WO2015093152A1 - 塗料及び塗装体 - Google Patents

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WO2015093152A1
WO2015093152A1 PCT/JP2014/078616 JP2014078616W WO2015093152A1 WO 2015093152 A1 WO2015093152 A1 WO 2015093152A1 JP 2014078616 W JP2014078616 W JP 2014078616W WO 2015093152 A1 WO2015093152 A1 WO 2015093152A1
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particles
polymer
paint
polymer particles
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PCT/JP2014/078616
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English (en)
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伊藤 博幸
智隆 篠田
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Jsr株式会社
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    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/02Emulsion paints including aerosols
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    • C08K2003/2237Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • C08K2003/2241Titanium dioxide

Definitions

  • the present invention relates to a paint and a coated body provided with a coating film formed from the paint.
  • Fluoropolymers are excellent in heat resistance, weather resistance, electrical insulation, etc., and impart antifouling and chemical resistance to various substrates such as glass, metal, resin, wood, slate, and building material board. Used as a raw material for coating agents and paints.
  • the fluorine-containing polymer has poor adhesion to the substrate, there is a problem that sufficient coating strength cannot be obtained.
  • a coating film having sufficient strength can be obtained. Is hard to say.
  • Patent Document 3 and Patent Document 4 disclose a technique of blending an organosilicon oligomer with a fluorine-containing polymer.
  • Patent Document 5 an aqueous dispersion of composite polymer particles of a fluorine-containing polymer and a methacrylic polymer, an aqueous dispersion of composite polymer particles of an organosilicon compound and a methacrylic polymer, and Is disclosed.
  • the adhesion between the substrate and the coating film and the strength of the coating film are not sufficient.
  • thermal barrier coatings that can suppress the temperature rise of buildings and road surfaces. Is growing.
  • a coating added with titanium oxide or silica has been proposed (see, for example, Patent Documents 6 to 7).
  • a coating containing a fluorine-based polymer as a binder and heat-shielding particles such as titanium oxide or silica has a problem that the adhesion between the substrate and the coating film is more likely to be impaired.
  • a coating material has a problem that the tensile strength of the coating film tends to be insufficient, and the coating surface is contaminated in an environmental atmosphere, so that it is difficult to obtain a long-term heat shielding effect.
  • some aspects according to the present invention solve the above-described problems, thereby improving the adhesion between the substrate and the coating film, as well as the strength of the coating film (for example, weather resistance, water resistance, durability), It is an object of the present invention to provide a paint having excellent contamination and heat shielding properties, and a coated body provided with a coating film formed from the paint. In addition to the above-described problems, some embodiments according to the present invention provide a paint that is further excellent in storage stability.
  • the present invention has been made to solve at least a part of the above-described problems, and can be realized as the following aspects or application examples.
  • One aspect of the paint according to the present invention is: Containing polymer particles (A), heat-shielding particles (B), and liquid medium (C),
  • the ratio (Da / Db) between the average particle size (Da) of the polymer particles (A) and the average particle size (Db) of the heat shield particles (B) is in the range of 0.02 to 2.
  • the heat shielding particles (B) may have an average particle diameter (Db) of 0.2 to 1.5 ⁇ m.
  • the polymer particles (A) may have an average particle diameter (Da) of 0.05 to 0.4 ⁇ m.
  • the heat-shielding particles (B) can be contained in an amount of 5 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer particles (A).
  • the polymer particle (A) is a fluorine-containing polymer particle having a repeating unit (Ma) derived from a fluorine-containing ethylene monomer and a repeating unit (Mb) derived from an unsaturated carboxylic acid ester. Can be.
  • Titanium oxide can be contained as the heat shielding particles (B).
  • One aspect of the coated body according to the present invention is: It is characterized by comprising: a base material; and a coating film formed by applying and drying the paint of any one of Application Examples 1 to 6 on the surface of the base material.
  • the coating film may have a surface roughness Ra of 0.5 ⁇ m or less.
  • a coating film having excellent adhesion to a substrate and excellent strength for example, weather resistance, water resistance, durability), stain resistance, and heat shielding properties is formed.
  • the coated body provided with the coating film formed using the paint according to the present invention has excellent adhesion between the base material and the coating film, and is excellent in the strength of the coating film, stain resistance and heat shielding properties. It will be.
  • mode of the coating material which concerns on this invention in addition to said effect, storage stability becomes further favorable.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a coated body according to the present embodiment.
  • Paint The paint according to the present embodiment contains polymer particles (A), heat shielding particles (B), and a liquid medium (C), and an average particle diameter (Da) of the polymer particles (A). ) And the average particle diameter (Db) of the heat shield particles (B) (Da / Db) is in the range of 0.02 to 2.
  • Da average particle diameter of the polymer particles
  • Db average particle diameter of the heat shield particles (B)
  • the paint according to the present embodiment is a dispersion system in which polymer particles (A) and heat shielding particles (B) are dispersed in a liquid medium (C).
  • the ratio (Da / Db) of the average particle diameter (Da) of the polymer particles (A) to the average particle diameter (Db) of the heat shield particles (B) is in the range of 0.02 to 2. It is necessary to be within a range of 0.05 to 1, and more preferably within a range of 0.1 to 0.5. The technical meaning of this is as follows.
  • the polymer particles (A) and the heat shielding particles (B) migrates.
  • these particles are considered to move along the thickness direction of the coating film by receiving the action of surface tension.
  • at least one of the polymer particles (A) and the heat-shielding particles (B) is the gas-solid side where water is evaporated on the opposite side of the coating surface to the surface in contact with the substrate. It is thought that it moves to the interface side.
  • the distribution of the polymer particles (A) and the heat shielding particles (B) becomes uneven in the thickness direction of the coating film.
  • the polymer particles (A) by causing the polymer particles (A) to be unevenly distributed at the interface between the atmosphere and the coating film, weather resistance and water resistance derived from the function of the polymer particles (A) can be imparted to the coating film. Furthermore, since the polymer particles (A) are unevenly distributed at the interface between the atmosphere and the coating film, it is possible to prevent the heat shielding particles (B) from protruding at the interface between the coating film and the atmosphere. It is considered that the deterioration of the heat shielding characteristics due to the heat shielding particles (B) being peeled off can be effectively suppressed. Moreover, by controlling the amount of the polymer particles (A) at the interface between the base material and the coating film, it is possible to improve the adhesion between the base material and the coating film and suppress the peeling of the coating film from the base material.
  • Polymer particles (A) The polymer particles (A) contained in the paint according to the present embodiment are used as a binder for fixing the heat shielding particles (B) to the base material or binding the heat shielding particles (B) to each other. It is a functional ingredient.
  • the polymer particles (A) are components that also function as a binder for improving the adhesion between the substrate and a coating film formed by applying and drying the substrate.
  • the average particle diameter (Da) of the polymer particles (A) is preferably in the range of 0.05 to 0.4 ⁇ m, more preferably in the range of 0.06 to 0.3 ⁇ m, and 0.09 to A range of 0.2 ⁇ m is particularly preferable.
  • the average particle diameter (Da) of the polymer particles (A) is in the above range, the polymer particles (A) can be sufficiently adsorbed on the surface of the heat shield particles (B). ), The polymer particles (A) can also follow and move.
  • the polymer particles (A) preferably satisfy the following requirements [1] and [2]. [1] 10 to 90% by volume, preferably 20 to 80% by volume, more preferably 30 to 70% by volume, in a particle diameter section of 0.05 ⁇ m or more and less than 0.2 ⁇ m. [2] It should be 90 to 10% by volume, preferably 80 to 20% by volume, more preferably 70 to 30% by volume in the particle diameter interval of 0.2 ⁇ m to 0.4 ⁇ m.
  • the abundance ratio of the polymer particles (A) in the above requirements [1] and [2] is in the above range, it is effective that the polymer particles (A) are unevenly distributed at the interface between the obtained coating film and the atmosphere. Can be suppressed. Thereby, since the adhesiveness of a base material and a coating film can be improved, it is preferable at the point which can prevent peeling of the coating film from a base material.
  • the average particle diameter (Da) of the polymer particles (A) is the accumulation of the number of particles when the particle size distribution is measured using a particle size distribution measuring apparatus based on the light scattering method and the particles are accumulated from small particles. This is the value of the particle diameter (D50) at which the frequency is 50%.
  • a particle size distribution measuring apparatus examples include Coulter LS230, LS100, LS13 320 (above, manufactured by Beckman Coulter. Inc), FPAR-1000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), and the like. These particle size distribution measuring devices are not intended to evaluate only the primary particles of the polymer particles (A) but also to evaluate the secondary particles formed by aggregation of the primary particles. Therefore, the particle size distribution obtained by this particle size distribution measuring apparatus can be used as an indicator of the dispersion state of the polymer particles (A) contained in the paint.
  • the average particle diameter (Da) and the particle size distribution of the polymer particles (A) are measured by centrifuging the coating material according to the present embodiment to settle the heat shielding particles (B), and then adding the supernatant liquid to the above-mentioned supernatant liquid. It can also be measured by measuring by this method.
  • the polymer particles (A) are not particularly limited as long as they function as a binder for fixing the heat shielding particles (B) to the substrate.
  • the fluorine-containing polymer particles described below are long-term weather resistant. It is suitable at the point from which the coating film which has property is obtained.
  • fluorine-containing polymer particles examples include fluorine-containing polymer particles having a repeating unit (Ma) derived from a fluorine-containing ethylene monomer and a repeating unit (Mb) derived from an unsaturated carboxylic acid ester. Is preferred.
  • the fluorine-containing polymer particles may be a copolymer of a repeating unit (Ma) derived from a fluorine-containing ethylene monomer and a repeating unit (Mb) derived from an unsaturated carboxylic acid ester.
  • the fluorine-containing polymer particles include a polymer (Aa) and a polymer (Ab)
  • the polymer (Aa) and the polymer (Ab) may be a polymer alloy.
  • Polymer Alloy is defined as “Iwanami Riken Dictionary 5th edition. Iwanami Shoten”, “generic name for multi-component polymers obtained by mixing or chemical bonding of two or more components” “A polymer blend in which different types of polymers are physically mixed, a block and graft copolymer in which different types of polymer components are covalently bonded, a polymer complex in which different types of polymers are associated by intermolecular forces, and different types of polymers. Refers to IPN (Interpenetrating Polymer Network) etc.
  • fluorine-containing polymer particles are a polymer alloy having a polymer (Aa) and a polymer (Ab), among the “polymer alloys in which different polymer components are not bonded by covalent bonds” More preferred is a state called an intrusion polymer network.
  • the polymer (Aa) having a repeating unit (Ma) derived from the fluorine-containing ethylene monomer is a crystalline resin. It is considered that these hard segments are aggregated to give pseudo-crosslinking points such as CH ... FC in the main chain. Therefore, when the polymer (Aa) is used alone as the resin, the weather resistance is good, but the adhesion and flexibility are insufficient.
  • the polymer (Ab) having a repeating unit (Mb) derived from an unsaturated carboxylic acid ester is excellent in adhesion and flexibility, but has low weather resistance. When used, it is easily altered by exposure to sunlight, so that good weather resistance cannot be obtained.
  • ⁇ (meth) acrylate is a concept encompassing both “ ⁇ acrylate” and “ ⁇ methacrylate”.
  • (Meth) acrylic is a concept encompassing both “acrylic” and “methacrylic”.
  • the fluorine-containing polymer particles that can be used in the present embodiment preferably have a repeating unit (Ma) derived from a fluorine-containing ethylene monomer.
  • the fluorine-containing ethylene monomer include olefin compounds having fluorine atoms and (meth) acrylate compounds having fluorine atoms.
  • the olefin compound having a fluorine atom include vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, ethylene trifluoride chloride, and perfluoroalkyl vinyl ether.
  • (meth) acrylate compound having a fluorine atom for example, a compound represented by the following general formula (1), (meth) acrylic acid 3 [4 [1-trifluoromethyl-2,2-bis [bis (trifluoro) Methyl) fluoromethyl] ethynyloxy] benzooxy] 2-hydroxypropyl and the like.
  • R 1 is a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 is a C 1-18 hydrocarbon group containing a fluorine atom.
  • R 2 in the general formula (1) examples include a fluorinated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a fluorinated aryl group having 6 to 16 carbon atoms, and a fluorinated aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms. Of these, a fluorinated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms is preferable.
  • R 2 in the general formula (1) include, for example, 2,2,2-trifluoroethyl group, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl group, 1,1,1, 3,3,3-hexafluoropropan-2-yl group, ⁇ - (perfluorooctyl) ethyl group, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl group, 2,2,3,4,4,4- Hexafluorobutyl group, 1H, 1H, 5H-octafluoropentyl group, 1H, 1H, 9H-perfluoro-1-nonyl group, 1H, 1H, 11H-perfluoroundecyl group, perfluorooctyl group, etc. .
  • the fluorine-containing ethylene monomer is preferably an olefin compound having a fluorine atom, and more preferably at least one selected from the group consisting of vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene.
  • Said fluorine-containing ethylene-type monomer may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for it.
  • vinylidene fluoride it is preferable to use another fluorine-containing ethylene monomer in combination in order to reduce crystallinity.
  • a fluorinated polymer component having a repeating unit (Ma) derived from a fluorine-containing ethylene-based monomer is considered to have good weather resistance, and has been conventionally used in paints.
  • a fluorinated polymer component has poor adhesion. Therefore, in the prior art, studies have been made to improve the adhesion of the fluorinated polymer by various modifications.
  • an attempt to improve adhesion by introducing a functional group into a polymer chain requires precise control of the polymer synthesis conditions, and it has been difficult to achieve the object.
  • the inventors of the present application pay attention to fluorine-containing polymer particles having a repeating unit (Ma) derived from a fluorine-containing ethylene monomer and a repeating unit (Mb) derived from an unsaturated carboxylic acid ester. It was.
  • the present inventors use fluorine-containing polymer particles having a repeating unit (Ma) derived from a fluorine-containing ethylene monomer and a repeating unit (Mb) derived from an unsaturated carboxylic acid ester. By doing so, it is possible to develop adhesion without effectively degrading the weather resistance. Further, the fluorine-containing polymer particles have a polymer (Aa) having a repeating unit (Ma) derived from a fluorine-containing ethylene-based monomer, and a polymer having a repeating unit (Mb) derived from an unsaturated carboxylic acid ester. By using it as a fluorine-containing polymer particle having a combination (Ab), it is possible to develop adhesion without effectively degrading the weather resistance.
  • the repeating unit (Ma) derived from the fluorine-containing ethylene-based monomer is contained at a ratio of 10 to 99 mol% with respect to 100 mol% of the monomer constituting the polymer particle (A).
  • the content ratio of the repeating unit (Ma) derived from the fluorine-containing ethylene monomer is within the above range, the weather resistance and heat resistance of the coating film can be further improved, and the adhesion to the substrate can be further improved. it can.
  • the polymer (Aa) has only a repeating unit (Ma) derived from a fluorine-containing ethylene monomer.
  • the polymer (Aa) may have a repeating unit derived from another monomer which can be copolymerized later, other than the repeating unit (Ma) derived from the fluorine-containing ethylene monomer.
  • the polymer (Aa) further has a repeating unit derived from an unsaturated carboxylic acid, so that the heat shielding particles (B) and the fluorine-containing polymer particles are locally present. It is possible to produce a uniform coating that is not unevenly distributed. As a result, it becomes a highly homogeneous coating film, which is preferable in that the coating film can be locally peeled off from the substrate or the occurrence of uneven color due to uneven distribution of the heat-shielding particles (B) can be effectively suppressed. .
  • the content ratio of the repeating unit (Ma) derived from the fluorine-containing ethylene monomer in the polymer (Aa) is preferably 60% by mass or more, more preferably, based on the total mass of the polymer (Aa). 80% by mass or more.
  • the content is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 60 to 98% by mass.
  • the content ratio is preferably 50% by mass or less, more preferably 1 to 50% by mass, and still more preferably 2 to 30% by mass.
  • the content ratio is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 2 to 30% by mass.
  • the polymer (Aa) can be easily produced by emulsion polymerization of the above fluorine-containing ethylene monomer and optionally another unsaturated monomer according to a known method.
  • the fluorinated polymer particles usable in the present embodiment preferably have a repeating unit (Mb) derived from an unsaturated carboxylic acid ester.
  • a polymer having a repeating unit (Mb) derived from an unsaturated carboxylic acid ester is considered to have good adhesion but poor weather resistance and has been conventionally used for coating films.
  • the present invention uses fluorine-containing polymer particles having a repeating unit (Ma) derived from a fluorine-containing ethylene monomer and a repeating unit (Mb) derived from an unsaturated carboxylic acid ester.
  • unsaturated carboxylic acid esters include alkyl esters of unsaturated carboxylic acids, cycloalkyl esters of unsaturated carboxylic acids, hydroxyalkyl esters of unsaturated carboxylic acids, and the like.
  • alkyl ester of the unsaturated carboxylic acid examples include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic acid n.
  • Examples of the cycloalkyl ester of the unsaturated carboxylic acid include cyclohexyl (meth) acrylate.
  • hydroxyalkyl ester of the unsaturated carboxylic acid examples include hydroxymethyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, ethylene glycol (meth) acrylate, and the like.
  • the above unsaturated carboxylic acid esters may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferably at least one selected from the group consisting of methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, and 2-ethylhexyl (meth) acrylate, and is methyl (meth) acrylate. It is particularly preferred.
  • the polymer (Ab) is a polymer having only a repeating unit (Mb) derived from an unsaturated carboxylic acid ester. In addition, it may have a repeating unit derived from another monomer that can be copolymerized later, other than the repeating unit (Mb) derived from the unsaturated carboxylic acid ester.
  • the content ratio of the repeating unit (Mb) derived from the unsaturated carboxylic acid ester in the polymer (Ab) is preferably 65% by mass or more, more preferably 75% by mass with respect to the total mass of the polymer (Ab). % Or more.
  • the fluorine-containing polymer particles are derived from monomers other than the repeating unit (Ma) derived from the fluorine-containing ethylene monomer and the repeating unit (Mb) derived from the unsaturated carboxylic acid ester. You may have a repeating unit. Further, when the fluorine-containing polymer particles have a polymer (Aa) and a polymer (Ab), the polymer (Aa) is other than the repeating unit (Ma) derived from the fluorine-containing ethylene monomer. It may have a repeating unit derived from the monomer. The polymer (Ab) may have a repeating unit derived from another monomer other than the repeating unit (Mb) derived from the unsaturated carboxylic acid ester.
  • Examples of other monomers include unsaturated carboxylic acids, ⁇ , ⁇ -unsaturated nitriles, carbonyl group-containing compounds (excluding the above unsaturated carboxylic acids and unsaturated carboxylic acid esters), conjugated dienes, and aromatic vinyls. , Vinyl ether, allyl ether, alkoxysilane and the like.
  • the ratio of 15 mol% or less of repeating units derived from other monomers with respect to 100 mol% of the monomers constituting the fluorine-containing polymer particles It is preferable to contain.
  • the unsaturated carboxylic acid is preferably an ethylenically unsaturated carboxylic acid, and examples thereof include mono- or dicarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, and the like. Can be one or more. Among these, it is preferable that it is 1 or more types selected from the group which consists of acrylic acid, methacrylic acid, and itaconic acid.
  • ⁇ , ⁇ -unsaturated nitrile examples include acrylonitrile, methacrylonitrile, ⁇ -chloroacrylonitrile, ⁇ -ethylacrylonitrile, vinylidene cyanide, and the like. it can.
  • Examples of the carbonyl group-containing compound include (meth) acrylamide, dimethyl (meth) acrylamide, diethyl (meth) acrylamide, isopropyl (meth) acrylamide, diacetone (meth) acrylamide, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, and hydroxyethyl (meth) ) Acrylamide, acryloylmorpholine, acrolein, etc. can be mentioned, and it can be one or more selected from these.
  • conjugated diene examples include 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene and the like. , One or more selected from these.
  • aromatic vinyl examples include styrene, ⁇ -methylstyrene, p-methylstyrene, vinyltoluene, chlorostyrene, divinylbenzene, p-hydroxystyrene, etc., and one or more selected from these. be able to.
  • vinyl ether examples include ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, butyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, 2-hydroxyethyl vinyl ether, 3-hydroxypropyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, 2-aminoethyl vinyl ether and the like. It can be one or more selected.
  • allyl ether examples include methyl allyl ether, ethyl allyl ether, propyl allyl ether, butyl allyl ether, hydroxyethyl allyl ether, hydroxypropyl allyl ether, hydroxybutyl allyl ether, allyl glycidyl ether, ethylene glycol monoallyl ether, propylene glycol.
  • a monoallyl ether etc. can be mentioned, It can be 1 or more types selected from these.
  • Such an alkoxysilane is preferably at least one monomer selected from the group consisting of monomers represented by the following general formula (2) and the following general formula (3).
  • R 3 n Si (OR 4 ) 4-n (2) (Wherein R 3 and R 4 each independently represents an organic group having 1 to 8 carbon atoms, and n represents an integer of 0 to 3)
  • R 5 m SiO (4-m) / 2 (3) (Wherein R 5 represents an organic group having 1 to 8 carbon atoms, and m represents a number of 0 to 3)
  • R 3 and R 5 are preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and more preferably a methyl group or an ethyl group. .
  • R 4 examples include alkyl groups, aryl groups, and acyl groups having 1 to 8 carbon atoms.
  • alkyl group examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, and an n-pentyl group.
