JPH02150475A - 透湿性，伸長性と防水性能を有する塗料組成物 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明の塗料組成物は透湿性と伸長性および防水性能
を特長としているので、建築物の外装用特に寒冷地に於
ける凍害を受けない塗料として利用される。

（従来の技術） 従来、建築物の仕上げ用の塗料には透湿性を特徴とする
もの、防水性を特徴とするもの、伸長性の有るもの、無
いものなど種々あったが透湿性と伸長性を兼ね備えたも
のは存在しなかった。伸長形塗料は、壁面を大壁に仕上
げる場合においてメヂがなくなる為、建物の伸縮に追従
する塗料として利用されてきたものである。また、躯体
の構造クラックに追従できるというのも性能の１つであ
る。従って、躯体に動きやクラックがあっても塗膜に何
ら異常は発生せず、降雨、降雪による外部からの水の浸
入を止めることができるという防水性も要求項目の１つ
であった。従来の伸長形塗料にあっては、一般にフィル
ム伸度の大きなエマルションを用い、Ｉ）ＶＣ（顔料体
積濃度）を低くしてエマルションの特性を生かす形で配
合されているが、透湿性がない為、塗料を建築物外壁に
塗装した場合、室内で発生した水蒸気が、壁の内部で凝
縮し結露（壁体内結露）として、断熱性の低下。

木材の腐朽１部材の強度低下、カビやコケの発生等の様
々な弊害を生じさせ、また、塗膜の欠陥らしくは構造上
の欠陥が生じて塗膜の躯体側に水が入った時には、氷結
による体積膨張により塗膜のフクレ、ハガレとなって表
われることがあった。

特に寒冷地では凍害となって顕著に表われた。

一方、従来の透湿性防水形塗料にあっては、ＮＡＤ、タ
ーペン可溶形樹脂を結合剤としてＰＶＣを高く設計した
しの、または透湿性のある水溶性珪酸塩やコロイダルシ
リカ複合形の合成樹脂エマルションを結合剤としたしの
等が上型されているが、これらＮＡＤ、ターペン可溶形
樹脂、水溶性珪酸塩、コロイダルシリカ複合エマルショ
ンを結合剤とした透湿性塗料ではし体のクラックに十分
追従できるだけの伸長性のある塗膜は得られなかった。

また、これらの塗料は一般に高ＰＶＣあるいは結合剤の
性質により有光沢でなかった。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の伸長形塗料では透湿性がないこと、これが解決し
ようとする問題点である。

従って、壁体内結露を防止し、塗膜の躯体側に水分が入
った場合ら問題が発生しない塗膜の得られる伸長形塗料
を得ることにある。更に、Ｐ　Ｖ　Ｃないし顔料の選択
により有光沢塗料を得ることにある。

（問題点を解決するための手段） この発明では、塗料の結合材の主成分・とじての合成樹
脂エマルションが、■炭素数１〜３のアルキル基を有す
るアクリル酸アルキルエステル、炭素数１〜３のアルキ
ル基を有するメタクリル酸アルキルエステル、及びアク
リロニトリルの少なくとも１種３０〜８８重量％、■炭
素数４〜１０のアルキル基を有するアクリル酸アルキル
エステル、炭素数４〜１０のアルキル基を有するメタク
リル酸アルキルエステル、及びスチレンの少なくとも１
種１０〜６８重量％、［３］α−、β−エチレン性不飽
和カルボン酸１〜５重Ｍ％、並びに０反応性ビニル基を
有するオルガノポリシロキサン０．５〜４０重量％から
なる単量体成分を、乳化重合して得られるポリマー組成
を持つものであり、ポリマーのＴｇ（ガラス転移点温度
）が３０℃以下であることおよび塗料のＰＶＣ（顔料体
積濃度）が０〜４０％であることを主たる手段としてい
る。

