(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機質基材表面に下塗り用ビニルシリコン系エマルション塗料（Ａ）を塗装し、次いで上塗り用ビニルシリコン系エマルション塗料（Ｂ）を塗装して複合塗膜を形成する方法であって、該エマルション塗料（Ｂ）が水酸基含有ビニルシリコン系樹脂成分（Ｂ１）及びポリイソシアネートにアルコキシポリアルキレンエーテルグリコールとジアルカノールアミンとを反応させることにより得られる乳化剤とポリイソシアネートとを含有してなる水中分散性ポリイソシアネート成分（Ｂ２）を硬化性樹脂成分として含有し、かつ該樹脂成分（Ｂ１）に含まれるシリコン成分の含有量がエマルション塗料（Ａ）を構成するビニルシリコン系樹脂（Ａ１）に含まれるシリコン成分の含有量よりも多いことを特徴とする無機質基材用複合塗膜形成方法。
【請求項２】
上記樹脂成分（Ｂ１）に含まれるシリコン成分の含有量が、２０重量％以上で８０重量％以下の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の無機質基材用複合塗膜形成方法。
【請求項３】
上記樹脂成分（Ａ１）に含まれるシリコン成分の含有量が、１重量％以上で２０重量％未満の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の無機質基材用複合塗膜形成方法。
【請求項４】
上記エマルション塗料（Ａ）が、必要に応じて水中分散性ポリイソシアネート成分（Ｂ２）を含有することを特徴とする請求項１に記載の無機質基材用複合塗膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な無機質基材用複合塗膜形成方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
従来、建物の外壁材として、セメント系、珪酸カルシウム系、石膏系等の無機質材料を主成分とする無機質多孔質基材の表面に、防水性、ブロッキング性、耐候性、耐エフロレッセンス性、耐黴性、耐凍害性等の性能をもたせる目的で、塗料が塗装されている。
【０００３】
上記した無機質材料の塗装方法としては、下塗り塗料及び上塗り塗料として加水分解性シリル基含有重合体に硬化触媒を配合してなる有機溶剤系塗料を塗装する方法が知られている（特開昭６０−１７１２８号公報）。しかしながら、上記した公報の塗装方法は、有機溶剤を使用しているために塗装作業者の作業環境や火災等による危険性等に問題があり、ユーザーから無公害で危険性のない水性塗料による塗装方法が要求されている。また、上記した塗料を単に水性化するだけでは上記した性能を満足させることは困難である。
【０００４】
また、シリコンを含有する無機質用水性塗料として、例えば、特開昭５８−１８０５６３号公報、特開平５−１４０５０２号公報及び特開平８−１４３７７３号公報等に記載されている。しかしながら、これらの水性塗料を下塗り塗料又は上塗り塗料として適用しても上記した性能を全て満足させることはできない。即ち、該水性塗料として、シリコン成分の多いものを１コートとして使用した場合には耐候性、耐汚染性、耐ブロッキング性等の塗膜性能や塗膜外観等は良くなるが、耐エフロレッセンス性、耐凍害性、耐透水性等の塗膜性能が悪くなり、一方、シリコン成分の少ないものを１コートとして使用した場合には耐エフロレッセンス性、耐凍害性、耐透水性等の塗膜性能は良くなるが、耐候性、耐汚染性、耐ブロッキング性等の塗膜性能や塗膜外観等が悪くなり、両者の塗膜性能を満足させるものが得られない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記した問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特に下塗り塗料及び上塗り塗料を使用することによりその必要とされる機能を分離し、そしてその機能を十分に発揮させるために特定の組成を有する下塗り塗料及び上塗り塗料とを組み合わせることにより、無機建材に要求される塗膜性能や塗膜外観を満足させるができ、且つ無公害で火災等の危険性のない、無機質基材用に適した複合塗膜の形成方法を提供できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
即ち、本発明は、無機質基材表面に下塗り用ビニルシリコン系エマルション塗料（Ａ）を塗装し、次いで上塗り用ビニルシリコン系エマルション塗料（Ｂ）を塗装して複合塗膜を形成する方法であって、該エマルション塗料（Ｂ）が水酸基含有ビニルシリコン系樹脂成分（Ｂ１）及びポリイソシアネートにアルコキシポリアルキレンエーテルグリコールとジアルカノールアミンとを反応させることにより得られる乳化剤とポリイソシアネートとを含有してなる水中分散性ポリイソシアネート成分（Ｂ２）を硬化性樹脂成分として含有し、かつ該樹脂成分（Ｂ１）に含まれるシリコン成分の含有量がエマルション塗料（Ａ）を構成するビニルシリコン系樹脂に含まれるシリコン成分の含有量よりも多いことを特徴とする無機質基材用複合塗膜形成方法に係わる。
【０００７】
本発明方法で使用する無機質基材は、特に制限されずに使用することができるが、例えば、セメント系、珪酸カルシウム系、石膏等の無機質材料を主成分とする無機質多孔質基材（例えば、珪酸カルシウム板、石綿セメント板、木片セメント板、パルプセメント板、軽量気泡コンクリート板等の建築材料、構造材料、土木材料、あるいは工業材料として使用されているもの）に塗装することが好ましい。また、このものの形状としては、例えば、瓦状、板状、加工板状、角状、パイプ状等いずれの形状においても適用することができる。
【０００８】
上記した無機質基材は、例えば、無機質系水硬性物質を押し出し成形法、プレス成形法、一体成形法、乾式成形法、鋳込成形法、抄造法等の通常の方法により板状に成形し、次いで必要に応じて加熱養生（例えば、４０〜１００℃で４時間〜２０時間加熱）やオートクレーブ養生（特に制限なしに窯業系基材で採用されている条件で行うことができる。通常は約１６０〜１７０℃、約８〜９Ｋｇｆ／ｃｍ2、約４〜８時間、水蒸気存在下で行われる。）の手段により養生させことにより得られる。前記下塗りエマルション塗料の塗装時期は、成形直後の板でも、養生の前後の板でも適用可能である。