  • aryl group include a phenyl group, a methylphenyl group, an ethylphenyl group, a chlorophenyl group, a bromophenyl group, and a fluorophenyl group.
  • the acyl group is preferably an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, and examples thereof include an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, a valeryl group, and a caproyl group.
  • a plurality of R 3 and R 4 present in the general formula (2) may be the same as or different from each other.
  • monoalkoxysilane, dialkoxysilane, trialkoxysilane, and tetraalkoxysilane can be preferably used.
  • Examples of the monoalkoxysilane include trimethylmethoxysilane, triethylethoxysilane, divinylmethylmethoxysilane, divinylmethylethoxysilane, divinylmethylpropoxysilane, divinylmethylmonobutoxysilane, allyldimethylmethoxysilane, allyldimethylethoxysilane, allyldimethylpropoxysilane. And allyldimethylbutoxysilane.
  • dialkoxysilane examples include dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyl-di-n-propoxysilane, dimethyl-di-iso-propoxysilane, dimethyl-di-n-butoxysilane, and dimethyl-di-sec-butoxy.
  • trialkoxysilane examples include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltri-n-propoxysilane, methyltri-iso-propoxysilane, methyltri-n-butoxysilane, methyltri-sec-butoxysilane, methyltri-tert-butoxy Silane, methyltriphenoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltri-n-propoxysilane, ethyltri-iso-propoxysilane, ethyltri-n-butoxysilane, ethyltri-sec-butoxysilane, ethyltri-tert-butoxy Silane, ethyltriphenoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltripropoxysilane, vinyltributoxysilane, allyl Trimethoxys
  • tetraalkoxysilane examples include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-iso-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, tetra-tert- Examples include butoxy silane and tetraphenoxy silane.
  • alkoxysilanes may be used alone or in combination of two or more.
  • the alkoxysilane preferably contains 1 to 90 mol% of repeating units derived from alkoxysilane with respect to 100 mol% of the monomer constituting the fluorine-containing polymer particles.
  • the content ratio of the alkoxysilane is in the above range, the weather resistance of the coating film can be further improved, and this effect can be maintained for a long time.
  • the base-material adhesiveness of a coating film can also be improved, and generation
  • the synthesis method is not particularly limited.
  • a known emulsion polymerization step or a combination thereof may be appropriately combined. Can be easily synthesized.
  • the polymer (Aa) in which the fluorine-containing polymer particles have a repeating unit (Ma) derived from a fluorine-containing ethylene monomer, and the polymer having a repeating unit (Mb) derived from an unsaturated carboxylic acid ester (Ab) first, a polymer (Aa) having a repeating unit (Ma) derived from a fluorine-containing ethylene-based monomer is synthesized by a known method. Next, a monomer for constituting the polymer (Ab) was added to the polymer (Aa), and the monomer was absorbed into the stitch structure of the polymer particles containing the polymer (Aa). Thereafter, the fluorine-containing polymer particles can be easily produced by a method of synthesizing the polymer (Ab) by polymerizing monomers absorbed in the stitch structure of the polymer (Aa).
  • fluorine-containing polymer particles a monomer mixture containing a fluorine-containing ethylene monomer and an alkoxysilane is reacted in an aqueous medium from the viewpoint of further improving the weather resistance of the resulting coating film.
  • Fluorine-containing polymer obtained by reacting a monomer (including at least an unsaturated carboxylic acid ester) for constituting the polymer (Ab) in the presence of particles of the polymer (Aa) obtained in this manner Particular preference is given to particles.
  • the fluorine-containing polymer obtained can be obtained by controlling the conditions for allowing the polymer (Aa) to absorb the monomer of the polymer (Ab).
  • the characteristics of the polymer particles can be controlled. For example, when the absorption temperature of the monomer is low or the absorption time is short, only a part of the core-shell structure particle or the surface layer is an IPN structure particle. In addition, when the absorption temperature is high or the absorption time is long, the whole particle becomes a particle having an IPN type structure.
  • the absorption temperature is preferably 20 to 100 ° C., more preferably 25 to 90 ° C .; the absorption time is preferably 0.5 to 24 hours, and preferably 1 to 12 hours. More preferably. Conditions are suitable such that the value obtained by multiplying the absorption temperature (° C.) and the absorption time (h) is generally in the range of 20 to 800 (° C. ⁇ h), preferably 30 to 600 (° C. ⁇ h).
  • the operation of absorbing the monomer of the polymer (Ab) in the stitch structure of the polymer (Aa) is preferably performed in a known solvent used for emulsion polymerization, for example, in water.
  • the content of the polymer (Aa) in the fluorinated polymer particles is preferably 1 to 90 parts by mass and more preferably 5 to 80 parts by mass in 100 parts by mass of the fluorinated polymer particles.
  • the amount is 10 to 70 parts by mass, more preferably 15 to 65 parts by mass, and particularly preferably 20 to 60 parts by mass.
  • the reaction can be carried out in the presence of a known emulsifier (surfactant), a polymerization initiator, a molecular weight modifier and the like.
  • emulsifiers include, for example, sulfate esters of higher alcohols, alkylbenzene sulfonates, alkyl diphenyl ether disulfonates, aliphatic sulfonates, aliphatic carboxylates, dehydroabietic acid salts, naphthalene sulfonic acid / formalin condensates.
  • Anionic surfactants such as sulfate salts of nonionic surfactants; nonionic surfactants such as alkyl esters of polyethylene glycol, alkyl phenyl ethers of polyethylene glycol, and alkyl ethers of polyethylene glycol; perfluorobutylsulfonic acid Fluorosurfactants such as salts, perfluoroalkyl group-containing phosphates, perfluoroalkyl group-containing carboxylates, and perfluoroalkylethylene oxide adducts. It is possible to use one or more kinds inner shell selected.
  • polymerization initiator examples include water-soluble polymerization initiators such as lithium persulfate, potassium persulfate, sodium persulfate, and ammonium persulfate; cumene hydroperoxide, benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, acetyl peroxide Oil-soluble polymerization initiators such as oxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobis (cyclohexanecarbonitrile), etc. It can be appropriately selected and used.
  • water-soluble polymerization initiators such as lithium persulfate, potassium persulfate, sodium persulfate, and ammonium persulfate
  • cumene hydroperoxide benzoyl peroxide
  • t-butyl hydroperoxide acetyl peroxide
  • Oil-soluble polymerization initiators such as
  • potassium persulfate, sodium persulfate, cumene hydroperoxide or t-butyl hydroperoxide is particularly preferably used.
  • the use ratio of the polymerization initiator is not particularly limited, but is appropriately set in consideration of the monomer composition, the pH of the polymerization reaction system, a combination of other additives, and the like.
  • molecular weight regulators include, for example, alkyl mercaptans such as n-hexyl mercaptan, n-octyl mercaptan, t-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, n-stearyl mercaptan; dimethylxanthogen disulfide, diisopropyl Xanthogen compounds such as xanthogen disulfide; thiuram compounds such as terpinolene, tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide, tetramethylthiuram monosulfide; phenols such as 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol and styrenated phenol Compounds; allyl compounds such as allyl alcohol; halogenated hydrocarbon compounds such as dichloromethan
  • polymer particles (A) 1.2.5. Physical properties of polymer particles (A) 1.2.5.1. Transition temperature
  • DSC differential scanning calorimetry
  • the temperature of one endothermic peak of the polymer particles (A) is more preferably in the range of ⁇ 30 ° C. to + 70 ° C., and further preferably in the range of ⁇ 20 ° C. to + 60 ° C.
  • the particles can impart better flexibility and tackiness to the coating film, and therefore the adhesion Is preferable in that it can be further improved.
  • the polymer particles (A) are fluorine-containing polymer particles, when measured by differential scanning calorimetry (DSC) according to JIS K7121, in addition to the endothermic peak described above, 80 ° C. to 150 ° C. It is preferable that one or more endothermic peaks in the temperature range are observed. When two endothermic peaks are observed in this way, it is understood that there are at least two transition temperatures in the polymer particles (A).
  • the paint When the paint is applied to a base material such as building material and dried, it is usually dried in an environment of about room temperature to 80 ° C. In this case, it is necessary that the surface layer of the polymer particles (A) is fused and adhered to the adjacent heat shielding particles (B) or other polymer particles (A) at the drying temperature.
  • the presence of at least one endothermic peak in the above range indicates that some phase change occurs at this temperature, and as a result, it promotes fusion to improve the coating strength and is considered to be excellent in paintability. It is done.
  • the presence of another endothermic peak in the temperature range of 80 ° C. to 150 ° C. means that the phase does not change under the above-mentioned normal paint drying conditions, and a phase that finally changes at a higher temperature exists in the particles. Means that. It is considered preferable to have such a phase that does not change during drying because it has the effect of suppressing excessive fluidity of the paint during drying and improving the uniformity of the coating film.
  • THF Tetrahydrofuran
  • the THF insoluble content of the polymer particles (A) is preferably 70% or more, and more preferably 80% or more.
  • the THF-insoluble matter is an indicator of the solvent resistance of the resulting coating film. Therefore, if the THF-insoluble content is within the above range, an organic solvent is used even when an organic solvent-based coating film is further laminated thereon after a coating film is prepared using the paint according to the present embodiment. The elution of the polymer particles (A) into the system coating film can be suppressed, which is considered to be favorable. Further, the THF-insoluble matter can be one of the indicators of the durability of the obtained coating film. For this reason, if the THF-insoluble content is within the above range, it is considered that durability is improved by forming a coating film on the surface of a tank or the like of a factory that handles organic solvents.
  • thermal barrier particles (B)
  • heat shielding refers to the action of blocking the inflow of heat from the outside by reflecting solar radiation.
  • heat shielding particles refers to near infrared rays (wavelength region 780 ⁇ (2,500 nm) means particles that can be efficiently reflected.
  • heat shielding particles (B) examples include titanium oxide (rutile type, anatase type) such as JR-1000 (manufactured by Teika Co., Ltd.), CR-97, R-630 (manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.).
  • titanium oxide, zinc oxide, and zirconium oxide are particularly preferable because they can effectively reflect near infrared rays.
  • a color pigment that reflects near-infrared rays may be used as the heat shielding particles (B).
  • coloring pigments include iron oxide, yellow iron oxide, antimony tin oxide, aluminum flakes, scaly aluminum, cobalt blue, lithopone, lead sulfide, etc .; phthalocyanine series, anthraquinone series, quinacridone series, azo series Organic pigments such as perinone, perylene, indigo / thioindigo, dioxazine, methine / azomethine, isoindolinone, diketopyrrolopyrrole; diamond black, graphite, fullerene, graphene, aniline black, carbon nanotube, Carbon nanohorn, aluminum hydroxide, iron hydroxide, silicon carbide, boron nitride, diatomaceous earth, slaked lime, gypsum, bentonite, clay, mica, clay mineral, iron, copper,
  • the heat shielding particles (B) exemplified above may be used alone or in combination of two or more.
  • the heat shielding particles (B) may be subjected to a surface treatment.
  • a typical example of such surface treatment is surface treatment with a silane coupling agent.
  • the silane coupling agent is not particularly limited, and the silane has a vinyl group, epoxy group, styryl group, methacryloxy group, acryloxy group, amino group, ureido group, chloropropyl group, mercapto group, isocyanate group, sulfide group and the like. The thing which has group is mentioned.
  • the content of the color pigment in 100% by mass of the heat shield particles (B) is preferably 10 to 100% by mass, and 20 to 95%. More preferably, it is 30% by weight, and particularly preferably 30-90% by weight.
  • the average particle diameter (Db) of the heat shielding particles (B) is selected so as to satisfy the value of the ratio (Db / Da) described above, but is an average particle diameter of about 1 ⁇ 2 of the near infrared wavelength.
  • the thickness is more preferably 0.2 to 1.5 ⁇ m, further preferably 0.3 to 1.2 ⁇ m, and 0.4 to 0.00. A thickness of 8 ⁇ m is particularly preferable.
  • the polymer particles (A) can be sufficiently adsorbed on the surface of the heat shield particles (B). Many components derived from the polymer particles (A) are present at the interface. Thereby, since the heat shielding particles (B) protruding at the interface between the atmosphere and the coating film can be suppressed, the coating film can be given luster, and in addition to good weather resistance and water resistance, It is thought that the coating film which shows favorable adhesiveness and a heat-shielding characteristic can be manufactured.
  • the average particle diameter (Db) of the heat shielding particles (B) is selected so as to satisfy the value of the ratio (Db / Da) described above, for the purpose of obtaining a low gloss coating film, Particles exceeding 1.5 ⁇ m can be blended in a timely manner.
  • the average particle diameter (Db) of the heat-shielding particles (B) is a particle obtained by accumulating particles from small particles by measuring the particle size distribution using a particle size distribution measuring apparatus based on a laser diffraction method. This is the value of the particle diameter (D50) at which the cumulative frequency of the number is 50%.
  • a laser diffraction type particle size distribution measuring apparatus examples include HORIBA LA-300 series, HORIBA LA-920 series (above, manufactured by Horiba, Ltd.) and the like. This particle size distribution measuring apparatus is not intended to evaluate only the primary particles of the heat shielding particles (B), but also evaluates secondary particles formed by aggregation of the primary particles.
  • the average particle diameter (Db) of the heat shielding particles (B) obtained by this particle size distribution measuring apparatus can be used as an indicator of the dispersion state of the heat shielding particles (B) contained in the paint.
  • the average particle diameter (Db) of the heat shielding particles (B) is determined by centrifuging the paint to settle the heat shielding particles (B), and then removing the supernatant liquid to settle the heat shielding particles (B). Can also be measured by the above method.
  • the relationship between the content of the polymer particles (A) and the heat shielding particles (B) in the coating according to the present embodiment is the viewpoint of the balance of the adsorption amount of the polymer particles (A) on the surface of the heat shielding particles (B). Therefore, the heat shielding particles (B) are preferably contained in an amount of 5 to 200 parts by weight, more preferably 10 to 150 parts by weight, and more preferably 20 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer particles (A). It is particularly preferable to contain parts.
  • the paint according to the present embodiment contains a liquid medium (C).
  • the liquid medium (C) is preferably an aqueous medium containing water.
  • a non-aqueous medium other than water can be added to the aqueous medium, and a non-aqueous medium having a standard boiling point of 80 to 350 ° C. can be added for the purpose of improving the coating property of the paint.
  • non-aqueous media include amide compounds such as N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide; hydrocarbons such as toluene, xylene, n-dodecane, tetralin; methanol, ethanol, isopropyl Alcohols such as alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, t-butyl alcohol, ethylene glycol, glycerin, propylene glycol, 2-ethyl-1-hexanol, 1-nonanol, lauryl alcohol; methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, phorone Ketones such as acetophenone and isophorone; esters such as ethyl acetate, butyl acetate, benzyl acetate, isopentyl butyrate, methyl lactate, ethyl lactate and but
  • the paint according to the present embodiment uses an aqueous medium as the liquid medium (C), thereby reducing the degree of adverse effects on the environment and increasing the safety for handling workers.
  • a good surface appearance may not be obtained if the drying temperature during coating is lower than room temperature or the painted surface is rough. In such a case, a good smooth coating film may be obtained by adding about 10% of butyl cellulose or the like in 100% by mass of the total amount of the liquid medium (C).
  • the content ratio of the non-aqueous medium is preferably 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the liquid medium (C). It is more preferable that the amount is not more than part, and it is particularly preferable that the content is not substantially contained.
  • “substantially does not contain” means that a non-aqueous medium is not intentionally added as the liquid medium (C), and a non-aqueous medium that is inevitably mixed when a paint is produced is used. You may include.
  • the coating material according to the present embodiment has a solid content (ie, ((A) + on a mass basis) that combines the polymer particles (A) and the heat shielding particles (B).
  • (B)) / (percentage of (A) + (B) + (C)) is preferably 10 to 70% by mass, more preferably 20 to 60% by mass.
  • the paint according to the present embodiment preferably has an outflow time (viscosity) of 20 to 30 ° C. using Zaan Biscocity Cup # 4 of 10 to 30 seconds, more preferably 15 to 25 seconds, It is particularly preferably 18 to 23 seconds.
  • the outflow time is less than the above range, the leveling property is insufficient when the paint is applied onto the base material, so that the uniformity of the coating film thickness is difficult to obtain and the coating appearance is impaired. Further, when such a coating film having a nonuniform coating thickness is used, it is difficult to develop stable heat shielding characteristics.
  • the outflow time exceeds the above range, dripping is likely to occur when the paint is applied on the substrate, and the workability is extremely poor particularly in an elevation, and a stable quality coating film is obtained. Hateful. If the outflow time is in the above range, the occurrence of these problems can be suppressed, and a coating film having both good surface appearance and heat shielding properties can be produced.
  • the above “outflow time” can be measured as follows. First, a Zaan cup (Cortech Co., Ltd., Zaan Biscocity Cup No. 4) having an opening with a diameter of 4.0 mm at the bottom is prepared. When the Zahn cup is filled with the paint with the opening closed, and then the opening is opened, the paint flows out from the opening. The time (outflow time) until the entire amount of the paint flows is measured.
  • the coating material according to the present embodiment can contain additives other than the polymer particles (A), the heat shielding particles (B), and the liquid medium (C) as necessary.
  • additives include isothiazoline compounds, thickeners, crosslinking agents, antifoaming agents, fillers, film forming aids (such as texanol), antifreezing agents (such as ethylene glycol and propylene glycol), and pH adjustment.
  • Agents ammonia water, ethanolamine, etc.), wettability improvers (butyl cellosolve, ethyl cellosolve, etc.) and the like.
  • the addition amount of these additives can be 40 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass in terms of solid content in the paint according to the present embodiment.
  • the isothiazoline compound acts as a preservative, and when the paint is stored, bacteria, sputum, etc. grow and foreign matter is generated. This can be suppressed. Surprisingly, it is also possible to suppress the deterioration of the coating film, particularly the weather resistance.
  • the expression mechanism of the effect of suppressing the deterioration of the weather resistance of the coating film is not clear, but is considered as follows. That is, since the affinity between the polymer particle (A) and the isothiazoline compound is good, the isothiazoline compound is adsorbed to the polymer particle (A) even when the coating film is exposed to rain water or the like. It is thought that it is hardly dissolved from the coating film. By holding the isothiazoline-based compound in the polymer particles (A), it is estimated that deterioration of the polymer particles (A) due to sunlight is suppressed, and as a result, deterioration of weather resistance can be suppressed.
  • the new component when a new component is added to a dispersion of polymer particles such as latex, the new component is a trigger and aggregation tends to occur.
  • the isothiazoline-based compound since the isothiazoline-based compound has a small influence on the dispersibility of the polymer particles, the occurrence of aggregation can be suppressed. Therefore, the polymer particles (A) and the heat shielding particles (B) are mixed in the liquid medium (C), and there are no components that trigger when the paint is prepared. Aggregation of the particles (B) can be suppressed. Thereby, since a more uniform coating film can be produced by the surface of a base material, it is estimated that the coating body provided with such a coating film has favorable weather resistance.
  • the fluidity of the paint can be improved by adding an isothiazoline-based compound to the paint.
  • an isothiazoline-based compound to the paint.
  • a coating film having a more uniform thickness can be formed and stable weather resistance can be expressed.
  • the isothiazoline-based compound that can be added to the paint according to the present embodiment is not particularly limited as long as it is a compound having an isothiazoline skeleton, but specifically, a compound represented by the following general formula (4) or the following general formula ( The compound represented by 5) is mentioned.
  • R 6 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group
  • R 7, R 8 are each a hydrogen atom, a halogen atom or a hydrocarbon group.
  • R 6 , R 7 and R 8 are hydrocarbon groups, they may have a linear or branched chain carbon skeleton, a cyclic carbon skeleton, or It may have a substituent such as a halogen atom, an alkoxy group, a dialkylamino group, an acyl group or an alkoxycarbonyl group.
  • the hydrocarbon group preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 8 carbon atoms.
  • hydrocarbon groups include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, hexyl, cyclohexyl, octyl, 2-ethylhexyl and the like.
  • R ⁇ 9 > is a hydrogen atom or a hydrocarbon group
  • R ⁇ 10 > represents a hydrogen atom or an organic group each independently.
  • R 9 is a hydrocarbon group
  • it can be a hydrocarbon group similar to the hydrocarbon group described in the above formula (4).
  • R 10 is an organic group
  • the organic group includes an aliphatic group or an aromatic group that is an alkyl group or a cycloalkyl group, and is preferably an aliphatic group.
  • the alkyl group preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 8 carbon atoms.
  • alkyl groups and cycloalkyl groups may have a substituent such as a halogen atom, an alkoxy group, a dialkylamino group, an acyl group, or an alkoxycarbonyl group.
  • a substituent such as a halogen atom, an alkoxy group, a dialkylamino group, an acyl group, or an alkoxycarbonyl group.
  • Specific examples of the aliphatic group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, an octyl group, and a 2-ethylhexyl group.
  • n represents an integer of 0 to 4.
  • isothiazoline-based compound examples include 1,2-benzisothiazolin-3-one, 2-methyl-4,5-trimethylene-4-isothiazolin-3-one, 2-methyl-4-isothiazolin-3-one, 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one, Nn-butyl-1,2-benzisothiazolin-3-one, 2-n-octyl-4-isothiazolin-3-one, 4,5 -Dichloro-2-n-octyl-4-isothiazolin-3-one and the like, and one or more of these can be used.
  • the content ratio of the isothiazoline-based compound in the coating material according to the present embodiment is preferably 0.002 to 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer particles (A), and is preferably 0.005 to 0.00.
