JP6076809B2 - 水性塗料組成物及びこれを使用する改修施工方法 - Google Patents
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Description
本発明は，主として建築物の内外壁に意匠性を付与する一液型の水性塗料組成物であって，詳しくは既に建築物の内外壁に左官鏝等により凹凸状の塗り壁仕上げがされている意匠性を有する仕上げ塗材の上に改修を目的として塗布可能な水性塗料組成物及びこれを使用する改修施工方法に関する。
従来，既存の凹凸感のある意匠性仕上げ塗材の上に塗布することにより，独特の砂壁状の質感が損なわれることがない砂壁状塗料組成物が提案されている（特許文献１）。
該砂壁状塗料組成物は，合成樹脂エマルション，充填材，顔料，成膜助剤を含む塗料組成物であり，前記充填材のうち平均粒子径１．０〜４０μｍの充填材の重量配合部数で，平均粒子径７０〜５００μｍの充填材の重量配合部数を除した値が０．１〜５．０であることを特徴とする砂壁状塗料組成物であるが，該砂壁状塗料組成物は，塗装後乾燥状態が不十分な場合に降雨があるとか塗膜表面に結露によって水滴等が付着すると，その後水滴が乾燥消失したときに白い筋状の跡が現れることがあった。
これに対して本出願人は，鋭意な研究を行ない，その結果に基づいて白い筋状の跡を生じない塗材組成物を提案している（特許文献２）。該塗材組成物は，合成樹脂エマルションが結合剤であり，充填剤，増粘剤，顔料を含む塗材組成物であって，増粘剤がカルボキシメチル置換度が０．２〜０．３である水不溶であり，水膨潤性のカルボキシメチルセルロースを含む塗材組成物である。
しかしながら，特許文献２の塗材組成物は，上記白い筋状の跡が生じることがなくても，部分的に塗装膜厚が厚い部分においてはひび割れが発生することがあり，また増粘剤に膨潤性粘土鉱物を含む場合は，一定期間該塗材組成物を貯蔵しておくと，腐敗することがあるという課題がある。
本発明が解決しようとする課題は，塗装後乾燥状態が不十分な場合に降雨があるとか塗膜表面に結露によって水滴が付着し，その後該水滴が乾燥消失しても，塗膜表面に白い筋状の跡が現れることがなく，また塗装膜厚が厚い部分であってもひび割れが発生することがなく，且つ一定期間貯蔵しても，腐敗することがない水系塗料組成物を提供することにある。
請求項１記載の発明は，合成樹脂エマルション，充填材，顔料，増粘剤，腐敗防止剤，成膜助剤を含む塗料組成物であり，増粘剤は水溶性セルロースエーテルと，カルボキシメチル置換度が０．２〜０．３の水不溶性で且つ水膨潤性のカルボキシメチルセルロースと，疎水性フュームドシリカとから成り且つ膨潤性粘土鉱物を含まず，水溶性セルロースエーテルは，本水性塗料組成物全体に対して０．０５〜０．１５重量％が含まれることを特徴とする水性塗料組成物を提供する。
請求項２記載の発明は，請求項１記載の水性塗料組成物を既存仕上げ塗材の上に塗布することを特徴とする改修施工方法を提供する。
本発明の水性塗料組成物及びこれを使用する改修施工方法は，塗装後乾燥状態が不十分な場合に降雨があるとか塗膜表面に結露によって水滴が付着し，その後該水滴が乾燥消失しても，塗膜表面に白い筋状の跡が現れることがなく，また塗装膜厚が厚い部分であってもひび割れが発生することがなく，且つ一定期間貯蔵しても，腐敗することがないという効果がある。
