ
ソシアネート（ＩＰＤＩ）、水添ＸＤＩ、水添ＭＤＩ等
のイソシアネートモノマーをアルファネート化、ビウレ
ット化、２量化（ウレチジオン化）、３量化（イソシア
ヌレート化）、アダクト化、カルボジイミド化反応等に
より、誘導体化したもの、および、それらの混合物が使
用可能である。特に、形成される塗膜の黄変を考慮する
と、脂肪族系もしくは脂環族系のポリイソシアネート、
又はこれらの混合物を使用することが望ましい。

【００２５】このようなポリイソシアネート化合物のう
ち、固形分１００％のときのＮＣＯ含有比が３〜１５％
（好ましくは、８〜１２％）のものを使用する。ＮＣＯ
含有比が３％未満のときは、ポリイソシアネート化合物
を大量配合しなければならず、結果として塗膜の耐久性
が悪くなるので好ましくない。逆に、ＮＣＯ含有比が１
５％より大きい場合は、塗膜が固くなりすぎるため、当
初の目的である弾性タイプの塗膜にはならず、防水性能
が得られないので好ましくない。

【００２６】このようなＮＣＯ含有比のものを、（Ａ）
成分のポリオールと（Ｂ）成分のイソシアネート中のＮ
ＣＯ／ＯＨ比率で０．６〜１．４（好ましくは０．８〜
１．２）となるように配合することにより、弾性タイプ
の塗膜とすることができる。

【００２７】（Ｃ）カプロラクトン化合物 本発明では、ポリカプロラクトンジオール及び／又はポ
リカプロラクトントリオール（以下、「Ｃ成分」とい
う。）を使用する。

【００２８】本発明で使用する（Ｃ）成分は、重量平均
分子量３００〜３０００、水酸基価が３０〜５５０ＫＯ
Ｈｍｇ／ｇのものを使用する。重量平均分子量が３００
未満の場合は、塗膜の柔軟性に欠け好ましくない。逆
に、３０００より大きくなると、仕上がり感や作業性に
問題がでてくるので好ましくない。

【００２９】このような（Ｃ）成分は、（Ａ）成分の固
形分１００重量部に対して、固形分で１〜２０重量部
（好ましくは２〜１５重量部）混合して使用する。

【００３０】（Ｃ）成分が１重量部より少ないと、塗膜
の柔軟性に欠け好ましくなく、２０重量部以上のばあい
は、塗膜の耐候性が低下する。

【００３１】（Ｄ）テトラアルコキシシラン低縮合物 本発明では、耐汚染性を向上するために、特定構造のテ
トラアルコキシシラン低縮合物（以下、「（Ｄ）成分」
という。）を配合する。この（Ｄ）成分は、テトラアル
コキシシランの縮合度４〜２０の縮合物であり、該縮合
物中のアルキル基が炭素数１〜２と炭素数３〜１０のも
のが混在しているものとし、その混在比率が炭素数３〜
１０のアルキル基が該縮合物中の全アルキル基の５〜５
０％の化合物である。

【００３２】（Ｄ）成分は、テトラアルコキシシランの
低縮合物であるが、高縮合度（縮合度が２０より大きい
もの）、高分子量のものは、製造が難しく、粘度上昇等
により取り扱いが不便であるため好ましくない。逆に、
縮合度が３以下で、低分子量のものは、揮発性が高くな
りやはり取り扱いが不便であるため好ましくない。

【００３３】また、（Ｄ）成分中のアルキル基が、炭素
数１〜２と炭素数３〜１０のものが混在していることに
より、表面配向性に優れ、塗膜物性の優れた非汚染塗膜
が形成できる。アルキル基の部分が炭素数が１〜２のア
ルキル基のみの場合、表面配向性が十分でないので好ま
しくない。また、炭素数が３〜１０のアルキル基のみの
場合は、非汚染効果が著しく悪くなり好ましくない。炭
素数１１以上のアルキル基が存在する場合も、耐汚染性
がなくなるので好ましくない。また、アルキル基の炭素
数が大きくなればなるほど、耐汚染性の原因となる加水
分解反応が起こりにくくなる傾向にあるので、炭素数が
大きいアルキル基ばかりが存在することは好ましくな
い。

【００３４】（Ｄ）成分は、該低縮合物の全体のアルキ
ル基のうち、約５〜５０％が炭素数３〜１０のアルキル
基となるようにしたもので、重量平均分子量２５０〜３
５００である縮合物が、塗膜の耐汚染性に優れるため好
ましいものとなる。

