(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第２族元素から選ばれる１種以上の２価以上の金属元素を含む基材の上に、
有機質樹脂（Ａ）、水性媒体（Ｂ）、退色性色素（Ｃ）を含み、前記退色性色素（Ｃ）が化合物中に少なくともハロゲン基、硫酸基、カルボン酸基から選ばれる１種以上を含み、前記退色性色素（Ｃ）の濃度が０．０１〜１００ｍｇ／Ｌである水性被覆液（但し、光開始剤を含むものは除く。）を塗装し、
前記基材は、基材中の金属元素が水性被覆液中に溶出されるものであることを特徴とする塗装方法。
【請求項２】
前記水性被覆液が、平均一次粒子径が１ｎｍ以上２００ｎｍ以下の無機粒子を含むことを特徴とする請求項１に記載の塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、建築物や土木構造物等の保護のために、有機質樹脂等を主成分とする被覆液によって、透明な保護膜を形成することが行われている。最近では、環境を配慮した水性タイプの被覆液が種々提供されている。
但し、このような透明な被覆液では、作業時における塗り残し、塗りムラ等が問題となる場合がある。この問題に対処する手法のひとつとして、被覆液に退色性色素を添加することが知られている。
具体的に、特許文献１には、樹脂エマルションと食用色素を含有する退色性樹脂組成物が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２８５０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献の被覆液は、作業時においては着色された状態であり、被膜形成後、光等に曝されることによって透明化するものである。しかしながら、このような被覆液は、被塗面の状態や周辺環境等によっては、色素の色残りが生じる場合があり、退色速度の点において改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述のような問題点に鑑みなされたものであり、第１族元素、第２族元素、遷移元素から選ばれる１種以上の金属元素を含む金属塩を含む基材の上に、有機質樹脂（Ａ）、水性媒体（Ｂ）、退色性色素（Ｃ）を含む水性被覆液を塗装することによって、作業時の塗り残し、塗りムラ等を防止するとともに、透明な被膜が形成できることを見出し、本発明の完成に到った。
【０００６】
すなわち、本発明は以下の特徴を有するものである。
１．第２族元素から選ばれる１種以上の２価以上の金属元素を含む基材の上に、
有機質樹脂（Ａ）、水性媒体（Ｂ）、退色性色素（Ｃ）を含み、前記退色性色素（Ｃ）が化合物中に少なくともハロゲン基、硫酸基、カルボン酸基から選ばれる１種以上を含み、前記退色性色素（Ｃ）の濃度が０．０１〜１００ｍｇ／Ｌである水性被覆液（但し、光開始剤を含むものは除く。）を塗装し、
前記基材は、基材中の金属元素が水性被覆液中に溶出されるものであることを特徴とする塗装方法。
２．前記水性被覆液が、平均一次粒子径が１ｎｍ以上２００ｎｍ以下の無機粒子を含むことを特徴とする１．に記載の塗装方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の塗装方法は、水性被覆液が色素によって着色されているため、作業時の塗り残し、塗りムラ等を防止することができる。さらに、被膜形成後は、色素が速やかに退色するため、早期に透明な保護膜を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【０００９】
本発明の塗装方法で使用する水性被覆液は、第１族元素、第２族元素、遷移元素から選ばれる１種以上の金属元素を含む基材の上に塗装するものであり、基材の保護、例えば、耐水性、耐候性、耐汚染性等の表面保護性を高めることができるものである。
【００１０】
本発明の水性被覆液は、有機質樹脂（Ａ）、水性媒体（Ｂ）、退色性色素（Ｃ）を含むものであり、退色性色素（Ｃ）の濃度が０．０１〜１００ｍｇ／Ｌ（好ましくは０．０５〜８０ｍｇ／Ｌ）であることを特徴とする。