また，既存の塗り壁下地が左官鏝等により凹凸状となっていても，該凹凸に沿って付着するとともに，施工時の気温によって水によって本発明の水性塗材組成物を希釈しても，同様に凹凸に沿って付着してダレが生じないという効果がある。
以下本発明について詳細に説明する。
本発明の水性塗料組成物は，合成樹脂エマルション，充填材，顔料，増粘剤，腐敗防止剤，成膜助剤を含む塗料組成物であり，増粘剤は水溶性セルロースエーテルと，カルボキシメチル置換度が０．２〜０．３の水不溶性で且つ水膨潤性のカルボキシメチルセルロースと，疎水性フュームドシリカとから成り且つ膨潤性粘土鉱物を含まない水性塗料組成物であり，必要に応じ分散剤，消泡剤が配合される。
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合成樹脂エマルションには，アクリル樹脂エマルションやアクリルウレタン樹脂エマルション，酢酸ビニルエマルション，酢酸ビニル−アクリル樹脂エマルション，エチレン−酢酸ビニルエマルション，シリコンアクリルエマルション等を使用することが出来る。合成樹脂エマルションの重量配合部数としては水性塗材組成物全体に対して合成樹脂エマルションの樹脂固形分換算で５〜２５重量％，好ましくは８〜１８重量％であり，５重量％未満では塗膜強度が不足し，２５重量％では保存安定性が不良となると共に乾燥時間が長時間となる。８重量％未満では塗膜強度が低下する傾向にあり，１８重量％超では乾燥時間が遅延する傾向にある。
充填材は，重質炭酸カルシウムに代表される炭酸カルシウムや硅砂が使用できるが，このほかにクレー，カオリン，タルク，沈降性硫酸バリウム，炭酸バリウム等が使用できる。これらの充填材のうち平均粒子径１．０〜４０μｍの充填材の重量配合部数で，平均粒子径７０〜５００μｍの充填材の重量配合部数を除した値が０．１〜５．０であり，より好ましくは１．０〜３．０である。０．１未満では凹凸感の無い仕上がりとなり５．０超では隠蔽性が不足する。１．０未満では凹凸感が低下する傾向にあり，３．０超では隠蔽性が低下する傾向にある。充填材の塗料組成物全体に対する配合割合は，２０〜７０重量％，好ましくは４０〜６０重量％であり，２０重量％未満では砂壁状の風合いが無くなり，蒸気透過性が低下する。７０重量％超では塗膜強度が不足する。４０重量％未満では蒸気透過性が低下する傾向にあり，６０重量％超では塗膜強度が低下する傾向にある。
顔料には，酸化チタン，酸化亜鉛，カーボンブラック，酸化第二鉄（弁柄），クロム酸鉛，黄鉛，黄色酸化鉄等の無機系顔料等が使用できるが，中でも酸化チタンは下地の隠蔽性に優れ，白色であるため主たる顔料として使用することが出来る。本水性塗料組成物全体に対する顔料の重量配合部数としては，０．５〜２０重量％，好ましくは２〜１０重量％であり，０．５重量％未満では隠蔽性が不足し，２０重量％超では保存安定性が不良となる。２重量％未満では隠蔽性が低下する傾向にあり，２０重量％超では保存安定性が低下する傾向にある。
成膜助剤には，エマルジョンのポリマー粒子の融着を促進し，ポリマーによる均一な皮膜を形成させることを目的で配合し，エチレングリコールジエチルエーテル，ベンジルアルコール，ブチルセロソルブ，エステルアルコール，テキサノールが使用される。成膜助剤の合成樹脂エマルションの樹脂固形分１００重量部に対する重量配合部数としては，０．２〜１０．０重量％，好ましくは１．０〜６．０重量％であり，０．２重量％未満では硬化時間が長時間となり，１０．０重量％超では可使時間が短く塗布作業性に支障を生じる。１．０重量％未満では硬化時間が遅延する傾向にあり，６．０重量％超では可使時間が短くなる傾向にある。
