(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の屋根材に塗布される水系の屋根材用制振塗料組成物であって、
アクリル系樹脂からなるアクリル系樹脂粒子を水系分散媒に分散した水系樹脂分散液と、
平均粒径が１〜５０μｍであり、アスペクト比が１００〜２００であるチタン酸カリウムと、
を含有しており、前記チタン酸カリウムが、前記アクリル系樹脂粒子１００質量部に対して２０〜６５質量部の割合で含まれており、
前記アクリル系樹脂が、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、もしくは、メタクリル酸エステルの各単量体からなる単独重合体、または、前記単量体のうちの複数種が重合してなる共重合体である、ことを特徴とする屋根材用制振塗料組成物。
【請求項２】
請求項１に記載の屋根材用制振塗料組成物によって金属製の屋根材表面に塗膜が形成されていることを特徴とする屋根材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば工場、倉庫、駐車場、一般家屋などの屋根材として多用されている金属製の屋根材表面に制振塗膜を形成することができる屋根材用制振塗料組成物及び屋根材に関する。詳細には金属製の屋根材に塗布したとき、その塗膜の乾燥過程でのワキの発生を効果的に抑制することができ、かつフィラーの含有量が少ないにも拘わらず十分な雨音低減効果を有する制振塗膜を形成することができる屋根材用制振塗料組成物及び屋根材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば工場、倉庫、駐車場、一般家屋などの屋根材には、重く取り扱い性が悪い瓦屋根に代えてより軽量で取り扱い性の良好な金属製の屋根材が多用されている。ところが、金属製の屋根材にあっては、該金属製の屋根材に雨水が当たることによって生じる雨音が、屋根材を通して建物内部に伝播して騒音となる上、屋根材に当たることによって生じる雨音は、周辺の隣家にも伝わり騒音となることがある。特に６月、７月の梅雨時期では雨の日が長く続くため、近隣騒音・振動苦情に発展する恐れもある。
【０００３】
従来、金属製の屋根材における雨音による騒音に対しては、屋根材と下地材とを制振性接着剤を用いて接着したり、折板の裏面側に制振シートを貼設したりする対応が採られていた（例えば特許文献１及び２参照）。
【０００４】
また、例えば鱗片状顔料を５〜３０質量％含む合成エマルジョン塗料を用い、これを屋根材表面に塗布して該屋根材表面に制振塗膜を形成するという対策も採られていた（例えば特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−００９２０５号公報
【特許文献２】特開平１０−３０６５５０号公報
【特許文献３】特開２００３−２３８８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、従来の制振性接着剤、制振シート、或いは制振塗料を用いた雨音による騒音対策にあっては、乾燥温度を高めるにしたがって、塗膜の表面外観に凹凸が生じたり、塗幕にピンホールが形成したりする現象が生じ易く、この現象は、一般にワキと呼ばれており、塗膜表面の欠陥となることから、その発生の抑制が望まれていた。
【０００７】
また、従来の制振性接着剤、制振シート、或いは制振塗料にあっては、十分な雨音低減効果を確保するために、マイカなどの充填剤を多量に充填していた。この為、従来の瓦屋根に比べて軽量で取り扱い性が良好であることに優位性を持つ金属製の屋根材ではあるものの、制振性を付与したが為、その分、重くなり、取り扱い性を損ねるという不具合を招いていた。
【０００８】
本発明者は、このような当該分野における技術的課題に鑑み、ワキの発生を効果的に抑制し、かつフィラーの含有量が少ないにも拘わらず十分な雨音低減効果を有する制振塗膜を形成できる屋根材用制振塗料組成物を提案すべく、鋭意研究の結果、チタン酸カリウムが少量の含有量であっても十分な雨音低減効果を有する塗膜を形成できること、また、このチタン酸カリウムを含有させることで、塗膜の乾燥過程でのワキの発生を効果的に抑制することができることを発見し、この知見に基づいて本発明を完成させるに至ったのである。
【０００９】
