JP5461139B2

JP5461139B2 - 塗材組成物

Info

Publication number: JP5461139B2
Application number: JP2009234825A
Authority: JP
Inventors: 由英伊藤
Original assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Current assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Priority date: 2009-10-09
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2029-10-09
Also published as: JP2011079999A

Description

本発明は、遮熱性建築仕上塗材組成物に関するものである。

建築用仕上塗材は、ローラー、コテ、吹きつけ、刷毛等の施工器具と配合を組み合わせることにより様々な模様が形成できる。従来は断熱下地基材上に施され、この上に、日射反射率の高い塗料を塗布することが一般であった。

建築物壁面の基材に対し、厚塗り塗料から形成される可とう性を有する被膜（Ａ）、少なくとも（ａ）赤外線反射性粉体、（ｂ）合成樹脂、及び（ｃ）中空粒子を含有する赤外線反射性塗料から形成される被膜（Ｂ）、を順に積層する被膜積層体の施工方法が経時的に膨れ、剥離等が生じることなく、長期にわたりその美観性を維持することが開示されている。（特許文献１）

外装面の屋内側から屋外側へ向かって、基材層（Ａ）、結合材及び中空粒子を含有する下塗材により形成される断熱性下塗層（Ｂ）、合成樹脂エマルション（ｐ）、少なくとも１つ以上のポリオキシアルキレン基を有するアルコキシシランの変性縮合物（ｑ）、及び赤外線反射性粉体（ｒ）を必須成分とし、前記合成樹脂エマルション（ｐ）の固形分１００重量部に対して、前記アルコキシシランの変性縮合物（ｑ）をＳｉＯ２換算で１．０〜４０．０重量部、前記赤外線反射性粉体（ｒ）を１〜２００重量部含む水性被覆材により形成される上塗層（Ｃ）を設けることで、建築物外装面の表面に対し、美観性の高い仕上面を形成することができるとともに、建築物の温度上昇を抑制し、省エネルギーにも資することが開示されている。（特許文献２）

７８０〜２１００ｎｍの波長領域における日射反射率が１０％以上であるペリレン系黒色顔料などの黒色有機顔料を、硫酸バリウムなどの無機顔料の表面に付着させた複合顔料を含むことを特徴で、熱遮蔽性の黒色有機顔料の使用量が少なくとも、十分な熱遮蔽性及び黒色度が得られる熱遮蔽塗料及びこれを用いた塗膜形成方法が開示されている。（特許文献３）

しかし、これらは積層及び方法で、断熱効果が得られるもの、或いは日射反射率の高い塗料で、工数が少なく、建築用仕上塗材の塗布のみで断熱、遮熱を有する外装合成樹脂エマルション系仕上塗材はなかった。

特開２００４−１８３３３０号公報特開２００９−９０５５６号公報特開２００４−１０８５３号公報特開平０５−２８５３７６号公報特開２００６−３４１６２８号公報

解決しようとする課題は、外装合成樹脂エマルション系仕上塗材であって、単層塗装にて遮熱性の高い建築用仕上げ塗材組成物の提供である。

請求項１の発明は、立体的な造形性をもつ模様に仕上げるＪＩＳＡ６９０９に規定される建築用仕上塗材である外装合成樹脂エマルション系仕上塗材であって、平均粒径３５〜５５μｍで、炭酸カルシウムとタルクを付着させた比重０．１６の中空樹脂が塗材組成物の固形分容積率３５〜４２％と、真比重０．７で平均粒径３５μｍの中空ガラスが固形分容積率２〜１６％と、平均粒径０．２５〜０．３５ｍｍの寒水石が固形分容積率２７％と、合成樹脂エマルションの固形分が固形分容積率１５〜２５％と、顔料が固形分容積率０．５〜２％とを含み、カーボンブラックを含まない単層塗装で用いられることを特徴とする塗材組成物で、前記顔料は塗材組成物の乾燥塗膜がマンセル明度値９では酸化チタン単独で配合され、マンセル明度値６では、酸化チタンに７００〜２５００ｎｍの赤外線波長領域において、積分反射率が５０％以上の黒系顔料を加られるもので、遮熱性を有し、立体的な造形性をもつ模様に仕上げる建築用仕上塗材となる。

本発明の塗材組成物は、立体的な造形性をもつ模様に仕上げる建築用仕上塗材であり、遮熱性が高いという特徴がある。

図１は遮熱性を評価装置の説明概要図である。図２は上側は実施例３の赤外線サーモグラフでの温度分布グレースケール処理で高温ほど黒になっている。下側は温度５０℃以上を斜線ハッチング処理したもので、ハッチング領域外はカラーのグレースケール処理であり、濃淡と温度の関係はない。上下とも温度スケールはカラーのグレースケールのため参照することはできない。図３は比較例１に変えた以外図２と同じである。図４は実施例２で、下側を６５℃以上をハッチングにした以外図２と同じである。図５は比較例２に変えた以外図４と同じである。

