JPS63304062A - 金属様光沢塗料組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 近年住宅のプレハブ化及び低コスト化に伴い、施工性及
び製造コスト面の有利さから、従来の日本瓦や西洋瓦に
代って石綿セメント瓦の使用が急増しており、平板状の
単純なものから波形状の高級なもの迄種々の石綿セメン
ト瓦が上市されている。

最近の石綿セメント瓦では、外観上高級化をはかるため
と、風化を防止するために、表面に高分子材料からなる
塗料組成物を塗布する方法が一般的である。

（従来技術および問題点） 高分子材料からなる塗料組成物の中でも特に金属様光沢
を有する塗膜を形成させるために使用される塗料におい
ては着色顔料に加えて、従来、金属様光沢を付与する材
料として、アルミニウム微粉末、マイカチタン粉末が使
用されている。

アルミニウム微粉末の場合は、水性エマルジョン塗料と
混合した場合にアルミニウムが酸化され易く光沢損失、
変色等の問題が多い。

また、石綿セメント瓦から溶出されるアルカリ分によっ
てアルミニウムが徐々に溶解し、金屈光沢が徐々に減少
するという問題がある。

また、マイカチタン粉末の場合は、通常の水性エマルジ
ョンと混合して用いて得られる塗膜は長期間経過すると
チョーキング現象が生じ金属様光沢の損失、変色等が発
生し易い問題がある。

従来、金属様光沢を有する塗膜を形成させるために用い
られる塗料中の樹脂成分としては、フッ素樹脂系溶剤型
、シリコーン樹脂系溶剤型、・フレタン樹脂系溶剤型、
アクリル樹脂系溶剤型等の溶剤型と、エチレン・酢と樹
脂系エマルジョン型、スチレン・ブタジェン樹脂系ラテ
ックス型、アクリル樹脂系エマルジョン型等の水性型と
がある。

これらの中で溶剤型の場合には、溶剤が作業環境を汚染
し火災の原因にもなり易い問題点がある。

また、通常の水性型の場合には、その塗料で被覆された
石綿セメント屋根材を積載した場合、互いにブロッキン
グし易く、また、耐水性及び長期の耐候性が不充分であ
るために、光沢損失、変色等が起るという問題点がある
。

塗装工程としては、従来、金属様光沢を有する被覆石綿
セメント屋根材製造工場では、耐候性改良と仕上り外観
を改良するために、組成の異なる２種類の塗料を塗工し
て製造されるのが一般的で（特開昭５７−１１３０６０
の例）あるが、２種類の塗料を塗工する工程が複雑で作
業能率が悪いという問題がある。

また、１層コートする毎に乾燥する工程が必要であり、
多聞のエネルギーが必要となる。

また、　２１！！コートするために、薄膜を形成させる
のが難しいなどの問題がある。

本発明者は、これらの問題点を解決すべく鋭意研究の結
果、以下のような発明を完成させた。

（発明の構成） すなわち、本発明は、 ［２種類以上のモノマーからなる共重合体のガラス転移
温度が、２０℃未満である重合体を中心層とし、次いで
共重合体のガラス転移温度が２０’Ｃ以上である２種類
以上のモノマーを重合させて外層とした多層構造を有す
るポリマーの水性エマルジョンを固形分換算で、２０〜
８０重ａ％に対して、ガラス転移温度４０℃以上のポリ
マーの水性エマルジョンを固形分換算で８０〜２０重量
％混合して得られた水性エマルジョン固形分換韓で１０
０重違部に対して、マイカチタン粉末５〜４０重９部、
シリコーン系化合物１〜２０重量部、造膜助剤５〜４０
重量部を配合して成る金属様光沢塗料組成物」 である。

上記のような多層構造を有するポリマーの水性エマルジ
ョンと、ガラス転移温度４０℃以上のポリマーの水性エ
マルジョンを混合して得られた水性エマルシコンに、マ
イカチタン粉末、シリコーン系化合物、造膜助剤を配合
して成る金属光沢を有する塗料は一層で表面を被覆する
ことが可能であり、耐候（光）性、耐変色性、耐アルカ
リ性、耐ブロッキング性、耐汚染性が格段に優れ、実用
性が高い。

即ち、従来は、マイカチタン粉末を着色顔料として使用
した水性エマルジョン塗料１回塗りで被覆してなる石綿
セメント屋根材で、困難とされていた高温多湿で多日射
旧の過酷な条件下でも、本発明の金属様光沢塗料組成物
なら充分適用可能である。