更に、顔料が入った塗料においては、白色顔料として用
いる酸化チタンにＡｌ、Ｓｉ、Ｚｎのそれぞれの含水酸
化物による表面処理をなしてあるものを用いたり、体質
顔料として、脂肪酸を表面処理した重質炭酸カルシウム
を用いたり、比較的ＰｖＣの高い塗料へは充填材として
中空粉体を用いることにより透湿性、伸長性、防水性能
を有する塗料にしている。

上記の構成を更に詳しく説明すると、単量体成分■のう
ちで、炭素数１〜３のアルキル基を有するアクリル酸ア
ルキルエステルの具体例としては、アクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル
酸イソプロピル等を挙げることができる。また、炭素数
１〜３のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエス
テルの具体例としては、メタクリル酸メチル、メタクリ
ル酸エヂル、メタクリル酸ロープロピル、メタクリル酸
イソプロピル等を挙げることができる。

単量体成分■としては、上記した炭素数１〜３のアルキ
ル基を有するアクリル酸エステル、炭素数１〜３のアル
キル基を有するメタクリル酸アルキルエステル、及びア
クリロニトリルの少なくとも１種を用いればよい。

単量体成分■のうちで炭素数４〜１０のアルキル基を有
するアクリル酸アルキルエステルの具体例としては、ア
クリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル
酸第ニブチル、アクリル酸ｎ−アミル、アクリル酸イソ
アミル、アクリル酸ｎヘキシル、アクリル酸ｎ−へブチ
ル、アクリル酸イソヘプチル、アクリル酸ｉ−オクチル
、アクリル酸２−エチルヘキシル等を挙げることができ
ろ。また、炭素数４〜１０のアルキル基を有するメタク
リル酸アルキルエステルの具体例としては、メタクリル
酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸
第ニブチル、メタクリル酸第三ブチル、メタクリル酸２
−エチルヘキシル等を挙げることができる。

単量体成分■としては、上記したような炭素数４〜１０
のアルキル基を有ずろアクリル酸アルキルエステル、炭
素数４〜１０のアルキル基を有するメタクリル酸アルキ
ルエステル及びスチレンの少なくとし１種を用いればよ
い。

単量体成分■であるα−、β−エチレン性不飽和カルボ
ン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸
等の不飽和カルボン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマ
ル酸、無水マレイン酸等の不飽和多価カルボン酸、マレ
イン酸モノエステル、フマル酸モノエステル等の不飽和
多価カルボン酸の炭素数１〜６のモノアルキルエステル
等を例示でき、これらの少なくとも１種を用いればよい
。

単量体成分■である反応性ビニル基を有するオルガノポ
リシロキサンとしては、下記一般式（１）〜（１）の化
合物を例示できる。

・・・・・・・・・（ＩＩ） 上記各式において、Ｒ１は、水素又はメチル基を示し、
Ｒ１は炭素数１−１０の２価の脂肪族炭化水素基を示し
、Ｒ３−Ｒ１，は同−又は相異なって、炭素数１〜８の
アルキル基又はフェニル基を示し、Ｒ１４は基−ＨＣ＝
　ＣＨ＊又はメチル基を示し、ｎは１〜２０の整数、ｍ
は１〜２０の整数を示す。

上記オルガノポリシロキサンは、単独又は適宜混合して
用いろことができる。

上記Ｒ１で示される２価の脂肪族炭化水素基としては、
好ましくは、エチレン、トリメチレン、テトラメチレン
、ペンタメチレン、ヘキサメチレン等の炭素数２〜６の
２価の脂肪族炭化水素基を例示できる。

Ｒ３−Ｒ１３で示されるアルキル基としては、好ましく
は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ
−ブチル、イソブチル、５ｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブ
チル等の炭素数１〜４のアルキル基を例示できる。

上記一般式（Ｔ）の化合物としては、ｎ＝２〜６の化合
物が好ましく、一般式（ＩＩ）の化合物としては、ｎ＝
５〜１０の化合物が好ましく、一般式（ＩＩＩ）の化合
物としては、ｍ＝８〜１５、及びｎ＝２〜６の化合物が
好ましい。