すなわち本発明は、金属製の屋根材に塗布したとき、その塗膜の乾燥過程でのワキの発生を効果的に抑制することができ、かつフィラーの含有量が少ないにも拘わらず十分な雨音低減効果を有する制振塗膜を形成することができる屋根材用制振塗料組成物及び屋根材を提供することを目的とするものである。
【００１０】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、金属製の屋根材に塗布される水系の屋根材用制振塗料組成物であって、
アクリル系樹脂からなるアクリル系樹脂粒子を水系分散媒に分散した水系樹脂分散液と、
平均粒径が１〜５０μｍであり、アスペクト比が１００〜２００であるチタン酸カリウムと、
を含有しており、前記チタン酸カリウムが、前記アクリル系樹脂粒子１００質量部に対して２０〜６５質量部の割合で含まれており、
前記アクリル系樹脂が、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、もしくは、メタクリル酸エステルの各単量体からなる単独重合体、または、前記単量体のうちの複数種が重合してなる共重合体である、ことを特徴とする屋根材用制振塗料組成物をその要旨とした。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の屋根材用制振塗料組成物によって金属製の屋根材表面に塗膜が形成されていることを特徴とする屋根材をその要旨とした。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の屋根材用制振塗料組成物にあっては、アクリル系樹脂からなるアクリル系樹脂粒子を水系分散媒に分散した水系樹脂分散液と、平均粒径が１〜５０μｍであり、アスペクト比が１００〜２００であるチタン酸カリウムと、を含有しており、前記チタン酸カリウムが、アクリル系樹脂粒子１００質量部に対して２０〜６５質量部の割合で含まれているので、該屋根材用制振塗料組成物を金属製の屋根材に塗布したとき、その塗膜の乾燥過程でのワキの発生を効果的に抑制することができる。
【００１４】
また、請求項１に記載の屋根材用制振塗料組成物にあっては、チタン酸カリウムの含有量がアクリル系樹脂粒子１００質量部に対して２０〜６５質量部という僅かな量であるにも拘わらず、十分な雨音低減効果を有する制振塗膜を形成することができる。このため、該屋根材用制振塗料組成物を金属製の屋根材に塗布し、屋根材上に制振塗膜を形成しても重くならず、取り扱い性を損ねることもないというメリットを有している。
【００１５】
また、請求項２に記載の屋根材にあっては、該屋根材上に形成されている制振塗膜中のチタン酸カリウムの含有量がアクリル系樹脂粒子１００質量部に対して２０〜６５質量部という僅かな量であるにも拘わらず、該塗膜は十分な雨音低減効果を有することから、軽量で取り扱い性が良好である。また、この屋根材を用いたとき、雨音による騒音を効果的に抑制することができ、かつ軽量な屋根構造を造り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の屋根構造を示す部分断面図。
【図２】実施例１の塗料組成物を用いた塗膜の損失係数と温度との関係を示すグラフ。
【図３】実施例２の塗料組成物を用いた塗膜の損失係数と温度との関係を示すグラフ。
【図４】実施例３の塗料組成物を用いた塗膜の損失係数と温度との関係を示すグラフ。
【図５】比較例１の塗料組成物を用いた塗膜の損失係数と温度との関係を示すグラフ。
【図６】比較例２の塗料組成物を用いた塗膜の損失係数と温度との関係を示すグラフ。
【図７】比較例３の塗料組成物を用いた塗膜の損失係数と温度との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の屋根材用塗料組成物及び屋根材を更に詳しく説明する。まず、本発明の屋根材用塗料組成物（以下、単に塗料組成物という）について説明する。本発明の塗料組成物は、例えば倉庫、工場、駐車場、駐輪場、体育館、アーケード、寺院、神社、一般家屋などの建造物の屋根構造を構成する金属製の屋根材に適用され、図１に示すように、その屋根材１１表面に優れた雨音低減効果とを有し、しかも良好な塗布性及び密着性を持つ制振塗膜１２を形成するものである。
【００１８】