本発明の台底様光沢塗料組成物に用いる水性エマルジョ
ンは、一般に用いられている通常の単層エマルジョンと
比較して形成される皮膜が、多層構造エマルジョンの持
つ柔軟性を有し、タックが少ない特異な性能と優れた耐
水性能を発揮する特徴と、ガラス転移点４０”Ｃ以上の
ポリマーの水性エマルジョンの持つブロッキング防止効
果と優れた耐アルカリ性、耐候（光）性、耐汚染性を発
揮する特徴を両立させ、両方の優れた性能が発揮される
ようにポリマーブレンドされている。

即ち、このポリマーブレンドされたエマルジョンは、自
己架橋型多層構造硬軟質ポリマーブレンドエマルジョン
（以下、該エマルジョンと記載する）というべきもので
あり、前記のような問題を解決した塗料組成物を提供し
得る。

本発明に用いる自己架橋型多層構造エマルジョンは、ア
クリルアミド・Ｎ−メチロールアクリルアミド・メタク
リル酸グリシジル・アクリル酸グリシジル等のアクリル
系架橋反応性モノマーの１種又は２種以上含み、２種類
以上のモノマーを組合せたガラス転移点が、２０’Ｃ未
満からなる重合体を中心層とし、次いでガラス転移点２
０℃以上からなる２種類以上のモノマーを重合させて外
層としたものが好適である。

中心層を構成する樹脂になるモノマーとしては、ガラス
転移点７０℃以上のモノマーと、ガラス転移点０℃以下
のモノマーの２種以上の組合せにするのが好ましい。

又、ガラス転移点７０’Ｃ以上のモノマーとしては、ア
クリロニトリル、メタクリル酸メチル、メタクリルｌｔ
−ブチル、スチレンなどである。

ガラス転移点Ｏ℃以下のモノマーとしては、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、メタクリル酸２−エチルヘキシルなどである。

このガラス転移点７０℃以上のモノマーと０℃以下のモ
ノマーの混合比率としては、重量比で７０℃以上のモノ
マー１０〜６０％に対して、０℃以下のモノマー９０〜
４０％の比率で、混合モノマーのガラス転移点が２０℃
未満にするのが好ましい。

外層を構成する樹脂になるモノマーとしては、ガラス転
移点７０℃以上のモノマーと、ガラス転移点Ｏ℃以下の
モノマーの２種以上の組合せ又は、ガラス転移点７０℃
以上の七ツマー単独でも良い。

モノマーの種類は前述のものを用い得る。

このガラス転移点７０℃以上のモノマーと０℃以下のモ
ノマーの混合比率としては、重量比で７０℃以上のモノ
マー６０〜１００％に対して、０℃以下のモノマー４０
〜０％の比率で、混合モノマーのガラス転移点を２０℃
以上にするのが好ましい。

又、中心層、外層を構成する樹脂になるモノマーに、ア
クリル系架橋反応性モノマーを、０．５〜１５．０重量
％、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和カルボン酸を
０．２〜８．０重１％を含有させてもかまわない。

中心層を構成する樹脂になるモノマーとして使用するガ
ラス転移点７０℃以上のモノマーと、ガラス転移点０℃
以下のモノマーの混合比率としては、重量比で７０℃以
上のモノマー１０％〜６０％が好ましく、１０％未満で
は、耐水性が劣り、６０％以上では皮膜の可撓性が劣る
。

外層を構成する樹脂になるモノマーとして使用するガラ
ス転移点７０℃以上のモノマーと、ガラス転移点ｏ℃以
下のモノマーの混合比率としては、重量比で７０℃以上
のモノマーを６０％以上にする必要がある。

６０％未満では、耐ブロッキング性、耐アルカリ性が劣
るので好ましくない。

アクリル系架橋反応性モノマー、例えばアクリルアミド
、Ｎ−メチロールアクリルアミド、メタクリル酸グリシ
ジル、アクリル酸グリシジル等は、０．５％未満では耐
水性が劣り、１５．０％以上では皮膜が硬過ぎて好まし
くない。

不飽和カルボン酸の添加但としては、０．２％〜８．０
％が適している。

０．２％未満では、アクリル系架橋反応性モノマーとの
架橋反応性が低下し、かつ安定な水性エマルジョンが得
られにくい。

また、８６０％以上では、耐水性が劣るので好ましくな
い。

前途のような七ツマー構成で、乳化剤の存在下、水性媒
体中において重合を多段階に分けて行なって水性エマル
ジョンを得た。

これを余尺様光沢塗料組成物のもう一方のエマルジョン
成分である自己架橋型多層構造エマルジョンにブレンド
する。

ガラス転移点４０℃以上の水性エマルジョンとしては、
アクリル系共重合体エマルジョン、スチレン・アクリル
系共重合体エマルジョン、スチレン・ブタジェン系共重
合体エマルジョン、エチレン・酢酸ビニル系共重合体エ
マルジョン、酢酸ビニル・ベオバ系共重合体エマルジョ
ン、酢酸ビニル系共重合体エマルジョン、ウレタン系共
重合体ラテックス他のエマルジョンが使用可能である。