  • the amount is more preferably 2 parts by mass, and particularly preferably 0.01 to 0.15 parts by mass.
  • the concentration of the isothiazoline-based compound is less than the above range, the above-mentioned effects may not be sufficiently exhibited, and especially a coated body that exhibits good weather resistance when the paint is stored for a long period of time. May not be available. If the concentration of the isothiazoline compound exceeds the above range, a large amount of the isothiazoline compound may be adsorbed on the surface of the polymer particle (A), and the binding force of the polymer particle (A) may be reduced. There is a case where the adhesion between and the coating film deteriorates.
  • thickeners examples include cellulose compounds such as carboxymethylcellulose, methylcellulose, and hydroxypropylcellulose; ammonium salts or alkali metal salts of the above cellulose compounds; poly (meth) acrylic Polycarboxylic acids such as acids and modified poly (meth) acrylic acids; alkali metal salts of the above polycarboxylic acids; polyvinyl alcohol (co) polymers such as polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol, and ethylene-vinyl alcohol copolymers; And water-soluble polymers such as saponified products of copolymers of unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, maleic acid and fumaric acid and vinyl esters.
  • particularly preferred thickeners are alkali metal salts of carboxymethyl cellulose, alkali metal salts of poly (meth) acrylic acid, and the like.
  • crosslinking agent it is preferable that the coating material which concerns on this Embodiment contains a crosslinking agent. It can be used for long-term outdoor exposure by densifying the coating film by crosslinking and imparting water resistance.
  • crosslinking agent examples include hydrazine derivatives, carbodiimide compounds, isocyanate compounds, amino compounds, epoxy compounds, oxazoline compounds, acid anhydrides, amine compounds, and aziridine compounds.
  • the hydrazine derivative has at least two hydrazino groups and is blended in an amount of 0.02 to 1 mol, preferably 0.2 to 0.6 mol, with respect to 1 mol of the carbonyl group contained in the acrylic polymer. Is done. Even if the blending amount of the hydrazine derivative is less than 0.02 mol or more than 1 mol with respect to 1 mol of the carbonyl group contained in the acrylic polymer, Hot water resistance and solvent resistance may be insufficient.
  • hydrazine derivatives having at least two hydrazino groups include oxalic acid dihydrazide, malonic acid dihydrazide, succinic acid dihydrazide, glutaric acid dihydrazide, adipic acid dihydrazide, isophthalic acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide, maleic acid dihydrazide, and fumaric acid dihydrazide.
  • Dicarboxylic acid dihydrazides containing 2 to 10, especially 4 to 6 carbon atoms such as itaconic acid dihydrazide, and also ethylene-1,2-dihydrazine, propylene-1,3-dihydrazine and butylene-1,4- Examples thereof include aliphatic water-soluble dihydrazines having 2 to 4 carbon atoms such as dihydrazine.
  • adipic acid dihydrazide, isophthalic acid dihydrazide, and sebacic acid dihydrazide are preferable.
  • the hydrazine derivative has an action of forming a network-structured film by reacting the carbonyl group of the polymer particle (A) with the hydrazino group in the derivative when water in the coating film is scattered by drying.
  • a catalyst is usually not used, but in some cases, a catalyst such as a water-soluble metal salt such as zinc sulfate, manganese sulfate, and cobalt sulfate can be used.
  • carbodiimide compound examples include UCARLNK Crosslinker XL-29SE from Union Carbide, Carbodilite E-02, E-03A, E-04, V-02, SV-02, V-02-L2, Nisshinbo Chemical Co., Ltd. V-04, V-10 and the like, and carbodilite E-02, SV-02, E-03A are preferable.
  • isocyanate compound examples include 2,4-tolylene diisocyanate, diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, lysine methyl ester diisocyanate, methylcyclohexyl diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, n-pentane-1,4-diisocyanate, trimers thereof, adducts and biurets, polymers having two or more isocyanate groups, lysine triisocyanate, and further blocked Isocyanates and the like.
  • amino compounds include melamine resin, urea resin, guanamine resin, amine adduct, polyamide and the like.
  • Commercially available amino compounds include Cymel manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd., Ancamine manufactured by Air Products, Epilink, Versamine manufactured by Henkel, Versamide, Tormide manufactured by Fuji Chemical Industry Co., Ltd., Fuji Cure, Daiichi General Examples thereof include Versamide manufactured by Japan, Epicure manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., Sanmide manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd., Epomet manufactured by Ajinomoto Co., Inc., and the like.
  • the epoxy compound examples include an epoxy resin, an epoxy-modified silane coupling agent, and the like, and commercially available products include Epicoat, Epirec, Cardlight, Momentive Performance, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd. Examples thereof include Coat Jill 1770 and A-187 manufactured by Materials.
  • oxazoline compound examples include Epocross K-1010E, Epocross K-1020E, Epocross K-1030E, Epocross K-2010E, Epocross K-2020E, Epocross K-2030E, Epocross WS-500 supplied from Nippon Shokubai Co., Ltd. , Epocros WS-700 and the like, and Epocros WS-500 and WS-700 are preferable.
  • aziridine compound examples include Chemite PZ-33 and DZ-22E supplied from Nippon Shokubai Co., Ltd.
  • a method for adding the crosslinking agent for example, a method in which the crosslinking agent is dissolved or dispersed in water is added to the paint, and a solution in which the crosslinking agent is dissolved in a small amount of a water-soluble organic solvent is added to the paint. And a method of directly adding the crosslinking agent to the paint.
  • the crosslinking agent reacts with the carboxyl group introduced into the polymer particles (A) to form a crosslinked structure.
  • Antifoaming agents that can be added to the paint according to the present embodiment include silicone-based antifoaming agents, modified silicone-based antifoaming agents, special silicone-based antifoaming agents, silica-based antifoaming agents, and silica-silicone-based antifoaming agents. Examples thereof include foaming agents, polymer-based antifoaming agents, hydrophobic silica, hydrophobic silicone, wax, special wax, and polysiloxane.
  • the use ratio of the antifoaming agent is preferably 0.1 to 5% by weight, more preferably 0.3 to 4% by weight, particularly preferably based on the total weight of the paint. Is 0.5-3 mass%.
  • the filler that can be added to the paint according to the present embodiment is not particularly limited, and examples thereof include carbon black, molybdenum disulfide, white carbon, calcium carbonate, barium sulfate, talc, and calcium silicate.
  • the use ratio of the filler is preferably 20% by mass or less, more preferably 0.1 to 15% by mass, particularly preferably based on the total solid content of the paint. Is 0.5 to 10% by mass.
  • the paint according to the present embodiment can contain a surface conditioner from the viewpoint of improving the coating property.
  • the surface conditioner include siloxane compounds, acrylic copolymers, and methacrylic copolymers.
  • the use ratio of the surface conditioner is preferably 20% by mass or less, more preferably 0.1 to 15% by mass, based on the total solid content of the paint. Particularly preferred is 0.5 to 10% by mass.
  • the coating material according to the present embodiment prepares a polymer particle dispersion in which the polymer particles (A) are dispersed in the liquid medium (C), and the heat shielding particles (B) and the remaining liquid It can manufacture by adding and mixing a medium (C) and the additive used as needed. These mixing can be performed by stirring by a known method. Generally, the heat shielding particles (B) are dispersed in the liquid medium (C) in the presence of an additive to prepare a heat shielding particle dispersion. The heat shielding particle dispersion and the polymer particle dispersion can be mixed and stirred.
  • the mixer that can stir to such an extent that the aggregate of the heat-shielding particles (B) does not remain in the dispersion and a sufficient dispersion condition as necessary.
  • the degree of dispersion can be measured by a particle gauge, but it is preferable to mix and disperse so that aggregates larger than at least 100 ⁇ m are eliminated.
  • the mixer that meets such conditions include a ball mill, a sand mill, a pigment disperser, a crusher, an ultrasonic disperser, a homogenizer, a planetary mixer, a Hobart mixer, and the like.
  • the coated body according to the present embodiment includes a base material and a coating film formed by applying and drying the above-described paint on the surface of the base material.
  • a coating film can be formed by applying the above-mentioned paint to the surface of an appropriate substrate and drying it.
  • the coating film thus formed contains the above-described polymer particles (A), heat-shielding particles (B), and optional components added as necessary. Therefore, the coated body provided with the coating film is excellent in adhesion between the base material and the coating film, and is excellent in the strength, contamination resistance and heat shielding characteristics of the coating film, and particularly the weather resistance of the coating film is particularly good. It becomes. Moreover, these effects are maintained for a long time.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a coated body according to the present embodiment.
  • the coated body 100 includes a base material 10 and a coating film 20 formed on the surface of the base material.
  • the base material 10 of the coated body is not particularly limited, and examples thereof include base materials such as cement, tile, metal, plastic, and glass.
  • the coating film formed by applying the above-mentioned paint to the surface of these base materials can be used as a highly durable protective coating material.
  • the coating film is suitably used as a thermal barrier coating or anticorrosion coating that requires durability and contamination resistance assuming outdoor use, such as construction, building materials, automobiles, etc., felt, glass, paper, etc. It can also be suitably used as a material for impregnating a porous material, a packing material, a protective film for fibers, fabrics and tatami mats.
  • the coated body 100 is obtained by applying the above-mentioned paint to the surface of the substrate 10 and drying it at a temperature of 5 to 100 ° C. to form the coating film 20.
  • the coating film 20 contains the heat shielding particles (B), the surface of the coating film 20 is apt to be uneven. If unevenness occurs on the surface of the coating film 20, the glossiness of the coating film tends to decrease, and contamination easily occurs due to the contaminants entering the unevenness. Therefore, in order to effectively exhibit the characteristics of the coating film 20, it is preferable to make the surface roughness of the coating film 20 as small as possible.
  • the concept of “surface roughness Ra” is introduced as an index for evaluating the unevenness of the coating film 20.
  • the surface roughness Ra of the coating film is preferably 0.5 ⁇ m or less, and more preferably 0.01 ⁇ m or more and 0.48 ⁇ m or less.
  • the surface roughness Ra of the coating film is in the above range, among the coating film properties, the initial gloss is good, and a coating film that is superior in stain resistance and light shielding properties can be obtained.
  • the surface roughness Ra exceeds 0.5 ⁇ m, the initial gloss of the coating film 20 is lowered and the stain resistance may be lowered.
  • the surface roughness Ra of the coating film in the present invention refers to “arithmetic average roughness” measured in accordance with JIS B0601: 2001.
  • the density of the coating film 20 is preferably 1.3 to 2.3 gr / cm 3 , more preferably 1.4 to 2.2 gr / cm 3 , and particularly preferably 1.5 to 2.1 gr / cm 3. 3 .
  • the density of the coating film is in the above range, the content ratio of the heat shielding particles contained in the coating film is a sufficient amount to exert the heat shielding characteristics.
  • a coating film excellent in balance with the heat shielding property can be obtained.
  • the density of the coating film exceeds the above range, a coating film having good heat-shielding properties can be obtained, but the heat-shielding particles tend to be rich at the substrate / coating film interface, and the adhesion of the substrate / coating film May be inferior.
  • the density of the coating film refers to the density of the coating film measured according to JIS K5600-5-11: 1999.
  • the tensile elongation of the coating film is one of the indicators of how much the coating film can follow the expansion and contraction due to bending or temperature change of the coated substrate. It can be determined that the greater the tensile elongation, the more the substrate followability improves.
  • the tensile elongation of the coating film 20 is preferably 30% or more, more preferably 100% or more, and particularly preferably 150% or more.
  • the tensile elongation of the coating film can be measured as follows.
  • the coating film which will be described later, was applied on a Teflon (registered trademark) sheet so that the film thickness was 0.2 to 0.4 mm, and was left to stand at room temperature (25 ° C.) for 1 week.
  • a test piece is produced by punching.
  • the tensile elongation rate is measured according to JIS A6909 at a tensile speed of 50 mm / min using an autograph (manufactured by Shimadzu Corporation, AG-X type).
  • the base material 10 can be surface-treated in advance for the purpose of adjusting the foundation, improving adhesion, sealing the porous base material, smoothing, patterning, and the like.
  • Examples of the surface treatment of the metal base material include polishing, degreasing, plating treatment, chromate treatment, flame treatment, and coupling treatment.
  • Examples of the surface treatment for the plastic base material include blast treatment, chemical treatment, degreasing, flame treatment, oxidation treatment, steam treatment, corona discharge treatment, ultraviolet irradiation treatment, plasma treatment, ion treatment and the like.
  • Examples of the surface treatment for the inorganic ceramic base material include polishing, sealing, and patterning.
  • Examples of the surface treatment for the wood base material include polishing, sealing, insect repellent treatment, and the like.
  • Examples of the surface treatment for the paper-based substrate include sealing and insect repellent treatment.
  • examples of the surface treatment for the deteriorated coating film include kelen.
  • the coating of the paint on the base material 10 There is no particular limitation on the coating of the paint on the base material 10.
  • doctor blade method, dip method, reverse roll method, direct roll method, gravure method, extrusion method, dipping method, brush coating, trowel coating, roller coating, spray coating, bar coater, knife coater, screen printing An appropriate method such as a spin coater, an applicator, a flow coater, a roll coater, a centrifugal coater, an ultrasonic coater, or flexographic printing can be used.
  • a spin coater an applicator, a flow coater, a roll coater, a centrifugal coater, an ultrasonic coater, or flexographic printing
  • a roll coater and a flow coater are preferable.
  • the coating amount of the paint is not particularly limited, but the thickness of the coating film formed after removing the liquid medium (concept that includes both water and a non-aqueous medium that is optionally used) is the dry film thickness. More preferably, the thickness is about 0.05 to 50 ⁇ m by one coating, and the thickness is about 0.1 to 100 ⁇ m by two coatings.
  • the paint according to the present embodiment can be directly applied on the base material, but depending on the application, an undercoat (primer) such as epoxy, urethane, polyester, melamine, or alkyd on the base 10
  • a layer and an intermediate coating layer can be formed and used in advance, and an anticorrosion layer such as zinc rich paint can be provided and used.
  • a protective film or a hydrophilic film for imparting antifouling property such as a photocatalyst or colloidal silica may be formed on the coating film 20 by clear coating.
  • drying method after applying the paint on the surface of the base material 10 for example, room temperature or heat drying, hot air, hot air, low humidity air. Drying by: vacuum drying; (far) drying by irradiation with infrared rays, electron beams, etc.
  • the drying speed can be appropriately set so that the liquid medium can be removed as quickly as possible within a speed range in which the coating film does not crack due to stress concentration or the coating film does not peel from the substrate. .
  • the drying temperature is preferably 5 to 100 ° C., but it is more preferable to apply a temperature of 30 to 100 ° C. to obtain a dense coating film. Since the coated body according to the present embodiment is suitable for the wall surface / roof surface of a building, outdoor equipment (plant equipment, tank, dangerous goods warehouse), etc., it is usually preferred to dry at room temperature of 15 to 30 ° C. Further, when the substrate cannot withstand a temperature of 100 ° C. (the substrate is deformed), it is preferable that the temperature is as high as possible within a temperature range in which the substrate does not deform. Further, when the liquid medium (C) is water, the liquid medium (C) is not preferable at 5 ° C. or less because it is difficult to dry.
  • the coated body according to the present embodiment is excellent in durability, antifouling resistance and shielding properties, it can be used for exterior walls of houses, general houses (apartments, hotels), high-rise buildings / buildings, plant equipment, tanks, etc. Suitable. In addition, it has excellent thermal insulation properties over a long period of time, so it can be used for plant equipment, tanks and warehouses (outer walls, roofs, etc.) for storing dangerous materials (organic solvents, catalysts, monomers with styrene, butadiene, and acrylic esters) that require temperature control ) Is preferred.
  • dangerous materials organic solvents, catalysts, monomers with styrene, butadiene, and acrylic esters
  • the coated body according to the present embodiment it is possible to control the surface temperature rise when exposed to sunlight on the coating surface to less than 15C.
  • the coating film thickness is 5 to 60 nm and the coating film surface roughness Ra is 0.5 ⁇ m or less, it is effective to increase the surface temperature when the coating film surface is exposed to sunlight. Can be suppressed.
  • Such a coated body can be used outdoors in houses, general houses (apartments, hotels), high-rise buildings / buildings, plant equipment, tanks, etc., because the surface temperature when exposed to sunlight can be suppressed to less than 15 ° C. Suitable for use on exterior walls or painting. Especially in plant equipment, tanks, etc., it is optimal for contents that require temperature management of the contents (dangerous goods, monomers, catalysts, etc.).
  • Example 1 3.1.1. Preparation of polymer particles (A) The inside of an autoclave having an internal volume of about 6 L equipped with an electromagnetic stirrer was sufficiently purged with nitrogen, and then charged with 2.5 L of deoxygenated pure water and 25 g of ammonium perfluorodecanoate as an emulsifier. The temperature was raised to 60 ° C. while stirring at 350 rpm. Next, a mixed gas composed of 70% of vinylidene fluoride (VDF) and 30% of propylene hexafluoride (HFP) as monomers was charged until the internal pressure reached 20 kg / cm 2 .
  • VDF vinylidene fluoride
  • HFP propylene hexafluoride
  • THF insoluble matter and DSC measurement> About 10 g of the obtained aqueous dispersion was weighed into a Teflon (registered trademark) petri dish having a diameter of 8 cm and dried at 120 ° C. for 1 hour to form a film. 1 g of the obtained film (polymer) was immersed in 400 mL of tetrahydrofuran (THF) and shaken at 50 ° C. for 3 hours. Next, the THF phase was filtered through a 300-mesh wire mesh to separate the insoluble matter, and the weight (Y (g)) of the residue obtained by evaporating and removing the dissolved THF was measured.
  • THF tetrahydrofuran
  • THF-insoluble matter (%) ((1-Y) / 1) ⁇ 100 (6)
  • DSC differential scanning calorimeter
  • ⁇ Average particle size measurement> For the obtained aqueous dispersion, the particle size distribution was measured using a particle size distribution measuring apparatus (model “FPAR-1000”, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) using the dynamic light scattering method as the measurement principle. When the frequent particle size was determined, the average particle size (Da) was 0.33 ⁇ m.
  • the content ratio of the isothiazoline-based compound in the paint can also be confirmed by analyzing the paint according to the following procedure. That is, 2.0 g of the obtained coating material is weighed, and an aqueous aluminum sulfate solution is added to cause aggregation. Next, the agglomerated polymer component is filtered, and a high performance liquid chromatography apparatus (column: manufactured by Waters, ⁇ Bondasphere 5 ⁇ , C18-100 mm (inner diameter: 3.9 mm, length: 150 mm), mobile phase: using distilled water.
  • Trifluoroacetic acid was added to 2 L of the prepared 0.01 M ammonium acetate, pH was adjusted to 4.0, 500 mL of acetonitrile for high performance liquid chromatography was added and mixed, flow rate: 0.6 mL / min) As a result, it was confirmed that the content of 2-methyl-4-isothiazolin-3-one was 0.06 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer particles (A).
  • bacteria into the produced polymer particles (A) an aqueous dispersion containing 40% above, to rot by adding Comamonas acidovorans as an indicator bacterium, an aqueous dispersion number of bacteria became 107 cells / ml Used as a liquid.
  • the paint having excellent storage stability has a small number of bacteria.
  • the number of bacteria is preferably 0 / ml.
  • the number of bacteria is up to 10 4 / ml, and if the number of bacteria is less than 10 3 / ml, A stable and good coating film can be produced.
  • the evaluation criteria were as follows. The evaluation results are also shown in Table 1. ⁇ : The number of bacteria is less than 10 3 / ml ⁇ : The number of bacteria is 10 3 / ml or more and less than 10 4 / ml ⁇ : The number of bacteria is 10 4 / ml or more
  • the coating film of the thermal barrier coating plate obtained above was subjected to an accelerated weather resistance test for 500 hours using a metal weather (Daipura Wintes), and the 60 ° gloss of the coating film was measured to determine the gloss retention ratio (gloss / Gloss before test:%) was calculated.
  • the test conditions were as follows: a metal halide lamp light source was used to irradiate light of 295 to 780 nm with a KF-1 filter, irradiation (75 mW / cm 2 at 63 ° C. and 50% RH) for 4 hours and dark (30 ° C. and 98% RH) for 4 hours. Cycle conditions were used.
  • a metal halide lamp light source was used to irradiate light of 295 to 780 nm with a KF-1 filter, irradiation (75 mW / cm 2 at 63 ° C. and 50% RH) for 4 hours and dark (30 ° C. and 98% RH) for 4 hours. Cycle conditions were
  • the 60 ° gloss of the coating film after the visual observation was measured by the same method as the initial gloss, and the gloss retention (gloss after test / gloss before test;%) was calculated. In addition, about water resistance, it can judge based on the following evaluation criteria.
  • the results of gloss retention are also shown in Table 1. -When the gloss retention is 80% or more, the gloss retention is very good. -When the gloss retention is 60% or more and less than 80%, the gloss retention is good. -When the gloss retention is less than 60%, the gloss retention is poor.
  • ⁇ Adhesion evaluation> The coating film of the thermal barrier coating plate obtained above was cut into 1 mm squares with a cutter (25 squares of 5 ⁇ 5), and an adhesion test using Nichiban cello tape (registered trademark) was performed and evaluated according to the following criteria. .
