JP2000212502A - 水分散塗料組成物及びその塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各種の軟質系弾性旧塗膜に対し充分に付着
し、経時的にひび割れ耐性および優れた耐候性等を確保
できる水分散塗料組成物およびその塗装方法を提供す
る。 【解決手段】 （Ａ）ケト基およびカルボキシル基含有
アクリル樹脂水分散液 （Ｂ）エポキシ樹脂水分散液 （Ｃ）ポリヒドラジド化合物 （Ｄ）多価金属単体および／または多価金属化合物 を含有することを特徴とする水分散塗料組成物およびそ
の塗装方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は建築構造物の内外部
の仕上げに適用する水分散塗料組成物およびその塗装方
法に関するものであり、主に改修用の塗料として旧塗膜
上に塗り重ねる塗料に関するもので、特に旧塗膜が軟質
な弾性系塗膜の場合に、上に塗り重ねたとき、付着性お
よび耐久性に優れた塗膜を形成する水分散塗料組成物お
よびその塗装方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建築構造物の改修用塗料は旧塗膜の種類
により塗り重ね適性があり、水系の塗料から溶液系の塗
料まで多種多様な塗料が適用されている。特に旧塗膜が
軟質な弾性系塗膜の場合は、可とう性および弾性系塗料
にて塗り重ねる方法が適用されている。旧塗膜が軟質な
弾性系塗膜の場合、経年後もその塗膜の伸びは温度によ
って変動し、特に複層形の弾性塗膜は弾性力維持率が高
い。このため塗り重ねによる改修では経時後のひび割れ
問題が発生する硬質系の塗膜を用いることができず、軟
質な弾性系塗材にて塗り重ねる方法しかなく、この場
合、美観上の汚染問題が発生する場合が多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】建築構造物の改修にお
いて、特に旧塗膜が軟質な弾性系塗膜の場合、可とう性
および弾性系塗料にて塗り重ねるとき、旧塗膜が単層系
弾性塗膜の場合は、その塗膜の伸び率が温度依存性高
く、経時的に低下する伸び率も温度により変動差が大き
い。また、複層系弾性塗膜の場合は上塗塗膜で保護され
るため経時的な伸び率の変動が少ない。このため塗り重
ねによる改修を行う場合はいずれにしても弾性系塗膜で
の改修しか行っていなかった。しかし、弾性塗膜同士は
お互いのフィルム形成力が強く、さらに水分および湿度
の透過性が異なるため、塗膜間での剥離問題が発生しや
すかった。本発明はかかる改修に際し、これらの問題点
を解決し、各種の軟質系弾性旧塗膜に対し充分に付着
し、経時的にひび割れ耐性および優れた耐候性等を確保
できる水分散塗料組成物およびその塗装方法を提供する
ものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者は、前記
課題を解決すべく鋭意検討の結果、 （Ａ）ケト基およびカルボキシル基含有アクリル樹脂水
分散液 （Ｂ）エポキシ樹脂水分散液 （Ｃ）ポリヒドラジド化合物 （Ｄ）多価金属単体および／または多価金属化合物 を含有する水分散塗料組成物を旧塗膜上に適用した場
合、形成された塗膜は、（Ｃ）成分のポリヒドラジド化
合物により、（Ａ）成分のアクリル樹脂同志および
（Ｂ）成分のエポキシ樹脂同志さらに（Ａ）成分のアク
リル樹脂と（Ｂ）成分のエポキシ樹脂がそれぞれヒドラ
ジド架橋を形成すると共に、（Ａ）成分のアクリル樹脂
が（Ｄ）成分の多価金属単体および／または多価金属化
合物により金属架橋を形成する複合架橋により、塗膜全
体が架橋を形成し、各種の軟質系弾性旧塗膜に対し、充
分に付着し、経時的ひび割れ耐性および優れた耐候性等
を確保できることを見出し、本発明を完成した。すなわ
ち、本発明は、 （Ａ）ケト基およびカルボキシル基含有アクリル樹脂水
分散液 （Ｂ）エポキシ樹脂水分散液 （Ｃ）ポリヒドラジド化合物 （Ｄ）多価金属単体および／または多価金属化合物 を含有することを特徴とする水分散塗料組成物およびそ
の水分散塗料組成物を建築構造物の内外部に塗装する方
法である。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明に用いる（Ａ）ケト基およ
びカルボキシル基含有アクリル樹脂水分散液は、ケト基
およびカルボキシル基を含有するアクリル系樹脂の水分
散液であれば特に制限されなく、例えば、アクリル系樹
脂としては、（ａ１） ケト基含有エチレン性不飽和単
量体、（ａ２） カルボキシル基含有エチレン性不飽和
単量体、（ａ３） （ａ１）、（ａ２）と共重合可能な
アクリル酸および／またはメタクリル酸誘導体、（ａ
４） （ａ１）、（ａ２）、（ａ３）と共重合可能なそ
の他の不飽和単量体のような単量体の混合物を分散安定
剤の存在下定法により乳化重合させることにより得るこ
とができる。通常アクリル樹脂という場合は、アクリル
酸および／またはメタクリル酸誘導体とこれらと共重合
可能な不飽和単量体の共重合樹脂をいい、これらのアク
リル系単量体にはアクリル酸および／またはメタクリル
酸誘導体はアクリロニトリルのようものを除き、カルボ
ン酸および／またはエステル基由来のカルボニル基、さ
らにアクリルアミドのようなアミド化合物においてもア
ミド基由来のカルボニル基を含有する。そのため、通常
のアクリル樹脂という場合には、これらの単量体由来の
カルボニル基を含有するが、本発明でいうアクリル樹脂
に含有されるケト基は、ケトン化合物および／またはホ
ルミル化合物より導入されるカルボニル基すわちケト基
をいい、上記単量体（ａ１）としては、例えばアクロレ
イン、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタ
アクリルアミド、ホルミルスチロールおよびビニルメチ
ルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトンな
どの炭素原子数４〜７個のビニルアルキルケトンなどが
挙げられる。