これらの重合体エマルジョンの目標とするガラス転移点
各々の重合するモノマーのガラス転移点によって以下の
計算式に従って決定する。

但し、 王、；共重合体のガラス転移点（０Ｋ）Ｔｇ、；ａ成分
モノマーのガラス転移点（’Ｋ）Ｔｇｂ；ｂ成分モノマ
ーのガラス転移点（０Ｋ）Ｗ、：ａ成分の重量分率 Ｗ、；ｂ成分の重量分率 使用可能なモノマーの種類としてはアクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル。

アクリル１２−エチルヘキシル等のアクリル酸エステル
系、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタク
リルＷ！ｉ２−エヂルヘキシル等のメタクリル酸エステ
ル系、アクリル酸、メタクリル酸等のカルボキシル基含
有モノマー、アクリルアマイド、Ｎ−メチロールアクリ
ルアマイド等のアマイド基、Ｎ−メチロール基を有する
モノマー、スチレン、酢酸ビニル、クロロブレン、エチ
レン。

ブタジェン、アクリロニトリル、ベオバ等などがある。

アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル等のエ
ポキシ基を有するモノマー等が使用可能であり、特に種
類共重合比率に限定されないが、重合体エマルジョンの
ガラス転移点が４０℃末、☆）では、耐ブロッキング性
、耐アルカリ性、耐汚染性等が劣るので好ましくない。

前途のような多層構造エマルジョンと、ガラス転移点４
０℃以上の水性エマルジョンとの混合比としては、多層
構造エマルジョンを固形分換算で２０〜８０重但％に対
して、ガラス転移点４０℃以上のエマルジョンを固形分
換算で８０〜２０重量％であり、多層構造エマルジョン
が２０重ａ％未満では耐水性、柔軟性が不充分で好まし
くなく、８０ｆｆｉｆｆ１％を超えると、耐ブロッキン
グ性、耐アルカリ性、耐汚染性が劣り、好ましくない。

このようにして性質の全（異なる２種類以上のエマルジ
ョンを混合して得られた該エマルジョンを用いて、金属
様光沢を有する塗料とする。

添加するマイカチタン粉末としては、例えばマイカ粉末
２〜６０μの表面に０．５〜１０μの厚さでルチル型二
酸化チタン又はアナターゼ型二酸化チタンなどを被覆さ
せた着色顔料が使用できる。

また、必要に応じて酸化鉄系着色顔料、酸化クロム系着
色顔料等の無機系着色顔料及び、フタロシアニン系着色
顔料、アゾ系着色顔料等の有機系着色顔料、アルミ系顔
料と並用が可能である。

マイカチタン粉末の添加ａとしては、該エマルジョン固
形分換算で１００重量部に対して、５〜４０重Ｈ部が適
しており、５重音部未満では、隠ぺい性が劣り、金属様
光沢も少く、４０重量部を超えると、耐候（光）性が劣
るので劣ましくない。

シリコーン系化合物としては、例えば、ジメチルポリシ
ロキサン、オルガノボリシロキナン、メチルフェニルポ
リシロキサン、メチルハイドロジエンポリシロキサン、
アミン変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、カル
ボキシル変性シリコーン、アルコール変性シリコーン、
ポリエーテル変性シリコーン等が使用可能であり、耐水
性、耐候性、耐汚染性、耐薬品性、耐ブロッキング性、
密着性などを向上させ、長期間の塗膜美観を維持させる
ために必要なものである。

シリコーン系化合物の添加の岳としては、該エマルジョ
ン固形分換算で１ｏｏａａ部に対して、１〜２０重山部
が適しており、１１岱部未満では耐水性、耐候性、耐汚
染性、耐ブロッキング性などが劣り、２０重量部を超え
ると、該エマルジョンとの分離を起したり、旦つ耐水性
、耐候性、耐汚染性などの効果が添加通の割合にしては
少なく、経済的にもコスト高となるので好ましくない。

造膜助剤としては、例えばフタール酸ジブチル、フター
ル酸ジオクチル等のフタール酸系可塑剤、ブチルセロソ
ルブ、ブチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系溶
剤、テキサノール、キシレン、トルエン、酢酸ブチルお
よびその他の物質が使用可能であり、該エマルジョンの
常温での造膜性を保持するために必要なもので、該エマ
ルジョンの固形分換算で１００ｆｆｌｆｆｉ部に対して
、５重量部未満では該エマルジョンの造膜性が不充分で
基材との密着性が劣り、４０重辺部を超えると該エマル
ジョンから形成される塗膜の耐ブロッキング性が劣り好
ましくない。

