JPS6019940B2 - 水性被覆組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特にセメント製品用に適した厚膜塗装可能な
水性被覆組成物に関する。

モルタル、コンクリート、スレート等セメント製品基村
を使用した建材が、例えば瓦、屋根板、外装、ブロック
塀等に多く利用されている。

建築物の寿命が延びるに従い、これら建材には耐久性の
高い仕上げが要求されてきており、さらに建材の量産化
に伴い塗装仕上げのスピード化が要求されてきているが
、従来このような要求を満す被覆組成物はいまが開発さ
れていない。すなわち従来、例えば未養生セメント製品
への塗装は１〜２週間放置後、セメント製品の表面のｐ
Ｈ及び含水率を調整し、その後被覆組成物を塗装しない
とハクリ、変色等塗膜欠陥が生じたりする欠点があった
。また、従釆の被覆組成物、例えばアクリルェマルジョ
ン樹脂とセメントとを主成分とする被覆組成物を塗布し
、ざらに耐侯性の優れた溶剤型塗料を上塗塗装すると、
下塗塗膜に耐溶剤性がないため、光沢が低下したり塗膜
にシワが生じたりする欠点があった。以上の如く従来の
セメント製品に適用する被覆組成物には性能上及び適用
上種々の欠陥が存在していた。本発明は、上記の如き従
来技術に鑑み、優れた性能の被覆組成物を提供すること
を目的とするものである。

このような目的は‘ａ’… アクリル酸又はメタクリル
酸ェステル共軍合ェマルジョン樹脂（ェステルは炭素数
１〜８のアルキル基）あるいは前記アクリル酸又はメタ
クリル酸ヱステルとスチレンとの共重合ヱマルジョン樹
脂（スチレン含量は３の重量％以下）固形分
・・・・・・２〜１５重量％（ｉｉ） ビスフェノール
型ヱポキシェマルジョン樹脂固形分 ・・
・・・・１〜５重量％肌 充填剤 ・・
・・・・２５〜７の重量％〇の セメント
・・・・・・２０〜６の重量％Ｍ 着色顔料
・・・・・・１〜５重量％岬 前記ェポキシェマ
ルジョン樹脂の０．８〜１．２当量のポリアミド樹脂又
は脂肪族多価アミン硬化剤、及びさらに必要に応じ各種
添加剤少量からなり、かつ〔（ｉ〕＋（ｉｉ）〕／『Ｗ
の重量比が（０．１５〜０．２８）の範囲である混合物
１０の重量部ならびに【ｂ｝ 水 １５〜７の重量部 からなる粘度５０〜１０００ポィズの水性被覆組成物に
より達成される。

本発明の被覆組成物は、硬化セメント製品はもちろん禾
養生のセメント製品にもただちに塗装出釆るため施工期
間が短縮出釆、また常温もしくは強制乾燥で厚膿塗膜が
可能であるため、現地塗装だけでなく工場ライン塗装も
可能であり、さらに有機と無機の特定複合材を特定割合
で配合しているので長期耐久性、密着性、耐アルカリ性
の優れた塗膜が得られ、また上塗塗料として水系あるい
は溶剤型塗料を塗り重ねても、前述の如き塗膜欠陥のな
い塗腰を得ることが可能である。

本発明において用いられるアクリル酸又はメタクリル酸
ェステル共重合ェマルジョン樹脂を構成する成分である
アクリル酸の炭素数１〜８のアルキルェステルモノマー
、メタクリル酸の炭素数１〜８のアルキルエステルモノ
マーのアルキルエステルとしてはメチル、エチル、ｎ−
ブチル、イソブチル、ターシヤリーブチル、２ーエチル
ヘキシル、ベンジル、プロピル、イソプロピル、ｓｅｃ
ーブチル等が代表的なものとして用いられる。

