(57)【要約】      （修正有）【課題】ビルの冷暖房費と冷暖房による二酸化炭素の軽減のため、ビルに断熱処理を施すことが多くなってきている。壁や屋根を新規なものにすることは費用等の点から難しいため、表面に断熱塗料を塗布することがよく行なわれている。このような断熱塗料としては、伝熱係数の小さいガラスやシラス等の中空体を混合したものが多いが、断熱効果が不十分であるので、安価で、且つ十分な断熱効果を有する塗料を提供する。【解決手段】樹脂、バルーン、整泡剤、顔料、水から構成されるエマルジョン塗料。樹脂１００重量部に対して、バルーン１０〜２０重量部、整泡剤０．３〜５重量部、水５０〜２００重量部の混合比率であることが好ましいエマルジョン塗料。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂、バルーン、整泡剤、顔料、水から構成されるエマルジョン塗料。
【請求項２】
各成分の混合比率が、樹脂１００重量部に対して、バルーン１０〜２０重量部、整泡剤０．３〜５重量部、水５０〜２００重量部である請求項１記載のエマルジョン塗料。
【請求項３】
各成分の容積比率は、樹脂１００容量部に対して、バルーン７０〜９０容量部、空気５〜１５容量部、整泡剤０〜０．１容量部、水５０〜２００容量部である請求項１又は２記載のエマルジョン塗料。
【請求項４】
樹脂１００重量部に対して、整泡剤０．３〜５重量部を混合し、この時点で撹拌混合し、十分に泡立てた後、バルーン１０〜２０重量部、水５０〜２００重量部を添加し、再度撹拌することを特徴とするエマルジョン塗料の製造方法。
【請求項５】
該樹脂と整泡剤の撹拌混合は、見かけ密度が０．０５〜０．１５ｇ／ｃｍ３程度小さくなるように行うものである請求項４記載のエマルジョン塗料の製造方法。
【請求項６】
該撹拌の方法は、各成分の容積比率が、樹脂１００容量部に対して、バルーン７０〜９０容量部、空気５〜１５容量部、整泡剤０〜０．１容量部（ここでは０を含まない）、水５０〜２００容量部になるように撹拌するものである請求項５記載のエマルジョン塗料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エマルジョン塗料及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、ビルの冷暖房費の軽減及び冷暖房による二酸化炭素の発生の抑制のため、ビルに断熱処理を施すことが多くなってきている。壁や屋根を新規なものにすることは費用等の点から難しいため、表面に断熱塗料（赤外線を選択的に反射するような塗料も含む）を塗布することがよく行なわれている。
【０００３】
このような断熱塗料としては、伝熱係数の小さいガラスやシラス等の中空体を混合したものが多い。中空体の内部は空気または真空に近いものである。また、中空体自他は、非常に小さい（１０〜６００μｍ）ため、割れることはほとんどない。
【０００４】
このような中空体を用いたもの（特許文献１）は、シラスバルーンを塗料に混合したものであり、断熱、難燃性を効果としたものである。しかし、この特許文献１のものでは、まだ空気量が少なく、断熱効果がいまひとつである。これを防止するには、シラスバルーンを多量に混合する必要があるが、シラスバルーンを混合すると価格が向上するだけでなく、均一混合にも問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１２４２９４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、安価でバルーンも多くなく、且つ十分な断熱効果を有するものを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような現状に鑑み、本発明者は鋭意研究の結果本発明エマルジョンタイプ塗料を完成したものであり、その特徴とするところは、塗料にあっては、樹脂、バルーン、整泡剤、顔料、水から構成される点にあり、製造方法にあっては、樹脂１００重量部に対して、バルーン１０〜２０重量部、整泡剤０．３〜５重量部、水５０〜２００重量部を１つの容器に導入し、泡立てるように撹拌する点にある。
【０００８】
本発明はエマルジョンタイプの塗料であり、樹脂成分を水でエマルジョンにしたものである。エマルジョンは、液体（ここでは水）に溶解しない他の液体（ここでは樹脂）が微細粒子の状態で均一に分散し、浮遊しているものであり、乳濁液と呼ばれるものである。樹脂成分はどのようなものでもよいが、アクリル、酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル、フッ素樹脂、ウレタン等である。
【０００９】