その他の成分としては、一般的な塗料添加剤、例えば消
泡剤、顔料分散剤、顔料湿潤剤、増粘剤、中和剤、防腐
剤、耐湿顔料等が使用可能である。

本発明の金属光沢様料組成物を例えば石綿セメント屋根
材に塗工する場合には、基材である石綿セメント屋根材
の含有水分を１２％以下に調整乾燥した後連続的に表面
温度を４０〜９０℃に予備乾燥し、１回塗りで２０〜１
００μの薄い膜厚になるようにエアレススプレーで塗工
し、直ちに８０〜１５０℃熱風乾燥を３〜２０分間行い
塗料を乾燥硬化させ、強制冷部し表面温度２０〜６０℃
で積層させる一連の工程で行われる。

本発明の金属光沢様塗料組成物は、反応性架橋基を内蔵
しているため、架橋剤等の硬化剤を塗工前に現場で配合
する必要がなく取扱いが簡単であり、水性タイプである
ので危険性もない。

また、１回塗りだけで得られる２０〜１００μの薄膜で
性能を発揮し、速乾性であり、形成された塗膜は低温で
短い乾燥時間で充分な耐候性、耐変色性、耐アルカリ性
、耐ブロッキング性、耐汚染性、防水性等を有する。

以下に本発明の金罵様光沢塗料組成物に使用する自己架
橋型多層構造エマルジョンの合成の一例を合成ＶＡ−１
に、又、ガラス転移点４０℃以上のポリマーの水性エマ
ルジョンの合成の一例を合成例−２に示す。

尚、部及び％は１闇基準を示す。

合成例−１ 重合缶に水３０部とアクリルアマイド１部を仕込み、こ
れに水１７部、ポリオキシエチレンノニルフェニルエー
テル２部、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル
フォネート１部、スチレン１０部、アクリル酸２−エチ
ルヘキシル７部、アクリル酸ブチル７部、メタクリル酸
グリシジル２部、メタクリル酸１部を混合した乳化液を
逐次添加しながら８５℃で３時間乳化重合を行い中心層
とする。

なお、触媒である過硫酸カリウムをこの乳化液添加開始
直前に、０．２部添加し重合反応を開始させる。

次に９０℃に界温し、スチレン２部、メタクリル酸メチ
ル１０部、メタクリル酸グリシジル３部、メタクリル酸
１部を混合したモノマー混合液を、逐次添加しながら２
時間乳化重合を行い、固形分的５０％、粘度的１００Ｃ
ｐＳ、ＰＨ９，０の自己架橋型多層構造エマルジョンを
得た。

合成例−２ 重合缶に水５０部とポリオキシエチレンノニルフェニル
エーテル１部とポリオキシエチレンラウリルサルフェー
ト３部を仕込み、これにメタクリル酸メチル２３部、メ
タクリル１ｌｎ−ブチル７部、スチレン１０部、アクリ
ル酸ブチル２部、メタクリル酸グリシジル２部、Ｎ−メ
チロールアクリルアマイド１部、アクリル酸１部を混合
したモノマー混合液及び水５部に過硫酸カリウムを０．
２を溶解した触媒水溶液を逐次添加しながら８５℃で５
時間乳化重合を行い、固形分的４６％、粘度的２００ｃ
ｐｓ、ＰＨ９，０の水性エマルジョンを得た。

実施例−１ 合成例−１で得たエマルジョン固形分で７０部に、合成
例−２で得たエマルジョン固形分で３０部を混合した物
に対して、あらかじめ分散剤を用いて水分散したマイカ
チタン粉末３０部と酸化鉄黒顔料６部を混合し、更に、
オルガノポリシロキサン１５部、ブチルセロソルブアセ
テート２５部、消泡剤０．５部、カルボキシメチルセル
ロール０゜１部を添加し、充分分散混合して、固形分濃
度４０％、粘度３０ＣＩ）Ｓ、ＰＨ９，０１７）塗料組
成物を得た。

この塗料組成物を、あらかじめ含有水分１２％、表１７
ｉ１ｉ温度７５℃に調整された基材となる石綿セメント
屋根材にエアレススプレーで、乾燥時の膜厚が５０μに
なるように１回塗りし、直ちに１２０℃の熱風乾燥を５
分間行い乾燥硬化させて本発明の金Ｆ＆様光沢を有する
塗料組成物で被覆された金態様光沢を有する石綿セメン
ト屋根材を得た。