増粘剤は，水溶性セルロースエーテルと，カルボキシメチル置換度が０．２〜０．３の水不溶性で且つ水膨潤性のカルボキシメチルセルロースと，疎水性フュームドシリカとが使用され，且つ膨潤性粘土鉱物は使用されない。
水溶性セルロースエーテルは，セルロースを原料とし苛性ソーダで処理後，塩化メチル，酸化プロピレンあるいは酸化エチレン等のエーテル化剤と反応させて得られ，塗膜のひび割れを防止するために配合する。特にグルコース環単位当たり，メトキシル基で置換された水酸基の平均個数が１．４で，セルロースのグルコース環単位当たりに付加したヒドロキシプロポキシル基の平均モル数が０．２０のヒドロキシプロピルメチルセルロースが好適に使用される。市販の該ヒドロキシプロピルメチルセルロースには，ｈｉメトローズ９０ＳＨ（商品名，信越化学工業（株）社製）がある。
水溶性セルロースエーテルの本水性塗料組成物全体に対する配合量は，０．０５〜０．１５重量％が好ましく，より好ましくは０．０８〜０．１３重量％である。０．０５重量％未満では塗膜にひび割れが生じ，０．１５重量％超では，塗膜の乾燥が不十分なときに水滴が接触してその後乾燥すると，白い筋状の跡が発生する。０．０８重量％未満では塗膜にひび割れが生じる傾向があり，０．１３重量％超では塗膜の乾燥が不十分なときに水滴が接触してその後乾燥すると，白い筋状の跡が発生する傾向がある。
カルボキシメチル置換度が０．２〜０．３の水不溶性で且つ水膨潤性のカルボキシメチルセルロースは，水には不溶であるが膨潤する増粘剤であり，冷水，温水に膨潤し，溶解はしない。調整方法は特開２０１０−５７３９３号公報に記載され，市販品としては，サンローズＳＬＤシリーズ（商品名，日本製紙ケミカル（株）社製）がある。
該カルボキシメチルセルロースの本水性塗料組成物全体に対する配合量は，０.１〜１．０重量％が好ましく，より好ましくは０．３〜０．５重量％である。０．１重量％未満では十分な粘性が得られず，１．０重量％超では粘性が強すぎて塗布作業性が不良となる。０.３重量％未満では十分な粘性が得られない傾向があり，０．５重量％超では塗布作業性が不良となる傾向がある。
疎水性フュームドシリカは，親水性フュームドシリカをシランまたはシロキサンで化学的に処理したものであり，ＢＥＴ法による比表面積は１００〜５００ｍ２／ｇのものが好適に使用される。市販の疎水性フュームドシリカに，レオロシールＰＭ−２０Ｌ（商品名，ＢＥＴ比表面積１００±２０ｍ２／ｇ，（株）トクヤマ社製），ＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ９７２（商品名，ＢＥＴ比表面積１１０±２０ｍ２／ｇ，Ｅｖｏｎｉｋ社製）、ＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ２０２（商品名，ＢＥＴ比表面積１００±２０ｍ２／ｇ，Ｅｖｏｎｉｋ社製）、がある。
疎水性フュームドシリカの本水性塗料組成物全体に対する配合量は，０.１〜１．０重量％が好ましく，より好ましくは０．３〜０．５重量％である。０．１重量％未満では十分な粘性が得られず，１．０重量％超では粘性が強すぎて塗布作業性が不良となる。０.３重量％未満では十分な粘性が得られない傾向があり，０．５重量％超では塗布作業性が不良となる傾向がある。