ここでバルーンとは、シラスバルーン、ガラスバルーン等の無機系の中空（中は空気その他の気体かほとんど真空）体でも、有機系のものでもよい。有機系の場合、加熱しつつ発泡させて球状にする。有機系のものは材質としては熱可塑性であればよいが、アクリロニトリル等のアクリル系のものが好適である。
【００１０】
このようなバルーンは、熱可塑性樹脂を粒状に分散させた状態で加熱して、膨張させることによって製造するのが普通である。このバルーンのサイズとしては、１０〜１００μｍ（本出願では、〜という記号はその前後の数字を含むものとして使用する）が好適であり、３０〜６０μｍがより好適である。このバルーンは厚みが数μｍ〜１０μｍのものが多い。
【００１１】
整泡剤とは、泡を安定化させ、独立した気泡を保つものである。また、泡同士が集まって大きな泡になることも防止し泡の均一化も図るものである。成分としては、界面活性剤、又はシリコーン系のものである。界面活性剤は、分子内に親水基と疎水基を持っているため泡を形成する。
【００１２】
この整泡剤は、通常塗料には添加はされないものである。塗料には消泡剤を加えて、巻き込んだ空気をできるだけ少なくすることが考えられている。整泡剤を加えるものは、シェービングフォームのようなエアゾールや、発泡ポリスチレンのようにほとんどの容積を空気が占めるものである。このようなものには、ほとんどの場合、整泡剤と共に発泡剤が添加されている。
【００１３】
上記のように本発明では、通常の塗料には考えられない整泡剤が添加されている点が大きなポイントである。
この整泡剤を添加すると、空気を巻き込み撹拌したときに生じる気泡の周囲に非常に薄いスキン層ができ、シャボン玉のようになると考えられる。このシャボン玉が非常に小さいため、壊れにくいのである。この気泡のサイズは、１０〜３００μｍ程度がほとんどである。
【００１４】
顔料は、上記した樹脂に使用できるものであればどのようなものでもよい。特別なものである必要はなく一般的なものでよい。また、エマルジョンであるため、水は当然混合されるが、その量は樹脂によって適宜きめればよい。
【００１５】
次に、上記の各成分混合割合について述べる。
樹脂成分１００重量部に対して、次の通りである。
バルーン：５〜３０重量部（好ましくは１０〜２０重量部）
整泡剤：０．３〜５重量部（好ましくは０．５〜３重量部）
顔料：特に限定しない。
水：５０〜２００重量部
溶剤：必要な場合のみ
【００１６】
バルーンの量は、樹脂成分１００重量部に対して５〜３０重量部であり、５未満では断熱効果が小さく３０を超えると多すぎて塗料として機能が薄れる。好ましくは、１０〜２０重量部であり、この範囲がバランスがよい。
【００１７】
整泡剤は、同様に樹脂成分１００重量部に対して０．３〜５重量部であり、０．３未満ではできる気泡が少なすぎ、５を超えると多すぎて泡が立ったようになり、塗料というよりはフォームに近くなる。好ましくは、０．５〜３重量部である。
【００１８】
顔料の量は特に限定はしない。色の濃さだけの問題である。また、水の量は、樹脂成分１００重量部に対して５０〜２００重量部である。この程度が一般的であるが、その実際の値は、その塗料の用途や塗布厚みに従って適宜決めればよい。
【００１９】
上記エマルジョン塗料の混合方法は特に限定はしない。どれを先に混合しても、どのように撹拌混合してもよい。しかし、後述する本発明の製造方法が好適である。
【００２０】
このように整泡剤を加え、気泡を増加することによって、施工性（作業性）が向上する。即ち、ベアリング効果によって、塗布が容易になる。泡が少ないと、パサパサした感じであり、塗りムラができやすくなる。
【００２１】
次に気泡が入った（泡立てた）後の本発明塗料の容量比率について述べる。これは、硬化後の樹脂を切断して断面をいくつも測定して求めたものである。
樹脂＋顔料：１０容量部
バルーン：７０〜９０容量部
空気：５〜１５容量部
整泡剤：ほぼ０（実際には０ではなく、わずかに含む）
水：硬化後であるためほぼ０
その他の成分はあれば０〜５容量部
【００２２】
この容量割合は、基本的には、上記した重量比の混合割合によるが混合の方法や撹拌時間によっても変わる。この容量割合が、本発明断熱塗料として重要である。重量比での混合割合も、塗料硬化後にこのような容量割合になるようにするためのものである。
この容量比率は、見た目でもわかる。この断面を写真で見ると、泡（空気の粒）が細かく、はっきりと残っていた。その泡は、プラスチック発泡体の独立発泡のようなもので、比較的多数が独立していた。サイズは、１０〜２００μｍのものがほとんど（９０％以上）であった。
【００２３】
本発明としては請求項１の記載成分が必須成分であるが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、他の成分を加えてもよい。例えば、塗料としては当然であるが、乳化剤や分散剤その他通常塗料に混合されるものを混合してもよい。