このような水性被覆液は、退色性色素（Ｃ）を含有することにより、塗装作業時には着色されており、塗装作業時の塗り残し、塗りムラ等を防止することができる。さらに、塗装後は、基材中の金属元素が水性被覆液中に溶出され、該金属元素（金属イオン）によって退色性色素（Ｃ）の色素の退色が早められ、早期に透明な被膜を形成することができる。
【００１１】
退色性色素（Ｃ）の濃度が０．０１ｍｇ／Ｌより低い場合は、色素による発色性が乏しく、塗装したか否かの確認や塗付け量の確認が難しくなる。一方、１００ｍｇ／Ｌより高い場合は、退色に時間がかかる場合がある。なお、退色性色素（Ｃ）の濃度とは、水性媒体（Ｂ）１リットル中に含まれる重量のことである。
【００１２】
このような退色性色素（Ｃ）としては、光、ｐＨ、温度等の外部刺激によって、経時的に退色する色素であり、水性媒体（Ｂ）に溶解するものであれば特に限定されない。
退色性色素（Ｃ）としては、例えば、化合物中に少なくともハロゲン基、硫酸基、硫酸水素基、硝酸基、リン酸基、リン酸水素基、炭酸基、炭酸水素基、カルボン酸基から選ばれる１種以上のアニオン性基を含むものが好ましい。これらは、水性媒体（Ｂ）中でイオン解離し、容易に溶解させることができる。
このような退色性色素（Ｃ）としては、例えば、食用青色１号、食用赤色３号、食用赤色１０２号、食用赤色１０４号、食用赤色１０５号、食用赤色１０６号、食用緑色３号等の食用染料等が挙げられる。
本願発明ではこのような退色性色素（Ｃ）を用い、被膜形成後に無色透明の被膜を形成するものであるが、本発明の効果を損なわない程度に、染料、顔料等を含む着色された被膜を形成するものでもよい。
【００１３】
有機質樹脂（Ａ）としては、例えば、セルロース、ポリビニルアルコール、バイオガム、ガラクトマンナン誘導体、アルギン酸誘導体、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂等、あるいはこれらの複合系等の水溶性樹脂及び／または水分散性樹脂（樹脂エマルション）が挙げられ、これらの１種または２種以上を使用することができる。これらは架橋反応性を有するものであってもよい。
【００１４】
水性媒体（Ｂ）としては、主に水を媒体とするものであり、必要に応じ、低級アルコール、多価アルコール、アルキレンオキサイド含有化合物等の水溶性化合物が混合されていてもよい。
特に、メタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、ブタノール等の低級アルコールを含むものが好ましく用いられる。低級アルコールを含む場合、水性被覆液が基材に浸透しやすく、強靭な塗膜を形成することができるとともに、基材中の金属元素が溶出されやすく、退色を早めることができる。
【００１５】
本発明の水性被覆液は、有機質樹脂（Ａ）、水性媒体（Ｂ）、退色性色素（Ｃ）以外の成分を本願発明の効果を損なわない程度に適宜混合することもできる。
このような成分としては、無機粒子、金属塩、増粘剤、レベリング剤、湿潤剤、可塑剤、造膜助剤、凍結防止剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、抗菌剤、分散剤、消泡剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、触媒、光触媒、架橋剤、繊維等が挙げられる。
【００１６】
無機粒子としては、特に、平均一次粒子径が１ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以上１００ｎｍ以下のマンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、銀、白金、金、シリコン、ゲルマニウム、錫等の金属元素を含む無機粒子が好ましい。無機粒子は、詳細は明らかでないが、色素の退色をより早める効果があり、また、上記粒子径の範囲では透明性を有する。
本発明では特に、シリコン元素を含む無機粒子を含むことが好ましく、退色性色素の退色速度をより早めることができる。シリコン元素を含む無機粒子としては、例えば、シリカゾル等が挙げられる。これらは、珪酸ソーダ、シリケート化合物を原料として製造することができ、酸性タイプ〜塩基性タイプ（好ましくは、中性タイプ〜塩基性タイプ）のもの、またなんらかの表面処理が施されたものでもよい。