腐敗防止剤には，有機窒素硫黄系化合物やイソチアゾリン系化合物が使用され，市販の腐敗防止剤にはＡＣＴＩＣＩＤＥ ＥＰＷ(商品名，イソチアゾリン系化合物，化学名：３−（３，４−ｄｉｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｙｌ）−１，１−ｄｉｍｅｔｈｙｌｕｒｅａ（ＤＣＭＵ，Ｄｉｕｒｏｎ）、Ｍｅｔｈｙｌ−Ｎ−ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌ−２−ｙｌｃａｒｂａｍａｔｅ （Ｃａｒｂｅｎｄａｚｉｍ）、２−ｎ−ｏｃｔｙｌ−４−ｉｓｏｔｈｉａｚｏｌｉｎ−３−ｏｎｅ（ＯＩＴ）混合物，ＴＨＯＲ ＳＰＥＣＩＡＬＩＴＩＥＳ社製)、スラオフ７２Ｎ（商品名，有機窒素硫黄系化合物，日本エンバイロケミカルズ（株）社製）がある。
腐敗防止剤の本水性塗料組成物全体に対する配合量は，０．１〜１．５重量％が好ましく，より好ましくは０．５〜１．０重量％である。０．１重量％未満では，腐敗防止効果が不十分であり，１．５重量％超では塗膜の変色が生じる場合がある。０．５重量％未満では腐敗防止効果が不十分となる傾向があり，１．０重量％超では塗膜の変色が生じる傾向がある場合がある。
本発明で使用することができない膨潤性粘土鉱物は，モンモリナイトが主成分であるベントナイト，スメクタイト，カオリン，セピオライト，合成スメクタイトの層状ケイ酸塩をいい，これらの膨潤性粘土鉱物を配合すると，上記腐敗防止剤の腐敗防止効果が不十分となって，塗布前の水性塗料組成物が貯蔵中に腐敗する。
上記の配合成分の他に，塗材中の巻き込み等による泡を消失させるために消泡剤や，充填材や顔料等を均一に分散させるための分散剤が配合されることがある。
本発明の水性塗料組成物は，市販のローラー刷毛によって既存の塗材の上に塗布されるが，既存塗材の凹凸感及び風合いを損なわないように，０．５ｋｇ／ｍ２〜１．０ｋｇ／ｍ２で塗布することが好ましく，また水性塗料組成物の適正粘度としては，３０〜１５０Ｐａ・ｓが好ましく，このような粘度とするには，適当量の水を加えることで調製することが出来る。
以下に実施例及び比較例を示すが，本発明はこの実施例に限定されることはない。
実施例及び比較例
合成樹脂エマルジョンに,ウルトラゾールＤ−２２（アクリル樹脂エマルション，固形分５５％，粘度５００〜２５００ｍＰａ・s／２５℃，ガンツ化成社製，商品名）を，成膜助剤にテキサノールＣＳ−１２（商品名，チッソ株式会社製）を，充填材Ａに平均粒子径Ｄ５０が２０μｍの重質炭酸カルシウムＳＦＴ−２０００（商品名，三共製粉社製），充填材Ｂに平均粒子径Ｄ５０が２００μｍの重質炭酸カルシウムＫ−２５０（商品名，旭鉱末（株）製）を，充填材Ｃに平均粒子径Ｄ５０が１０μｍの重質炭酸カルシウムＢＦ−２００（商品名，備北粉化工業（株）社製製）を，顔料に酸化チタンＲ−８２０（商品名，平均粒子径Ｄ５０；０．２６μｍ，石原産業（株）社製）を，増粘剤Ａにｈｉメトローズ９０ＳＨ−１５０００（商品名，信越化学工業（株）社製）を，増粘剤ＢにサンローズＳＬＤ―Ｆ１（商品名，カルボキシメチル置換度０．２〜０．３，平均粒子径Ｄ５０；５０〜６０μｍ，日本製紙ケミカル（株）社製）を，増粘剤ＣにレオロシールＰＭ−２０Ｌ（商品名，（株）トクヤマ社製）を，膨潤性粘土鉱物にミラクレーＬＦＣ-２５（商品名，近江鉱業（株）社製，セピオライト，比表面積１２２ｍ２／ｇ）を，腐敗防止剤にＡＣＴＩＣＩＤＥ ＥＰＷ、スラオフ７２Ｎを，その他添加剤にＳＮデフォーマー３９３（商品名,サンノプコ（株）社製），ＳＮディスパーサント５４６８（商品名，サンノプコ（株）社製）をそれぞれ使用して表１の配合で均一に混合し，実施例１及び比較例１乃至比較例８の水性塗料組成物とした。
