(57)【要約】【目的】艶消し、透湿性、断熱性、軽量化等の多機能を有する塗膜を形成することが可能な水性塗料組成物を得る。【解決手段】水及び乳化剤の存在下で、有機溶剤（ａ）を分散してなる溶剤微粒子（Ｉ）を含む水性塗料組成物、及び被塗面に該水性塗料組成物を塗装して塗膜を形成する方法、有機溶剤（ａ）は水溶解度が１０重量％以下であるものが好ましく、また、溶剤微粒子（Ｉ）としては高エネルギーせん断能力を有する分散機を用いて得られるものがよい。【選択図】なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
水及び乳化剤の存在下で、有機溶剤（ａ）を分散することにより得られる溶剤微粒子（Ｉ）を水性塗料（ＩＩ）に配合することにより得られる水性塗料組成物。
【請求項２】
有機溶剤（ａ）が、水溶解度が１０重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の水性塗料組成物。
【請求項３】
有機溶剤（ａ）の量が、溶剤微粒子（Ｉ）中の水と有機溶剤（ａ）の合計１００重量部に対して２０〜８０重量部である請求項１または２に記載の水性塗料組成物。
【請求項４】
溶剤微粒子（Ｉ）が、高エネルギーせん断能力を有する分散機を用いて得られるものである請求項１ないし３のいずれか１項に記載の水性塗料組成物。
【請求項５】
被塗面に請求項１ないし４のいずれか１項に記載の水性塗料組成物を塗装して塗膜を形成する方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法により塗装された塗装物品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は艶消し、透湿性、断熱性、軽量化等の機能を有する塗膜を形成することが可能な溶剤微粒子を含む水性塗料組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、塗料組成物として環境に対する配慮から水性化が求められている。かかる水性塗料をコンクリート建造物等、建築物外壁用等に適用する際には、被塗物の保護、美粧という本来の目的以外に、水蒸気透過性（以下透湿性と記する）、断熱性、軽量化、艶消し等の付加機能も求められている。例えば、透湿性を有する塗膜を形成する場合、リシン塗料と呼ばれる砂壁状吹付け材を適用したり、塗料に砂を混入させたり、顔料濃度を高くしたりする等の手法を用いて形成塗膜の樹脂層が部分的に不連続になるようにして形成塗膜の透湿性を確保している。
【０００３】
しかしながら、このような塗料による塗膜は不連続な膜であることから、塗膜の耐久性に乏しく、５〜１０年で塗りかえ時期が来て、不経済的となるばかりでなく、塗り替えする塗料系も同じような塗装系に限定されたり、防水性の点からも好ましくはない。そこで透湿性塗膜を形成させる方法として種々の提案がされている。（例えば特許文献１など）
【特許文献１】特開平１１−９２７０８号公報
しかしながら該方法によれば透湿性が十分とは言えない場合があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記した課題を解決するために鋭意検討した結果、水性塗料に特定の粒子を添加することにより透湿性、艶消し、断熱性、軽量化等の機能を有する塗膜が形成されることを見いだし、本発明に到達した。
すなわち本発明は
１．  水及び乳化剤の存在下で、有機溶剤（ａ）を分散することにより得られる溶剤微粒子（Ｉ）を水性塗料（ＩＩ）に配合することにより得られる水性塗料組成物、
２．  有機溶剤（ａ）が、水溶解度が１０重量％以下であることを特徴とする１項に記載の水性塗料組成物、
３．  有機溶剤（ａ）の量が、溶剤微粒子（Ｉ）中の水と有機溶剤（ａ）の合計１００重量部に対して２０〜８０重量部である１項または２項に記載の水性塗料組成物、
４．  溶剤微粒子（Ｉ）が、高エネルギーせん断能力を有する分散機を用いて得られるものである１項ないし３項のいずれか１項に記載の水性塗料組成物、
５．  被塗面に１項ないし４項のいずれか１項に記載の水性塗料組成物を塗装して塗膜を形成する方法、
６．  ５項に記載の方法により塗装された塗装物品、
に関する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳細に説明する。
本発明でいう溶剤微粒子（Ｉ）とは、水を連続相とし、有機溶剤（ａ）を非連続相とする乳化物であって、水、乳化剤の存在下で有機溶剤（ａ）を分散することにより得られる粒子である。
【０００６】