本発明のアクリル系エマルジジン組成物は、前記した単
量体成分■〜■を用いて、乳化重合法によって得ること
ができろ。

単量体成分の使用割合は、単量体成分の合計量に基づい
て、単量体成分０３０〜８８重量％、好ましくは、４０
〜６５重量％、単量体成分０１０〜６８重量％、好まし
くは２０〜４０重量％、単量体成分０１〜５重量％、好
ましくは、１〜３重量％、単量体成分００．５〜４０重
量％、好ましくは、１０〜３０重量％とすればよい。

単量体成分■の使用量か上記範囲を下回ると、得られる
エマルションから形成される皮膜の透湿性が低下し、一
方この範囲を上回ると防水性能が不充分となる。また、
単量体成分■の使用量が上記範囲を下回ると、得られる
皮膜の防水性能が低下し、一方、上記範囲を上回ると透
湿性能か劣るものとなる。

単量体成分■であるα−、β−エチレン性不飽和カルボ
ン酸は、上記した範囲の配合量とすることによって、形
成されるエマルション組成物の安定性を向上させること
ができる。

単量体成分■であるオルガノポリシロキサンを単量体成
分として使用することによって、得られるエマルション
組成物を用いて形成される皮膜は、透湿性及び防水性に
優れたものとなる。該オルガノポリシロキサンの配合量
が前記範囲を下回ると、皮膜の透湿性能が劣るものとな
り、前記範囲を上回ると得られるエマルションの安定性
が悪くなり、正常、均一な皮膜を形成しないため皮膜は
凝集力が低く、引き裂きに弱いものとなる。

本発明のエマルション組成物は、上記した６単（Ｔｈ体
成分を用いて、公知の乳化重合法により得ることができ
ろ。

即ち、各単量体を混合し、これに乳化剤、重合開始剤等
を加えて、水系で乳化重合を行なえばよく、−括して仕
込み重合する方法、各成分を連続供給しながら重合する
方法などの各種の方法を適用できる。また、連続供給す
る場合には、単量体滴下法、プレエマルション法、或は
それらの方法の組み合イつせなど公知の方法を適宜採用
することができろ。

上述の方法により得られるエマルション組成物は、その
ポリマーのＴｇ（ガラス転移点温度）を３０°Ｃ以下と
することが好ましく、３０℃を超えると、この発明が目
的とする透湿性および伸長性が得られ難くなる。

更に、このエマルションを用いて塗料化するには、クリ
アー塗料であればそのＰＶＣは０％である。艶の点から
塗料を分けた時、艶の有る塗料の場合はＰｖＣを０〜２
０％にするとよい。そして、半艶塗料であればそのＰＶ
Ｃは１０〜３０％、艶消塗料であればそのＰＶＣは２０
〜４０％程度であるのが良い。このＰＶＣが４０％を越
えると塗料の透湿性能、伸長性が悪くなり、この発明の
目的である透湿性、伸長性のある塗料が得られなくなる
。

塗料化に当たって用いる顔料成分としては、酸化チタン
、亜鉛華、炭酸カルシウム、クレー、タルク、マイカ、
珪石粉、ガラス粉、ホワイトカーボン、パーライト粉等
がある。酸化チタンにおいては、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｎのそ
れぞれの含水酸化物による表面処理をなしたルチル型の
酸化チタンを用いるのが良い。

ＰｖＣを１０〜３０％の範囲におさめた半艶の塗料を作
成するχ）の炭酸力ルンウムでは、脂肪酸による表面処
理した重質炭酸カルシウムを用いるのが無処理の重質炭
酸カルシウムを用いるのに比べ、透湿性能が良い。

そして、ｐｖｃを２０〜４０％の範囲におさめた艶消塗
料を作成する為の充填材では、上記の顔料成分以外に粒
径５〜３００μの範囲にある中空粉体、ガラスバルーン
、シリカバルーン、シラスバルーン、カーボンバルーン
、フェノールバルーン。