【００３５】本発明の（Ｄ）成分は以下のような方法に
より製造することが可能であるが、これに限定されるも
のではない。 （ａ）炭素数１〜２のアルキル基を有し、平均縮合度が
４〜２０であるテトラアルコキシシランの縮合物（以
下、「（ａ）成分」という。）を、 （ｂ）炭素数３〜１０のアルキル基を有するアルコール
（以下、「（ｂ）成分」という）を用いて、（ａ）成分
のアルキル基部分の約５〜５０％をエステル交換する。

【００３６】（ａ）成分としては、具体的にはテトラメ
チルシリケート、テトラエチルシリケートの低縮合物が
あげられる。縮合度は４〜２０が好ましく、縮合度が大
きくても小さくても、取り扱いが不便になるので好まし
くない。（ｂ）成分としては、具体的にはｎ−プロピル
アルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｎ−アミルアルコ
ール、ｎ−ヘキシルアルコール、ｎ−ヘプチルアルコー
ル、ｎ−オクチルアルコール、ｎ−ノニルアルコール、
ｎ−デシルアルコールが例示できる。

【００３７】（ａ）成分を（ｂ）成分によりエステル交
換する際には、（ａ）成分の全てのアルキル基（炭素数
１〜２）を（ｂ）成分のアルキル基（炭素数３〜１０）
にエステル交換してしまうのではなく、（ａ）成分のア
ルキル基（炭素数１〜２）のうち全体の約５〜５０％を
（ｂ）成分のアルキル基（炭素数３〜１０）にエステル
交換したものを使用する。その交換比率は、（ａ）成分
１モルに対して、（ｂ）成分を１〜１２モル用いて、エ
ステル交換させるとよい。この交換比率は、（ａ）成分
の縮合度によって適宜調整するが（ａ）成分のアルキル
基のうち全体の約５〜５０％をエステル交換することに
より、塗膜の耐汚染性が優れたものとすることができ
る。このエステル交換率が低くなると、表面配向性が十
分でなくなる。また、エステル交換率が高くなると、加
水分解反応を起こしにくくなり、塗膜が親水性になりに
くく、耐汚染性が悪くなる傾向にある。

【００３８】このようにして製造した（Ｄ）成分は、
（Ａ）成分の樹脂固形分１００重量部に対して、ＳｉＯ
₂ 換算で１．０〜４０重量部、好適には２．０〜３０重
量部配合することができる。

【００３９】ここでＳｉＯ₂ 換算とは、アルコキシシラ
ンやシリケートなどのＳｉ−Ｏ結合をもつ化合物を、完
全に加水分解した後に、９００℃で焼成した際にシリカ
（ＳｉＯ₂ ）となって残る重量分にて表したものであ
る。一般に、アルコキシシランやシリケートは、水と反
応して加水分解反応が起こりシラノールとなり、さらに
シラノール同士やシラノールとアルコキシにより縮合反
応を起こす性質を持っている。この反応を究極まで行う
と、シリカ（ＳｉＯ₂ ）となる。これらの反応は

【化１】 という反応式で表されるが、この反応式をもとに残るシ
リカ成分の量を換算したものである。実際の計算は、 ［ＳｉＯ₂ 換算値］＝［Ｘ］×［各アルコキシシラン縮
合物のシリカ残量比率］ ［Ｘ］：アルコキシシラン縮合物添加量 の式により行った。

【００４０】（Ｅ）アルキレンオキサイド鎖含有アルコ
キシシラン化合物 本発明の弾性非汚染塗料組成物にさらにアルキレンオキ
サイド鎖を含有するアルコキシシラン化合物（以下、
「（Ｅ）成分」という。）を加えることにより、ごく初
期段階における耐汚染性を向上することが可能となる。
（Ｅ）成分は、アルキレンオキサイド基の繰り返し単位
と、少なくとも１個以上のアルコキシシリル基を有する
化合物である。かかる（Ｅ）成分のアルキレンオキサイ
ド基繰り返し単位は、そのアルキレン部分の炭素数は２
〜４であり、繰り返し数は２〜４０、好ましくは２〜２
０である。