有機溶剤（ａ）としては、例えばｎ−ヘキサン、ｎ−オクタン、２，２，２−トリメチルペンタン、イソオクタン、ｎ−ノナン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶剤；トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤；ミネラルスピリット、「スワゾール１００」（丸善石油化学（株）製品）、石油エーテル、石油ベンゼン、石油ナフサ等の石油系溶剤；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤；酢酸ブチル等のエステル系溶剤；等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上適宜選択して使用してもよい。
【０００７】
本発明においては、上記有機溶剤（ａ）として、水溶解度が１０重量％以下、好ましくは１重量％以下の範囲内の溶剤が好適である。本発明における水溶解度とは、２５℃の水に対する有機溶剤（ａ）の飽和水溶液中における有機溶剤（ａ）の濃度（重量％）である。
【０００８】
上記溶剤微粒子（Ｉ）における水及び有機溶剤（ａ）の割合は、水と有機溶剤（ａ）の合計１００重量部に対して有機溶剤（ａ）の量が２０〜８０重量部、好ましくは３０〜７０重量部が好適である。
【０００９】
有機溶剤（ａ）の量が２０重量部未満では、溶剤微粒子（Ｉ）の粒子の形成が困難になることがあり、一方８０重量部を超えても粒子形成が困難になり、乳化を容易にするために多量の乳化剤を要することがある。
【００１０】
乳化剤としては、公知のアニオン性乳化剤、ノニオン性乳化剤が使用できる。アニオン性乳化剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアリルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩等が挙げられる。ノニオン性乳化剤としては、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体等が挙げられる。本発明においては有機溶剤（ａ）の種類によりＨＬＢの異なる乳化剤を適宜使用すればよいが、特にノニオン性乳化剤を使用することが望ましい。
【００１１】
上記乳化剤の量は、有機溶剤（ａ）、水及び乳化剤の合計１００重量部に対して０．１〜３０重量部、好ましくは０．５〜２０重量部が好適である。
【００１２】
乳化剤量が０．１重量部未満では、溶剤微粒子（Ｉ）の粒子の安定性が不十分な場合があり、一方３０重量部を超えても添加に見合う乳化効果が得られないことがある。
【００１３】
本発明においては、上記溶剤微粒子（Ｉ）の貯蔵安定性を向上せしめるために、溶剤微粒子（Ｉ）中にアクリル樹脂を含むことが好適である。該アクリル樹脂はアクリルモノマーを有機溶剤の存在下でラジカル重合開始剤によりラジカル重合して得られるものである。該アクリルモノマーとしては、例えばメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート及びステアリル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸アルキルエステル、シクロヘキシル（メタ）アクリレート及びイソボルニル（メタ）アクリレート等の脂環式（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート等のアリール（メタ）アクリレート、２−メトキシエチル（メタ）アクリレート及び２−エトキシエチル（メタ）アクリレート等のアルコキシアルキル（メタ）アクリレート、並びにヒドロキシエチル（メタ）アクリレート及びヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸パーフルオロアルキル、グリシジル（メタ）アクリレート、並びにＮ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、スチレン及び、α−メチルスチレン、並びにビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン及びγ−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
【００１４】
また、特に溶剤微粒子（Ｉ）の平均粒子径が大きい場合等、溶剤微粒子（Ｉ）の粒子の安定性を向上させるために増粘剤を添加することが望ましい。
【００１５】
本発明において溶剤微粒子（Ｉ）は、上記以外の成分の他に必要に応じて消泡剤、防腐剤、凍結防止剤等の塗料用添加剤を含んでもよい。
【００１６】
上記溶剤微粒子（Ｉ）の製造方法としては、有機溶剤（ａ）と乳化剤と必要に応じて配合される成分との混合物をディスパー等で攪拌しながら徐々に水を加えて行く方法、有機溶剤と必要に応じて配合される他の成分との混合物をディスパー等で攪拌しながら、あらかじめ乳化剤を溶解させた乳化剤水溶液を加えていく方法等が挙げられる。
【００１７】