  • the evaluation criteria are as follows, and the results are shown in Table 1. ⁇ If there is no peeling of the coating film, the adhesiveness is judged to be very good and “ ⁇ ” ⁇ If less than half of the coatings are peeled off, it is judged that the adhesion is good, and “ ⁇ ” ⁇ If peeling of the coating film is more than half, it is judged that the adhesion is poor and “ ⁇ ”
  • a coating film formed by applying the above-obtained coating material on a Teflon (registered trademark) sheet so as to have a film thickness of 0.2 to 0.4 mm and leaving it at room temperature (25 ° C.) for 1 week is obtained.
  • a test piece was produced by punching with a dumbbell. With respect to this test piece, the tensile elongation was measured according to JIS A6909 using an autograph (manufactured by Shimadzu Corporation, AG-X type) at a tensile speed of 50 mm / min. The evaluation criteria are as follows, and the results are shown in Table 1. ⁇ If the tensile elongation is 150% or more, it is judged that the tensile elongation is very good and “ ⁇ ”.
  • the thermal barrier coating plate obtained above was heated with an incandescent lamp, and the maximum temperature reached was measured.
  • the incandescent lamp used was an Ilamp 200W eye lamp manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd., turned on at an applied voltage of 85 V, and irradiated light from the surface of the thermal barrier coating plate (on the top coating film side) from a distance of about 300 mm. Styrofoam was placed on the back side of the thermal barrier coating plate to insulate. And the ultimate temperature (saturated maximum temperature) of the thermal insulation coating board after heating for about 15 minutes was measured. Based on the temperature increase result, the evaluation was made in the following three stages. The evaluation criteria are as follows, and the results are shown in Table 1.
  • the thermal barrier coating plate obtained above and its reference coating plate were placed in Kawajiri-cho, Yokkaichi from August 1 to August 5, 2013, and the coating surface was exposed to sunlight for 5 days.
  • the heat shielding effect was measured.
  • the coated plate used as a reference was prepared by preparing a paint having a composition excluding the heat shielding particles (B) from the composition shown in Table 1, and using the paint to prepare a coated plate produced in the same manner as the above-described heat shielding coated plate. Using. Measure the coating surface temperature of each of the thermal barrier coating plate and the reference coating plate, and determine the surface temperature T1 (° C) of the thermal barrier coating plate and the surface temperature T2 (° C) of the reference coating plate at 1 minute intervals. Measurement was made to calculate T2-T1. Table 1 also shows the maximum temperature difference ⁇ T during this period.
  • Example 1 the polymer particles (A), the heat shielding particles (B), and the isothiazoline-based compounds are classified in Table 1 to Table 3, and the content ratios.
  • a paint was prepared in the same manner as in Example 1 except that.
  • a coating liquid was prepared by adding a dispersion in a state where the isothiazoline-based compound was dispersed in an aqueous solution by ultrasonic waves. Thereafter, the obtained paint was evaluated in the same manner as in “3.1.3. Evaluation method” in Example 1 above. The results are also shown in Tables 1 to 3.
  • Example 24 A separable flask having a volume of 7 liters was charged with 150 parts by mass of water and 0.2 parts by mass of sodium dodecylbenzenesulfonate, and the inside of the separable flask was sufficiently purged with nitrogen.
  • ether sulfate type emulsifier (trade name “ADEKA rear soap SR1025”, manufactured by ADEKA Co., Ltd.) as an emulsifier, 0.8 parts by mass in terms of solid content, and 2, 2,2-trifluoroethyl methacrylate (TFEMA) 20 parts by mass, acrylonitrile (AN) 10 parts by mass, methyl methacrylate (MMA) 25 parts by mass, 2-ethylhexyl acrylate (EHA) 40 parts by mass and acrylic acid (AA) 5 parts by mass
  • TFEMA 2, 2,2-trifluoroethyl methacrylate
  • AN acrylonitrile
  • MMA methyl methacrylate
  • EHA 2-ethylhexyl acrylate
  • acrylic acid AA
  • the temperature inside the separable flask was started, and when the temperature inside the separable flask reached 60 ° C., 0.5 parts by mass of ammonium persulfate was added as a polymerization initiator. Then, when the temperature inside the separable flask reaches 70 ° C., the addition of the monomer emulsion prepared above is started, and the temperature inside the separable flask is maintained at 70 ° C. The emulsion was added slowly over 3 hours. Thereafter, the temperature inside the separable flask was raised to 85 ° C., and this temperature was maintained for 3 hours to carry out the polymerization reaction. After 3 hours, the separable flask was cooled to stop the reaction, and ammonium water was added to adjust the pH to 7.6 to obtain an aqueous dispersion containing 30% of the polymer particles (A). .
  • Examples 25 and 26 An aqueous dispersion containing 30% of the polymer particles (A) was prepared in the same manner as in Example 24 except that the type and amount (parts by mass) of each monomer were as shown in Table 2. Obtained. A coating material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersion thus obtained was used and the heat shielding particles (B) and the isothiazoline compounds were changed to the types and content ratios shown in Table 2. did. Further, the obtained paint was evaluated in the same manner as in Example 1 above. The results are also shown in Table 2.
  • Example 27 In a stainless steel reactor having an internal volume of 2 liters having a stirrer, 249 parts by weight of vinyltrimethoxysilane, 600 parts by weight of ion-exchanged water, 1 part by weight of sodium carbonate decahydrate, New Coal 504 (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd., Nonionic emulsifier) 13 parts by mass were charged.
  • VDF vinylidene fluoride
  • TFE tetrafluoroethylene
  • HFP propylene hexafluoride
  • the reaction vessel was cooled to finish the reaction, and fluorine-containing polymer particles were obtained.
  • the solid content concentration of the resulting dispersion containing the fluorinated polymer particles was 48%, and water was added to give a solid content concentration of 40%.
  • aqueous dispersion containing polymer particles (A) was prepared in the same manner as in Example 27 except that the type and amount (parts by mass) of each monomer were as shown in Tables 2 to 3. I got each. Except that the aqueous dispersion thus obtained was used, and the heat shielding particles (B) and the isothiazoline compounds were changed to the types and content ratios shown in Tables 2 to 3, the same as in Example 1 above. A paint was prepared. Further, the obtained paint was evaluated in the same manner as in Example 1 above. The results are also shown in Tables 2 to 3.
  • Titanium oxide The product name “KR380” (manufactured by Titanium Industry Co., Ltd., rutile type, average particle size 0.38 ⁇ m) is used as it is, or is ground in a mortar with the product name “KR380” and used with a sieve. By classification, titanium oxide having an average particle size of 0.12 ⁇ m was prepared and used. Further, by classifying the product name “HT0100” (manufactured by Toho Titanium Co., Ltd.) using a sieve, titanium oxide having an average particle size of 1.2 ⁇ m, 6 ⁇ m and 9 ⁇ m was prepared and used.
  • the product name “MT-700HD” (manufactured by Teica Co., Ltd., fine particle titanium) was used as titanium oxide having an average particle diameter of 0.05 ⁇ m.
  • Aluminum oxide Use product name “AKP-3000” (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., average particle size 0.74 ⁇ m) or product name “AKP-50” (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., average particle size 0.22 ⁇ m) It was used for.
  • Magnesium oxide Product name “PUREMAG® FNM-G” (manufactured by Tateho Chemical Industry Co., Ltd., average particle size 0.5 ⁇ m)
  • Aluminum oxide / titanium oxide 50 parts by mass of product name “AKP-3000” (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., average particle size 0.74 ⁇ m) as aluminum oxide, and product name “KR380” (Titanium Industry Co., Ltd.)
  • Manufactured, rutile type, average particle size 0.38 ⁇ m) is mixed with 50 parts by mass, ground in an agate mortar, and classified using a sieve, so that the average particle size is 0.22 ⁇ m and 0.5 ⁇ m, respectively.
  • silica / titanium oxide mixture An aluminum oxide / titanium oxide mixture was prepared and used.
  • Silica / titanium oxide 50 parts by mass of the product name “Seahoster KE-S100” (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., average particle diameter 0.98 ⁇ m) as silica, and the product name “KR380” (titanium industry stock)
  • Silica / titanium oxide having an average particle size of 0.5 ⁇ m by mixing 50 parts by mass with a company, rutile type, average particle size 0.38 ⁇ m), pulverizing with an agate mortar, and classifying with a sieve A mixture was prepared for use.
  • Zirconium oxide / titanium oxide 50 parts by mass of the product name “UEP zirconium oxide” (manufactured by Daiichi Elemental Chemical Co., Ltd., average particle diameter 0.67 ⁇ m) as zirconium oxide, and the product name “KR380” (titanium as titanium oxide) Industrial Co., Ltd., rutile type, average particle size 0.38 ⁇ m) is mixed with 50 parts by mass, pulverized in an agate mortar, and classified using a sieve, so that the average particle size is 0.2 ⁇ m. A zirconium / titanium oxide mixture was prepared and used.
  • -Red heat-shielding pigment Fastogen Super Magent RH (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) was adjusted to an average particle size of 0.45 ⁇ m using the classification method described above.
  • Blue heat-shielding pigment Fastogen Blue 5485 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) was used with the above classification method, and the average particle size was 0.35 ⁇ m.
  • the average particle diameter (Db) of the heat shielding particles is measured using a particle size distribution measuring apparatus (model “HORIBA LA-300 series” manufactured by Horiba, Ltd.) having a laser diffraction method as a measurement principle. .
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
  • the present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects).
  • the present invention also includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the above embodiment is replaced with another configuration.
  • the present invention includes a configuration that achieves the same effect as the configuration described in the above embodiment or a configuration that can achieve the same object.
  • the present invention includes a configuration obtained by adding a known technique to the configuration described in the above embodiment.

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Abstract

 基材と塗膜との密着性に優れると共に、塗膜の強度(例えば耐候性、耐水性、耐久性)、耐汚染性および遮熱特性にも優れる塗料、並びに該塗料により形成された塗膜を備える塗装体を提供する。 本発明に係る塗料は、重合体粒子(A)と、遮熱粒子(B)と、液状媒体(C)と、を含有し、前記重合体粒子(A)の平均粒子径(Da)と前記遮熱粒子(B)の平均粒子径(Db)との比(Da/Db)が0.02~2の範囲にあることを特徴とする。

Description

塗料及び塗装体
 本発明は、塗料、及び該塗料により形成された塗膜を備える塗装体に関する。
 含フッ素系重合体は、耐熱性、耐候性、電気絶縁性等に優れ、ガラス、金属、樹脂、木材、スレート、建材ボード等の各種基材に対して防汚性や耐薬品性を付与するコーティング剤や塗料の原料として用いられている。しかしながら、含フッ素系重合体は、基材への密着性が劣るため、十分な塗膜の強度が得られないという課題があった。例えば、特許文献1や特許文献2に開示されている含フッ素系重合体においても、ガラスや硬質アルミ等の各種基材上に塗布した場合には、十分な強度を有する塗膜が得られるとは言い難い。
 塗膜の強度を向上させるために、特許文献3や特許文献4では、含フッ素系重合体に有機ケイ素系オリゴマーを配合する技術が開示されている。また、特許文献5では、含フッ素系重合体とメタアクリル系重合体との複合重合体粒子の水性分散体と、有機ケイ素化合物とメタアクリル系重合体との複合重合体粒子の水性分散体との配合技術を開示している。しかしながら、いずれの技術を用いた場合でも、基材と塗膜との密着性や塗膜の強度は十分なものではなかった。
 また、近年では省エネへの関心が高まっており、特に都市部を中心に問題となっているヒートアイランド現象の効果的防止策として、建造物や道路表面の昇温を抑制できる遮熱塗料への関心が高まっている。このような遮熱塗料としては、酸化チタンやシリカを添加した塗料が提案されている(例えば、特許文献6~7参照)。
特開平10-120858号公報 特開2009-227754号公報 特開平08-120211号公報 国際公開第98/23680号 特開2003-286440号公報 特開2006-8874号公報 国際公開第2006/104290号
 しかしながら、バインダーとしてのフッ素系重合体及び酸化チタンやシリカ等の遮熱粒子を配合した塗料では、基材と塗膜との密着性がさらに損なわれやすいという課題があった。また、このような塗料では、塗膜の引っ張り強度が不十分となりやすく、塗装表面が環境雰囲気下において汚染されることにより長期に亘る遮熱効果が得られ難いという課題もあった。
 そこで、本発明に係る幾つかの態様は、前記課題を解決することで、基材と塗膜との密着性に優れると共に、塗膜の強度(例えば耐候性、耐水性、耐久性)、耐汚染性および遮熱特性にも優れる塗料、並びに該塗料により形成された塗膜を備える塗装体を提供するものである。また、本発明に係る幾つかの態様は、上記の課題に加えて、さらに貯蔵安定性にも優れた塗料を提供するものである。