炭素数９以上のェステルは乳化重合時にゲル物が発生し
たり、ヱマルジョン粒子の疎水性が高くなり、セメント
混和用ェマルジョン樹脂の合成には不適である。又、こ
れらのアクリル酸（又はメタクリル酸）ェステルとスチ
レンとの共重合ヱマルジョン樹脂も用いられるが、スチ
レンを３の雲量％以上用いると、世釆たェマルジョン塗
膜の耐侯性が著しく低下するため耐久性の必要な屋外用
ェマルジョン樹脂としては好ましくない。特に好ましい
アクリル酸又はメタクリル酸ェステルとしてはメタクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、ア
クリル酸２−エチルヘキシルであり、またスチレンを使
用する場合は２の重量％以下が特に好ましい。

また必要ならばアクリル酸、メタクリル酸、メタクリル
酸２−ヒドロキシェチル等の官能基モノマーを数重量％
共重合することも可能である。本発明に用いられるアク
リル酸（又はメタクリル酸）ェステル共重合ェマルジョ
ン樹脂又はアクリル酸（又はメタクリル酸）ェステルと
スチレンとの共重合ヱマルジョン樹脂はセメントと混和
されるため、耐アルカリ性を有し、セメント混和安定性
に優れているものがよく、そのためには乳化重合時の乳
化剤としてアルキルフエノールポリエチレンエーテル、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチ
レンアルキルアリルエーテル、ポリエチレングリコール
オレィルェーテル等のエーテル類；ソルピタンアルキル
ヱステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸ェステ
ル、ポリグリコール脂肪酸ェステル等のエステル類；ポ
リプロピレングリコールポリェチレングリコール重合体
、ポリオキシェチレンアルキルアミド、ポリオキシエチ
レンアルキルアミンなどのノニオン界面活性剤単独又は
アニオン界面活性剤との併用でもノニオン界面活性剤が
多くアニオン界面活性剤は少量で使用することが必要で
ある。これらアクリルェマルジョン樹脂の分子量は５方
〜３０万好ましくは１０万〜２０万であるのが有利であ
る。また最低造膜溢度は５℃以下が好ましく、それ以上
になると成膜時にクラック、ワレが生じやすくなる。ま
たアクリルェマルジョン樹脂は固形分４０重量％の時の
粘度が１０比ｐｓ以下が好ましい。それ以上になると水
の塁を多くし粘度を下げる必要があり、そのため固形分
が低下し塗膜乾燥時のャセによりクラック、ワレが生じ
やすくなる。これらの樹脂は上記混合物｛ａ｝中におい
て固形分２〜１５重量％の割合で配合される。

樹脂が２重量％未満であると塗膜の初期硬度、耐侯性が
低下し、ェフロレッセンスが生じ易くなる。一方樹脂が
１５重量％を越えると厚脂塗装（約１〜１仇舷）が出来
ず、クラック、ワレが生じ易くなる。また本発明におい
て用いられるビスフェノール型ェポキシェマルジョン樹
脂としては、ピスフェノールＡとヱピクロルヒドリンか
ら得られる芳香族ジグリシジルェーテル類で平均分子量
３５０〜１０００の樹脂を乳化剤を用いて、水分散型に
したものであり、樹脂固形分として、上記混合物‘ａ｝
中に１〜５重量％が用いられる。

樹脂が１重量％未満であると、素地との密着性が低下し
、５重量％を越えると、形成された塗膜の耐侯性が著し
く低下する。また本発明において用いられる充填剤は体
質顔料としては炭酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸マ
グネシウム、タルク、クレー等の無機質系粒状物が例示
でき、骨村としては桂砂等である。

この充填剤は、もろこの改良、増量のため、及び塗布後
組成物が未だ流動性を保持している間に比重差により上
記樹脂成分を塗膜表面へ浮上させるため配合されるもの
であり、比重の大きい粒径５０〜１０００Ａ好ましくは
５０〜５００仏のものを用いる。充填剤は、上記混合物
｛ａ｝中において２５〜７の重量％の割合で配合される
。これはこの範囲において、厚膜塗膜においてもクラツ
ク、ワレのない塗膜が得られるからである。また本発明
において用いられるセメントとしてはボルトランドセメ
ント、高炉セメント、シリカセメント、アルミナセメン
ト等が例示できるが、その種類は特に制限はない。