本発明においては、上記のようにして製造した溶剤微粒子（Ｉ）をさらに、粒子径をさらに小さくそろえる目的で、高エネルギーせん断能力を有する分散機を用いて乳化することが望ましい。例えば、上記方法にて予備乳化をした溶剤微粒子（Ｉ）を１０ＭＰａ〜５００ＭＰａ好ましくは４０〜２４０ＭＰａ程度の圧力で乳化する方法等が好適である。ここで圧力が５００ＭＰａを超えると乳化剤の油水界面への吸着量が不足することがあり、また、処理時の分散機が発熱して溶剤微粒子の安定性に影響を及ぼすことがある。仕込まれる溶剤微粒子（Ｉ）は、分散工程を実施する装置で１回処理されるか、又は複数回繰り返し処理をしてもよい。
【００１８】
上記のようにして製造された溶剤微粒子（Ｉ）の平均粒子径はレーザー回折式粒度分布測定装置の測定によれば、０．０１〜１００μｍ、特に０．０５〜１５μｍの範囲内である。
【００１９】
また、ブルックフィールド粘度計（ＲＶＤＶ−Ｉ＋）を用いて測定した溶剤微粒子（Ｉ）の２０℃での粘度は５０〜１０００ｃｐｓ、特に１００〜５００ｃｐｓ程度である。
【００２０】
本発明の水性塗料組成物においては、上記の通り得られる溶剤微粒子（Ｉ）を水性塗料（ＩＩ）に配合することにより得られるものであるが、該水性塗料（ＩＩ）としては特に制限はなく、架橋系、非架橋系のいずれであってもよく、従来公知の水分散性樹脂や水溶性樹脂をビヒクル成分として含む組成物が使用できる。該水分散性樹脂や水溶性樹脂としては、例えば特開平４−２４９５８７号、特開平７−１１１９３号公報に開示されているようなカルボニル基とヒドラジド基による架橋系樹脂エマルション、特開平１０−２１９１９０号公報に開示されているような水酸基とイソシアネート基による架橋系樹脂エマルション、特開２００２−１６７５１７号公報に開示されているようなカルボニル基とヒドラジド基による架橋系とマレイミド基による光硬化系との組み合わせのエマルション、さらにはこれら以外の架橋系アクリル樹脂エマルション、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、アクリルシリコンエマルション、エポキシ樹脂エマルション、アルキド樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、水溶性アクリル樹脂、ポリビニルアルコ−ル、天然もしくは合成ゴムラテックス等が挙げられる。
【００２１】
上記水性塗料（ＩＩ）としては、クリヤー系でもエナメル系であってもよく、また艶消し塗料でも艶あり塗料でも下地調整用塗料あってもよい。該水性塗料（ＩＩ）は着色顔料、体質顔料、オルガノシリケート、ポリアルキレングリコール等で変性した変性オルガノシリケート等の低汚染化剤、界面活性剤、分散剤、消泡剤、増粘剤、造膜助剤、防腐剤、凍結防止剤などを必要に応じて包含する。
【００２２】
上記溶剤微粒子（Ｉ）の水性塗料（ＩＩ）に対する配合量は、本発明の水性塗料組成物の使用目的によって変動することもあるが、一般的に水性塗料（ＩＩ）１００重量部に対して１〜３０重量部の範囲内である。１重量部未満では、溶剤微粒子（Ｉ）の添加効果が発揮できないことがあり、一方３０重量部を超えると溶剤微粒子添加により水性塗料（ＩＩ）そのものの塗膜特性が失われる可能性がある。溶剤微粒子（ａ）の水性塗料（ＩＩ）への添加はあらかじめ行っておいてもよいし塗装直前に行ってもよい
本発明においては、被塗面に上記の通り得られる水性塗料組成物を塗装して塗膜を形成する方法も提供する。
【００２３】
また、本発明においては、溶剤微粒子（Ｉ）の平均粒子径と水性塗料（ＩＩ）に対する配合量を調整することにより、形成塗膜の光沢、透湿度及び熱伝導率を制御することが可能である。
【００２４】
例えば、平均粒子径が０．１〜０．５μｍの範囲内の溶剤微粒子（Ｉ）を水性塗料（ＩＩ）１００重量部に対して２〜２５重量部の範囲内で配合することにより得られる水性塗料組成物により、光沢が６０°グロスで６０〜８０の範囲内であって、透湿度が９０〜１２０ｇ／ｍ２・ｄａｙの範囲内で、熱伝導率が０．２２〜０．２９Ｗ／ｍ・Ｋの範囲内である塗膜を形成することができる。
【００２５】
一方、平均粒子径が０．５〜５．０μｍの範囲内の溶剤微粒子（Ｉ）を水性塗料（ＩＩ）１００重量部に対して２〜２５重量部の範囲内で配合することにより得られる水性塗料組成物により、光沢が６０°グロスで３０〜７０の範囲内の低光沢塗膜を得ることができる。
【００２６】
また、平均粒子径が０．１〜０．５μｍの範囲内の溶剤微粒子（Ｉ）を艶消し水性塗料又は下地調整用水性塗料１００重量部に対して２〜２５重量部の範囲内で配合することにより得られる水性塗料組成物により、透湿度が１１０〜１５０ｇ／ｍ２・ｄａｙである塗膜を形成することができる。
【００２７】
上記、光沢、透湿度は、乾燥膜厚が０．３ｍｍの場合の数値であり、熱伝導度は、乾燥膜厚が１ｍｍの場合の数値である。測定方法にしては後述する。
【００２８】
上記の通り得られる本発明の水性塗料組成物は、常温で乾燥、あるいは硬化することが可能であり、塗装方法としては特に限定されず、目的に応じて刷毛塗り、スプレー塗装、ローラー塗装、ロールコーター、フローコーター、吹付け塗り等、公知の塗装方法を用いることができる。