屋根材を構成する金属としては、例えば鉄、ステンレス鋼、アルミニウム合金、亜鉛合金、銅などが挙げられる。また屋根材には、各種金属からなるめっきが施されていてもよい。これら金属製の屋根材表面に適用される本発明の塗料組成物には、塗膜を形成する樹脂粒子が水系分散媒に分散した水系樹脂分散液と、前記屋根材表面に形成される塗膜の制振性を高めるための成分である、平均粒径が１〜５０μｍであり、アスペクト比が１００〜２００であるチタン酸カリウムとを含有している。
【００１９】
塗膜を形成する樹脂粒子としては、例えばアクリル系樹脂、アクリル／スチレン系樹脂、ウレタン系樹脂、フェノール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、酢酸ビニル／アクリル系樹脂、エチレン／酢酸ビニル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、アルキッド系樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン共重合ゴム、ブタジエンゴム及びイソプレンゴムから選ばれるいずれか、若しくはこれらの変性体によって構成されているものを挙げることができる。塗膜を形成する樹脂粒子には、上記樹脂、ゴム或いは変性体のいずれか１種からなるもの、若しくは２種以上からなるものを用いることができる。
【００２０】
上記樹脂粒子の中でも、制振性能が最も発揮されるピーク温度領域を０〜５０℃の常温付近に調整し易いという点がアクリル系樹脂からなるものが好ましい。アクリル系樹脂としては、例えばアクリル酸、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステルなどのアクリル酸エステル、メタクリル酸及び２−エチルヘキシルエステル、エトキシエチルエステルなどのメタクリル酸エステルの各単量体からなる単独重合体、これら単独重合体の混合物、或いは前記単量体が複数重合した共重合体を挙げることができる。上記アクリル系樹脂の中でもアクリル酸エステルやメタクリル酸エステル、或いはメタクリル酸メチルとアクリル酸ブチルとの共重合体は、常温付近に調整し易くより好ましい。
【００２１】
アクリル系樹脂からなる樹脂粒子を塗膜を形成する樹脂粒子として用いる場合、アクリル系樹脂からなる樹脂粒子を単独で使用することが最も好ましいが、塗膜を形成する樹脂粒子として他の樹脂からなる樹脂粒子も併用する場合には、樹脂粒子全量に対するアクリル系樹脂からなる樹脂粒子の含有量が９０質量％以上とすることが好ましく、より好ましくは９５質量％以上である。
【００２２】
樹脂粒子を分散する水系分散媒としては、水、若しくは水と一価アルコールの混合液が好ましく、一価アルコールとしてはメタノールやエタノールを好ましい例として挙げることができる。
【００２３】
尚、上記塗膜を形成する樹脂粒子と水系分散媒は、本発明の塗料組成物を適用する屋根材またはその表面に形成されたメッキ被膜を構成する鉄、亜鉛、アルミニウム、銅などの金属の種類、或いは屋根材の種類や形状などを考慮して適宜選択するのが望ましい。
【００２４】
チタン酸カリウムは、塗膜の乾燥過程でのワキの発生を効果的に抑制し、かつ制振性能を向上させ、雨音を効果的に低減する機能を持つ成分である。その平均粒径は１〜５０μｍであり、アスペクト比は１００〜２００である。平均粒径が１μｍ未満の場合、アスペクト比の調整が困難となる恐れがあり、平均粒径が５０μｍを超える場合には、塗布性が低下する恐れがある。また、チタン酸カリウムのアスペクト比が１００未満の場合、雨音の低減効果が十分に得られず、アスペクト比が２００を超える場合には、塗布性が低下するという不具合を招来する恐れがある。
【００２５】
平均粒径は、レーザー光散乱法で求められる粒度の積算分布において、５０％体積平均粒径（Ｄ５０値）である。アスペクト比は、走査型電子顕微鏡の観察において、無作為に５０個のチタン酸カリウムを選び、それらチタン酸カリウムの長径と厚みを測定した測定値の平均を求めたものである。
【００２６】
使用可能なチタン酸カリウムとしては、例えば鱗片状又は繊維状の６−チタン酸カリウム、４−チタン酸カリウム、フッ化チタン酸カリウムなどを挙げることができ、これらのチタン酸カリウムを単独で、或いは複数種を組み合わせて用いることができる。
【００２７】
このチタン酸カリウムが、該塗料組成物中の樹脂粒子１００質量部に対して２０〜６５質量部の範囲で含まれているのである。チタン酸カリウムの含有量が２０質量部を下回る場合、十分なワキ発生の抑制効果並びに十分な雨音減衰効果が得られず、チタン酸カリウムの含有量が樹脂粒子１００質量部に対して６５質量部を上回る場合には、該塗料組成物の金属製の屋根材に対する塗布性が損なわれる恐れがある。