【０００６】上記単量体（ａ２）としては、例えばアク
リル酸、メタクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、ビニ
ル酢酸、イタコン酸、無水マレイン酸、フマル酸、シト
ラコン酸等が挙げられる。

【０００７】上記単量体（ａ３）としては、例えばアク
リル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピ
ル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル
酸シクロヘキシル、アクリル酸２−エチルヘキシル、ア
クリル酸オクチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ス
テアリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、
メタクリル酸プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メ
タクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル
酸シクロヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、
メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ラウリル、メタク
リル酸ステアリル等の（メタ）アクリル酸のＣ１〜Ｃ２
４のアルキルまたはシクロアルキルエステル；アクリル
酸メトキシブチル、メタクリル酸メトキシブチル、アク
リル酸メトキシエチル、メタクリル酸メトキシエチル、
アクリル酸エトキシブチル、メタクリル酸エトキシブチ
ル等の（メタ）アクリル酸のＣ１〜Ｃ１８アルコキシア
ルキルエステル；ヒドロキシエチルアクリレート、ヒド
ロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアク
リレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート等の（メ
タ）アクリル酸のＣ２〜Ｃ８ヒドロキシアルキルエステ
ル、アクリロニトリル、メタクリロニトリルどのアクリ
ル系単量体を挙げることができる。

【０００８】上記単量体（ａ４）としては、例えばスチ
レン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、Ｎ−ビニ
ルピロリドン、ビニルピリジン等の芳香族不飽和単量
体；エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンテン等のオ
レフィン；ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等の
ジエン化合物；プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ビニ
ルピバレート、ベオバモノマー（シェル化学社製品）な
どを挙げることができ、これらは所望の性能に応じて適
宜使用される。