 本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。
 [適用例1]
 本発明に係る塗料の一態様は、
 重合体粒子(A)と、遮熱粒子(B)と、液状媒体(C)と、を含有し、
 前記重合体粒子(A)の平均粒子径(Da)と前記遮熱粒子(B)の平均粒子径(Db)との比(Da/Db)が0.02~2の範囲にあることを特徴とする。
 [適用例2]
 適用例1の塗料において、
 前記遮熱粒子(B)の平均粒子径(Db)が0.2~1.5μmであることができる。
 [適用例3]
 適用例1または適用例2の塗料において、
 前記重合体粒子(A)の平均粒子径(Da)が0.05~0.4μmであることができる。
 [適用例4]
 適用例1ないし適用例3のいずれか一例の塗料において、
 前記重合体粒子(A)100質量部に対して、前記遮熱粒子(B)を5~200質量部含有することができる。
 [適用例5]
 適用例1ないし適用例4のいずれか一例の塗料において、
 前記重合体粒子(A)が、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位(Ma)と、不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位(Mb)と、を有する含フッ素系重合体粒子であることができる。
 [適用例6]
 適用例1ないし適用例5のいずれか一例の塗料において、
 前記遮熱粒子(B)として酸化チタンを含有することができる。
 [適用例7]
 本発明に係る塗装体の一態様は、
 基材と、前記基材の表面に適用例1ないし適用例6のいずれか一例の塗料が塗布及び乾燥されて形成された塗膜と、を備えることを特徴とする。
 [適用例8]
 適用例7の塗装体において、
 前記塗膜の表面粗さRaが0.5μm以下であることができる。
 本発明に係る塗料の一態様によれば、基材との密着性に優れ、かつ、強度(例えば耐候性、耐水性、耐久性)、耐汚染性および遮熱特性に優れた塗膜を形成することができる。また、本発明に係る塗料を用いて形成された塗膜を備える塗装体は、基材と塗膜との密着性に優れており、塗膜の強度、耐汚染性および遮熱特性にも優れたものとなる。また、本発明に係る塗料の一態様によれば、上記の効果に加えて、さらに貯蔵安定性が良好となる。
図1は、本実施の形態に係る塗装体を模式的に示す断面図である。
 以下、本発明に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、下記に記載された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も含むものとして理解されるべきである。
 1.塗料
 本実施の形態に係る塗料は、重合体粒子(A)と、遮熱粒子(B)と、液状媒体(C)と、を含有し、前記重合体粒子(A)の平均粒子径(Da)と前記遮熱粒子(B)の平均粒子径(Db)との比(Da/Db)が0.02~2の範囲にあることを特徴とする。以下、本実施の形態に係る塗料の特徴、塗料に含まれる各成分の順に説明する。
 1.1.塗料の特徴
 本実施の形態に係る塗料は、液状媒体(C)中に重合体粒子(A)と遮熱粒子(B)とを分散させた分散系となっている。この分散系において、重合体粒子(A)の平均粒子径(Da)と遮熱粒子(B)の平均粒子径(Db)との比(Da/Db)は、0.02~2の範囲にある必要があり、0.05~1の範囲にあることが好ましく、0.1~0.5の範囲にあることがより好ましい。このことの技術的な意味は、以下の通りである。
 本実施の形態に係る塗料を基材の表面に塗布して形成された塗膜を乾燥する工程において、重合体粒子(A)および遮熱粒子(B)のうちの少なくとも一方がマイグレーションすると推測される。すなわち、これらの粒子は表面張力の作用を受けることによって塗膜の厚み方向に沿って移動すると考えられる。より具体的には、重合体粒子(A)および遮熱粒子(B)のうちの少なくとも一方が、塗膜面のうちの、基材と接する面とは反対側、すなわち水が蒸発する気固界面側へと移動すると考えられる。このようなマイグレーションが起こると、重合体粒子(A)および遮熱粒子(B)の分布が塗膜の厚み方向で不均一となる。
 例えば大気と塗膜との界面に重合体粒子(A)を偏在させることにより、重合体粒子(A)の機能に由来する耐候性や耐水性を塗膜に付与することができる。さらに、大気と塗膜との界面に重合体粒子(A)を偏在させることで、塗膜と大気との界面に遮熱粒子(B)が突出することを抑制することができるので、塗膜から遮熱粒子(B)が剥落することによる遮熱特性の劣化を効果的に抑制できると考えられる。また、基材と塗膜との界面における重合体粒子(A)の量を制御することにより、基材と塗膜との密着性を良好にし、塗膜の基材からの剥離を抑制できる。
 両粒子の平均粒子径の比(Da/Db)が前記範囲にあると、前述のような効果を発現させることができ、良好な耐候性や耐水性に加え、良好な密着性と遮熱特性を示す塗膜を容易に製造できると考えられる。
 1.2.重合体粒子(A)
 本実施の形態に係る塗料に含まれる重合体粒子(A)は、遮熱粒子(B)を基材に定着させたり、遮熱粒子(B)同士を互いに結着させたりするためのバインダーとして機能する成分である。また、重合体粒子(A)は、基材とその上に塗布および乾燥させて形成された塗膜との密着性を向上させるためのバインダーとしても機能する成分である。
 重合体粒子(A)の平均粒子径(Da)は、0.05~0.4μmの範囲にあることが好ましく、0.06~0.3μmの範囲にあることがより好ましく、0.09~0.2μmの範囲にあることが特に好ましい。重合体粒子(A)の平均粒子径(Da)が前記範囲にあると、遮熱粒子(B)の表面に重合体粒子(A)を十分に吸着させることができるため、遮熱粒子(B)の移動に伴って重合体粒子(A)も追随して移動することができる。その結果、両者の粒子のうちのどちらかのみが単独で過剰にマイグレーションすることを抑制できるので、塗膜の厚み方向で両者の粒子の分布が過剰に不均一となることを抑制し、基材との密着性や長期耐候性に優れた塗膜を形成することができる。
 また、重合体粒子(A)は、下記の[1]および[2]の要件を満たしていることが好ましい。
[1]0.05μm以上0.2μm未満の粒径区間に10~90容積%、好ましくは20~80容積%、より好ましくは30~70容積%存在すること。
[2]0.2μm以上0.4μm以下の粒径区間に90~10容積%、好ましくは80~20容積%、より好ましくは70~30容積%存在すること。
 上記[1]および[2]の要件における重合体粒子(A)の存在割合が前記範囲にあると、得られる塗膜と大気との界面に重合体粒子(A)が偏在することを効果的に抑制することができる。これにより、基材と塗膜との密着性を向上させることができるため、基材からの塗膜の剥離等を防止できる点で好ましい。
 重合体粒子(A)の平均粒子径(Da)とは、光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置を用いて粒度分布を測定し、小さい粒子から粒子を累積したときの粒子数の累積度数が50%となる粒子径(D50)の値である。このような粒度分布測定装置としては、例えばコールターLS230、LS100、LS13 320(以上、Beckman Coulter.Inc製)や、FPAR-1000(大塚電子株式会社製)等が挙げられる。これらの粒度分布測定装置は、重合体粒子(A)の一次粒子だけを評価対象とするものではなく、一次粒子が凝集して形成された二次粒子をも評価対象とする。したがって、この粒度分布測定装置によって得られた粒度分布は、塗料中に含まれる重合体粒子(A)の分散状態の指標とすることができる。
 なお、重合体粒子(A)の平均粒子径(Da)および粒度分布測定は、本実施の形態に係る塗料を遠心分離して遮熱粒子(B)を沈降させた後、その上澄み液を上記の方法で測定することによっても測定することができる。
 重合体粒子(A)としては、遮熱粒子(B)を基材に定着させるためのバインダーとして機能するものであれば特に限定されないが、例えば以下に説明する含フッ素系重合体粒子は長期耐候性を有する塗膜が得られる点で好適である。
 含フッ素系重合体粒子としては、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位(Ma)と、不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位(Mb)と、を有する含フッ素系重合体粒子が好適である。この含フッ素系重合体粒子は、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位(Ma)と、不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位(Mb)と、の共重合体であってもよいが、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位(Ma)を有する重合体(Aa)と、不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位(Mb)を有する重合体(Ab)と、を有する、共重合体ではない含フッ素系重合体粒子であることが好ましい。
 前記含フッ素系重合体粒子が重合体(Aa)と重合体(Ab)とを有する場合、重合体(Aa)と重合体(Ab)とはポリマーアロイであってもよい。ここで、「ポリマーアロイ」とは、「岩波 理化学辞典 第5版.岩波書店」における定義によれば、「2成分以上の高分子の混合あるいは化学結合により得られる多成分系高分子の総称」であって「異種高分子を物理的に混合したポリマーブレンド、異種高分子成分が共有結合で結合したブロック及びグラフト共重合体、異種高分子が分子間力によって会合した高分子錯体、異種高分子が互いに絡み合ったIPN(Interpenetrating Polymer Network)等」をいう。含フッ素系重合体粒子が重合体(Aa)と重合体(Ab)とを有するポリマーアロイである場合には、「異種高分子成分が共有結合によって結合していないポリマーアロイ」の中でもIPN(相互侵入高分子網目)と称される状態であることがより好ましい。
 含フッ素系重合体粒子が重合体(Aa)と重合体(Ab)とを有する場合、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位(Ma)を有する重合体(Aa)は、結晶性樹脂のハードセグメントが凝集して、主鎖にC-H・・・F-Cのような疑似架橋点を与えているものと考えられる。このため樹脂として重合体(Aa)を単独で用いると、その耐候性は良好であるものの、密着性及び柔軟性が不十分となる。一方、不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位(Mb)を有する重合体(Ab)は、密着性及び柔軟性には優れるものの、耐候性が低いことから、これを樹脂として単独で塗膜に使用した場合には、太陽光に暴露されることにより容易に変質するため、良好な耐候性を得ることができない。
 しかしながら、重合体(Aa)と重合体(Ab)とを有する含フッ素系重合体粒子を使用することにより、耐候性、密着性、柔軟性を同時に発現することができ、とりわけ耐候性が良好な塗膜を製造することができる。以下、含フッ素系重合体粒子を構成する各繰り返し単位について説明する。
 なお、本明細書における「~(メタ)アクリレート」とは、「~アクリレート」及び「~メタクリレート」の双方を包括する概念である。また、「(メタ)アクリル~」とは、「アクリル~」及び「メタクリル~」の双方を包括する概念である。
 1.2.1.含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位(Ma)
 上述したように、本実施の形態において使用可能な含フッ素系重合体粒子は、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位(Ma)を有することが好ましい。含フッ素エチレン系単量体としては、例えばフッ素原子を有するオレフィン化合物、フッ素原子を有する(メタ)アクリレート化合物等が挙げられる。フッ素原子を有するオレフィン化合物としては、例えばフッ化ビニリデン、四フッ化エチレン、六フッ化プロピレン、三フッ化塩化エチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル等が挙げられる。フッ素原子を有する(メタ)アクリレート化合物としては、例えば下記一般式(1)で表される化合物、(メタ)アクリル酸3[4〔1-トリフルオロメチル-2,2-ビス〔ビス(トリフルオロメチル)フルオロメチル〕エチニルオキシ〕ベンゾオキシ]2-ヒドロキシプロピル等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(一般式(1)中、Rは水素原子又はメチル基であり、Rはフッ素原子を含有する炭素数1~18の炭化水素基である。)
 上記一般式(1)中のRとしては、例えば炭素数1~12のフッ化アルキル基、炭素数6~16のフッ化アリール基、炭素数7~18のフッ化アラルキル基等が挙げられるが、これらの中でも炭素数1~12のフッ化アルキル基であることが好ましい。上記一般式(1)中のRの好ましい具体例としては、例えば2,2,2-トリフルオロエチル基、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル基、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン-2-イル基、β-(パーフルオロオクチル)エチル基、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル基、2,2,3,4,4,4-ヘキサフルオロブチル基、1H,1H,5H-オクタフルオロペンチル基、1H,1H,9H-パーフルオロ-1-ノニル基、1H,1H,11H-パーフルオロウンデシル基、パーフルオロオクチル基等が挙げられる。
 含フッ素エチレン系単量体としては、これらの中でもフッ素原子を有するオレフィン化合物が好ましく、フッ化ビニリデン、四フッ化エチレン及び六フッ化プロピレンよりなる群から選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。上記の含フッ素エチレン系単量体は、1種単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。なお、フッ化ビニリデンを用いる場合には、結晶性を低下させるために他の含フッ素エチレン系単量体を併用するのが好ましい。
 一般的に含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位(Ma)を有するフッ素化重合体成分は、耐候性は良好であると考えられており、従来から塗料に使用されることはあったが、このようなフッ素化重合体成分は密着性に劣っていた。そのため従来技術においては、種々のモディファイによってフッ素化重合体の密着性を向上させようとする検討が行われてきた。しかしながら、例えば重合体鎖に官能基を導入することによって密着性を向上する試みは、重合体の合成条件の精密な制御が必要であり、目的を達成することは困難であった。そのため、本願発明者らは、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位(Ma)と、不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位(Mb)と、を有する含フッ素系重合体粒子に着目したのである。
 すなわち、本願発明者らは、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位(Ma)と、不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位(Mb)と、を有する含フッ素系重合体粒子を使用することにより、さらに効果的に耐候性を劣化させることなく、密着性を発現させることを可能としたものである。さらに、含フッ素系重合体粒子が、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位(Ma)を有する重合体(Aa)と、不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位(Mb)を有する重合体(Ab)と、を有する含フッ素系重合体粒子として使用することにより、より効果的に耐候性を劣化させることなく、密着性を発現させることを可能としたものである。
 重合体粒子(A)を構成する単量体100モル%に対して、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位(Ma)を10~99モル%の割合で含有することが好ましい。含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位(Ma)の含有割合が前記範囲であると、塗膜の耐候性や耐熱性をより向上させ、基材への密着性をより向上させることができる。
 含フッ素系重合体粒子が重合体(Aa)及び重合体(Ab)を有する場合、重合体(Aa)は、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位(Ma)のみを有していてもよく、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位(Ma)以外の、後述する共重合可能な、その他の単量体に由来する繰り返し単位を有していてもよい。
 なお、重合体(Aa)がさらに不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位を有することにより、塗料としての分散安定性が向上するため、遮熱粒子(B)や含フッ素系重合体粒子が局所的に偏在しない、均質な塗膜を作製することができる。その結果、強度的に均質な塗膜となり、局所的に塗膜が基材から剥離したり、遮熱粒子(B)の偏在による色むらの発生を効果的に抑制することができる点で好ましい。
 重合体(Aa)における含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位(Ma)の含有割合は、重合体(Aa)の全質量に対して、好ましくは60質量%以上であり、より好ましくは80質量%以上である。
 重合体(Aa)がフッ化ビニリデンに由来する繰り返し単位を含有する場合、その含有割合は、好ましくは50~100質量%であり、より好ましくは60~98質量%である。重合体(Aa)が四フッ化エチレンに由来する繰り返し単位を含有する場合、その含有割合は、好ましくは50質量%以下であり、より好ましくは1~50質量%であり、さらに好ましくは2~30質量%である。重合体(Aa)が六フッ化プロピレンに由来する繰り返し単位を含有する場合、その含有割合は、好ましくは1~50質量%であり、より好ましくは2~30質量%である。
 重合体(Aa)は、上記の含フッ素エチレン系単量体及び任意的に他の不飽和単量体を公知の方法に従って乳化重合することにより容易に製造することができる。
 1.2.2.不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位(Mb)
 上述したように、本実施の形態において使用可能な含フッ素系重合体粒子は、不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位(Mb)を有することが好ましい。一般的に、不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位(Mb)を有する重合体は、密着性は良好であるが、耐候性が不良であると考えられており、従来から塗膜には使用されなかった。しかしながら、本願発明は、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位(Ma)と、不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位(Mb)と、を有する含フッ素系重合体粒子を使用することにより、良好な密着性を維持しつつ、十分な耐候性を発現することに成功したものである。
 不飽和カルボン酸エステルとしては、例えば不飽和カルボン酸のアルキルエステル、不飽和カルボン酸のシクロアルキルエステル、不飽和カルボン酸のヒドロキシアルキルエステル等が挙げられる。
 上記不飽和カルボン酸のアルキルエステルとしては、例えば(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸i-プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸i-ブチル、(メタ)アクリル酸n-アミル、(メタ)アクリル酸i-アミル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸プロピレングリコール、トリ(メタ)アクリル酸トリメチロールプロパン、テトラ(メタ)アクリル酸ペンタエリスリトール、ヘキサ(メタ)アクリル酸ジペンタエリスリトール、(メタ)アクリル酸アリル、3-(メタ)アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシプロピルトリプロポキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシプロピルトリブトキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシエチルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシエチルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシエチルトリプロポキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシエチルトリブトキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシメチルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシメチルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシメチルトリプロポキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシメチルトリブトキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシブチルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシブチルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシブチルトリプロポキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシブチルトリブトキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシヘプチルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシヘプチルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシヘプチルトリプロポキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシヘプチルトリブトキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシヘキシルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシヘキシルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシヘキシルトリプロポキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシヘキシルトリブトキシシラン等が挙げられる。
 上記不飽和カルボン酸のシクロアルキルエステルとしては、例えば(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等が挙げられる。
 上記不飽和カルボン酸のヒドロキシアルキルエステルとしては、例えば(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸エチレングリコール等が挙げられる。
 上記の不飽和カルボン酸エステルは、1種単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。これらの中でも、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル及び(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシルよりなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、(メタ)アクリル酸メチルであることが特に好ましい。
 含フッ素系重合体粒子が重合体(Aa)及び重合体(Ab)を有する場合、重合体(Ab)は、不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位(Mb)のみを有する重合体であってもよく、不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位(Mb)以外の、後述する共重合可能な、その他の単量体に由来する繰り返し単位を有してもよい。
 重合体(Ab)における不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位(Mb)の含有割合は、重合体(Ab)の全質量に対して、好ましくは65質量%以上であり、より好ましくは75質量%以上である。
 1.2.3.その他の単量体
 上記含フッ素系重合体粒子は、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位(Ma)及び不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位(Mb)以外の単量体に由来する繰り返し単位を有してもよい。また、含フッ素系重合体粒子が重合体(Aa)及び重合体(Ab)を有する場合、重合体(Aa)は、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位(Ma)以外の、その他の単量体に由来する繰り返し単位を有してもよい。重合体(Ab)は、不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位(Mb)以外の、その他の単量体に由来する繰り返し単位を有してもよい。
 その他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸、α,β-不飽和ニトリル、カルボニル基含有化合物(上記不飽和カルボン酸および不飽和カルボン酸エステルを除く。)、共役ジエン、芳香族ビニル、ビニルエーテル、アリルエーテル、アルコキシシラン等が挙げられる。なお、アルコキシシラン以外のその他の単量体については、含フッ素系重合体粒子を構成する単量体100モル%に対して、その他の単量体に由来する繰り返し単位を15モル%以下の割合で含有することが好ましい。
 上記不飽和カルボン酸としては、エチレン性不飽和カルボン酸が好ましく、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等のモノ又はジカルボン酸を挙げることができ、これらから選択される1種以上であることができる。これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸及びイタコン酸よりなる群から選択される1種以上であることが好ましい。