【００４１】（Ｅ）成分は、その両末端がアルコキシシ
リル基であってもよく、一端がアルコキシシリル基であ
って他端がその他の官能基であってもよい。このような
片末端に有することのできる官能基としては、例えば、
ビニル基、ヒドロキシル基、エポキシ基、アミノ基、イ
ソシアネート基、メルカプト基などが挙げられる。ま
た、該官能基は、アルコキシシリル基との間にウレタン
結合、尿素結合、シロキサン結合、アミド結合等を介し
て結合されたものであっても良い。このような（Ｅ）成
分は、例えば、ポリアルキレンオキサイド鎖含有化合物
と、アルコキシシリル基含有化合物（以下カップリング
剤という。）を反応させて合成したものが使用できる。

【００４２】前記ポリアルキレンオキサイド鎖含有化合
物は、分子量が１５０〜３５００が好ましく、２００〜
１５００がさらに好ましい。分子量が１００未満の場
合、最終的に得られる硬化塗膜の親水性に劣り、降雨に
よる汚染物質の洗浄効果が得られず、分子量が３５００
を越える場合、塗膜の耐水性や硬度が低下する。このよ
うなポリアルキレンオキサイド鎖含有化合物としては、
ポリエチレングリコール、ポリエチレン−プロピレング
リコール、ポリエチレン−テトラメチレングリコール、
ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプ
ロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリオキシ
エチレンジグリコール酸、ポリエチレングリコールビニ
ルエーテル、ポリエチレングリコールジビニルエーテ
ル、ポリエチレングリコールアリルエーテル、ポリエチ
レングリコールジアリルエーテルなどが挙げられる。ま
た、該ポリアルキレンオキサイド鎖含有化合物は、１種
もしくは２種以上の組み合わせから選択することができ
る。

【００４３】一方、カップリング剤は、例えば、一分子
中に、少なくとも１個以上のアルコキシシリル基とその
ほかの置換基を有する化合物である。カップリング剤と
しては具体的には、例えば、β−（３、４エポキシシク
ロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキ
シプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチ
ル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−
β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルトリメト
キシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、イソシアネー
ト官能性シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエト
キシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシ
シランなどが挙げられる。

【００４４】（Ｅ）成分の合成は、特に限定されない
が、ポリアルキレンオキサイド鎖含有化合物とカップリ
ング剤とを別々に用意し、例えば重合性二重結合を有す
る各化合物についてはラジカル重合開始剤を用いて共重
合させる他、アミノ基／エポキシ基、イソシアネート基
／水酸基またはイソシアネート基／アミノ基等の付加反
応など公知の方法によって合成することができる。ま
た、第１級、または第２級アミノ基等の活性水素基を有
するアルコキシシリル化合物にエチレンオキサイドを開
環付加せしめる方法によっても合成可能である。

【００４５】ラジカル重合開始剤を用いて共重合させる
場合は、重合性二重結合を有するポリアルキレンオキサ
イド鎖含有化合物の少なくとも１種以上と、カップリン
グ剤の少なくとも１種以上を非反応性の適当な溶媒中で
反応させて得る事ができる。この際、使用されるラジカ
ル重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサ
イド、ジクロルベンゾイルパーオキサイド、２，５−ジ
（パーオキシベンゾエート）ヘキシン−３，１，３−ビ
ス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、ｔ
−ブチルパーベンゾエートなどのパーエステル化合物、
アゾビスイソブチロニトリルおよびジメチルアゾブチレ
ートなどのアゾ化合物、および有機過酸化物などが挙げ
られる。

【００４６】重合性二重結合を有するポリアルキレンオ
キサイド鎖含有化合物としては、例えば、ポリエチレン
グリコールビニルエーテルを用いることができ、カップ
リング剤には、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキ
シシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキ
シシランおよびγ−メタクリロキシプロピルトリエトキ
シシランなどを単独もしくは２種以上の組み合わせで使
用できる。

【００４７】イソシアネート／ポリオールの付加反応に
より合成する場合、例えばポリアルキレンオキサイド鎖
含有化合物には、ポリエチレングリコールなどの末端に
ヒドロキシル基を有する化合物と、カップリング剤には
イソシアネート含有カップリング剤などのイソシアネー
ト基を有する化合物を混合し合成させる。この合成方法
においては、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジマ
レートまたはジオクチル錫ジマレートなどの反応触媒を
使用することも可能である。

【００４８】上述の反応によって合成される（Ｅ）成分
としては、ポリアルキレンオキサイド鎖含有化合物の両
末端にカップリング剤を付加したものが得られるが、こ
れらは、それぞれ単独で使用してもよく、また、混合物
として使用してもよい。