塩化ビニリデンバルーン、アクリルバルーン、アルミナ
バルーン、ジルコニアバルーンなどを用いろことができ
る。

その他に、通常の水性塗料に用いる造膜助剤。

防凍剤、可塑剤等の溶剤、湿潤剤１分散剤、消泡剤等の
界面活性剤、増粘剤、防腐剤、防黴剤などを適宜使用す
る。

（作　用） この発明の塗料組成物は、特定成分の合成樹脂エマルシ
ョンを使用することおよびＰｖＣを特定することにより
、透湿性、伸長性と防水性能のある塗膜を形成させるこ
とができる。

更に、顔料に特定の酸化チタン、炭酸カルシウムを用い
た場合において、その塗膜の透湿性、有光沢の点におい
て優れた性能を発揮することができる。

（実施例） 以下、実施例と比較例によってこの発明を説明する。

実施例１では、単量体成分■、■、■、■の比が４０　
　：２８　　：２　　：３０となった、ＴｇがＯｏＣで
あるエマルションとして中央理化工業（抹）製のＥＳ−
９（固型分５０％）を用い、その塗料化配合は下記の通
りとした。

ＥＳ−９１００重量部 酸化チタン　　　　　　　　　　２３重量部炭酸カルシ
ウム　　　　　　　　５．４重量部５重量部 ３重量部 ３重量部 １０重量部 １重量部 （！’ｖｃ１３％） 尚、界面活性剤には、分散剤、湿潤剤、消泡剤を含んで
いる。また、実施例１より実施例４の配合においては酸
化チタンは表面処理としてＡｌ、Ｚｎの含水酸化物を用
いたものである石片産業（抹）のＲ−９３０を用い、炭
酸力ルンウムは表面処理が無いものである丸尾カルシウ
ム（株）のスーパーＳＳＳを用いた。

実施例２には、実施例１と同一のエマルションを用い他
は下記の通りである。

ＥＳ−９ 酸化チタン マイカ粉 防凍剤 増粘剤 １００重量部 １０重量部 ３．４重量部 ５重量部 ３重量部 防凍剤 増粘剤 界面活性剤 配合水 その他の添加剤 ３重量部 ５重量部 １重量部 ＣＰ　Ｖ　Ｃ６，７％） 実施例３では、実施例１と同一のエマルションを用い、
クリヤー塗料を作成した。この配合は下記の通りである
。

ＥＳ−９１００重量部 防凍剤　　　　　　　　　　　　　２重量部界面活性剤
　　　　　　　　　　　１重量部槽帖剤　　　　　　　
　　　　０．５重量部防腐剤、防黴剤　　　　　　　０
．５重量部実施例４では、実施例１と同一のエマルショ
ンを用い、下記の配合により塗料化した。

ＥＳ−９１００重量部 酸化チタン　　　　　　　　　　４２重量部炭酸カルシ
ウム　　　　　　　　１８重量部防凍剤　　　　　　　
　　　　　　５重量部槽帖剤　　　　　　　　　　　　
　３重量部界面活性剤　　　　　　　　　　　３重償部
界面活性剤 配合水 その他の添加剤 配合水　　　　　　　　　　　　２０重量部その他の添
加剤　　　　　　　　　１重量部（ＰＶＣ２５％） 尚、界面活性剤には、分散剤、湿潤剤、消泡剤を含んで
いる。

実施例５では、実施例１と同一のエマルションを用い、
下記の配合により塗料化した。

ＥＳ−９１００重量部 酸化チタン　　　　　　　　　　２３重量部炭酸カルシ
ウム　　　　　　　　５８重量部防凍剤　　　　　　　
　　　　　　５重量部槽帖剤　　　　　　　　　　　　
　４重量部界面活性剤　　　　　　　　　　　４重量部
間合水　　　　　　　　　　　　２５重量部その他の添
加剤　　　　　　　　　１重量部（ＰＶＣａ５％） 実施例６では、実施例１の配合中、酸化チタンをＡｌ、
Ｓｔ、Ｚｎ、のそれぞれの含水酸化物に上る表面処理が
されている帝国化工（株）のＪＲ−７０１に代えて塗料
化した。そのＰｖＣは実施例１と同じ値１３％である。