【００２８】
尚、チタン酸カリウムの種類及び含有量は、屋根材またはその表面に形成されたメッキ被膜を構成する鉄、亜鉛、アルミニウム、銅などの金属の種類、或いは屋根材の種類や形状、さらには要求される制振性を考慮して適宜決定するのが望ましい。
【００２９】
また本発明の塗料組成物には、必要に応じて、チタン酸カリウム以外の充填剤を含有させることもできる。チタン酸カリウム以外の充填剤としては、例えばマイカ、タルク、クレー、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ガラス、シリカ、酸化アルミニウム、アルミニウム、水酸化アルミニウム、鉄、酸化チタン、酸化鉄、珪藻土、ゼオライト、フェライト、グラファイト、セピオライトなどを挙げることができる。
【００３０】
また本発明の塗料組成物には、難燃剤、着色剤、酸化防止剤、帯電防止剤、安定剤、発泡剤、滑剤、分散剤、ゲル化剤、造膜助剤、凍結防止剤、防錆剤などを必要に応じて含有させることができる。
【００３１】
本発明の塗料組成物は、上述のチタン酸カリウムを前記水系樹脂分散液に配合し、プラネタリーミキサーなどの従来公知の混合手段を用いて混合することで調製することができる。
【００３２】
本発明の塗料組成物を屋根材に塗布する塗布方法としては、特に限定されず、例えばロールコーター、スプレーガンなどの塗布手段を用いることができ、塗料の乾燥には、熱風乾燥や赤外線乾燥などの方法を採ることができる。上記塗料組成物を屋根材に塗布した場合、該組成物中には、上述のチタン酸カリウムが含まれているため、塗布ムラや擦れが生じ難く、その乾燥に際してはワキの発生が効果的に抑制されるようになっている。
【００３３】
本発明の塗料組成物の屋根材への塗布量としては特に限定されず、屋根材またはその表面に形成されたメッキ被膜を構成する鉄、亜鉛、アルミニウム、銅などの金属の種類、或いは屋根材の種類や形状、さらには要求される制振性などを考慮して適宜決定するとよい。
【００３４】
具体的には屋根材表面に形成される塗膜が乾燥膜厚で１０μｍ〜９００μｍの厚さとなる塗布量とするのが望ましい。より好ましくは塗膜の乾燥膜厚が１０μｍ〜５００μｍである。塗料組成物の屋根材への塗布量（塗膜の乾燥膜厚）が１０μｍを下回る場合、その塗膜は、十分な雨音低減効果を得ることができず、また耐久性に乏しいものとなる。一方、塗料組成物の屋根材への塗布量（塗膜の乾燥膜厚）が９００μｍを上回る場合には、塗膜が屋根材表面から剥離し易くなり、十分な密着性が確保できなくなる恐れがある。
【００３５】
尚、塗料組成物の屋根材への塗布は、塗料組成物を屋根材全面に塗布する形態の他に、塗料組成物を屋根材の制振性が要求される部分のみに塗布することもでき、その場合、塗料組成物の使用量を抑え、低コスト化及び軽量化を図ることができる。
【００３６】
次に、本発明の屋根材について説明する。本発明の屋根材は、図１に示すように、金属製の屋根材１１表面に本発明の塗料組成物由来の制振塗膜１２が形成された構造を有している。このため、本発明の屋根材は、軽量であるばかりではなく、十分な雨音低減効果を有し、その制振塗膜１２は滑らかでムラが無く、剥離などの恐れも少ないため、雨音低減効果が損なわれ難くなっている。
【００３７】
本発明の屋根材は、一般住宅、学校、体育館、レジャー施設、工場、倉庫、店舗、車庫、アーケードなど多くの建築物の屋根に用いることができ、また、瓦棒葺、立平葺、折板、平葺、横葺、或いは金属瓦葺など様々な屋根の工法に適用できる。
【００３８】
本発明の屋根材は、該屋根材上面に制振塗膜を形成した後、さらにその上面にアルミニウム箔などの金属箔を貼り合わせた態様を採ることもできる。この場合、屋根材上面には金属箔を拘束層とする拘束型制振構造が造り出されることになり、塗膜の持つ雨音低減効果はさらに優れたものとなる。
【実施例】
【００３９】
アクリル系エマルション（ＤＩＣ株式会社製、ＢＣ−２８０）中に、メタクリル酸メチルとアクリル酸２−エチルヘキシルとの共重合体であり、同共重合体におけるメタクリル酸メチルとアクリル酸２−エチルヘキシルとの質量比が３７：６３である樹脂粒子、平均粒径が１８μｍでアスペクト比が１５０であるチタン酸カリウム又は非膨潤性マイカ（株式会社ヤマグチマイカ製、ＴＭ−２０）を表１に示す重量比率で配合し、実施例１〜３並びに比較例１〜３の各塗料組成物を調製した。得られた実施例１〜３並びに比較例１〜３の各塗料組成物について、損失係数の評価、塗布性の評価、並びにワキの抑制効果を確認し、その結果を表１及び図２〜図７に示した。