【００４９】これら（Ｅ）成分の内で、アルキレンオキ
サイド鎖がエチレンオキサイド鎖であるものが、ごく初
期段階の耐汚染性が高いため最も好ましい。

【００５０】（Ｅ）成分の配合割合は、（Ａ）成分の樹
脂固形分１００重量部に対し、固形分で０．１〜２０重
量部、好ましくは０．２〜１０重量部である。０．１重
量部未満では効果は見られず、逆に２０重量部を越える
と、樹脂との相溶性、硬化物の耐水性などが劣る結果と
なる。

【００５１】＜配合比率について＞本発明の非汚染塗料
組成物は、（Ａ）成分の固形分１００重量部に対して、
（Ｂ）成分をＮＣＯ／ＯＨ比率０．６〜１．４（好まし
くは０．８〜１．２）となるように配合し、さらに
（Ｃ）成分を固形分で１〜２０重量部、（Ｄ）成分を
１．０〜４０重量部（好ましくは２．０〜３０重量部）
配合することにより耐候性に優れた弾性非汚染塗料組成
物とすることができる。

【００５２】（Ｂ）成分が多くても少なくても、各種塗
膜物性が極端に悪くなるので好ましくなない。（Ｃ）成
分が少なくなると、経時において塗膜にひび割れが発生
するので耐久性が劣ることになり好ましくない。逆に
（Ｃ）成分が多くなると、塗膜の耐候性が悪くなるので
好ましくない。（Ｄ）成分が少なくなると、塗膜の親水
性が十分でないため耐汚染性に劣り、（Ｄ）成分が多く
なると、硬化塗膜の外観が悪化したり、経時において塗
膜表面にひび割れが発生するといった問題が出てくるた
め好ましくない。つまり、優れた耐汚染性とともに、優
れた耐久性をもつ塗膜を形成するためには、本発明のよ
うな配合にしなければならないのである。これら４成分
が、バランス良く配合されることにより、耐久性に優れ
た弾性非汚染塗膜が形成できるのである。さらに、
（Ｅ）成分を加えることにより、ごく初期段階の耐汚染
性を向上させることができる。

【００５３】＜その他＞本発明の非汚染塗料組成物では
（Ａ）、（Ｂ）成分、及び（Ｃ）、（Ｄ）成分（又は更
に（Ｅ）成分を加えたもの）による透明（クリヤー）塗
膜の他、着色顔料を配合して、着色（エナメル）塗膜と
してもよい、このような着色顔料としては、酸化チタ
ン、酸化亜鉛、カーボンブラック、酸化第二鉄（ベンガ
ラ）、クロム酸鉛（モリブデートオレンジ）、黄鉛、黄
色酸化鉄、オーカー、群青、コバルトグリーン等の無機
系顔料、アゾ系、ナフトール系、ピラゾロン系、アント
ラキノン系、ペリレン系、キナクリドン系、ジスアゾ
系、イソインドリノン系、ベンゾイミダゾール系、フタ
ロシアニン系、キノフタロン系等の有機顔料が使用でき
る。

【００５４】また、重質炭酸カルシウム、クレー、カオ
リン、タルク、沈降性硫酸バリウム、炭酸バリウム、ホ
ワイトカーボン、珪藻土等の体質顔料を使用することも
可能である。特に、艶消し塗膜を形成する場合には、塗
膜表面における非汚染効果を損なうことの最も少ないホ
ワイトカーボン、珪藻土を使用することが最適である。
なお、これらの無機物質を塗料に添加する際に、粉体表
面をカップリング剤で処理したり、塗料にカップリング
剤を添加することは好ましい手段である。

【００５５】本発明の弾性非汚染塗料組成物には、通常
塗料に配合することが可能な各種添加剤を本発明の効果
に影響しない程度に配合することが可能である。このよ
うな添加剤としては、可塑剤、防腐剤、防黴剤、防藻
剤、消泡剤、レベリング剤、顔料分散剤、沈降防止剤、
たれ防止剤、艶消し剤、紫外線吸収剤等があげられる。