実施例７では、実施例４の配合中、炭酸カルシウムを脂
肪酸の表面処理がされている丸尾カルシウム（株）のス
ノーライトＳＳＳに代えて塗料化した。この配合のＰＶ
Ｃも実施例４と同じ値、２５％である。

実施例８では、下記の配合により塗料化を行った。酸化
チタン、炭酸カルシウムは実施例ｉに使用のもの、中空
粉体としてシリカバルーンを使用した。

ＥＳ−９１００重量部 酸化チタン　　　　　　　　　　２３重量部炭酸カルシ
ウム　　　　　　　　５８重量部中中空体　　　　　　
　　　　　　５重量部防凍剤　　　　　　　　　　　　
　５重量部槽帖剤　　　　　　　　　　　　　３重量部
界面活性剤　　　　　　　　　　　３重量部品合水　　
　　　　　　　　　　３０重量部その他の添加剤　　　
　　　　　　１重量部（Ｐ　Ｖ　Ｃ３５％） 比較例１では、単量体成分■を組成として含まず、単量
体成分■の割合が５重量％以下となったエマルションで
ある中央理化工業（株）製のＥＳ−２３（固型分５５％
、最低造膜温度０℃以下、皮膜伸度ｌ８００％）を使用
して、実施例１とＰＶＣを同一にして塗料を作成した。

その配合は下記の通りである。

ＥＳ−２３９１重量部 酸化チタン　　　　　　　　　　２３重量部炭酸カルシ
ウム　　　　　　　　５．４重量部防凍剤　　　　　　
　　　　　　　５重量部槽帖剤　　　　　　　　　　　
　　３重量部界面活性剤　　　　　　　　　　　３重量
部品合水　　　　　　　　　　　　１０重量部その他の
添加剤　　　　　　　　　１重漬部（ＰＶＣ１３％） 尚、界面活性剤には、分散剤、湿潤剤、消泡剤を含んで
いる。

比較例２では、単量体成分■に含まれるスチレン、アク
リル酸ブチル、アクリル酸２エチルヘキシルをそれぞれ
３０重量％づつと単量体成分■のα−エチレン性不飽和
カルボン酸１重量％および単量体成分■の（１）式で表
わされるしの５重量％からなるエマルション　（固型分
５０％）を用い、実施例１と同一の配合量により塗料化
した。

（１）ＶＣ１３％） 比較例３では、単ｍ体成分■の１つであるアクリル酸エ
チル（１゛ｇが一２０℃）９０重量％と単量体成分■の
α−エチレン性不飽和カルボン酸５重量％および単量体
成分■の（１）式で表わされるもの５重量％を同時乳化
重合させたエマルション（固型分５０％、Ｔｇ−１５℃
）を用い、これも実施例１の配合量と同じにし、エマル
ション交換の形で塗料化した。（ＰＶＣＩ３％） 比較例４では、単量体成分■の１つであるメタクリル酸
メチル６０重量％と単ｍ体成分■のアクリル酸２工チル
ヘキシル３０重量％、単量体成分［３］α−エチレン性
不飽和カルボン酸２重量％および単量体成分■の（１）
式で表わされるもの５重量％を同時乳化させたエマルシ
リン（固型分５０％。

’ｒｇ４０℃）を用い、これも実施例１の配合量とほぼ
同じにし、成膜助剤としてのブチルカルピトール１０重
量部を加え配合水を１５重量部とした上で塗料化した。

（ＰＶＣ１３％） 比較例５では、塗料のＰＶＣを４５％に決めた下記の配
合により塗料を作成した。尚、酸化チタンは実施例６に
使用のもの、炭酸カルシウムは実施例７に使用のもの、
中空粉体は実施例８に使用のらのを用いた。