【０００９】上記単量体（ａ１）、（ａ２）、（ａ
３）、（ａ４）が単量体成分全体に占める割合は希望す
る特性、例えばガラス転移温度、塗膜性能等により変化
するが、 単量体（ａ１）０．２〜１０重量％ 単量体（ａ２）０．１〜１０重量％ 単量体（ａ３）５〜９０重量％ 単量体（ａ４）０〜５０重量％が好ましい。 なお、本発明においては（Ａ）成分のアクリル樹脂のガ
ラス転移温度は−２０℃〜５０℃が好ましく、−２０℃
未満では塗膜の伸びが大きく上塗塗膜のひびわれが発生
し、また５０℃を超えると塗膜の伸びが小さく、旧塗膜
との追従性がとれず、最終的にひびわれが発生すること
となり、いずれも好ましくない。本発明に用いる（Ｂ）
エポキシ樹脂水分散液は、主に塗膜の付着性を高めるも
のであり、例えば、エポキシ当量が１９０〜２７０のビ
スフェノールＡ型の自己乳化型のエポキシ樹脂または、
エポキシ当量が１７０〜２００のビスフェノールＡ型、
またはビスフェノールＡＤ型、またはビスフェノールＦ
型の液状エポキシ樹脂を強制乳化した水分散液および前
記水分散液の混合物、あるいはエポキシ当量が４５０〜
３３００のビスフェノールＡ型の固型エポキシ樹脂を強
制乳化した水分散液、および液状エポキシ樹脂の強制乳
化物と固型エポキシ樹脂の強制乳化物を混合した水分散
液等が用いられる。

【００１０】また、（Ｂ）エポキシ樹脂水分散液の含有
割合は、希望する塗膜性能により変化するが、固形分重
量比で（Ａ）成分のアクリル樹脂／（Ｂ）成分のエポキ
シ樹脂は１００／５〜１０の割合が好ましい。（Ｂ）成
分の含有割合が５未満の場合は希望する付着性が得られ
にくく、また１０を超えると塗膜の軟質化が著しくな
り、好ましくない。本発明に用いる（ｃ）ポリヒドラジ
ド化合物は（Ａ）成分のアクリル樹脂のカルボニル基お
よび（Ｂ）成分のエポキシ樹脂のエポキシ基と反応し
て、アクリル樹脂同志、エポキシ樹脂同志、さらにアク
リル樹脂とエポキシ樹脂をヒドラジド架橋し、後記する
（Ｄ）成分による金属架橋と共に複合架橋を形成する架
橋剤であって、例えばアジピン酸ジヒドラジド、こはく
酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド等を用いるこ
とができるが、特に水溶性のものが好ましい。また、
（Ｃ）ポリヒドラジド化合物の含有割合は、（Ａ）成分
のアクリル樹脂のカルボニル基および（Ｂ）成分のエポ
キシ樹脂のエポキシ基１当量に対し、ヒドラジド基の量
が０．０１〜３．５当量となる量が好ましい。

【００１１】本発明に用いる（Ｄ）多価金属単体および
／または多価金属化合物は、（Ａ）成分のアクリル樹脂
と金属架橋し、前記した（Ｃ）成分によるヒドラジド架
橋と共に複合架橋を形成する架橋剤であって、例えば、
２価、３価の金属を含む酸化亜鉛のような金属酸化物、
リン酸亜鉛、酢酸亜鉛のような金属の塩、水酸化アルミ
ニウムのような水酸化物、また遊離カルシウムのような
金属等が好ましく使用できる。また（Ｄ）多価金属単体
および／または多価金属化合物の含有割合は、（Ａ）成
分のアクリル樹脂のカルボキシル基１当量に対し、金属
の量が０．１〜１．０当量となる量が好ましい。本発明
の水分散塗料組成物は、前記（Ａ）〜（Ｄ）成分を均一
に混合分散して調製されるが、（Ａ）成分と（Ｃ）成分
を予め混合したものに（Ｂ）、（Ｄ）成分を混合しても
よいし、（Ｂ）成分と（Ｃ）成分を予め混合したものに
（Ａ）、（Ｄ）成分を混合してもよいし、また（Ａ）〜
（Ｄ）成分を同時に混合しても調製できる。本発明の水
分散塗料組成物は、前記（Ａ）〜（Ｄ）成分の外に、酸
化チタン、炭酸カルシウム、クレー類、タルク類、マイ
カ類等の顔料を混合分散し、必要に応じて増粘剤、消泡
剤、造膜助剤、界面活性剤等を添加し、一液の水分散塗
料として作成する。このように調製された本発明の水分
散塗料組成物は清水で希釈され、建築構造物の内外部の
各種の旧塗膜上にハケ、ローラー、スプレー等により塗
装され、常温で乾燥硬化される。