【００５６】その他、アミン化合物を添加することによ
り、密着性を向上させることが可能になる。アミン化合
物としては、水溶性アミン類が好適であり、具体的には
エチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、ト
リエチルアミン、ジアミルアミン、エタノールアミン、
ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、シクロヘ
キシルアミン、アニリン、ピリジン、モルホリン、Ｎ−
メチルモルホリン、カプロラクタム、ヘキサメチレンジ
アミン、エチルフェニルエタノールアミン、エチレンジ
アミン、トリエチレンジアミン等の有機アミン類、アミ
ノメチルトリエトキシシラン、アミノメチルジエトキシ
シラン、ｎ−トリメトキシシリルプロピル−エチレンジ
アミン、γ−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−アミノイソブチルトリメトキシシラン、γ−ア
ミノプロプルメチルジエトキシシラン等のアミノシラン
類が例示される。特に窒素原子に３個の炭素が結合した
第３級アミン化合物が最も好適に使用することができ
る。（Ａ）成分の固形分１００重量部に対して、０．０
２〜５．０重量部が好適である。０．０２重量部おり少
なくなると効果が得られず、５．０重量部より過剰に添
加した場合は、塗膜の耐候性が低下し、実用性に欠ける
ものになる。

【００５７】＜適用面・塗装方法＞本発明の弾性非汚染
塗料組成物は、金属、ガラス、磁器タイル、コンクリー
ト、サイディングボード、押出成形板、プラスチック等
の各種素材の表面仕上げに使用することができ、主に建
築物、土木構築物等の躯体の保護に使用するものであ
る。このとき、本発明の非汚染塗料組成物は最終の仕上
面に施されているものであり、基材に直接塗装すること
もできるし、ＪＩＳ Ａ ６９０９（１９９５）で規定
される防水形複層塗材の上塗材として使用することも可
能である。また、何らかの表面処理（下地処理等）を施
した上に塗装することも可能であるが特に限定されるも
のではない。

【００５８】また、本発明の非汚染塗料組成物は、ハケ
塗り、スプレー塗装、ローラー塗装ロールコーター、フ
ローコーター等種々の方法により塗装することができ
る。

【００５９】

【実施例】以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特
徴をより明確にする。まず、アルコキシシラン縮合物を
合成した。合成方法は以下の通り。 （合成例１）アルコキシシラン縮合物１〜３合成例 表１に示されるような配合に従って、各種シリケート類
１００重量部に対して、アルコールをそれぞれ混合し、
触媒としてジブチルスズジラウレート０．０３重量部を
添加し、混合後、７５℃で８時間脱メタノール反応を行
い、アルコキシシラン縮合物１〜３を合成した。作製し
たアルコキシシラン縮合物のエステル交換率と、９００
℃にて焼成して得られたシリカ残量比率をそれぞれ表１
に示した。

【００６０】次に、ポリアルキレンオキサイド鎖含有ア
ルコキシシラン化合物を合成した。合成方法は以下の通
り。 （合成例２）ポリアルキレンオキサイド鎖含有アルコキ
シシラン化合物１合成例加熱装置、攪拌器、還流装置、
脱水装置、温度計を備えた反応槽に、ポリエチレングリ
コール２００（平均分子量２００；和光純薬株式会社）
２０重量部と、イソシアネート含有シランであるＹ−９
０３０（日本ユニカー株式会社製）５４．３重量部を、
ジブチルスズジラウレート０．０５重量部とを仕込み、
５０℃にて８時間反応させ、淡黄色のポリエチレンオキ
サイド鎖含有アルコキシシラン化合物を得た。このポリ
エチレンオキサイド鎖含有アルコキシシラン化合物の重
量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（以下Ｇ
ＰＣという）のポリスチレン換算により測定した結果８
００であった。

【００６１】（実施例１）表２のような原料を使用し
て、表３の配合に従い、弾性塗料組成物を作製した。す
なわち、ポリオール１が２００重量部（固形分で１００
重量部）に対して、ルチル型酸化チタン８０重量部を混
合後、良く撹拌する。さらにカプロラクトンジオール３
重量部とアルコキシシラン化合物１を１０．７重量部
（ＳｉＯ₂換算で５重量部）添加し、イソシアネート１
を６６．７重量部（ＮＣＯ／ＯＨ比率で１．０となるよ
うに配合）加えて更に撹拌して弾性塗料組成物とした。
作製した弾性塗料組成物について、以下のような評価を
行った。