セメントは本発明においては上記の混合物｛ａ｝中にお
いて２０〜６の重量％の割合で配合される。セメントが
２の重量％禾満だと厚膜時クラック、ワレが生じやすく
なり、また密着性が低下する。一方６の重量％を越える
と塗膜がもろくなり、またェフロレツセンスが生じやす
くなる。また本発明において用いられる着色顔料として
は一般の無機質顔料が代表的であるが、色によっては、
耐アルカリ性及び耐侯性を有する有機顔料でもよい。

たとえば黒く着色する場合には、カーボンブラック、酸
化鉄等、赤の場合には升柄等、緑の場合には酸化クロム
等、青の場合にはシアニンプルー等、白の場合には二酸
化チタン等が例示できる。着色顔料は上記の混合物‘ａ
ー中において１〜５重量％の割合で配合され、この範囲
内での配合により充分に着色する事が出釆る。また本発
明に用いられるェポキシ樹脂用硬化剤としては、ジアミ
ン又はジアミン誘導体等と二塩基酸又は二塩基酸誘導体
等の軍縮合によって得られるポリアミド樹脂あるいはエ
チレンジアミン、ジヱチレントリアミン、トリエチレン
テトラミン等の脂肪族多価アミンあるいはフェノール樹
脂、ェポキシ樹脂等で変性した脂肪族多価アミンが適当
である。

硬化剤の使用量はェポキシ樹脂のェポキシ基の０．８〜
１．２当量になる様に使用する必要がある。０．８当量
未満及び１．２当量を越えると本釆のェポキシ樹脂の特
性例えば密着性、可操性が著しく低下しその他耐久性等
の性能も低下するので好ましくない。

また本発明において用いられる添加剤としては、たとえ
ば顔料分散性、塗装作業性及び保存性等を良好なものと
するための分散剤、消泡剤、増粘剤、防腐剤、防カピ剤
、また塗膜の成膜性をよくするための成膜助剤等が例示
できる。

さらに、上記混合物｛ａ｝中（ｉ）アクリル酸（又はメ
タクリル酸）ェステル共重合ェマルジョン樹脂又はアク
リル酸（又はメタクリル酸）ェステルとスチレンとの共
重合ェマルジョン樹脂の固形分と皿ェポキシェマルジョ
ン樹脂の固形分との和と、Ｇのセメントとの重量比は〔
（ｉ〕＋（ｉｉ）〕／Ｗ＝ｏ．１５〜０．２８である。

この比率が０．１５より小さい場合には、塗膿の初期硬
度が出ずェフロレッセンスが発生し、塗膿性能の良い状
態での厚膜を形成することが出来ず、一方この比率が０
．２８より大きい場合には厚膜時、クラック、ワレが生
じやすくなる。また前記〔（ｉｉ〕＋帆〕／〔（ｉ）十
（ｉｉ）十〜Ｄ〕の重量比は特に０．２〜０．４５が好
ましく、この比率が０．２より小さい場合は密着性が低
下し、一方この比率が０．４５より大きい場合には耐侯
性が低下する。本発明の水性被覆組成物は、上記混合物
｛ａ｝１００重量部に対して水１５〜７の重量部を配合
し組成物粘度５０〜１０００ポィズにしたものである。
この範囲内であればセメントの硬化性及び塗装作業性が
良好であるからである。なお、水の量が１５重量部未満
だとセメント混和時にアクリルェマルジョンが凝集しや
すくなり、一方７の重量部を越えると固形分が低下し乾
燥時にャセを生じクラツク、ワレが生じやすくなる。な
お、本発明者等はェマルジョン樹脂として酢酸ビニル樹
脂、酢酸ビニルーアクリル樹脂、ェチレンー酢酸ビニル
樹脂等の酢酸ピニル系ェマルジョン樹脂あるいはスチレ
ンーブタジェン系ェマルジョン樹脂等塗料業界において
代表的に使用されているェマルジョン樹脂についても検
討したが、例えば前者においては耐侯性、耐アルカリ性
が劣り、さらに長期耐久性に欠け、また後者においては
耐俵性等が劣り、本発明においては適当でないことが判
明した。

以上の如き本発明の水性被覆組成物は通常の塗装方法た
とえば吹付塗装、、ローラー塗装、流し塗り等によりセ
メント基村表面等に塗布される。

本発明の水性被覆組成物は１〜１仇吻程度の厚膜でも良
好な被覆を施すことが出来、常温あるいは１００ｑｏ以
上の温度で強制乾燥させる。以下実施例により本発明を
説明する。