【００４０】
【表１】
0005567883.tif 000002
【００４１】
【表２】
0005567883.tif 000003
【００４２】
＜損失係数の評価＞
実施例１〜３並びに比較例１〜３の各塗料組成物をそれぞれ厚さ１ｍｍの鋼板に膜厚が１ｍｍとなるように塗布し、約５０℃で乾燥することで制振塗膜を形成し、これを試験片とした。作製した各試験片の制振塗膜について損失係数を小野測器株式会社製の中央加振法損失係数測定装置（ＣＦ５２００タイプ）を用いて測定した。
【００４３】
＜塗布性の評価＞
実施例１〜３並びに比較例１〜３の各塗料組成物を粘度カップＮｏ.２にて測定し、４０〜１００秒になるように水で希釈した希釈組成物を調整した。希釈組成物をウレタンローラーの全面に塗り付けた後、そのウレタンローラーをガルバリウム鋼板上で５回往復させることでガルバリウム鋼板に希釈組成物を塗布した。塗布した直後の塗膜を目視で観察し、表２に示される判定基準で評価した。
【００４４】
＜ワキの抑制効果の確認＞
実施例１〜３並びに比較例１〜３の各塗料組成物を厚さ０．５ｍｍのガルバリウム鋼板にバーコータで塗布した後、そのガルバリウム鋼板を加熱炉内に入れて加熱乾燥することで塗膜を形成した。この加熱乾燥では、ガルバリウム鋼板の表面温度が２２０℃となるように加熱炉内の温度を設定し、その温度で４０秒間処理した。なお、実施例１〜３並びに比較例１〜３の各塗料組成物の塗布量は、塗膜の厚さが約１００μｍとなるように調整している。次に、塗膜の表面状態についてワキの有無を確認し、表２の基準に基づいて評価した。
【００４５】
表１から、比較例１〜３の各塗料組成物にあっては、塗布性及びワキの抑制効果について△や×の評価となったが、実施例１〜３の各塗料組成物にあっては、いずれも○の評価となり、塗布性及びワキの抑制効果に優れることが確認された。
【００４６】
また、図６及び図７から、フィラーとしてマイカを用いた比較例２及び３の場合、マイカの含有量が樹脂粒子２３．２８重量部に対して５重量部の比較例２の塗料組成物による塗膜の損失係数のピークは１０℃で０．０２となり、十分な雨音低減効果をもたらすとされる塗膜の損失係数０．０３には未だ十分とは言えない性能であった。マイカの含有量が樹脂粒子２３．２８重量部に対して２０重量部の比較例３の塗料組成物の場合、その塗膜の損失係数のピークは１０℃で０．０６５となり、十分な雨音低減効果を有するものの、マイカの含有量が多く、その分、重く取り扱い性に問題があることが確認された。
【００４７】
図５から、チタン酸カリウムを樹脂粒子２３．２８重量部に対して２０重量部の割合で含む比較例１の塗料組成物による塗膜の損失係数のピークは１５℃で０．０７となり、十分な雨音低減効果を有していることが確認された。
【００４８】
また、図２〜図４から、チタン酸カリウムの含有量が樹脂粒子２３．２８重量部に対して５重量部、１０重量部、或いは１５重量の割合で含む実施例１〜３の各塗料組成物の場合、それらの塗膜の損失係数のピークは１５℃においていずれも０．０３を上回り、十分な雨音低減効果を有することが確認された。
【００４９】
また、実施例１の塗料組成物と比較例２の塗料組成物とを対比したとき、フィラーの含有量が樹脂粒子１００重量部に対していずれも５重量部であるが、マイカをフィラーとして用いた比較例２の塗料組成物の塗膜が十分な雨音低減効果を得られないのに対し、チタン酸カリウムをフィラーとして用いた実施例１の塗料組成物の塗膜が十分な雨音低減効果を有しており、本発明の塗料組成物が、僅かなフィラー量であるにも拘わらず、十分な雨音低減効果を有する制振塗膜を形成することができることが確認された。
【図１】
0005567883.tif 000004
【図２】
0005567883.tif 000005
【図３】
0005567883.tif 000006
【図４】
0005567883.tif 000007
【図５】
0005567883.tif 000008
【図６】
0005567883.tif 000009
【図７】
0005567883.tif 000010