【００２４】
本発明の製造方法は、樹脂１００重量部に対して、整泡剤０．３〜５重量部（好ましくは、０．５〜３）を混合し、この時点で撹拌混合し、十分に泡立てた後、バルーン１０〜２０重量部、水５０〜２００重量部を添加し、再度撹拌するものである。
このように、本発明方法は、全成分のうち、樹脂と整泡剤のみを先に撹拌混合する点がポイントである。この混合の方法は、泡を立てるように回転撹拌装置を用いて、回転数１０００〜３０００ｒｐｍ程度で混合するのがよい。回転数が少ない（遅い）と、泡が不均一になり、３０００以上の場合エマルジョンが壊れることが多いためである。
【００２５】
樹脂の量と、撹拌時間や、撹拌具の大きさによって変わるため、一概には言えないが、撹拌によってこの混合物（樹脂との）の密度（見かけ比重）が撹拌前と比べて０．０５〜０．１５ｇ／ｃｍ３程度小さくなるようにするのがよい。即ち、この程度体積が増加したということである。
撹拌混合した後、他の成分を添加し混合する。
【００２６】
各成分の混合比率（重量比率）、及び上記の撹拌によって、本発明樹脂が硬化したときの容積比率について説明する。この容積比率は、顕微鏡写真と、各成分の比重から判定したものである。
各成分の容積比率は、樹脂１００容量部に対して、バルーン７０〜９０容量部、空気５〜１５容量部、整泡剤０〜０．１容量部（ここでは０を含まない）、水５０〜２００容量部のものが好ましい。
【００２７】
換言すると、このような容積比率になるように、重量比や、撹拌方法等を工夫しているのである。この容積比率が、後述する効果が最も大きいのである。
【００２８】
本発明塗料の用途は、建造物の外壁、金属屋根（瓦棒等）、その他断熱を必要とするところに塗布するものである。勿論、建造物の内壁や反応器等でもよい。塗布厚みは自由であるが、通常は２００〜８００μｍ程度である。また、本発明塗料を塗布する前に他の断熱塗料等を塗布しておいてもよい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明には次のような効果がある。
（１）  本発明塗料を塗布するだけで、大きな断熱効果が得られる。
（２）  塗膜内に簡単に安定した均一な泡（気泡）ができる。
（３）  バルーンで空気層（気泡）を設けるより安価である。
（４）  塗料としては従来と同様の取り扱いが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明塗料の１例を塗布したところの断面図である。
【図２】従来の塗料の１例を塗布したところの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下実施例に従って本発明をより詳細に説明する。しかし実施例に限定するものではない。
実施例１として次の塗料を調製した。
樹脂成分：アクリル樹脂、１００重量部（乳化剤を２〜３％含むが省略する。以下同様）
中空バルーン：アクリロニトリルのバルーン（サイズは、１０〜５０μｍ）、１０重量部
整泡剤：シリコーン樹脂、３重量部
水：１００重量部
【００３２】
上記成分のうち、樹脂と整泡剤のみを最初に混合し、十分撹拌した。撹拌程度は、容積が１０％増えるまで行った。
次に、他の成分をすべて混合して再度撹拌し全体が一様になるまで行った。
【００３３】
次に比較例１として、実施例１の整泡剤のないものを調整した。こちらも、最初に樹脂だけを泡立てるように撹拌し、その後すべてを混合し撹拌した。
【００３４】
この２種の塗料を厚み１ｍｍで塗布し、硬化後その断面を写真に撮った。写真は、各塗膜を作成しフィルムの断面をＴＲＩにおいて、操作型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した。
図１は、実施例１の塗料の写真である。気泡（丸や楕円のような）が明確に残っていることがわかる。かつ、その気泡が、独立気泡のような形状であり、空気の通過が非常に少ない構造になっている。すなわち、構造的には、断熱用の発泡スチロール（発泡ポリスチレン）と近い構造になっている。
【００３５】
図２は、比較例１の塗膜の上記同様の写真である。ただ、整泡剤を添加しないだけで、その他は同様である。図１のようなきれいな丸や楕円のようなものがほとんどなく、気泡がつぶれているのがわかる。これでは、塗布したときの力の入れ方によって、その部分の空気量が変化するため、断熱効果が一定しない。また、気泡が連続気泡の構造であり、断熱効果が小さい。
【図１】
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【図２】
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