なお実施例中で部及び％は重量基準である。実施例１〜
３及び比較例１〜６ 第１表の水性被覆組成物を石綿スレート板表面に乾燥膜
厚約１．５肋になるように吹付塗布し、常温で７日間放
置することにより塗膜を硬化せしめた。

得られた着色石綿スレート板の密着性、ェフロレッセン
ス促進試験、凍結融解サイクル試験、促進耐庚性試験の
各試験結果を第１表の下段に示した。

なお試験方法及び評価は下記の通り行なった。｛１）密
着性 試験方法：塗膜の２肋ゴバン目セロフアンテープハクリ
試験評価：◎・・・５０′５０，０・・・４９／５０〜
２６／５０，×・・・２５／５０以下‘２’ ェフロレ
ッセンス促進試験 試験方法：飽和消石灰雰囲気にて〔５℃×１６時間→２
０℃×８時間〕２０サイクル評価：◎・・・全く異常な
し、○・・・極〈一部異常あり、×・・・全面異常あり
飢 凍結融解サイクル試験 試験方法：〔一２０℃×１母時間凍結→室温×８時間〕
３５サイクル評価：◎・・・全く異常なし、○・・・極
く一部異常あり、×・・・全面異常あり（クラック有）
【４’促進耐庚性試験試験方法：サンシャインカーボン
２００斑時間照射評価：◎・・・全く異常なし、○・・
・極〈一部異常あり、×…全面異常有（チョーキング有
） 第１表より明らかな如く本発明の水性被覆組成物は優れ
た塗膜性能を有していたが、セメントを過剰に添加した
比較例１、ェポキシ樹脂を含まない比較例２、スチレン
を過剰に含むアクリル樹脂を使用した比較例３、酢酸ビ
ニル樹脂を使用した比較例４アクリル樹脂を含まない比
較例５、比較例６はいずれも塗膜性能が劣っていた。

第 １ 表 注１）実施例１比較例１，２の最低造膜温度−５℃実施
例２の最低造膜緑度 ４℃実施例３の最低造膜温度 −
３℃ 注２）商品名「ニヵゾールＲ×−２９６」〔日本力−ノ
ミィト（株）製〕実施例 ４〜６実施例１，２，３の水
性被覆組成物を未硬化セメント板表面に乾燥膜厚約１．
５肌になるように吹付塗布し、８０ｑＣで１５分間加熱
後、温度４ぴ○、湿度９８％中に１２時間蒸気養生した
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（ａ）（i）アクリル酸又はメタクリル酸エステル共
   重合エマルジヨン樹脂（エステルは炭素数１〜８のアル
   キル基）あるいは前記アクリル酸又はメタクリル酸エス
   テルとスチレンとの共重合エマルジヨン樹脂（スチレン
   含量は３０重量％以下）固形分……２〜１５重量％（i
   i）ビスフエノール型エポキシエマルジヨン樹脂固形分
   ……１〜５重量％（iii）充填剤……２５〜７０重量％ （iv）セメント……２０〜６０重量％ （v）着色顔料……１〜５重量％ （vi）前記エポキシエマルジヨン樹脂の０．８〜１．２
   当量のポリアミド樹脂又は脂肪族多価アミン硬化剤、及
   びさらに必要に応じ各種添加剤少量からなり、かつ〔（
   i）＋（ii）〕／（iv）の重量比が（０．１５〜０．２
   ８）の範囲である混合物１００重量部ならびに（ｂ）水
   １５〜７０重量部 からなる粘度５０〜１０００ポイズの水性被覆組成物。 ２ 前記〔（ii）＋（vi）〕／（i）＋（ii）＋（vi）
   〕の重量比が０．２〜０．４５の範囲であることを特徴
   とする、特許請求の範囲第１項記載の水性被覆組成物。
   ３ 前記アクリル共重合エマルジヨン樹脂の最低造膜温
   度が５℃以下であることを特徴とする、特許請求の範囲
   第１項記載の水性被覆組成物。