実施例−２ 合成例−１で得たエマルジョン固形分で５０部に、合成
例−２で得たエマルジョン固形分で５０部を混合したも
のに対して、以下実施例−１と同様に塗料化し、塗工し
て、本発明の金１光沢を有する塗料組成物で被覆された
石綿セメント屋根材を得た。

実施例−３ 合成例−１で得たエマルジョン固形分で３０部に、合成
例−２で得たエマルジョン固形分で７０部を混合した物
に対して、以下実施例−１と同様に塗料化し、塗工して
、本発明の金属光沢を有する塗料組成物で被覆された石
綿セメント屋根材を得た。

比較例−１ 合成例−１で得たエマルジョン固形分で９０部に、合成
例−２で得たエマルジョン固形分で１０部を混合した物
に対して、以下実施例−１と同様に塗料化し、塗工して
、本発明の金属様光沢を有する塗料組成物で被覆された
石綿セメント屋根材を得た。

比較例−２ 合成例−１で得たエマルジョン固形分で１０部に、合成
例−２で得たエマルジョン固形分で９０部を混合した物
に対して、以下実施例−１と同様に塗料化し、塗工して
、本発明の金属様光沢を有する塗料組成物で被覆された
石綿セメント屋根材を得た。

上記の実施例並びに比較例で得られた被覆石綿セメント
屋根材の物性試験結果を第１表に示した。

第１表に示した結果から、本発明の金属様光沢を有する
塗料組成物で＊ｍされた石綿セメント屋根材は、従来の
被覆石綿セメント屋根材に比較して特に、耐候性、耐変
色性、耐ブロッキング性が優れていることが明らかにな
った。

尚、これらの実施例並びに比較例の物性評価結果は第１
表に示されており、物性試験項目の試験法並びに評価基
準を以下に示す。

（１）耐候性 南面４５℃傾配での自然塁露５年間をｉ察し、塗膜面の
変退色の有無を判定した。

判定基準は以下の通りである。

著しい変退色なし　　　　　　；Ｏ 少々変退色が認められる　　　；Δ 変退色が明らかに認められる　：Ｘ （２）耐変色性 ５０℃、湿度１００％×７日間蒸された後の塗膜面の変
色の有無を判定した。

判定基準は以下の通りである。

変色なし　　　　　　　　　　；◎ 著しい変色なし　　　　　　　；Ｏ 少々変色が冨められる　　　　；Δ 変色が明らかに認められる　　：× （３）耐アルカリ性 ５％水酸化ナトリウム水溶液５０℃液温中に、３０日間
浸漬した後の塗膜のアルカリ分による溶解現象の有無を
判定した。

判定基準は以下の通りである。

異常なし　　　　　　　　　　；＠ 著しい異常なし　　　　　　　；Ｏ 少々溶解される　　　　　　　：Δ 明らかに溶解される　　　　　：× （４）耐ブロッキング性 被覆石綿セメント屋根材（１枚０．６Ｔｄ、　６Ｋｙ）
を、被覆面上にして３００枚積載して、夏期１ケ月間保
管した際の屋根材間のブロッキング状態を判定した。

判定基準は以下の通りである。

異常なし　　　　　　　　　　；◎ 著しい異常なし　　　　　　　：Ｏ 少々ブロッキングする　　　　；Δ ブロッキングが多い　　　　　；Ｘ （５）耐汚染性 ホコリ及び、切断時石綿セメント基材から生じる切断粉
等を塗膜表面に置き、４０℃湿度１００％３日間の条件
下に放置し、塗膜面の汚染の有無を判定した。

判定基準は以下の通りである。

異常なし　　　　　　　　　　；◎ 著しい異常なし　　　　　　　；○ 少々汚染される　　　　　　　；Δ 明らかに汚染される　　　　　：× 判定結果は以下の通りである。

第１表

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　２種類以上のモノマーからなる共重合体のガラス転移
   温度が、２０℃未満である重合体を中心層とし、次いで
   共重合体のガラス転移温度が２０℃以上である２種類以
   上のモノマーを重合させて外層とした多層構造を有する
   ポリマーの水性エマルジョンを固形分換算で、２０〜８
   ０重量％に対して、ガラス転移温度４０℃以上のポリマ
   ーの水性エマルジョンを固形分換算で８０〜２０重量％
   混合して得られた水性エマルジョン固形分換算で１００
   重量部に対して、マイカチタン粉末５〜４０重量部、シ
   リコーン系化合物１〜２０重量部、造膜助剤５〜４０重
   量部を配合して成る金属様光沢塗料組成物。