【００１７】
金属塩としては、特に、第１族元素、第２族元素、遷移元素から選ばれる１種以上の金属元素を含むものが好ましく、このような金属塩を含むことにより、色素の退色を早めることができる。
【００１８】
本発明の水性被覆液の固形分は、２０重量％以下、好ましくは０．１重量％以上１０重量％以下である。本発明における水性被覆液の固形分は、使用時における固形分であり、製造、保管、運搬時には高固形分とし、使用時に適宜希釈して前記固形分となるものを含む。
【００１９】
本発明の塗装方法で使用する基材としては、第１族元素、第２族元素、遷移元素から選ばれる１種以上の金属元素を含む金属塩が含まれるものであれば特に限定されない。
第１族元素としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム等、第２族元素としては、例えば、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等、遷移元素は周期表における第３族元素から第１１族元素に属する金属元素であり、例えば、チタン、バナジウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、銀等が挙げられる。
本発明では特に、退色性色素（Ｃ）に含まれるアニオン基が、ハロゲン基、硫酸基等の１価のアニオン基である場合、第２族元素、遷移元素から選ばれる２価以上の金属元素（さらに好ましくは、第２族元素の金属元素）を含む金属塩を含む基材を用いることによって、色素の退色をより早めることができる。
【００２０】
また、基材表面の第１族元素、第２族元素、遷移元素から選ばれる１種以上の金属元素濃度が、１ｍｇ／ｍ２以上１０ｇ／ｍ２以下（さらに好ましくは５ｍｇ／ｍ２以上７ｇ／ｍ２以下）であることが好ましい。
なお、金属元素濃度の測定は、走査型電子顕微鏡（日本電子製：ＪＳＭ５３０１ＬＶ）を用いて、表面元素分析（ＥＤＳ）にて行った。
【００２１】
このような基材としては、主に建築物や土木構造物等の基材が挙げられる。具体的には、例えば、石膏ボード、コンクリート、モルタル、スレート板、繊維混入セメント板、セメント珪酸カルシウム板、スラグセメントパーライト板、ＡＬＣ板、サイディング板、金属、陶磁器、焼成タイル、磁器タイル、合板、自然石、人工石、押出成形板、木材、ガラス、プラスチック板、合成樹脂等が挙げられ、また基材表面は、なんらかの表面処理剤が施されたものでもよい。
【００２２】
また、基材表面に施される表面処理剤としては、第１族元素、第２族元素、遷移元素から選ばれる１種以上の金属元素を含むものであり、例えば、該金属元素の炭酸塩、硫酸塩、塩酸塩、硝酸塩、等の化合物を含むものが挙げられる。このような物質が表面処理剤中に含まれることにより、水性被覆液の色素の退色をより早めることができる。
【００２３】
このような基材の上に、水性被覆液を塗装する際には、スプレー塗り、刷毛塗り、ローラー塗り、ウェス拭き等の塗装手段を適宜採用することができる。
水性被覆液の塗付け量は、通常０．００５〜０．５ｋｇ／ｍ２、好ましくは０．０１〜０．３ｋｇ／ｍ２程度である。この範囲であれば、複数回重ね塗りしてもよい。水性被覆液の乾燥は通常、常温で行えばよい。
【実施例】
【００２４】
以下に実施例を示し、本発明の特徴をより明確にする。
【００２５】
＜基材＞
・基材Ａ：天然石（１００×１００×５ｃｍ）、金属元素濃度６．６ｇ／ｍ２
・基材Ｂ：磁器タイル（１００×１００×５ｃｍ）、金属元素濃度９．１ｇ／ｍ２
・基材Ｃ：スレート板（１００×１００×５ｃｍ）、金属元素濃度１０．７ｇ／ｍ２
・基材Ｄ：基材Ｃの上に、下塗り塗料Ａを塗付け量０．１ｋｇ／ｍ２で塗付し、温度２５℃、相対湿度５０％にて２４時間静置させたものを基材Ｄとした（金属元素濃度０ｇ／ｍ２）