【００２９】
被塗面としては、コンクリート、モルタル、スレート、スレート瓦等のアルカリ性を有する基材、窯業系建材、金属、プラスチックなどの素材面やそれらに塗装されてなる旧塗膜面などが挙げられる。該被塗面には、水性又は溶剤型の下塗り材を必要に応じて塗布でき、該下塗り材を塗布した後、上記水性塗料組成物を上塗り材として塗布することができる。このような下塗り材としては、例えばアクリル樹脂系、アクリルゴム系、塩化ゴム系、スチレン−ブタジエンゴム系、エポキシ系などのシーラーやプライマー、またセメント部分を含む下地補修材、さらに下地調整材、厚付け材などが挙げられる。一方、上記水性塗料組成物を下塗り材として塗布した後、従来公知の水性上塗り材を塗布することも可能である。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。尚、「部」及び「％」は「重量部」及び「重量％」を示す。
【００３１】
溶剤微粒子の作成
製造例１〜３
容器に、表１の組成に示される配合物の混合物をディスパーで攪拌しながら徐々に上水を加え、５分間均一になるまで攪拌をし乳化を行った。その後、高エネルギーせん断能力を有する分散機により分散を行い、表１に記載の平均粒子径を有する各溶剤微粒子を得た。その後各々について貯蔵安定性を下記評価基準にて評価した。結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
2004244511.tif 000002
【００３３】
（注１）ミネラルスピリット：芳香族系／炭化水素系混合溶剤、水溶解度０．１％未満
（注２）「ＤＫＳ  ＮＬ−５０」：商品名、第一工業製薬社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル
（注３）  「アデカノール  ＵＨ−４２０」：商品名、アデカ社製、増粘剤
水性塗料組成物の作成
実施例１〜６及び比較例１〜２
容器に、表２の組成（Ｂ）に示される各配合物を順次仕込み、ディスパーで３０分間均一になるまで攪拌を続け顔料ペーストを得た。その後、表１の組成（Ｃ）に示される各配合物を該顔料ペーストに順次添加した。各々に対して表２の記載に従って各溶剤微粒子を配合し、各水性塗料組成物を得た。またこれらを下記性能試験に供した。結果を表２に示す。
【００３４】
【表２】
2004244511.tif 000003
【００３５】
（注４）「ノプコスパース４４Ｃ」：商品名、サンノプコ社製、顔料分散剤
（注５）「アデカネートＢ−１５４Ｋ」：商品名、旭電化工業製、消泡剤
（注６）「バイオサイド」：商品名、大日本インキ化学社製、防腐剤
（注７）「ＴＩＴＯＮＥ  Ｒ−３２」：商品名、堺化学工業製、チタン白
（注８）「サンライトＳＬ−５００」：商品名、竹原産業社製、体質顔料
（注９）「タンカルＭＣ−７５」：商品名、旭鉱末社製、体質顔料
（注１０）５５％アクリル樹脂：カルボニル基とヒドラジド基による架橋系樹脂エマルション
（注１１）「ヨドゾールＫＡ−１０Ｋ」：商品名、日本エヌエスシー社製、増粘剤。
【００３６】
性能試験方法
（＊１）粒径：各溶剤微粒子の平均粒子径を、島津レーザ回析式粒度分布測定装置ＳＡＬＤ−３１００回分セルモデルにより測定した。
（＊２）貯蔵安定性：各溶剤微粒子を、メスシリンダーに約１００ｇ計り取り、４０℃で３０日貯蔵した後、その溶液状態を下記基準で評価した。
○：容器の中の溶液状態が均一である、△：分離が見られる
（＊３）６０°グロス：各水性塗料組成物を、乾燥膜厚が０．３ｍｍとなるようにガラス板に塗装し、気温２０℃・相対湿度６０％の条件下で乾燥させて１日後の各塗板の光沢度をＪＩＳ  Ｋ５６００  ４．７に準じて測定した。
（＊４）透湿度：各水性塗料組成物を乾燥膜厚が０．３ｍｍとなるように塗装し、気温２０℃・相対湿度６０％の条件下で２週間乾燥させて各塗膜を得た。このものをＪＩＳ  Ｋ５４００  ８．１７水蒸気透過度試験法に準じて試験し、透湿度を測定した。
（＊５）熱伝導率：各水性塗料組成物を乾燥膜厚が１ｍｍとなるように塗装し、気温２０℃・相対湿度６０％の条件下で２週間乾燥させて各塗膜を得た。京都電子工業（株）製熱伝導率計（ＱＴＭ−Ｄ３）にて試験し、熱伝導率を測定した。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の水性塗料組成物によれば、塗料中の貯蔵安定性は良好でありながら、塗膜形成後に塗膜内の溶剤が揮発して、微細な空孔が塗膜内に均一に生じ、透湿性、断熱性等の多機能を有する塗膜を形成することができる。また、該組成物によれば低光沢塗膜を形成することもできる。また、本発明の水性塗料組成物、及び該組成物による塗膜中には、微細な空孔を有することから塗料や塗膜の軽量化にも役立つものである。