【００６２】１．耐候性試験 作製した弾性塗料組成物を、７５×７５×０．８ｍｍの
アルミニウム板にウエット状態で１２５μｍとなるよう
にアプリケータにて塗付し、試験板とした。作製した試
験板を、気温２０℃、湿度６５％（以下、「標準状態」
という。）にて７日間養生乾燥したのち、岩崎電気株式
会社製「スーパーＵＶテスター（ＳＵＶ−Ｗ１３）」に
て耐候性試験を行った。試験は、６０℃・湿度６５％雰
囲気中で６時間紫外線照射後、３０℃・９０％以上の雰
囲気中に２時間設置するのを１サイクルとして、３０サ
イクル後の光沢保持率を測定した。（光沢保持率（Ｇ
Ｒ）は、JIS K 5400 7.6「鏡面光沢度」によって試験前
の６０゜鏡面光沢度（Ｇ₀）及び試験後の６０゜鏡面光
沢度（Ｇ₁）を測定し次の式によって求めた。ＧＲ
（％）＝１００×Ｇ１／Ｇ０ 結果は表５に示す。

【００６３】２．温冷繰り返し試験 １５０ｍｍ×７５ｍｍ×６ｍｍのスレート板を試験体用
基材とし（それぞれの基材の裏面及び側面（計５面）を
無溶剤エポキシ樹脂にてシール）、基材上に素地調整と
してＥＸシーラー（エスケー化研株式会社製：塩化ゴム
系溶剤形下塗材）を所要量０．２kg／ｍ２ となるよう
にスプレー塗装し、標準状態で４時間乾燥させた。次
に、レナエクセレント（エスケー化研株式会社製アクリ
ルゴム系防水形複層塗材Ｅ）を所要量２．０Kg／ｍ２
となるように２回に分けてスプレー塗装し、標準状態で
２４時間乾燥させた。さらに、作製した弾性塗料組成物
を乾燥膜厚が５０μｍとなるように２回に分けてスプレ
ー塗装し、試験体とした。作製した試験体を標準状態で
７日間養生し、JIS A6909(1995) 6.11 温冷繰り返し試
験に準じ、試験を行った。ただし、２４時間の１サイク
ルを１０サイクル行ったのち、塗膜の外観を評価し、更
に１０サイクルごとに３０サイクルまで評価を行った
（計３回評価）。結果は表５に示す。

【００６４】３．雨筋汚染性評価 ３００ｍｍ×１５０ｍｍ×３．０ｍｍのアルミニウム板
を上方から３分の１の長さのところで内角度が１３５度
になるようにおりまげたもの（以下、「曝露用板」とい
う。）の表面に、ＳＫ＃１０００プライマー（エスケー
化研株式会社製：エポキシ樹脂系プライマー）を、乾燥
膜厚が約３０μｍとなるようにスプレー塗装し、標準状
態で８時間乾燥させた。（暴露用板は凸面を表面とす
る） 次に、作製した弾性塗料組成物を、暴露用板に乾燥膜厚
が約４０μｍとなるようにスプレー塗装し、標準状態で
７日間乾燥し、試験体とした。作製した試験体を、大阪
府茨木市で南面を向き、面積が広い面を垂直にし、さら
に面積の狭い面が上部になるように設置して、屋外暴露
を実施し、１ヶ月後、３ヶ月後、６ヶ月後、１年後の雨
筋汚れの有無を目視にて評価した。評価は以下の通り。
結果は表５に示す。 ◎：垂直面に雨筋汚れなし ○：垂直面にわずかに雨筋汚れが △：垂直面に雨筋汚れが見られる ×：垂直面に著しい雨筋汚れが見られる

【００６５】（実施例２〜実施例１２）表２のような原
料を使用して、表３に示す配合により、実施例１に従っ
て弾性塗料組成物を作製し、耐候性試験、温冷繰り返し
試験、雨筋汚染性試験を行った。結果は表５に示す。

【００６６】（比較例１〜比較例９）表２のような原料
を使用して、表４に示す配合により、実施例１に従って
弾性塗料組成物を作製し、耐候性試験、温冷繰り返し試
験、雨筋汚染性試験を行った。結果は表６に示す。

【００６７】＜実施例・比較例評価＞実施例１〜実施例
１２は、良好な耐候性、耐温冷繰り返し性を示してお
り、高い耐久性を持つことが明らかとなっている。更
に、ポリアルキレンオキサイド鎖含有のアルコキシシラ
ン化合物を含む実施例３および実施例４は、雨筋汚染性
試験において、ごく初期段階から良好な結果を示してい
る。