 上記α,β-不飽和ニトリルとしては、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル、α-クロルアクリロニトリル、α-エチルアクリロニトリル、シアン化ビニリデン等を挙げることができ、これらから選択される1種以上であることができる。
 上記カルボニル基含有化合物としては、例えば(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルアミド、ジエチル(メタ)アクリルアミド、イソプロピル(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、アクリロイルモルフォリン、アクロレイン等を挙げることができ、これらから選択される1種以上であることができる。
 上記共役ジエンとしては、例えば1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、2-クロル-1,3-ブタジエン等を挙げることができ、これらから選択される1種以上であることができる。
 上記芳香族ビニルとしては、例えばスチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、ビニルトルエン、クロルスチレン、ジビニルベンゼン、p-ヒドロキシスチレン等を挙げることができ、これらから選択される1種以上であることができる。
 上記ビニルエーテルとしては、例えばエチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、3-ヒドロキシプロピルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、2-アミノエチルビニルエーテル等を挙げることができ、これらから選択される1種以上であることができる。
 上記アリルエーテルとしては、例えばメチルアリルエーテル、エチルアリルエーテル、プロピルアリルエーテル、ブチルアリルエーテル、ヒドロキシエチルアリルエーテル、ヒドロキシプロピルアリルエーテル、ヒドロキシブチルアリルエーテル、アリルグリシジルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、プロピレングリコールモノアリルエーテル等を挙げることができ、これらから選択される1種以上であることができる。
 また、含フッ素系重合体粒子がアルコキシシランに由来する繰り返し単位を有することにより、得られる塗膜の耐候性をより向上させることができ、長期間この効果を保持することができる。このようなアルコキシシランとしては、下記一般式(2)及び下記一般式(3)で表される単量体よりなる群から選択される少なくとも1種の単量体であることが好ましい。
 R Si(OR4-n ・・・・・(2)
(式中、R及びRはそれぞれ独立に炭素数1~8の有機基を表し、nは0~3の整数を表す。)
 R SiO(4-m)/2 ・・・・・(3)
(式中、Rは炭素数1~8の有機基を表し、mは0~3の数を表す。)
 上記一般式(2)及び(3)で表される単量体において、R及びRは炭素数1~8のアルキル基であることが好ましく、メチル基又はエチル基であることがより好ましい。
 Rとしては、例えば、炭素数1~8の、アルキル基、アリール基、アシル基等が挙げられる。アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基等が挙げられる。アリール基としては、フェニル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、クロロフェニル基、ブロモフェニル基、フルオロフェニル基等が挙げられる。アシル基としては、好ましくは炭素数1~6のアシル基であり、例えばアセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、カプロイル基等が挙げられる。上記一般式(2)中に複数存在するRやRは、相互に同一でも異なってもよい。
 上記一般式(2)で表される単量体としては、モノアルコキシシラン、ジアルコキシシラン、トリアルコキシシラン、テトラアルコキシシランを好適に使用することができる。
 モノアルコキシシランとしては、例えばトリメチルメトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、ジビニルメチルメトキシシラン、ジビニルメチルエトキシシラン、ジビニルメチルプロポキシシラン、ジビニルメチルモノブトキシシラン、アリルジメチルメトキシシラン、アリルジメチルエトキシシラン、アリルジメチルプロポキシシラン、アリルジメチルブトキシシラン等が挙げられる。
 ジアルコキシシランとしては、例えばジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチル-ジ-n-プロポキシシラン、ジメチル-ジ-iso-プロポキシシラン、ジメチル-ジ-n-ブトキシシラン、ジメチル-ジ-sec-ブトキシシラン、ジメチル-ジ-tert-ブトキシシラン、ジメチルジフェノキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチル-ジ-n-プロポキシシラン、ジエチル-ジ-iso-プロポキシシラン、ジエチル-ジ-n-ブトキシシラン、ジエチル-ジ-sec-ブトキシシラン、ジエチル-ジ-tert-ブトキシシラン、ジエチルジフェノキシシラン、ジ-n-プロピルジメトキシシラン、ジ-n-プロピルジエトキシシラン、ジ-n-プロピル-ジ-n-プロポキシシラン、ジ-n-プロピル-ジ-iso-プロポキシシラン、ジ-n-プロピル-ジ-n-ブトキシシラン、ジ-n-プロピル-ジ-sec-ブトキシシラン、ジ-n-プロピル-ジ-tert-ブトキシシラン、ジ-n-プロピル-ジ-フェノキシシラン、ジ-iso-プロピルジメトキシシラン、ジ-iso-プロピルジエトキシシラン、ジ-iso-プロピル-ジ-n-プロポキシシラン、ジ-iso-プロピル-ジ-iso-プロポキシシラン、ジ-iso-プロピル-ジ-n-ブトキシシラン、ジ-iso-プロピル-ジ-sec-ブトキシシラン、ジ-iso-プロピル-ジ-tert-ブトキシシラン、ジ-iso-プロピル-ジ-フェノキシシラン、ジ-n-ブチルジメトキシシラン、ジ-n-ブチルジエトキシシラン、ジ-n-ブチル-ジ-n-プロポキシシラン、ジ-n-ブチル-ジ-iso-プロポキシシラン、ジ-n-ブチル-ジ-n-ブトキシシラン、ジ-n-ブチル-ジ-sec-ブトキシシラン、ジ-n-ブチル-ジ-tert-ブトキシシラン、ジ-n-ブチル-ジ-フェノキシシラン、ジ-sec-ブチルジメトキシシラン、ジ-sec-ブチルジエトキシシラン、ジ-sec-ブチル-ジ-n-プロポキシシラン、ジ-sec-ブチル-ジ-iso-プロポキシシラン、ジ-sec-ブチル-ジ-n-ブトキシシラン、ジ-sec-ブチル-ジ-sec-ブトキシシラン、ジ-sec-ブチル-ジ-tert-ブトキシシラン、ジ-sec-ブチル-ジ-フェノキシシラン、ジ-tert-ブチルジメトキシシラン、ジ-tert-ブチルジエトキシシラン、ジ-tert-ブチル-ジ-n-プロポキシシラン、ジ-tert-ブチル-ジ-iso-プロポキシシラン、ジ-tert-ブチル-ジ-n-ブトキシシラン、ジ-tert-ブチル-ジ-sec-ブトキシシラン、ジ-tert-ブチル-ジ-tert-ブトキシシラン、ジ-tert-ブチル-ジ-フェノキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニル-ジ-エトキシシラン、ジフェニル-ジ-n-プロポキシシラン、ジフェニル-ジ-iso-プロポキシシラン、ジフェニル-ジ-n-ブトキシシラン、ジフェニル-ジ-sec-ブトキシシラン、ジフェニル-ジ-tert-ブトキシシラン、ジフェニルジフェノキシシラン、ジビニルジメトキシシラン、ジビニルジエトキシシラン、ジビニルジプロポキシシラン、ジビニルジブトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、アリルメチルジメトキシシラン、アリルメチルジエトキシシラン、アリルメチルジプロポキシシラン、アリルメチルジブトキシシラン等が挙げられる。
 トリアルコキシシランとしては、例えばメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ-n-プロポキシシラン、メチルトリ-iso-プロポキシシラン、メチルトリ-n-ブトキシシラン、メチルトリ-sec-ブトキシシラン、メチルトリ-tert-ブトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリ-n-プロポキシシラン、エチルトリ-iso-プロポキシシラン、エチルトリ-n-ブトキシシラン、エチルトリ-sec-ブトキシシラン、エチルトリ-tert-ブトキシシラン、エチルトリフェノキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、アリルトリプロポキシシラン、アリルトリブトキシシラン、パラスチリルトリメトキシシラン、パラスチリルトリエトキシシラン、パラスチリルトリプロポキシシラン、パラスチリルトリブトキシシラン等が挙げられる。
 テトラアルコキシシランとしては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ-n-プロポキシシラン、テトラ-iso-プロポキシシラン、テトラ-n-ブトキシシシラン、テトラ-sec-ブトキシシシラン、テトラ-tert-ブトキシシシラン、テトラフェノキシシシラン等が挙げられる。
 これらのアルコシキシランは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 アルコシキシランについては、含フッ素系重合体粒子を構成する単量体100モル%に対して、アルコキシシランに由来する繰り返し単位を1~90モル%の割合で含有することが好ましい。アルコシキシランの含有割合が前記範囲であると、塗膜の耐候性をより向上させることができ、長期間この効果を保持することができる。また、塗膜の基材密着性をより向上させることもでき、塗膜形成時のクラックの発生を抑制することができる。
 1.2.4.含フッ素系重合体粒子の調製
 含フッ素系重合体粒子は、上記のような構成を採るものである限り、その合成方法は特に限定されないが、例えば公知の乳化重合工程又はこれを適宜に組み合わせることによって、容易に合成することができる。
 例えば、含フッ素系重合体粒子が含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位(Ma)を有する重合体(Aa)と、不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位(Mb)を有する重合体(Ab)と、を有する場合、先ず、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位(Ma)を有する重合体(Aa)を公知の方法によって合成する。次いで、該重合体(Aa)に重合体(Ab)を構成するための単量体を加え、重合体(Aa)を含有する重合体粒子の編み目構造の中に前記単量体を吸収させた後、重合体(Aa)の編み目構造の中で吸収させた単量体を重合して重合体(Ab)を合成する方法により、含フッ素系重合体粒子を容易に製造することができる。
 含フッ素系重合体粒子としては、得られる塗膜の耐候性をより向上させる観点から、含フッ素エチレン系単量体と、アルコキシシランと、を含有する単量体混合物を水性媒体中で反応させて得られる重合体(Aa)の粒子の存在下で、重合体(Ab)を構成するための単量体(少なくとも不飽和カルボン酸エステルを含む。)を反応させて得られる含フッ素系重合体粒子であることが特に好ましい。
 なお、このような方法によって含フッ素系重合体粒子を製造する場合には、重合体(Aa)に、重合体(Ab)の単量体を吸収させる条件を制御することで、得られる含フッ素系重合体粒子の特性をコントロールすることができる。例えば、単量体の吸収温度が低い場合や吸収時間が短い場合には、コアシェル構造の粒子又は表層の一部のみがIPN型の構造である粒子となる。また、吸収温度が高い場合や吸収時間が長い場合には、粒子全体がIPN型の構造である粒子となる。なお、重合体(Ab)の単量体として前述の不飽和カルボン酸エステルとその他の単量体を併用する場合、重合体(Ab)を作製するための全ての単量体を一度に反応させてもよいが、不飽和カルボン酸エステルを先に重合体(Aa)に吸収させたり重合するなどして作用させた後に、その他の単量体を作用させても良い。
 上記のような観点から、吸収温度は20~100℃とすることが好ましく、25~90℃とすることがより好ましく;吸収時間は0.5~24時間とすることが好ましく、1~12時間とすることがより好ましい。吸収温度(℃)と吸収時間(h)を乗じた値が、おおむね20~800(℃・h)、好ましくは30~600(℃・h)の範囲となるような条件が適当である。
 重合体(Aa)の編み目構造の中に重合体(Ab)の単量体を吸収させる操作は、乳化重合に用いられる公知の溶媒中、例えば水中で行うことが好ましい。
 含フッ素系重合体粒子中の重合体(Aa)の含有量は、含フッ素系重合体粒子100質量部中、1~90質量部であることが好ましく、5~80質量部であることがより好ましく、10~70質量部であることがさらに好ましく、15~65質量部であることがさらに好ましく、20~60質量部であることが特に好ましい。含フッ素系重合体粒子が重合体(Aa)を前記範囲で含有することにより、耐候性と密着性とのバランスがより良好となる。
 含フッ素系重合体粒子の製造、すなわち重合体(Aa)の重合もしくは得られた重合体(Aa)中に単量体を吸収させた後に行う重合体(Ab)の重合又はこれらの双方は、公知の乳化剤(界面活性剤)、重合開始剤、分子量調整剤等の存在下で行うことができる。
 乳化剤の具体例としては、例えば高級アルコールの硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、脂肪族スルホン酸塩、脂肪族カルボン酸塩、デヒドロアビエチン酸塩、ナフタレンスルホン酸・ホルマリン縮合物、非イオン性界面活性剤の硫酸エステル塩等のアニオン性界面活性剤;ポリエチレングリコールのアルキルエステル、ポリエチレングリコールのアルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールのアルキルエーテル等のノニオン性界面活性剤;パーフルオロブチルスルホン酸塩、パーフルオロアルキル基含有リン酸エステル、パーフルオロアルキル基含有カルボン酸塩、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物等のフッ素系界面活性剤等を挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上を使用することができる。
 重合開始剤の具体例としては、例えば過硫酸リチウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の水溶性重合開始剤;クメンハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、t-ブチルハイドロパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3-テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリル、1,1’-アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)等の油溶性重合開始剤等を適宜選択して用いることができる。これらのうち、特に過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、クメンハイドロパーオキサイド又はt-ブチルハイドロパーオキサイドを使用することが好ましい。重合開始剤の使用割合は特に制限されないが、単量体組成、重合反応系のpH、他の添加剤等の組み合わせ等を考慮して適宜設定される。
 分子量調節剤の具体例としては、例えばn-ヘキシルメルカプタン、n-オクチルメルカプタン、t-オクチルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタン、n-ステアリルメルカプタン等のアルキルメルカプタン;ジメチルキサントゲンジサルファイド、ジイソプロピルキサントゲンジサルファイド等のキサントゲン化合物;ターピノレン、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド等のチウラム化合物;2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、スチレン化フェノール等のフェノール化合物;アリルアルコール等のアリル化合物;ジクロルメタン、ジブロモメタン、四臭化炭素等のハロゲン化炭化水素化合物;α-ベンジルオキシスチレン、α-ベンジルオキシアクリロニトリル、α-ベンジルオキシアクリルアミド等のビニルエーテル化合物等のほか、トリフェニルエタン、ペンタフェニルエタン、アクロレイン、メタアクロレイン、チオグリコール酸、チオリンゴ酸、2-エチルヘキシルチオグリコレート、α-メチルスチレンダイマー等を挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上を使用することができる。
 1.2.5.重合体粒子(A)の物性
 1.2.5.1.転移温度
 重合体粒子(A)が含フッ素系重合体粒子である場合、JIS K7121に準拠する示差走査熱量測定(DSC)によって測定したときに、-50℃~+80℃の温度範囲における吸熱ピークが少なくとも1つ存在することが好ましい。重合体粒子(A)の有するこの吸熱ピークの1つの温度は、-30℃~+70℃の範囲にあることがより好ましく、-20℃~+60℃の範囲にあることがさらに好ましい。含フッ素系重合体粒子の有する1つの吸熱ピークの温度が前記範囲にある場合には、該粒子は塗膜に対してより良好な柔軟性と粘着性とを付与することができ、従って密着性をより向上させることができる点で好ましい。
 また、重合体粒子(A)が含フッ素系重合体粒子である場合、JIS K7121に準拠する示差走査熱量測定(DSC)によって測定したときに、前述の吸熱ピーク以外に、さらに80℃~150℃の温度範囲における吸熱ピークが1つ以上観測されることが好ましい。このように吸熱ピークが2つ観測された場合、重合体粒子(A)には少なくとも2つの転移温度が存在することが理解される。
 建材等の基材に塗料を塗布して乾燥する場合、通常室温~80℃程度の環境下で乾燥させる。この場合、該乾燥温度において重合体粒子(A)の表層面が、隣り合う遮熱粒子(B)や他の重合体粒子(A)と融着して、密着する必要がある。前記範囲に少なくとも一つの吸熱ピークが存在することは、すなわちこの温度において何らかの相変化を生じることを示しており、その結果、塗膜強度を向上させる融着を促進し、塗装性に優れると考えられる。
 さらに、80℃~150℃の温度範囲における吸熱ピークがもう一つ存在することは、前述の通常の塗料の乾燥条件において相変化せず、さらに高温でようやく相変化する相が粒子中に存在することを意味する。このような乾燥時に相変化しない相を有することにより、乾燥時の塗料の過剰な流動性を抑制し、塗膜均質性を向上させる効果があるため好ましいと考えられる。
 1.2.5.2.テトラヒドロフラン(THF)不溶分
 重合体粒子(A)のTHF不溶分は、70%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましい。THF不溶分は、得られる塗膜の耐溶剤性の指標となる。このため、THF不溶分が前記範囲であれば、本実施の形態に係る塗料を用いて塗膜を作製した後、その上にさらに有機溶剤系の塗膜を積層するような場合でも、有機溶剤系塗膜への重合体粒子(A)の溶出を抑制できるため良好であると考えられる。また、THF不溶分は、得られる塗膜の耐久性の指標の一つともなり得る。このため、THF不溶分が前記範囲にあれば、有機溶剤を取り扱う工場のタンク等の表面に塗膜を形成することにより、耐久性が向上するものと考えられる。
 1.3.遮熱粒子(B)
 一般的に「遮熱」とは、日射を反射することによって、外部からの熱の流入を遮る作用のことをいうが、本発明における「遮熱粒子」とは、近赤外線(波長領域780~2500nm)を効率的に反射することができる粒子のことをいう。
 このような遮熱粒子(B)としては、例えばJR-1000(テイカ株式会社製)、CR-97、R-630(以上、石原産業株式会社製)等の酸化チタン(ルチル型、アナターゼ型も含む)、チタン酸バリウム、チタン酸ナトリウム、酸化珪素、シリカ(非結晶性シリカも含む)、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化インジウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、アルミナ、ジオキサンバイオレット(クラリアント社製)、酸化鉄レッド(バイエル社製)、シアニングリーン(東洋インキ株式会社)、キナクリドンバイオレット(クラリアント社製)、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム等が挙げられる。これらの中でも、特に酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウムが効果的に近赤外線を反射することができるため好ましい。
 上記以外にも遮熱粒子(B)として、近赤外線を反射する着色顔料を使用してもよい。このような着色顔料としては、例えば、酸化鉄、黄酸化鉄、アンチモン・スズ酸化物、アルミフレーク、鱗片状アルミ、コバルトブルー、リトポン、硫化鉛等;フタロシアニン系、アントラキノン系、キナクリドン系、アゾ系、ペリノン系、ペリレン系、インジゴ/チオインジゴ系、ジオキサジン系、メチン/アゾメチン系、イソインドリノン系、ジケトピロロピロール系等の有機顔料;ダイヤモンドブラック、グラファイト、フラーレン、グラフェン、アニリンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、水酸化アルミニウム、水酸化鉄、炭化ケイ素、窒化ホウ素、ケイソウ土、消石灰、石膏、ベントナイト、クレー、雲母、粘土鉱物、鉄、銅、ニッケル、金、銀、亜鉛、フェライト、ステンレス鋼、酸化クロム、酸化コバルト、亜鉛緑、クロム緑、コバルト緑、ビリジアン、ギネー緑、コバルトクロム緑、シェーレ緑、緑土、マンガン緑、ピグメントグリーン、群青、紺青、ピグメントグリーン、岩群青、コバルト青、セルリアンブルー、ホウ酸銅、モリブデン青、硫化銅、コバルト紫、マルス紫、マンガン紫、ピグメントバイオレット、亜酸化鉛、鉛酸カルシウム、ジンクエロー、クロム黄、黄土、カドミウム黄、ストロンチウム黄、チタン黄、リサージ、ピグメントエロー、亜酸化銅、カドミウム赤、セレン赤、クロムバーミリオン、ベンガラ、亜鉛白、アンチモン白、塩基性硫酸鉛、ケイ酸鉛、酸化ジルコン、タングステン白、鉛、亜鉛華、バンチソン白、フタル酸鉛、マンガン白、硫酸鉛、サーマトミック黒、植物性黒、チタン酸カリウムウィスカー、二硫化モリブデン等が挙げられる。
 上記例示した遮熱粒子(B)は、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。
 塗料中における遮熱粒子(B)の分散安定性を向上させる観点から、遮熱粒子(B)に表面処理を施してもよい。このような表面処理の代表例としては、シランカップリング剤による表面処理が挙げられる。シランカップリング剤としては、特に限定されず、シランにビニル基、エポキシ基、スチリル基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、アミノ基、ウレイド基、クロロプロピル基、メルカプト基、イソシアネート基、スルフィド基等の官能基を有するものが挙げられる。
 遮熱粒子(B)として酸化チタンと着色顔料とを併用する場合、遮熱粒子(B)100質量%中の着色顔料の含有量は、10~100質量%であることが好ましく、20~95質量%であることがより好ましく、30~90質量%であることが特に好ましい。
 遮熱粒子(B)の平均粒子径(Db)は、前述した比(Db/Da)の値を満足するように選択されるが、近赤外線の波長の約1/2の平均粒子径であることが好ましく、光沢性の高い塗膜を得るためには、0.2~1.5μmであることがより好ましく、0.3~1.2μmであることがさらに好ましく、0.4~0.8μmであることが特に好ましい。遮熱粒子(B)の平均粒子径(Db)が前記範囲にあれば、近赤外線を効果的に反射でき、かつ、光沢が付与された塗膜を形成することができる。このメカニズムは、以下のように考えられる。遮熱粒子(B)の平均粒子径(Db)が前記範囲にあると、遮熱粒子(B)の表面に重合体粒子(A)を十分に吸着させることができるので、大気と塗膜との界面には重合体粒子(A)由来の成分が多く存在するようになる。これにより、大気と塗膜との界面に突出する遮熱粒子(B)を抑制することができるので、塗膜に光沢を付与することができ、しかも、良好な耐候性や耐水性に加え、良好な密着性と遮熱特性を示す塗膜を製造できると考えられる。
 なお、遮熱粒子(B)の平均粒子径(Db)は、前述した比(Db/Da)の値を満足するように選択されるが、低光沢性塗膜を得る目的のためには、1.5μmを超える粒子を適時配合することもできる。
 ここで、遮熱粒子(B)の平均粒子径(Db)とは、レーザー回折法を測定原理とする粒度分布測定装置を用いて粒度分布を測定し、小さい粒子から粒子を累積したときの粒子数の累積度数が50%となる粒子径(D50)の値である。このようなレーザー回折式粒度分布測定装置としては、例えばHORIBA LA-300シリーズ、HORIBA LA-920シリーズ(以上、株式会社堀場製作所製)等を挙げることができる。この粒度分布測定装置は、遮熱粒子(B)の一次粒子だけを評価対象とするものではなく、一次粒子が凝集して形成された二次粒子をも評価対象とする。従って、この粒度分布測定装置によって得られた遮熱粒子(B)の平均粒子径(Db)は、塗料中に含まれる遮熱粒子(B)の分散状態の指標とすることができる。なお、遮熱粒子(B)の平均粒子径(Db)は、塗料を遠心分離して遮熱粒子(B)を沈降させた後、その上澄み液を除去し、沈降した遮熱粒子(B)を上記の方法により測定することによっても測定することができる。
 本実施の形態に係る塗料における重合体粒子(A)と遮熱粒子(B)との含有量の関係は、遮熱粒子(B)表面における重合体粒子(A)の吸着量のバランスの観点から、重合体粒子(A)100質量部に対して、遮熱粒子(B)を、5~200質量部含有することが好ましく、10~150質量部含有することがより好ましく、20~100質量部含有することが特に好ましい。
 1.4.液状媒体(C)