下塗り塗料Ａ：結合剤：アクリルシリコンエマルション（組成：２−エチルヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート、スチレン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、シクロヘキシルメタクリレート、メタクリル酸）、固形分５０ｗｔ％（媒体：純水（金属イオン濃度０ｍｇ／Ｌ））
・基材Ｅ：基材Ｃの上に、下塗り塗料Ｂを塗付け量０．１ｋｇ／ｍ２で塗付し、温度２５℃、相対湿度５０％にて２４時間静置させたものを基材Ｅとした（金属元素濃度１．２ｍｇ／ｍ２）
下塗り塗料Ｂ：結合剤：アクリルシリコンエマルション（組成：２−エチルヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート、スチレン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、シクロヘキシルメタクリレート、メタクリル酸）、固形分５０ｗｔ％（媒体：金属イオン水溶液（金属イオン濃度：１２０ｍｇ／Ｌ））
・基材Ｆ：基材Ｃの上に、下塗り塗料Ｃを塗付け量０．１ｋｇ／ｍ２で塗付し、温度２５℃、相対湿度５０％にて２４時間静置させたものを基材Ｆとした（金属元素濃度０．５ｍｇ／ｍ２）
下塗り塗料Ｃ：結合剤：アクリルシリコンエマルション（組成：２−エチルヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート、スチレン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、シクロヘキシルメタクリレート、メタクリル酸）、固形分５０ｗｔ％（媒体：金属イオン水溶液（金属イオン濃度：５０ｍｇ／Ｌ））
・基材Ｇ：基材Ｃの上に、下塗り塗料Ｄを塗付け量０．１ｋｇ／ｍ２で塗付し、温度２５℃、相対湿度５０％にて２４時間静置させたものを基材Ｇとした（金属元素濃度７．８ｍｇ／ｍ２）
下塗り塗料Ｄ：結合剤：アクリルシリコンエマルション（組成：２−エチルヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート、スチレン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、シクロヘキシルメタクリレート、メタクリル酸）、固形分５０ｗｔ％（媒体：金属イオン水溶液（金属イオン濃度：７８０ｍｇ／Ｌ））
【００２６】
＜水性被覆液＞
表１に示す配合にて、下記に示す樹脂、退色性色素、媒体を混合し、水性被覆液を作製した。
樹脂Ａ：アクリルシリコンエマルション（組成：２−エチルヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート、スチレン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、シクロヘキシルメタクリレート、メタクリル酸）、固形分４５ｗｔ％、媒体：純水（金属イオン０ｍｇ／Ｌ）
退色性色素Ａ：食用赤色３号、エリスロシン、アニオン基：ヨード基、カルボン酸基
退色性色素Ｂ：食用青色１号、フリリアントブルーＦＣＦ、アニオン基：スルホン酸基
退色性色素Ｃ：食用赤色１０４号、フロキシン、アニオン基：クロロ基、ブロモ基、カルボン酸基
媒体Ａ：純水（金属イオン０ｍｇ／Ｌ）
【００２７】
（実験例）
表２に示す基材の上に、水性被覆液を塗付け量０．１ｋｇ／ｍ２で刷毛にて塗付し、水性被覆液の塗装作業性を評価した。
評価は、５：塗装した箇所が明確に着色され塗装作業性に優れていた、から、１：塗装した箇所と塗装していない箇所がわかりにくかった、もしくは塗装にムラが生じた、の５段階評価で行った。なお、評価結果は表２に示す。
また、塗装後、温度２５℃で、直射日光が当たらない北面屋内の窓内側にて、４８時間静置させ、塗装直後と４８時間静置後の表面色を評価した。評価は、５：表面は白色であり水性被覆液の色は消色していた、から、１：表面は水性被覆液による色であり消色していなかった、の５段階評価で行った。なお、評価結果は表２に示す。
【００２８】
【表１】
0005576227.tif 000002
【００２９】
【表２】
0005576227.tif 000003