外装合成樹脂エマルション系仕上塗材はＪＩＳＡ６９０９に規定される建築用仕上塗材は適用範囲として「この規格は、セメント、合成樹脂などの結合材、顔料、骨材などを主原料とし、主として建築物の内外壁又は天井を，吹付け、ローラー塗り、こて塗りなどによって立体的な造形性をもつ模様に仕上げる建築用仕上塗材について規定する。」とされ、このうち外装用途で、合成樹脂エマルジョンを使用したものである。本発明で使用するものは薄付け、厚付け両者に適応するものを言う。

本発明に使用する中空樹脂は特許文献４等で開示されている熱膨張性マイクロカプセルを加熱膨張したもので、塩化ビニル樹脂、ビニルアルコール樹脂、アクリロニトリルを主成分とするアクリル樹脂等をシェルに軟化温度以下にてガス状となる液体を内包し、シェルの軟化温度以上に加熱することによりシェルを加熱膨張させた中空樹脂で、さらにシェルが加熱軟化している状態で、炭酸カルシウムとタルクをこのシェルに付着させた中空樹脂がある。この市販品にＥＭＣ−４０（Ｂ）（三共精粉株式会社、商品名）がある。
この中空樹脂を塗材樹脂組成物の固形分容積率で全体に対して３５〜４２％配合することにより、遮熱性を有し、ＪＩＳＡ６９０９に規定される建築用仕上塗材として凹凸を付与できる塗材とすることができる。中空樹脂の平均粒径は３５〜５５μｍを有するものが好ましく、粒径の小さいものは遮熱性が得られ難く、大きいと中空樹脂が破壊し、仕上塗材としての塗り付け作業等が難しくなる。

中空ガラスバルーンは真球状物であれば良く、塗材組成物として立体的な造形性を付与するため粒径の大きな充填剤と前記中空樹脂との吹付け、ローラー塗り、こて塗りなどの作業性を改善するために用いる。前記充填剤の形状により、必要に応じて使用する。この中空ガラスは破砕による作業性を大きく損なうため、真比重０．７で平均粒径３５μｍの中空ガラスを用いる。無配合でも良いが、配合する場合固形分容積率２〜１６％が好ましい。

寒水石は粒径０．０５〜０．３５ｍｍの炭酸カルシウムを主成分とする岩石の破砕物で塗材組成物の立体的な造形性をもつ模様付与に大きな役割をしめ、炭酸カルシウムであれば、同サイズのものを用いることができる。０．２５〜０．３５ｍｍがさらに好ましい。硅砂では、造形性を持つ模様を付与はできるものの、遮熱性能が劣り、好ましくない。

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できる。合成樹脂エマルションは屋外施工では耐候性が要求され、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、シリコンアクリルエマルションが好ましく、固形分容積率で全体に対して１５〜２５％の範囲で塗膜強度を満足し、保存安定性、乾燥性が良好に使用することができる。
合成樹脂エマルションは塗布環境や作業性に応じて、成膜助剤と合わせて使用する。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が使用できる。

顔料には、酸化チタン、酸化亜鉛、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できる。顔料の配合は、固形分容積率で全体に対して０．５〜２％であり、塗材の調色目的、遮熱性能に応じて適宜設定する。この中で、明度が低く、色相、彩度等を変える目的で使用する顔料は赤外線反射、日射反射率が高いものを使用し、特に黒系では遮熱性能に大きく影響を与えるため、カーボンブラックを除く、日射反射率が高い無機系顔料を使用する。

酸化チタンのうち、日射反射率が高い赤外反射酸化チタンが好ましく、特許文献５に記載の平均粒子径が０．５〜２０μｍの赤外線遮蔽能を有する酸化チタンで、１５００〜２６００ｎｍの赤外線波長領域において、積分反射率が９０％以上の機能を有し、市販品にＪＲ−１０００（テイカ（株）、商品名）がある。

黒系顔料のうち日射反射率の高いものは、７００〜２５００ｎｍの赤外線波長領域において、積分反射率が５０％以上のトナーが好ましく、市販品にＡＱ−Ｅ１９９０（レジノカラー工業（株）、黒トナー）、ＡＣ−３９８０ＩＲＧ（大日精化工業（株）、黒トナー）等がある。

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、充填剤や顔料等を均一に分散させるための分散剤、その他に増粘剤、防藻・防カビ剤などが配合されることがある。