合成樹脂エマルジョンに,ウルトラゾールＤ−２２（アクリル樹脂エマルション，固形分５５％，粘度５００〜２５００ｍＰａ・s／２５℃，ガンツ化成社製，商品名）を，成膜助剤にテキサノールＣＳ−１２（商品名，チッソ株式会社製）を，充填材Ａに平均粒子径Ｄ５０が２０μｍの重質炭酸カルシウムＳＦＴ−２０００（商品名，三共製粉社製），充填材Ｂに平均粒子径Ｄ５０が２００μｍの重質炭酸カルシウムＫ−２５０（商品名，旭鉱末（株）製）を，充填材Ｃに平均粒子径Ｄ５０が１０μｍの重質炭酸カルシウムＢＦ−２００（商品名，備北粉化工業（株）社製製）を，顔料に酸化チタンＲ−８２０（商品名，平均粒子径Ｄ５０；０．２６μｍ，石原産業（株）社製）を，増粘剤Ａにｈｉメトローズ９０ＳＨ−１５０００（商品名，信越化学工業（株）社製）を，増粘剤ＢにサンローズＳＬＤ―Ｆ１（商品名，カルボキシメチル置換度０．２〜０．３，平均粒子径Ｄ５０；５０〜６０μｍ，日本製紙ケミカル（株）社製）を，増粘剤ＣにレオロシールＰＭ−２０Ｌ（商品名，（株）トクヤマ社製）を，膨潤性粘土鉱物にミラクレーＬＦＣ-２５（商品名，近江鉱業（株）社製，セピオライト，比表面積１２２ｍ２／ｇ）を，腐敗防止剤にＡＣＴＩＣＩＤＥ ＥＰＷ、スラオフ７２Ｎを，その他添加剤にＳＮデフォーマー３９３（商品名,サンノプコ（株）社製），ＳＮディスパーサント５４６８（商品名，サンノプコ（株）社製）をそれぞれ使用して表１の配合で均一に混合し，実施例１及び比較例１乃至比較例８の水性塗料組成物とした。
評価項目及び評価方法
水筋外観
下地としてＪＩＳＡ ５４３０に規定するフレキシブルボード（７０ｍｍ×７０ｍｍ厚さ８ｍｍ）を使用し，シーラーとして溶剤型塩化ゴム系下塗り材ＪＳ−４１０（商品名，アイカ工業株式会社製）を０．２ｋｇ／ｍ２塗布して，４時間以上乾燥させた後，実施例１及び比較例１乃至比較例８の各水性塗料組成物を塗布量０．３ｋｇ／ｍ２で市販中毛ローラを使用して塗布し，２３℃５０％ＲＨで１２時間養生する。その後同一水性塗料組成物を塗布量０．３ｇ／ｍ２で同様に中毛ローラを使用して塗布し，２３℃５０％ＲＨで６時間養生して試験体とした。該試験体を水平に静置しイオン交換水を滴下した後，水滴の広がりに沿って白い筋が発生したものを×，白い筋の発生がないものを○と評価した。
下地としてＪＩＳＡ ５４３０に規定するフレキシブルボード（７０ｍｍ×７０ｍｍ厚さ８ｍｍ）を使用し，シーラーとして溶剤型塩化ゴム系下塗り材ＪＳ−４１０（商品名，アイカ工業株式会社製）を０．２ｋｇ／ｍ２塗布して，４時間以上乾燥させた後，実施例１及び比較例１乃至比較例８の各水性塗料組成物を塗布量０．３ｋｇ／ｍ２で市販中毛ローラを使用して塗布し，２３℃５０％ＲＨで１２時間養生する。その後同一水性塗料組成物を塗布量０．３ｇ／ｍ２で同様に中毛ローラを使用して塗布し，２３℃５０％ＲＨで６時間養生して試験体とした。該試験体を水平に静置しイオン交換水を滴下した後，水滴の広がりに沿って白い筋が発生したものを×，白い筋の発生がないものを○と評価した。
ひび割れ性