 本実施の形態に係る塗料は、液状媒体(C)を含有する。液状媒体(C)としては、水を含有する水系媒体であることが好ましい。この水系媒体には、水以外の非水系媒体を添加することができ、塗料の塗布性を改善する目的で、80~350℃の標準沸点を有する非水系媒体を添加することができる。このような非水系媒体の具体例としては、N-メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド化合物;トルエン、キシレン、n-ドデカン、テトラリン等の炭化水素;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、t-ブチルアルコール、エチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、2-エチル-1-ヘキサノール、1-ノナノール、ラウリルアルコール等のアルコール;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ホロン、アセトフェノン、イソホロン等のケトン;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ベンジル、酪酸イソペンチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等のエステル;o-トルイジン、m-トルイジン、p-トルイジン等のアミン化合物;γ-ブチロラクトン、δ-ブチロラクトン等のラクトン;ジメチルスルホキシド、スルホラン等のスルホキシド・スルホン化合物等を挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上を使用することができる。水以外の非水系媒体を添加する場合、液状媒体(C)の全量100質量%中、90質量%以上が水であることが好ましく、98質量%以上が水であることがより好ましい。本実施の形態に係る塗料は、液状媒体(C)として水系媒体を使用することにより、環境に対して悪影響を及ぼす程度が低くなり、取扱作業者に対する安全性も高くなる。液状媒体(C)として水系媒体のみを使用する場合において、塗装時の乾燥温度が常温より低かったり、塗装面が荒れていたりする場合には、良好な表面外観が得られない場合がある。このような場合には、液状媒体(C)の全量100質量%中、10%程度のブチルセルロース等を配合することにより、良好な平滑な塗装膜が得られることがある。
 液状媒体(C)中に水以外の非水系媒体を添加する場合、非水系媒体の含有割合は、液状媒体(C)100質量部に対して、10質量部以下であることが好ましく、5質量部以下であることがより好ましく、実質的に含有しないことが特に好ましい。ここで、「実質的に含有しない」とは、液状媒体(C)として非水系媒体を意図的に添加しないという程度の意味であり、塗料を作製する際に不可避的に混入する非水系媒体を含んでも構わない。
 本実施の形態に係る塗料は、基材への塗布性の観点から、重合体粒子(A)および遮熱粒子(B)を合わせた固形分含有率(すなわち、質量基準で((A)+(B))/((A)+(B)+(C))の百分率)が10~70質量%であることが好ましく、20~60質量%であることがより好ましい。
 また、本実施の形態に係る塗料は、20℃におけるザーンビスコシティーカップ#4を用いた流出時間(粘度)が10~30秒であることが好ましく、15~25秒であることがより好ましく、18~23秒であることが特に好ましい。流出時間が前記範囲未満であると、塗料を基材上へ塗工する際、レベリング性が不足するため、塗膜厚みの均一性が得られ難く塗装外観が損なわれる。さらにこのような塗膜厚みが不均一な塗膜を使用すると、安定した遮熱特性の発現が困難となる。一方、流出時間が前記範囲を超えると、塗料を基材上に塗工する際、液ダレが起き易くなり、特に立面では作業性が極めて悪い上に、安定した品質の塗膜が得られにくい。流出時間が前記範囲にあれば、これらの問題の発生を抑制することができ、良好な表面外観と遮熱特性とを両立させた塗膜の作製が可能となる。
 なお、上記の「流出時間」は、以下のようにして測定することができる。まず、直径4.0mmの開口部を底部に有するザーンカップ(コーテック株式会社製、ザーンビスコシティーカップNo.4)を準備する。このザーンカップに開口部を閉じた状態で、ザーンカップに塗料を満たし、その後、開口部を開放すると、開口部から塗料が流れ出す。この塗料が全量流れ出るまでの時間(流出時間)を測定する。
 1.5.その他の添加剤
 本実施の形態に係る塗料は、必要に応じて前述の重合体粒子(A)、遮熱粒子(B)、液状媒体(C)以外の添加剤を含有することができる。このような添加剤としては、例えばイソチアゾリン系化合物、増粘剤、架橋剤、消泡剤、充填材、成膜助剤(テキサノール等)、凍結防止剤(エチレングリコール、プロピレングリコール等)、pH調整剤(アンモニア水、エタノールアミン等)、濡れ性改善剤(ブチルセロソルブ、エチルセロソルブ等)等が挙げられる。これらの添加剤の添加量は、本実施の形態に係る塗料における固形分換算100質量部に対して、40質量部以下とすることができる。
 1.5.1.イソチアゾリン系化合物
 本実施の形態に係る塗料にイソチアゾリン系化合物を添加することにより、イソチアゾリン系化合物が防腐剤として作用して、塗料を貯蔵した際に、細菌や黴等が増殖して異物が発生することを抑制することができる。また、驚くべきことに、塗膜の劣化、特に耐候性の劣化を抑制することもできる。
 塗膜の耐候性の劣化が抑制される効果の発現機構は明らかではないが、以下のように考えられる。すなわち、重合体粒子(A)とイソチアゾリン系化合物との親和性が良好であるために、塗膜が雨水等に晒された場合でもイソチアゾリン系化合物は重合体粒子(A)に吸着される等して保持され、塗膜からほとんど溶出しないと考えられる。イソチアゾリン系化合物が重合体粒子(A)に保持されることで、重合体粒子(A)の太陽光による劣化が抑制され、その結果、耐候性の劣化を抑制できると推測される。
 また、一般的にラテックスのような重合体粒子の分散液へ新たな成分を添加すると、その新たな成分がトリガーとなり凝集が発生しやすい。ところが、イソチアゾリン系化合物は重合体粒子の分散性に与える影響が小さいため、凝集の発生を抑制することができる。そのため、重合体粒子(A)及び遮熱粒子(B)を液状媒体(C)中で混合して塗料を作製する際にトリガーとなる成分が存在しないため、重合体粒子(A)や遮熱粒子(B)の凝集を抑制することができる。これにより、基材の表面により均質な塗膜を作製することができるため、このような塗膜を備える塗装体は、良好な耐候性を有するものと推測される。
 さらに、塗料にイソチアゾリン系化合物を添加することにより、塗料の流動性を向上させることもできると考えられる。塗料の流動性が向上する結果、より均一な厚みの塗膜を形成することができ、安定した耐候性を発現することができると考えられる。
 本実施の形態に係る塗料に添加し得るイソチアゾリン系化合物としては、イソチアゾリン骨格を有する化合物であれば特に制限されないが、具体的には下記一般式(4)で表される化合物や下記一般式(5)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 上記式(4)中、Rは水素原子又は炭化水素基であり、R、Rはそれぞれ水素原子、ハロゲン原子又は炭化水素基を表す。R、R、Rが炭化水素基である場合、直鎖あるいは分岐鎖のような鎖状の炭素骨格を有していてもよく、環状の炭素骨格を有していてもよく、又はハロゲン原子、アルコキシ基、ジアルキルアミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基等の置換基を有していてもよい。また、炭化水素基の炭素数は1~12であることが好ましく、1~10であることがより好ましく、1~8であることが特に好ましい。このような炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 上記式(5)中、Rは水素原子又は炭化水素基であり、R10はそれぞれ独立に水素原子又は有機基を表す。Rが炭化水素基である場合、上記式(4)で説明した炭化水素基と同様の炭化水素基であることができる。また、R10が有機基である場合、この有機基にはアルキル基やシクロアルキル基である脂肪族基や芳香族基が含まれるが、脂肪族基であることが好ましい。アルキル基の炭素数は1~12であることが好ましく、1~10であることがより好ましく、1~8であることが特に好ましい。これらのアルキル基及びシクロアルキル基は、ハロゲン原子、アルコキシ基、ジアルキルアミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基等の置換基を有していてもよい。前記脂肪族基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基等が挙げられる。上記式(5)中、nは0~4の整数を表す。
 イソチアゾリン系化合物の具体例としては、1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オン、2-メチル-4,5-トリメチレン-4-イソチアゾリン-3-オン、2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン、5-クロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン、N-n-ブチル-1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オン、2-n-オクチル-4-イソチアゾリン-3-オン、4,5-ジクロロ-2-n-オクチル-4-イソチアゾリン-3-オン等が挙げられ、これらの1種または2種以上を用いることができる。これらの中でも、2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン、2-n-オクチル-4-イソチアゾリン-3-オン、5-クロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン、1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オンよりなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
 本実施の形態に係る塗料におけるイソチアゾリン系化合物の含有割合は、重合体粒子(A)100質量部に対して、0.002~0.5質量部であることが好ましく、0.005~0.2質量部であることがより好ましく、0.01~0.15質量部であることが特に好ましい。塗料中のイソチアゾリン系化合物の含有割合が前記範囲であると、塗料の長期間にわたる貯蔵安定性が向上する。また、この塗料を塗布して作製された塗膜を備える塗装体は、より良好な耐候性を示す。
 なお、イソチアゾリン系化合物の濃度が前記範囲未満であると、上述のような効果を十分に発現させることができないことがあり、特に塗料を長期間貯蔵した際に良好な耐候性を発現する塗装体を作製できない場合がある。イソチアゾリン系化合物の濃度が前記範囲を超えると、重合体粒子(A)の表面に多量のイソチアゾリン系化合物が吸着することがあり、重合体粒子(A)の結着力が低下することで、基材と塗膜との密着性が悪化する場合がある。
 1.5.2.増粘剤
 本実施の形態に係る塗料に添加し得る増粘剤としては、例えばカルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース化合物;上記セルロース化合物のアンモニウム塩またはアルカリ金属塩;ポリ(メタ)アクリル酸、変性ポリ(メタ)アクリル酸等のポリカルボン酸;上記ポリカルボン酸のアルカリ金属塩;ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコール共重合体等のポリビニルアルコール系(共)重合体;(メタ)アクリル酸、マレイン酸及びフマル酸等の不飽和カルボン酸とビニルエステルとの共重合体の鹸化物等の水溶性ポリマー等を挙げることができる。これらの中でも特に好ましい増粘剤としては、カルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩、ポリ(メタ)アクリル酸のアルカリ金属塩等である。
 これら増粘剤の市販品としては、例えばCMC1120、CMC1150、CMC2200、CMC2280、CMC2450(以上、株式会社ダイセル製)、ASE60(ロームアンドハース製)、SN612、SN615、SN617、SN618、SN621N(以上、サンノプコ製)、アデカノールUH-420(ADEKA製)等を挙げることができる。
 1.5.3.架橋剤
 本実施の形態に係る塗料は、架橋剤を含有することが好ましい。架橋により塗膜の緻密化を図り、耐水性を付与することで、長期の屋外暴露に使用することができる。使用することのできる架橋剤としては、ヒドラジン誘導体、カルボジイミド化合物、イソシアネート化合物、アミノ化合物、エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、酸無水物、アミン化合物、アジリジン化合物が挙げられる。
 ヒドラジン誘導体は、少なくとも2個のヒドラジノ基を有し、アクリル系重合体中に含有されるカルボニル基1モルに対し0.02~1モル、好ましくは0.2~0.6モルの量で配合される。前記ヒドラジン誘導体の配合量が、アクリル系重合体中に含有されるカルボニル基1モルに対し、0.02モルより少なくても、1モルを超えても本発明の塗料から形成される塗膜の耐温水性や耐溶剤性が不十分となる場合がある。
 少なくとも2個のヒドラジノ基を有するヒドラジン誘導体としては、例えばシュウ酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、こはく酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、マレイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド及びイタコン酸ジヒドラジド等の2~10個、特に4~6個の炭素原子を含有するジカルボン酸ジヒドラジド、またエチレン-1,2-ジヒドラジン、プロピレン-1,3-ジヒドラジン及びブチレン-1,4-ジヒドラジン等の2~4個の炭素原子を有する脂肪族の水溶性ジヒドラジンが挙げられ、これらの中でもアジピン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジドが好ましい。ヒドラジン誘導体は、塗膜中の水が乾燥により飛散する際、重合体粒子(A)のカルボニル基と誘導体中のヒドラジノ基が反応して網目構造の被膜を形成する作用を有する。この架橋反応には、通常触媒を用いないが、場合によっては、硫酸亜鉛、硫酸マンガン、硫酸コバルト等の水溶性金属塩等の触媒を使用することができる。
 カルボジイミド化合物の具体例としては、ユニオンカーバイド社のUCARLNK Crosslinker XL-29SE、日清紡ケミカル株式会社のカルボジライトE-02,E-03A,E-04,V-02,SV-02,V-02-L2,V-04,V-10等があり、カルボジライトE-02,SV-02,E-03Aが好ましい。
 イソシアネート化合物の具体例としては、2,4-トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、リジンメチルエステルジイソシアネート、メチルシクロヘキシルジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、n-ペンタン-1,4-ジイソシアネート、これらの三量体、これらのアダクト体やビウレット体、これらの重合体で2個以上のイソシアネート基を有するもの、またリジントリイソシアネート、さらにはブロック化されたイソシアネート類等が挙げられる。
 アミノ化合物の具体例としては、メラミン樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂、アミンアダクト、ポリアミド等が挙げられる。アミノ化合物の市販品としては、三井サイテック(株)製のサイメル、エアプロダクツ社製のアンカミン、エピリンク、ヘンケル社製のバーサミン、バーサミド、富士化成工業(株)製のトーマイド、フジキュアー、第一ゼネラル(株)製のバーサミド、ジャパンエポキシレジン(株)製のエピキュアー、三和化学(株)製のサンマイド、味の素(株)製のエポメート等が挙げられる。
 エポキシ化合物の具体例としては、エポキシ樹脂、エポキシ変性シランカップリング剤等があげられ、市販品としてはジャパンエポキシレジン(株)製のエピコート、エピレック、カードライト社製のカードライト、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ製のコートジル1770、A-187等が挙げられる。
 オキサゾリン化合物の具体例としては、株式会社日本触媒から供給されるエポクロスK-1010E,エポクロスK-1020E,エポクロスK-1030E,エポクロスK-2010E,エポクロスK-2020E,エポクロスK-2030E,エポクロスWS-500,エポクロスWS-700等が挙げられ、エポクロスWS-500,WS-700が好ましい。
 アジリジン化合物の具体例としては、株式会社日本触媒から供給されるケミタイトPZ-33、DZ-22Eが挙げられる。
 上記架橋剤を添加する方法としては、例えば、上記架橋剤を水中に溶解又は分散させたものを塗料に添加する方法、上記架橋剤を少量の水溶性有機溶剤に溶解させたものを塗料に添加する方法、上記架橋剤を直接塗料に添加する方法等が挙げられる。架橋剤は、重合体粒子(A)に導入されている、カルボキシル基と反応して架橋構造を形成する。その結果、耐温水性や、初期耐水性、耐汚染性等の耐水性の向上、塗膜の硬度の向上という作用効果を奏する。
 1.5.4.消泡剤
 本実施の形態に係る塗料に添加し得る消泡剤としては、シリコーン系消泡剤、変性シリコーン系消泡剤、特殊シリコーン系消泡剤、シリカ系消泡剤、シリカシリコーン系消泡剤、ポリマー系消泡剤疎水性シリカ、疎水性シリコーン、ワックス、特殊ワックス、ポリシロキサン等が挙げられる。
 塗料が消泡剤を含有する場合、消泡剤の使用割合としては、塗料の全質量に対して、好ましくは0.1~5質量%、より好ましくは0.3~4質量%、特に好ましくは0.5~3質量%である。
 1.5.5.充填剤
 本実施の形態に係る塗料に添加し得る充填材としては特に限定されず、例えば、カーボンブラック、二硫化モリブデン、ホワイトカーボン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、珪酸カルシウム等が挙げられる。
 塗料が充填材を含有する場合、充填材の使用割合としては、塗料の全固形分量に対して、好ましくは20質量%以下であり、より好ましくは0.1~15質量%であり、特に好ましくは0.5~10質量%である。
 1.5.6.表面調整剤
 本実施の形態に係る塗料は、その塗工性を改善する観点から、表面調整剤を含有することができる。表面調整剤としてはシロキサン化合物、アクリル系共重合体、メタクリル系共重合体等が挙げられる。
 塗料が表面調整剤を含有する場合、表面調整剤の使用割合としては、塗料の全固形分量に対して、好ましくは20質量%以下であり、より好ましくは0.1~15質量%であり、特に好ましくは0.5~10質量%である。
 1.6.塗料の製造方法
 本実施の形態に係る塗料は、液状媒体(C)中に重合体粒子(A)が分散する重合体粒子分散液を調製し、そこに遮熱粒子(B)、残りの液状媒体(C)、必要に応じて用いられる添加剤を添加および混合することにより製造することができる。これらの混合には、公知の手法による撹拌によって行うことができ、一般には、遮熱粒子(B)を添加剤の存在下で液状媒体(C)中に分散させて遮熱粒子分散液を調製し、この遮熱粒子分散液と重合体粒子分散液とを混合・撹拌することによって行うことができる。
 塗料を製造するための混合撹拌としては、分散液中に遮熱粒子(B)の凝集体が残らない程度に撹拌し得る混合機と、必要にして十分な分散条件とを選択する必要がある。分散の程度は粒ゲージにより測定可能であるが、少なくとも100μmより大きい凝集物がなくなるように混合分散することが好ましい。このような条件に適合する混合機としては、例えばボールミル、サンドミル、顔料分散機、擂潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、ホバートミキサー等を例示することができる。
 2.塗装体
 本実施の形態に係る塗装体は、基材と、前記基材の表面に上述の塗料が塗布及び乾燥されて形成された塗膜と、を備えることを特徴とする。かかる塗膜は、適宜の基材の表面に、上述の塗料を塗布し、それを乾燥させることにより形成することができる。このようにして形成された塗膜は、上述の重合体粒子(A)、遮熱粒子(B)、さらに必要に応じて添加した任意成分を含有する。したがって、該塗膜を備える塗装体は、基材と塗膜との密着性に優れ、塗膜の強度、耐汚染性および遮熱特性にも優れており、中でも塗膜の耐候性がとりわけ良好となる。また、これらの効果が長期間保持される。
 図1は、本実施の形態に係る塗装体を模式的に示す断面図である。図1に示すように、塗装体100は、基材10と、基材の表面に形成された塗膜20と、を含む。
 塗装体の基材10としては、特に制限されないが、例えばセメント、タイル、金属、プラスチック、ガラス等の基材が挙げられる。これらの基材の表面に上述の塗料を塗布して形成された塗膜は、高耐久保護コーティング材として使用することができる。また、該塗膜は、建築、建材、自動車等、屋外使用を想定した耐久性及び耐汚染性が要求される遮熱塗膜や防食塗膜として好適に用いられる他、フェルトやガラス、紙等の多孔質物質への含浸加工材、パッキング材、繊維・織物や畳の保護膜としても好適に使用することができる。
 塗装体100は、基材10の表面に上述の塗料を塗布して、5~100℃の温度で乾燥させて塗膜20を形成することにより得られる。
 塗膜20には遮熱粒子(B)が含まれているので、塗膜20の表面はどうしても凹凸が生じやすい。塗膜20の表面に凹凸が生じてしまうと、塗膜の光沢性が低下しやすく、その凹凸に汚染物質が入り込むことで汚染が生じやすくなってしまう。したがって、塗膜20の特性を効果的に発揮させるためには、塗膜20の表面の凹凸をできる限り小さくすることが好ましい。
 塗膜20の凹凸を評価するための指標として「表面粗さRa」という概念を導入している。本願発明では、塗膜の表面粗さRaが、0.5μm以下が好ましく、0.01μm以上0.48μm以下であることがより好ましい。塗膜の表面粗さRaが前記範囲にあると、塗膜特性のうち、初期光沢が良好となり、耐汚染性や遮光特性により優れた塗膜が得られる。表面粗さRaが0.5μmを超えると、塗膜20の初期光沢が低下すると共に、耐汚染性が低下する場合がある。
 なお、本願発明における塗膜の表面粗さRaとは、JIS B0601:2001に準拠して測定した「算術平均粗さ」のことをいう。
 塗膜20の密度は、好ましくは1.3~2.3gr/cmであり、より好ましくは1.4~2.2gr/cmであり、特に好ましくは1.5~2.1gr/cmである。塗膜の密度が前記範囲にあると、塗膜中に含まれる遮熱粒子の含有割合が遮熱特性を発揮させるのに十分な量となるため、基材/塗膜の密着性と良好な遮熱特性とのバランスに優れた塗膜が得られる。塗膜の密度が前記範囲を超える場合には、良好な遮熱特性を有する塗膜が得られるものの、基材/塗膜界面において遮熱粒子がリッチとなりやすく、基材/塗膜の密着性に劣る場合がある。
 塗膜の密度は、JIS K5600-5-11:1999に準拠して測定した塗膜の密度のことをいう。
 塗布基材の屈曲や温度変化による伸縮に、塗膜が破断することなくどれだけ追随することができるかの指標の一つとして、塗膜の引張伸び率がある。引張伸び率が大きいほど、基材追随性がより向上すると判断できる。塗膜20の引張伸び率は、好ましくは30%以上であり、より好ましくは100%以上であり、特に好ましくは150%以上である。
 塗膜の引張伸び率は、以下のようにして測定することができる。後述する塗料を膜厚が0.2~0.4mmになるようにテフロン(登録商標)シート上に塗布し、常温(25℃)で1週間放置することにより形成した塗膜を7号ダンベルで打ち抜いて試験片を作製する。この試験片について、オートグラフ(株式会社島津製作所製、AG-X型)を用いて50mm/minの引張速度で、JIS A6909に準じて引張伸び率を測定する。
 なお、基材10には、下地調整、密着性向上、多孔質基材の目止め、平滑化、模様付け等を目的として、予め表面処理することもできる。金属系基材の表面処理としては、例えば、研磨、脱脂、メッキ処理、クロメート処理、火炎処理、カップリング処理等を挙げることができる。プラスチック系基材に対する表面処理としては、例えば、ブラスト処理、薬品処理、脱脂、火炎処理、酸化処理、蒸気処理、コロナ放電処理、紫外線照射処理、プラズマ処理、イオン処理等を挙げることができる。無機窯業系基材に対する表面処理としては、例えば、研磨、目止め、模様付け等を挙げることができる。木質基材に対する表面処理としては、例えば、研磨、目止め、防虫処理等を挙げることができる。紙質基材に対する表面処理としては、例えば、目止め、防虫処理等を挙げることができる。さらに劣化塗膜に対する表面処理としては、例えば、ケレン等を挙げることができる。
 塗料の基材10への塗装についても特に制限はない。塗装は、例えばドクターブレード法、ディップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、浸漬法、刷毛塗装、コテ塗装、ローラー塗装、スプレー塗装、バーコーター、ナイフコーター、スクリーン印刷、スピンコーター、アプリケーター、フローコーター、ロールコーター、遠心コーター、超音波コーター、フレキソ印刷等の適宜の方法によることができる。現場塗装の場合には、刷毛塗装、ローラー塗装、スプレー塗装が好ましく、プレコート(ライン塗装)の場合には、ロールコーター、フローコーターが好ましい。
 塗料の塗布量も特に制限されないが、液状媒体(水及び任意的に使用される非水系媒体の双方を包含する概念である)を除去した後に形成される塗膜の厚さが、乾燥膜厚として、1回塗りで厚さ0.05~50μm程度、2回塗りでは厚さ0.1~100μm程度とすることがより好ましい。
 本実施の形態に係る塗料を直接基材上に塗布することもできるが、用途に応じては基材10上にエポキシ系、ウレタン系、ポリエステル系、メラミン系、アルキド系等の下塗り(プライマー)層や中塗り層を予め形成して用いることができるほか、ジンクリッチペイント等の防食層を設けて使用することもできる。さらに、塗膜20の上にクリア塗装で保護膜、或いは、光触媒やコロイダルシリカ等の防汚性を付与するための親水膜を形成してもよい。
 基材10の表面に塗料を塗布した後の乾燥方法(水及び任意的に使用される非水系媒体の除去方法)についても特に制限されず、例えば常温ないし加熱乾燥、温風、熱風、低湿風による乾燥;真空乾燥;(遠)赤外線、電子線等の照射による乾燥等によることができる。乾燥速度としては、応力集中によって塗膜に亀裂が入ったり、塗膜が基材から剥離したりしない程度の速度範囲の中で、できるだけ速く液状媒体が除去できるように適宜に設定することができる。
 ここで、乾燥温度は5~100℃が好ましいが、緻密な塗装膜を得るには30~100℃の温度をかけた方がより好ましい。本実施の形態に係る塗装体は、建屋の壁面・屋根面、屋外設備(プラント設備、タンク、危険物倉庫)等に適するので、通常15~30℃の常温乾燥が好ましい。また、基材が100℃の温度に耐えられない(基材が変形する)場合においては、基材が変形しない温度範囲で、かつ、出来る限り高温であることが好ましい。また、液状媒体(C)が水の場合には5℃以下では液状媒体(C)が乾燥し難いため好ましくない。
 本実施の形態に係る塗装体は、耐久性、耐防汚性及び遮蔽特性に優れるため、住宅、総合住宅(マンション、ホテル)、高層建築物・ビル、プラント設備、タンク等の外壁、塗装に適する。さらに長期に亘る遮熱特性にも優れるので、プラント設備、温度管理が必要な危険物(有機溶媒、触媒、スチレンやブタジエンやアクリル酸エステルとのモノマーを)保管するタンク、倉庫(外壁、屋根等)への適用が好ましい。
 本実施の形態に係る塗装体を用いることで、塗膜表面へ太陽光暴露した際の表面温度上昇を15℃未満に制御することが可能となる。特に、塗膜の厚さが5~60nmであり、かつ、塗膜の表面粗さRaを0.5μm以下とした場合には、塗膜表面へ太陽光暴露した際の表面温度上昇を効果的に抑制することができる。このような塗装体は、太陽光暴露した際の表面温度を15℃未満に抑制できることから、住宅、総合住宅(マンション、ホテル)、高層建築物・ビル、プラント設備、タンク等の屋外で使用される外壁または塗装での使用が好適である。特にプラント設備、タンク等に置いては内容物の温度管理が必要な内容物(危険物、モノマー、触媒等)の場合には最適である。