以下に実施例及び比較例を記す。表１に遮熱性をを示す。

ウルトラゾールＤ−２２（ガンツ化成（株）、商品名、アクリル樹脂エマルション、固形分５５％、粘度５００〜２５００ｍＰａ・ｓ／２５℃、固形分比重１．０４）を２６重量部（１８）、Ｒ−８２０（石原産業（株）、商品名、平均粒子径Ｄ_５００．２６μｍ酸化チタン、比重４．２６）を５．１重量部（１．６）、成膜助剤テキサノールＣＳ−１２（チッソ株式会社製、商品名）を０．８重量部（１）、増粘剤ｈｉメトローズ９０ＳＨ−１５０００（信越化学工業（株）、商品名、セルロース系増粘剤）を０．２重量部（０．２）、寒水石（平均粒径０．２５〜０．３５ｍｍ、比重２．７１）５７重量部（２７）、ＥＭＣ４０（Ｂ）（比重０．１６））５重量部（４１）、Ｑ−ＣＥＬ５０７０ｓ（ポッターズ・バロティーニ（株）、商品名、中空ガラス、比重０．７）６重量部（１１）を配合し、マンセル明度値９の実施例１の塗材組成物とした。（）内は固形分の容積率である。

実施例１に黒系顔料ＡＣ−３９８０ＩＲＧ（大日精化工業株式会社、黒トナー）を１重量部をさらに添加した以外同じに行い、マンセル明度値６の実施例２の塗材組成物とした。

実施例１のＲ−８２０をＪＲ−１０００に置換した以外同じに行い、マンセル明度値９の実施例３の塗材組成物とした。

比較例１
アイカジョリパットＪＰ−１００（アイカ工業（株）、ＪＩＳＡ６９０９に適合外装合成樹脂エマルション系仕上塗材）をマンセル明度値９の比較例１の塗材組成物とした。

比較例２
アイカジョリパットＪＰ−１００１００重量部にカーボンブラック（黒トナー）を０．８８重量部を配合し、マンセル明度値６の比較例２の塗材組成物とした。

濃い灰色系マンセル明度値６の実施例２は、白色系マンセル明度値９の比較例１と同等の性能を有し、濃い灰色系マンセル明度値６では比較例２に比し、実施例２が遮熱性が優れる。白色系比較ではマンセル明度値９の比較例１に比し、実施例１、３が遮熱性に優れる。

熱伝導率：２００×２００ｍｍ角８ｍｍ厚スレート平板に実施例・比較例の塗材組成物を膜厚が１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍとなるように塗布し、２３℃相対湿度５０％下１４日間静置したものを試験体とし、試験には熱伝導率測定器ＨＣ−０７４（英弘精機（株））を用い、膜厚と測定した熱伝導率から熱抵抗値を算出した。算出した熱抵抗値と膜厚の関係をグラフにし、傾きから熱伝導率を算出した。
日射反射率：ＪＩＳＫ５６０２に準拠し、測定した。

ＪＩＳＡ５４３０に適合する３００×３００ｍｍ４ｍｍ厚スレート平板に実施例、比較例の塗材組成物を下塗り０．６ｋｇ／ｍ^２塗布し２３℃相対湿度５０％下１日静置後、上塗り１．３５ｋｇ／ｍ^２をコテで塗布し、２３℃相対湿度５０％下３日間静置したもの遮熱性評価試験体とした。

遮熱性評価：図１に評価装置の概略を示す。この装置は２３℃相対湿度７０％の恒温恒湿室に設置され、室温、試験体の表面温度（４ランプ直下中心部）、同裏面温度（５前記４の裏面）、内部温度（２の断熱箱の中心）を計測する。なお室温は測定環境が適正に実施されているかを確認のためである。評価温度は各部温度がほぼ平衡に達する３０分とした。
図１の１は試験体で、３の５００Ｗレフランプ（東芝ライテック（株）、商品名）のランプ下面より２５ｃｍの位置に調整され評価測定が開始される。２の断熱箱は上部開口部２６ｃｍ角以外厚さ３ｃｍ断熱用発泡スチロールが配設されたもので、内容積は４５ｃｍ立方である。開口部内側に試験体が設置される。

図２〜５の遮熱性評価の経過３０分時の赤外線サーモグラフィをＦ３０Ｗ（ＮＥＣＡｖｉｏ赤外線テクノロジー（株））にて計測した。

１試験体
２断熱箱
３ランプ
４表面温度測定点
５裏面温度測定点（断熱箱内）
６内部温度測定点（断熱箱内中心）

Claims

立体的な造形性をもつ模様に仕上げるＪＩＳＡ６９０９に規定される建築用仕上塗材である外装合成樹脂エマルション系仕上塗材であって、平均粒径３５〜５５μｍで、炭酸カルシウムとタルクを付着させた比重０．１６の中空樹脂が塗材組成物の固形分容積率３５〜４２％と、真比重０．７で平均粒径３５μｍの中空ガラスが固形分容積率２〜１６％と、平均粒径０．２５〜０．３５ｍｍの寒水石が固形分容積率２７％と、合成樹脂エマルションの固形分が固形分容積率１５〜２５％と、顔料が固形分容積率０．５〜２％とを含み、カーボンブラックを含まない単層塗装で用いられることを特徴とする塗材組成物。
前記顔料は塗材組成物の乾燥塗膜がマンセル明度値９では酸化チタン単独で配合され、マンセル明度値６では、酸化チタンに７００〜２５００ｎｍの赤外線波長領域において、積分反射率が５０％以上の黒系顔料を加られるものとする。