【００１２】

【実施例】表１に示す各塗料配合を塗料製造の定法に従
い均一に混合分散して実施例１〜３、比較例１〜３の水
分散塗料組成物を調製した。数値は重量部で示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】（注１−１）メタクリル酸メチル３０部、
アクリル酸ブチル５２部、ダイアセトンアクリルアミド
４部、アクリル酸４部、スチレン１０部、水１００部を
共重合してなるＴｇ０℃のアクリル樹脂水分散液。 （注１−２）メタクリル酸メチル２１部、アクリル酸ブ
チル６４部、ダイアセトンアクリルアミド１．５部、ア
クリル酸０．５部、スチレン１０部、ポリエチレングリ
コールモノメタクリレート３部、水１００部を共重合し
てなるＴｇ−１６℃のアクリル樹脂水分散液。 （注２）ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂６０部、ポ
リエチレングリコール系乳化剤、ビスフェノールＡのア
ルキレンオキサイド付加物および高級アルコールのアル
キレンオキサイド付加物の３種混合物６部、水３４部か
らなるエポキシ樹脂水分散液。 （注３）酢酸亜鉛 （注４）酸化チタン５部、炭酸カルシウム１３８部の混
合物。 （注５）ポリカルボン酸型高分子活性剤とポリオキシエ
チレンフェニルエーテル系界面活性剤の混合物。 （注６）ヒドロキシメチルセルロースとヒドロキシエチ
ルセルロースの混合物。 （注７）アセチレン含有ポリシロキサンエマルション系
消泡剤。 （注８）２．２．４−トリメチル−１．３−ペンタジオ
ールモノイソブチレート

【００１５】各塗料を１年間屋外バクロした単層弾性
（Ａｃ／Ｓｔ系）系からなる旧塗膜上にローラーにて塗
装した結果、表２に示すような結果が得られた。実施例
１、実施例２および実施例３は、付着強さおよび伸び率
に差があるものの、良好な経時後の塗膜状態が得られ
た。比較例１のように、エポキシ樹脂を除外すると付着
力が低下し塗膜のフクレが出やすくなり、旧塗膜の挙動
バランスがくずれ、最終的には剥離してくる。比較例２
は、エポキシ樹脂の架橋反応性が期待できないため、可
塑的効果が出で、伸び率は高くなるが、抗張力が低くな
る。このため、長期的な塗膜の体力は期待できず、耐久
性面で問題が残る。比較例３は、アクリル樹脂の架橋密
度が低下するため、耐水性および塗膜の抗張力が低下す
る。長期的な塗膜体力が弱いため、総合的に耐久性が低
下する。この様に、本発明の塗料は複合された樹脂の組
み合わせと複合された架橋構造を持たせることで、期待
する弾性仕上げ面への塗り重ねが可能となる。

【００１６】

【表２】

【００１７】（注９）ＪＩＳ Ａ ６９０９ 付着強さ
試験 標準時 （注１０）ＪＩＳ Ａ ６９０９ 試験方法 （注１１）ＪＩＳ Ａ ６９０９ 試験方法 （注１２）ＪＩＳ Ａ ６９０９およびＪＩＳ Ａ ６
０２１試験方法 （注１３）関東地区における屋外南面３０°バクロ１年
後

【００１８】

【発明の効果】本発明は、各種の軟質系弾性旧塗膜に対
し充分に付着し、経時的にひび割れ耐性および優れた耐
候性等を確保できる水分散塗料組成物およびその塗装方
法を提供できる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）ケト基およびカルボキシル基含有ア
   クリル樹脂水分散液 （Ｂ）エポキシ樹脂水分散液 （Ｃ）ポリヒドラジド化合物 （Ｄ）多価金属単体および／または多価金属化合物 を含有することを特徴とする水分散塗料組成物。
2. 【請求項２】（Ａ）ケト基およびカルボキシル基含有ア
   クリル樹脂水分散液 （Ｂ）エポキシ樹脂水分散液 （Ｃ）ポリヒドラジド化合物 （Ｄ）多価金属単体および／または多価金属化合物 を含有する水分散塗料組成物を建築構造物の内外部に塗
   装する方法。