【００６８】Ｔｇが低い樹脂を使用した比較例１は、耐
候性が悪く、もちろん汚染性も悪い結果となっている。
通常の弾性ウレタン樹脂塗料と同様の配合である比較例
２は、耐久性には問題ないものの、汚染性が悪い結果と
なっている。通常の弾性ウレタン樹脂塗料にカプロラク
トンジオールを添加した比較例３は、比較例２よりも耐
候性が悪くなる傾向にあり、温冷繰り返し試験でふくれ
が発生しており耐久性に問題があることがわかった。通
常の弾性ウレタン樹脂塗料にメチルシリケートを配合し
た比較例４は、汚染性は若干良いものの、温冷繰り返し
試験でクラックが発生しており、さらに雨筋汚染性試験
の暴露試験でも経時においてクラックが発生しており、
耐久性に問題があることがわかった。通常の弾性ウレタ
ン樹脂塗料に本願発明の（Ｄ）成分を添加したのみの比
較例５は、比較例４と同様に耐久性に問題があることが
わかった。

【００６９】（Ｃ）成分を多量に添加したものは、耐候
性が悪く、耐汚染性もあまり良くない結果となってい
る。（Ｄ）成分を多量に配合した比較例７は、耐候性、
汚染性は良い結果となっているが、温冷繰り返し試験で
クラックが発生しており、さらに雨筋汚染性試験の暴露
試験でも経時においてクラックが発生しており、耐久性
に問題があることがわかった。アルキル基の炭素数が１
２のものをもっているアルコキシシラン化合物３を添加
した比較例８は、耐汚染性が悪い結果となっている。Ｔ
ｇが低いポリオールを使用していて、本願発明の
（Ｃ）、（Ｄ）成分を配合している比較例９は、比較例
１と同じく耐候性が悪い結果となった。

【００７０】したがって、本願発明の（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）、（Ｄ）成分をバランス良く配合することにより
はじめて、耐久性に優れ、耐汚染性に優れる弾性非汚染
塗膜を形成しうる、塗料組成物を得ることが可能になる
ことがわかった。

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば、建築物の寿命を延ばす
ことが出来るような、防水機能を持った弾性塗料におい
て、耐汚染性を有しながら、耐候性が高く、経時におい
てもひび割れが起こらない塗膜を形成できる塗料組成物
を得ることができるものである。さらに、アルキレンオ
キサイド鎖含有のアルコキシシラン化合物を添加するこ
とにより、特にごく初期段階の耐汚染性を向上させるこ
とが可能となる。

【表１】

【表２】

【表３】

【表４】

【表５】

【表６】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 久志 大阪府茨木市清水１丁目25番10号 エスケ ー化研株式会社研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）重量平均分子量が５０００〜８００
   ００、水酸基価が２０〜１５０ＫＯＨｍｇ／ｇ、ガラス
   転移温度（以下、「Ｔｇ」という。）が１５〜１００℃
   であるポリオール化合物の固形分１００重量部に対し
   て、（Ｂ）固形分１００％のときのＮＣＯ含有比が３〜
   １５％であるポリイソシアネート化合物をＮＣＯ／ＯＨ
   比率が０．６〜１．４となるように添加し、（Ｃ）重量
   平均分子量が３００〜３０００、水酸基価が３０〜５５
   ０ＫＯＨｍｇ／ｇのポリカプロラクトンジオール及び／
   又はポリカプロラクトントリオールを固形分で１〜２０
   重量部、（Ｄ）テトラアルコキシシランの平均縮合度が
   ４〜２０の縮合物であり、該縮合物中のアルキル基が炭
   素数１〜２と炭素数３〜１０のものが混在しているもの
   とし、その混在比率が炭素数３〜１０のアルキル基が該
   縮合物中の全アルキル基の５〜５０％である化合物をＳ
   ｉＯ₂ 換算で１．０〜４０重量部含有することを特徴と
   する耐久性に優れる弾性非汚染塗料組成物。
2. 【請求項２】さらに、（Ｅ）繰り返し単位の数が２〜４
   ０のポリアルキレンオキサイド鎖を含有する、重量平均
   分子量１５０〜３５００のアルコキシシラン化合物を、
   （Ａ）ポリオールの樹脂固形分１００重量部に対して、
   固形分で０．１〜２０重量部含有することを特徴とする
   請求項１に記載の耐久性に優れる弾性非汚染塗料組成
   物。