ＥＳ−９１００重量部 酸化チタン　　　　　　　　　　６０重量部炭酸カルシ
ウム　　　　　　　　７１重量部中空粉体　　　　　　
　　　　　１０重量部防凍剤　　　　　　　　　　　　
　５重重部増帖剤　　　　　　　　　　　　　３重量部
界面活性剤　　　　　　　　　　　３重量部品合水　　
　　　　　　　　　　３０重量部その他の添加剤　　　
　　　　　　１重量部（ＰＶＣ４５％） 比較例６では、珪酸質系ペイントである菊水化学工業（
株）製のシリカペイントを用い試験した。

これらの塗料に対する試験は、透湿度、伸び。

防水性および光沢度を測定した。透湿度の測定はＪＴＳ
　　Ｚ０２０Ｂ　　（条件Ａ）に基づいて、膜厚０．５
ｍｍの試験片の透湿度を測定した。塗膜の伸びは、ＪＩ
Ｓ　　Ａ６９１０の５．１３（ＪＩＳ　　Ｋ６３０１）
の方法により、１ｍｍ厚の塗膜の伸びを測定した。防水
性については、フレキシブル板上にそれぞれの塗料を０
　、４　ｋｇ／　ｌｌ＋”程度塗布し、ＪＩｓ　　Ａ６
９１０の５．ＩＯの透水試験に基づいて測定した。光沢
度は、下地として４ＩＩＩｆｆ＋厚のフレキシブル板を
用い、その上へそれぞれの塗料をスプレー塗装し、常温
乾燥させた後６０°−６０゜角による鏡面反射率を測定
した。

試験結果については、下記の第１表に記した。

上記の結果から、この発明の塗料組成物は、その得られ
る塗膜が透湿性、伸長性、防水性能に優れていることが
分かるし、かつ、ＰＶｃと顔料の調整によれば光沢塗料
となることが解される。

（発明の効果） この発明の塗料を用いることによって、寒冷地に於いて
も凍害のない仕上り塗装面を得ることができる。仮に、
躯体内部よりの水が塗膜との界面に集まったとしても、
伸長性と透湿性によりヒビ割れ、フクレ、ハガレが簡単
に発生することらない。

特許出願人　　　　　　中央理化工業株式会社代表者　
篠原弘之

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）合成樹脂エマルション塗料において、その主結合
   材である合成樹脂エマルションが、［１］炭素数１〜３
   のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル、炭
   素数１〜３のアルキル基を有するメタクリル酸アルキル
   エステル、及びアクリロニトリルの少なくとも１種３０
   〜８８重量％、［２］炭素数４〜１０のアルキル基を有
   するアクリル酸アルキルエステル、炭素数４〜１０のア
   ルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステル、及び
   スチレンの少なくとも１種１０〜６８重量％、［３］α
   −、β−エチレン性不飽和カルボン酸１〜５重量％、並
   びに［４］反応性ビニル基を有するオルガノポリシロキ
   サン０．５〜４０重量％からなる単量体成分を、乳化重
   合して得られるポリマー組成を持つものであり、ポリマ
   ーのＴｇ（ガラス転移点温度）が３０℃以下、そして、
   塗料のＰＶＣ（顔料体積濃度）が０〜４０％であること
   を特徴とする透湿性、伸長性と防水性能を有する塗料組
   成物。
2. （２）塗料組成物のうち、クリアー塗料以外の顔料を含
   む有光沢塗料においては、白色顔料として酸化チタンに
   Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｎのそれぞれの含水酸化物による表面処
   理をなしてあるものを用いたことを特徴とする特許請求
   範囲第１項に記載の透湿性、伸長性と防水性能を有する
   塗料組成物。
3. （３）塗料組成物のうち、クリアー塗料以外の顔料を含
   む半艶塗料においては、体質顔料として、脂肪酸を表面
   処理した重質炭酸カルシウムを用いたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項または第２項に記載の透湿性、伸
   長性と防水性能を有する塗料組成物。
4. （４）塗料組成物のうち、クリアー塗料以外の顔料を含
   む艶消塗料においては、充填材として、中空粉体を用い
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   または第３項記載の透湿性、伸長性と防水性能を有する
   塗料組成物。