下地としてＪＩＳＡ ５４３０に規定するフレキシブルボード（７０ｍｍ×７０ｍｍ厚さ８ｍｍ）を使用し，シーラーとして溶剤型塩化ゴム系下塗り材ＪＳ−４１０（商品名，アイカ工業株式会社製）を０．２ｋｇ／ｍ２塗布して，４時間以上乾燥させた後，実施例１及び比較例１乃至比較例８の各水性塗料組成物を塗布量０．４ｇ／ｍ２で市販中毛ローラを使用して塗布し，２３℃５０％ＲＨで１２時間養生する。その後同一水性塗料組成物を塗布量０．４ｇ／ｍ２で同様に中毛ローラを使用して塗布し，２３℃５０％ＲＨで６時間養生して試験体とした。塗膜乾燥後にひび割れを生じたものを×，ひび割れが生じなかったものを○と評価した。
下地としてＪＩＳＡ ５４３０に規定するフレキシブルボード（７０ｍｍ×７０ｍｍ厚さ８ｍｍ）を使用し，シーラーとして溶剤型塩化ゴム系下塗り材ＪＳ−４１０（商品名，アイカ工業株式会社製）を０．２ｋｇ／ｍ２塗布して，４時間以上乾燥させた後，実施例１及び比較例１乃至比較例８の各水性塗料組成物を塗布量０．４ｇ／ｍ２で市販中毛ローラを使用して塗布し，２３℃５０％ＲＨで１２時間養生する。その後同一水性塗料組成物を塗布量０．４ｇ／ｍ２で同様に中毛ローラを使用して塗布し，２３℃５０％ＲＨで６時間養生して試験体とした。塗膜乾燥後にひび割れを生じたものを×，ひび割れが生じなかったものを○と評価した。
貯蔵安定性
実施例１及び比較例１乃至比較例８の水性塗料組成物各５００ｇを５００ｃｃポリ容器に密閉して３ヶ月保存し，腐敗が生じたものを×，腐敗が生じなかったものを○と評価した。
実施例１及び比較例１乃至比較例８の水性塗料組成物各５００ｇを５００ｃｃポリ容器に密閉して３ヶ月保存し，腐敗が生じたものを×，腐敗が生じなかったものを○と評価した。
粘稠性
実施例１及び比較例１乃至比較例８の水性塗料組成物を２３℃に調整し，ＢＨ型粘度計６号ロータ２ｒｐｍ及び２０ｒｐｍの粘度を測定し，ＪＩＳＡ６０２４に規定のチキソトロピックインデックスを算出し，該チキソトロピックインデックスが３．０〜６．０の範囲であり，なおかつ水道水で３重量％希釈した際にもチキソトロピックインデックスが３．０〜６．０であって，同一の粘性を保持しているものを○とし，これ以外を×と評価した。
実施例１及び比較例１乃至比較例８の水性塗料組成物を２３℃に調整し，ＢＨ型粘度計６号ロータ２ｒｐｍ及び２０ｒｐｍの粘度を測定し，ＪＩＳＡ６０２４に規定のチキソトロピックインデックスを算出し，該チキソトロピックインデックスが３．０〜６．０の範囲であり，なおかつ水道水で３重量％希釈した際にもチキソトロピックインデックスが３．０〜６．０であって，同一の粘性を保持しているものを○とし，これ以外を×と評価した。
評価結果を表２に示す。
Claims (2)
- 合成樹脂エマルション，充填材，顔料，増粘剤，腐敗防止剤，成膜助剤を含む塗料組成物であり，増粘剤は水溶性セルロースエーテルと，カルボキシメチル置換度が０．２〜０．３の水不溶性で且つ水膨潤性のカルボキシメチルセルロースと，疎水性フュームドシリカとから成り且つ膨潤性粘土鉱物を含まず，水溶性セルロースエーテルは，本水性塗料組成物全体に対して０．０５〜０．１５重量％が含まれることを特徴とする水性塗料組成物。
- 請求項１記載の水性塗料組成物を既存仕上げ塗材の上に塗布することを特徴とする改修施工方法。
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