 3.実施例
 以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。実施例、比較例中の「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準である。
 3.1.実施例1
 3.1.1.重合体粒子(A)の作製
 電磁式撹拌機を備えた内容積約6Lのオートクレーブの内部を十分に窒素置換した後、脱酸素した純水2.5L及び乳化剤としてパーフルオロデカン酸アンモニウム25gを仕込み、350rpmで撹拌しながら60℃まで昇温した。次いで、単量体であるフッ化ビニリデン(VDF)70%及び六フッ化プロピレン(HFP)30%からなる混合ガスを、内圧が20kg/cmに達するまで仕込んだ。重合開始剤としてジイソプロピルパーオキシジカーボネートを20%含有するフロン113溶液25gを窒素ガスを使用して圧入し、重合を開始した。重合中は内圧が20kg/cmに維持されるようVDF60.2%及びHFP39.8%からなる混合ガスを逐次圧入して、圧力を20kg/cmに維持した。また、重合が進行するに従って重合速度が低下するため、3時間経過後に、先と同じ重合開始剤溶液の同量を窒素ガスを使用して圧入し、さらに3時間反応を継続した。その後、反応液を冷却すると同時に撹拌を停止し、未反応の単量体を放出した後に反応を停止することにより、重合体(Aa)の微粒子を40%含有する水系分散体を得た。得られた重合体(Aa)につき、19F-NMRにより分析した結果、各単量体の質量組成比はVDF/HFP=84/16であった。
 容量7Lのセパラブルフラスコの内部を十分に窒素置換した後、上記で得られた重合体(Aa)の微粒子を含有する水系分散体1,600g(重合体(Aa)換算で640g)、この水系分散体に含まれる重合体(Aa)100質量部に対して、乳化剤「アデカリアソープSR1025」(商品名、株式会社ADEKA製)2質量部、メタクリル酸メチル(MMA)120質量部、アクリル酸2-エチルヘキシル(EHA)160質量部及びメタクリル酸(MAA)20質量部ならびに水250質量部を順次仕込み、70℃に昇温した後、油溶性重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル2質量部を含有するテトラヒドロフラン溶液20mLを添加し、75℃に昇温して3時間反応を行い、さらに85℃で2時間反応を行った。その後、冷却した後に反応を停止し、10%アンモニア水溶液でpHを8に調節することにより、重合体粒子(A)を40%含有する水系分散体を得た。
 <THF不溶分及びDSC測定>
 得られた水系分散体の約10gを直径8cmのテフロン(登録商標)シャーレへ秤り取り、120℃で1時間乾燥して成膜した。得られた膜(重合体)のうちの1gをテトラヒドロフラン(THF)400mL中に浸漬して50℃で3時間振とうした。次いで、THF相を300メッシュの金網で濾過して不溶分を分離した後、溶解分のTHFを蒸発除去して得た残存物の重量(Y(g))を測定した値から、下記式(6)によってTHF不溶分を求めたところ、上記重合体粒子(A)のTHF不溶分は85%であった。
 THF不溶分(%)=((1-Y)/1)×100 ・・・・・(6)
 さらに、得られた重合体粒子(A)について示差走査熱量計(DSC)によって測定したところ、吸熱ピークが-12℃と90℃にそれぞれ観測された。
 <平均粒子径測定>
 得られた水系分散体について、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置(大塚電子株式会社製、型式「FPAR-1000」)を用いて粒度分布を測定し、その粒度分布から最頻粒径を求めたところ、平均粒子径(Da)は0.33μmであった。
 3.1.2.塗料の調製
 上記で得られた重合体粒子(A)を含有する水系分散体1,000gに、2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オンを1%含有する水懸濁液を24g仕込み、300rpmで撹拌した。次いで、遮熱粒子(B)として酸化チタン(チタン工業株式会社製、商品名「KR380」、ルチル型、平均粒子径0.38μm)を重合体粒子(A)100質量部に対して38質量部となるように添加し、さらに増粘剤(株式会社ダイセル製、商品名「CMC1120」)を全固形分に対して1質量%となるように添加し、T.K.フィルミックス(R)56-50型(プライミクス株式会社製)を用いて混合分散処理することにより塗料を調製した。
 なお、塗料中のイソチアゾリン系化合物の含有割合は、以下の手順で塗料を分析することにより確認することもできる。すなわち、得られた塗料を2.0g秤量し、硫酸アルミニウム水溶液を加えて凝集させる。次に凝集させた重合体成分をろ過し、高速液体クロマトグラフィー装置(カラム:Waters社製、μBondasphere 5μ C18-100Å(内径:3.9mm、長さ:150mm)、移動相:蒸留水を用いて調製した0.01M酢酸アンモニウム2Lにトリフルオロ酢酸を加え、pHを4.0に調整後、高速液体クロマトグラフィー用アセトニトリル500mLを加え混合したもの、流量:0.6mL/分)を使用して定量した結果、2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オンの含有割合は、重合体粒子(A)100質量部に対して0.06質量部であることが確認できた。
 3.1.3.評価方法
 3.1.3.1.塗料の評価
 <腐敗性試験>
 上記で調製した塗料100gに、菌液5gを加え、35℃で2週間保存し、その後さらに菌液5gを添加し、35℃で2ヶ月間保存した。この塗料の菌数を市販の「イージーカルト(EASICULT)TTC」(Orion Diagnostica社製:フィンランド)を用い、28℃で48時間恒温器内で培養した後、発生した菌のコロニーの密度を対照表と比較して求めた。なお、上記で作製した重合体粒子(A)を40%含有する水系分散体へ、指標菌としてcomamonas acidovoransを添加して腐敗させ、菌数が10個/mlとなった水系分散体を菌液として使用した。
 ここで、貯蔵安定性に優れた塗料は菌数が少ない。菌数は0個/mlであることが望ましいが、塗膜を製造する場合には、菌数が10個/mlまでならば許容でき、菌数が10個/ml未満であればさらに安定して良好な塗膜を製造することができる。しかしながら、菌数が10個/mlより大きくなると、菌によって発生する異物が多くなり、均質な塗膜の製造が不可能となり、塗膜の生産性が低下する。このことから、菌数の閾値として10個/mlまでが良好な範囲であると考えられる。そこで、評価基準を以下の通りとした。また、その評価結果を表1に併せて示した。
 ◎:菌数が10個/ml未満
 ○:菌数が10個/ml以上10個/ml未満
 ×:菌数が10個/ml以上
 3.1.3.2.塗膜の評価
 <塗膜の初期光沢>
 予め水性エポキシ下塗り材を塗布し120℃で焼成しておいた硬質アルミ基材上に、上記で得られた塗料をギャップ値(ウェット膜厚)200μmのアプリケーターを用いて塗布し、常温(25℃)下で1週間放置することにより塗膜を形成した。以下、このようにして得られた硬質アルミ基材上に塗膜が形成された塗装体のことを「遮熱塗装板」ともいう。このようにして得られた塗膜の60°光沢度を、村上色彩技術研究所製「精密光沢計GM-26プロ」を用いて測定した。塗膜に光沢性が要求される場合、初期光沢は大きい方がより好ましいが、65以上であれば良好と判断できる。初期光沢の値を表1に併せて示した。
 <塗膜の表面粗さRaの測定>
 上記で得られた遮熱塗装板の塗膜の任意の部位について、JIS B0601:2001に従い、表面粗さ測定機(株式会社ミツトヨ製、「SURFTEST」)を用いて表面粗さRa(μm)を測定した。その測定結果を表1に併せて示した。
 <塗膜の密度測定>
 JIS K5600-5-11:1999に従い、上記で得られた遮熱塗装板の塗膜の密度を測定した。その測定結果を表1に併せて示した。
 <耐候性評価>
 上記で得られた遮熱塗装板の塗膜に対してメタルウェザー(ダイプラ・ウィンテス製)により促進耐候性試験500hrを行い、塗膜の60°光沢を測定し光沢保持率(試験後の光沢/試験前の光沢:%)を算出した。試験条件は、メタルハライドランプ光源を用いてKF-1フィルターで295~780nmの光を照射し、照射(63℃50%RH下で75mW/cm)4hrと暗黒(30℃98%RH)4hrのサイクル条件とした。なお、耐候性については以下の評価基準に基づいて判断することができる。光沢保持率の結果を表1に併せて示した。
・光沢保持率が80%以上のとき、耐候性は非常に良好。
・光沢保持率が60%以上80%未満のとき、耐候性は良好。
・光沢保持率が60%未満のとき、耐候性は不良。
 <耐水性評価>
 上記で得られた遮熱塗装板を50℃温水中に24時間浸漬した後の塗膜の膨れ具合を目視にて観察し、塗膜の耐水性を評価した。なお、評価基準は以下の通りであり、その結果を表1に併せて示した。
・塗膜の膨れが認められない場合には、耐水性は非常に良好であると判断して「◎」
・塗膜の膨れは認められるがごく僅かである場合には、耐水性は良好であると判断して「○」
・塗膜の膨れが大幅に求められる場合には、耐水性は不良であると判断して「×」
 また、上述の目視観察後の塗膜の60°光沢を初期光沢と同様の方法で測定し、光沢保持率(試験後の光沢/試験前の光沢;%)を算出した。なお、耐水性については以下の評価基準に基づいて判断することができる。光沢保持率の結果を表1に併せて示した。
・光沢保持率が80%以上のとき、光沢保持率は非常に良好。
・光沢保持率が60%以上80%未満のとき、光沢保持率は良好。
・光沢保持率が60%未満のとき、光沢保持率は不良。
 <密着性評価>
 上記で得られた遮熱塗装板の塗膜をカッターで1mm角にクロスカット(5×5の25マス)し、ニチバン製セロテープ(登録商標)を用いた密着試験を行って下記基準で評価した。なお、評価基準は以下の通りであり、その結果を表1に示した。
・塗膜の剥離が無い場合には、密着性は非常に良好であると判断して「◎」
・塗膜の剥離が半数未満の場合には、密着性は良好であると判断して「○」
・塗膜の剥離が半数以上の場合には、密着性は不良であると判断して「×」
 <引張伸び評価>
 塗布基材の屈曲や、温度変化による伸縮に、塗膜が破断することなくどれだけ追随することができるかの指標の一つとして、引張伸びを評価した。引張伸びが大きいほど、基材追随性がより向上すると判断できる。このような引張伸び特性を、下記の方法により評価した。
 上記で得られた塗料を膜厚が0.2~0.4mmになるようにテフロン(登録商標)シート上に塗布し、常温(25℃)で1週間放置することにより形成した塗膜を7号ダンベルで打ち抜いて試験片を作製した。この試験片について、オートグラフ(株式会社島津製作所製、AG-X型)を用いて50mm/minの引張り速度で、JIS A6909に準じて引張り伸びを測定した。なお、評価基準は以下の通りであり、その結果を表1に示す。
・引張り伸び率が150%以上であれば、引張り伸び性が非常に良好と判断して「◎」
・引張り伸び率が30%以上150%未満であれば、引張り伸び性が良好と判断して「○」
・引張り伸び率が30%未満であれば、引張り伸び性が不良と判断して「×」
 <耐汚染性の評価>
 上記で得られた遮熱塗装板の塗膜表面に、Black FLTR Conc(大日精化工業株式会社製、カーボンブラック水分散液)を均一に塗布し、すぐに30℃オーブンにて30分間乾燥した。その後水洗浄を行い、水分を乾燥により除去した後、目視で汚れの落ち具合を観察し、以下の3段階で評価した。なお、評価基準は以下の通りであり、その結果を表1に示した。
・塗膜の汚染が完全に除去できた場合、耐汚染性は非常に良好であると判断して「◎」
・塗膜の汚染が若干残留する場合、耐汚染性は良好であると判断して「○」
・塗膜の汚染が残留する場合、耐汚染性は不良であると判断して「×」
 <遮熱性試験>
 上記で得られた遮熱塗装板を白熱灯によって加熱し、最高到達温度を測定した。白熱灯は岩崎電気株式会社製のアイランプ200Wを使用し、印加電圧を85Vとして点灯させて、約300mmの距離から遮熱塗装板の表面(上塗り塗膜側)に光を照射した。遮熱塗装板の裏面側には発泡スチロールを配置して断熱した。そして、約15分間加熱した後の遮熱塗装板の到達温度(飽和した最高温度)を計測した。温度の上昇結果により、以下の3段階で評価した。なお、評価基準は以下の通りであり、その結果を表1に示した。
・到達温度が60℃未満であれば、遮熱性が非常に良好と判断して「◎」
・到達温度が60℃以上80℃未満であれば、遮熱性が良好と判断して「○」
・到達温度が80℃以上であれば、遮熱性が不良と判断して「×」
 <温度上昇試験>
 上記で得られた遮熱塗装板及びそのリファレンスとした塗装板を2013年8月1日~8月5日まで、四日市市川尻町に載置し、塗膜面を5日間太陽光暴露し、遮熱効果を測定した。リファレンスとした塗装板は、表1に記載の組成から遮熱粒子(B)を除いた組成の塗料を調製し、その塗料を用いて上記の遮熱塗装板と同様にして作製した塗装板を用いた。遮熱塗装板及びリファレンスとした塗装板の各々の塗膜表面温度を測定し、遮熱塗装板の表面温度T1(℃)、リファレンスとした塗装板の表面温度T2(℃)を1分間隔で測定し、T2-T1を算出した。この期間における最大温度差ΔTを表1に併せて示す。
 <長期貯蔵後の塗料を用いた塗膜の評価>
 上記で得られた塗料をポリビンに1000g充填し、25℃に設定した冷蔵庫で5ヶ月貯蔵した。この貯蔵後の塗料を使用した以外は、上記の塗膜の初期光沢、耐候性評価、耐水性評価、密着性評価、引張伸び評価、耐汚染性の評価、遮熱性試験と同様にして評価を行った。その結果を表1に併せて示す。
 3.2.実施例2~23、比較例1
 上記実施例1の「3.1.1.重合体粒子(A)の作製」において、単量体の組成と乳化剤量を適宜に変更したほかは実施例1と同様にして、表1~表3に示す組成の重合体粒子(A)を含有する水系分散体を調製し、該水系分散体の固形分濃度に応じて水を減圧除去又は追加することにより、固形分濃度40%の水系分散体を得た。
 次いで、上記実施例1の「3.1.2.塗料の調製」において、重合体粒子(A)、遮熱粒子(B)及びイソチアゾリン系化合物を表1~表3に記載の種類、含有割合とした以外は、実施例1と同様にして塗料を調製した。なお、イソチアゾリン系化合物が水不溶性の場合、超音波により水溶液に分散させた状態の分散液を添加して塗料の調製を行った。その後、得られた塗料を、上記実施例1の「3.1.3.評価方法」と同様にして評価した。その結果を表1~表3に併せて示した。
 3.3.実施例24
 容量7リットルのセパラブルフラスコに、水150質量部及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2質量部を仕込み、セパラブルフラスコの内部を十分に窒素置換した。一方、別の容器に、水60質量部、乳化剤としてエーテルサルフェート型乳化剤(商品名「アデカリアソープSR1025」、株式会社ADEKA製)を固形分換算で0.8質量部ならびに単量体として2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート(TFEMA)20質量部、アクリロニトリル(AN)10質量部、メチルメタクリレート(MMA)25質量部、2-エチルヘキシルアクリレート(EHA)40質量部及びアクリル酸(AA)5質量部を加え、十分に攪拌して上記単量体の混合物を含有する単量体乳化液を調製した。その後、上記セパラブルフラスコの内部の昇温を開始し、当該セパラブルフラスコの内部の温度が60℃に到達した時点で、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.5質量部を加えた。そして、セパラブルフラスコの内部の温度が70℃に到達した時点で、上記で調製した単量体乳化液の添加を開始し、セパラブルフラスコの内部の温度を70℃に維持したまま単量体乳化液を3時間かけてゆっくりと添加した。その後、セパラブルフラスコの内部の温度を85℃に昇温し、この温度を3時間維持して重合反応を行った。3時間後、セパラブルフラスコを冷却して反応を停止した後、アンモニウム水を加えてpHを7.6に調整することにより、重合体粒子(A)を30%含有する水系分散体を得た。
 このようにして得られた重合体粒子(A)の水系分散体を使用し、5-クロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オンを重合体粒子(A)100質量部に対して0.11質量部添加し、遮熱粒子(B)として酸化チタン(東邦チタニウム株式会社製、商品名「HT0100」、平均粒子径1.2μm)を重合体粒子(A)100質量部に対して48質量部となるように添加した以外は、上記実施例1と同様にして塗料を調製した。また、得られた塗料について、上記実施例1と同様にして評価した。その結果を表2に併せて示した。
 3.4.実施例25、26
 各単量体の種類及び仕込み量(質量部)をそれぞれ表2に記載の通りとした以外は上記実施例24と同様にして、重合体粒子(A)を30%含有する水系分散体をそれぞれ得た。このようにして得られた水系分散体を使用し、遮熱粒子(B)及びイソチアゾリン系化合物を表2に記載の種類及び含有割合とした以外は、上記実施例1と同様にして塗料を調製した。また、得られた塗料について、上記実施例1と同様にして評価した。その結果を表2に併せて示した。
 3.5.実施例27
 攪拌機を有する内容積2リットルのステンレス製反応器に、ビニルトリメトキシシラン249質量部、イオン交換水600質量部、炭酸ナトリウム10水和物を1質量部、ニューコール504(日本乳化剤株式会社製、ノニオン系乳化剤)13質量部を仕込んだ。内部を窒素ガスで置換して加圧脱気を3回行い、溶存空気を除去した後、フッ化ビニリデン(VDF)65モル%、四フッ化エチレン(TFE)25モル%、六フッ化プロピレン(HFP)10モル%の混合組成を有する混合ガスを導入し、80℃に昇温した。内圧は2.5MPaであった。その後、過硫酸アンモニウム3質量部をイオン交換水150質量部に溶解して反応容器内に圧入し、重合反応を開始させた。開始後は内圧2.5MPaとなるようにVDF/TFE/HFP=65/25/10(モル%)の混合ガスを追加添加した。12hrの反応後、反応容器を冷却し反応を終了し、含フッ素系重合体粒子を得た。得られた含フッ素系重合体粒子を含有する分散液の固形分濃度は48%であり、水を加えて固形分濃度40%とした。
 メタクリル酸メチル20質量部、アクリル酸2-エチルヘキシル35質量部、アクリル酸5質量部、ジアセトンアクリルアミド5質量部、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル5質量部、メタクリル酸シクロヘキシル30質量部、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム1質量部及び水50質量部を乳化混合した単量体分散液を準備した。容量7リットルのセパラブルフラスコの内部を窒素雰囲気にして、先に製造した含フッ素系重合体粒子を含有する分散液325質量部(固形分濃度40%)と、過硫酸ナトリウム0.3質量部とを混合し、75℃まで昇温させた。その後、上述の単量体分散液を3時間かけて連続的に添加した後、反応液をさらに85℃~95℃で2時間維持した後、25℃まで冷却することにより重合体粒子(A)を40%含有する水系分散体を得た。
 このようにして得られた重合体粒子(A)の水系分散体を使用し、2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オンを重合体粒子(A)100質量部に対して0.08質量部添加し、遮熱粒子(B)として後述のように調整したシリカ/酸化チタン混合粉末を重合体粒子(A)100質量部に対して15質量部となるように添加した以外は、上記実施例1と同様にして塗料を調製した。また、得られた塗料について、上記実施例1と同様にして評価した。その結果を表2に併せて示した。
 3.6.実施例28~39、比較例2~5
 各単量体の種類及び仕込み量(質量部)をそれぞれ表2~表3に記載の通りとした以外は上記実施例27と同様にして、重合体粒子(A)を含有する水系分散体をそれぞれ得た。このようにして得られた水系分散体を使用し、遮熱粒子(B)及びイソチアゾリン系化合物を表2~表3に記載の種類及び含有割合とした以外は、上記実施例1と同様にして塗料を調製した。また、得られた塗料について、上記実施例1と同様にして評価した。その結果を表2~表3に併せて示した。
 3.7.評価結果
 各塗料の組成及び各評価試験の結果を下表1~下表3に併せて示す。なお、表1~表3における「-」の表記は、該当する成分を使用しなかったか、あるいは該当する操作を行わなかったことを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 表1~表3における各成分の略称は、それぞれ以下の化合物を意味する。
 <単量体>
・VDF:フッ化ビニリデン
・TFE:四フッ化エチレン
・HFP:六フッ化プロピレン
・TFEMA:メタクリル酸2,2,2-トリフルオロエチル
・TFEA:アクリル酸2,2,2-トリフルオロエチル
・HFIPA:アクリル酸1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピル
・MMA:メタクリル酸メチル
・EA :アクリル酸エチル
・EHA:アクリル酸2-エチルヘキシル
・LA :アクリル酸ラウリル
・CHMA:メタクリル酸シクロヘキシル
・HEMA:メタクリル酸2-ヒドロキシエチル
・BA :アクリル酸ブチル
・EGDMA:ジメタクリル酸エチレングリコール
・MAPS:γ-メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン
・TMPTMA:トリメタクリル酸トリメチロールプロパン
・AA :アクリル酸
・MAA:メタクリル酸
・AN :アクリロニトリル
・DVB:ジビニルベンゼン
・ST :スチレン
・DAAM:ジアセトンアクリルアミド
 <遮熱粒子>
・酸化チタン:製品名「KR380」(チタン工業株式会社製、ルチル型、平均粒子径0.38μm)をそのまま使用に供するか、または製品名「KR380」をめのう乳鉢で粉砕し、ふるいを用いて分級することにより、平均粒子径が0.12μmである酸化チタンを調製して使用に供した。また、製品名「HT0100」(東邦チタニウム株式会社製)をふるいを用いて分級することにより、平均粒子径1.2μm、6μm及び9μmの酸化チタンをそれぞれ調製して使用に供した。平均粒子径0.05μmの酸化チタンは製品名「MT-700HD」(テイカ株式会社製、微粒子チタン)を使用した。
・酸化アルミニウム:製品名「AKP-3000」(住友化学株式会社製、平均粒子径0.74μm)、または製品名「AKP-50」(住友化学株式会社製、平均粒子径0.22μm)を使用に供した。
・酸化マグネシウム:製品名「PUREMAG(R) FNM-G」(タテホ化学工業株式会社製、平均粒子径0.5μm)
・酸化アルミニウム/酸化チタン:酸化アルミニウムとして製品名「AKP-3000」(住友化学株式会社製、平均粒子径0.74μm)を50質量部と、酸化チタンとして製品名「KR380」(チタン工業株式会社製、ルチル型、平均粒子径0.38μm)を50質量部と、混合し、めのう乳鉢で粉砕し、ふるいを用いて分級することにより、平均粒子径がそれぞれ0.22μm、0.5μmである酸化アルミニウム/酸化チタン混合物を調製して使用に供した。
・シリカ/酸化チタン:シリカとして製品名「シーホスター(R) KE-S100」(株式会社日本触媒製、平均粒子径0.98μm)50質量部と、酸化チタンとして製品名「KR380」(チタン工業株式会社製、ルチル型、平均粒子径0.38μm)50質量部と、を混合し、めのう乳鉢で粉砕し、ふるいを用いて分級することにより、平均粒子径が0.5μmであるシリカ/酸化チタン混合物を調製して使用に供した。
・酸化ジルコニウム/酸化チタン:酸化ジルコニウムとして製品名「UEP酸化ジルコニウム」(第一希元素化学工業株式会社製、平均粒子径0.67μm)を50質量部と、酸化チタンとして製品名「KR380」(チタン工業株式会社製、ルチル型、平均粒子径0.38μm)を50質量部と、を混合し、めのう乳鉢で粉砕し、ふるいを用いて分級することにより、平均粒子径が0.2μmである酸化ジルコニウム/酸化チタン混合物を調製して使用に供した。
・赤色系遮熱顔料:Fastogen Super Magent RH(大日本インキ化学社製)を前述の分級方法を用いて、平均粒子径0.45μmとした。
・青色系遮熱顔料:Fastogen Blue 5485(大日本インキ化学社製)を前述の分級方法を用いて、平均粒子径0.35μmとした。
 上記の遮熱粒子の平均粒子径(Db)は、レーザー回折法を測定原理とする粒度分布測定装置(株式会社堀場製作所製、型式「HORIBA LA-300シリーズ」)を用いて測定したものである。
 実施例1~39によれば、本発明に係る塗料は良好な結果を示すことが明らかとなった。これに対して、本発明の塗料ではない比較例1~5では、特性が不良となった。
 本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を包含する。また本発明は、上記の実施形態で説明した構成の本質的でない部分を他の構成に置き換えた構成を包含する。さらに本発明は、上記の実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成をも包含する。さらに本発明は、上記の実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成をも包含する。
10…基材、20…塗膜、100…塗装体

Claims (8)

  1.  重合体粒子(A)と、遮熱粒子(B)と、液状媒体(C)と、を含有し、
     前記重合体粒子(A)の平均粒子径(Da)と前記遮熱粒子(B)の平均粒子径(Db)との比(Da/Db)が0.02~2の範囲にあることを特徴とする、塗料。
  2.  前記遮熱粒子(B)の平均粒子径(Db)が0.2~1.5μmである、請求項1に記載の塗料。
  3.  前記重合体粒子(A)の平均粒子径(Da)が0.05~0.4μmである、請求項1または請求項2に記載の塗料。
  4.  前記重合体粒子(A)100質量部に対して、前記遮熱粒子(B)を5~200質量部含有する、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の塗料。
  5.  前記重合体粒子(A)が、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位(Ma)と、不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位(Mb)と、を有する含フッ素系重合体粒子であることを特徴とする、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の塗料。
  6.  前記遮熱粒子(B)として酸化チタンを含有する、請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の塗料。
  7.  基材と、前記基材の表面に請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の塗料が塗布及び乾燥されて形成された塗膜と、を備える塗装体。
  8.  前記塗膜の表面粗さRaが0.5μm以下である、請求項7に記載の塗装体。
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