【０００９】
本発明方法において、シリコン含有量とは、ビニルシリコン系樹脂を総重量基準（固形分）とし、このものに含まれる混合物もしくは反応物に相当するシリコン樹脂成分の含有重量割合を表す。
【００１０】
また、本発明方法で使用するビニルシリコン系樹脂のビニルなる語句は、分子末端にビニル基を有する、例えば、ビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基又はスチリル基のラジカル性ビニルモノマーをラジカル共重合反応させてなる意味である。
【００１１】
本発明方法で使用する下塗り用ビニルシリコン系エマルション塗料（Ａ）は、このものに含まれるビニルシリコン系樹脂中のシリコン成分の含有量が上塗り用のエマルション塗料（Ｂ）に含まれる樹脂成分（Ｂ１）中のシリコン成分の含有量よりも少ない要件が重要である。即ち、下塗り塗料として上塗り塗料よりもシリコン成分の含有量を少なくすることにより、下塗りとしての機能（例えば、耐エフロレッセンス性、耐凍害性等）を発揮させると共に上塗り塗料がハジキ等の塗装欠陥を起こさずに塗装することができ、また、上塗り塗膜に対する付着性が良くなるといった効果がある。
【００１２】
該エマルション塗料（Ａ）としては、上記した要件を満たすものであれば特に制限されることなく従来から公知の水性ビニルシリコン系エマルション塗料を使用することができるが、特に乳化重合したエマルション塗料を使用することが好ましい。
【００１３】
このような乳化重合したエマルション塗料としては、例えば、下記エマルション塗料（Ｂ）に記載したエマルション塗料において、水酸基含有ビニルシリコン系樹脂成分（Ｂ１）と同様の水酸基含有ビニルシリコン系樹脂（Ａ'）及び水酸基含有ビニルシリコン系樹脂成分（Ｂ１）から水酸基を除いたビニルシリコン系樹脂（Ａ''）と必要に応じて水中分散性ポリイソシアネート成分（Ｂ２）を含有してなるエマルション塗料（Ａ）を使用することが好ましい。
【００１４】
また、エマルション塗料（Ａ）として、乳化重合以外のエマルションも使用することができる。該エマルションとしては、例えば、ビニルシリコンモノマー（ａ）、カルボキシル基含有ビニルモノマー（ｂ）及び必要に応じてその他のビニルモノマー（ｃ）をラジカル共重合反応させてなる共重合体（Ａ'''）を塩基性化合物（アミン化合物、アンモニア、無機塩基化合物等）で中和したのち、水に分散化したものが好ましい。
【００１５】
ビニルシリコンモノマー（ａ）としては、例えば、ビニルｉｓｏプロポキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス（メトキシエトキシ）シラン、γ−（メタ）アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、２−スチリルエチルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、γ−（メタ）アクリロイルオキシプロピルトリアセトキシシシラン、γ−（メタ）アクリロイルオキシプロピルトリヒドロキシシラン、γ−（メタ）アクリロイルオキシプロピルメチルヒドロキシシラン等のヒドロキシシラン及び／又は加水分解性シラン基含有ビニル系モノマー等が挙げられる。
【００１６】
カルボキシル基含有ビニルモノマー（ｂ）としては、例えば、（メタ）アクリル酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等が挙げられる。
【００１７】
その他のビニルモノマー（ｃ）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、tertブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシルカルビト−ル（メタ）アクリレ−ト、イソボルニル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸のアルキル又はシクロアルキルエステルモノマー；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ヒドロキシブチル（メタ）アクリレートなどのアクリル酸またはメタクリル酸のＣ2〜Ｃ8 ヒドロキシアルキルエステル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールなどのポリエーテルポリオールと（メタ）アクリル酸などの不飽和カルボン酸とのモノエステル等の水酸基含有ビニルモノマー；スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニルモノマー；ダイアセトン（メタ）アクリルアミド、アクロレイン、ホルミルスチロール、（メタ）アクリルアミドピバリンアルデヒド、ダイアセトン（メタ）アクリレート、アセトニル（メタ）アクリレート、２ーヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートアセチルアセテート、ビニルアルキルケトン、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎーブトキシメチル（メタ）アクリルアミド等のカルボニル基含有不飽和モノマー等が挙げられる。
【００１８】
エマルション（Ａ）において、シリコン成分の含有量はビニルシリコン系樹脂（Ａ）を基準として１重量％以上で２０重量％未満の範囲、特に２〜１０重量％の範囲が好ましい。シリコン成分が、１重量％未満になると上塗り塗膜との層間密着性、耐ブロッキング性等が低下し、２０重量％を超えると、耐エフロレッセンス性、耐凍害性、耐水性等の塗膜性能が悪くなるので好ましくない。
【００１９】
また、ビニルシリコン系樹脂（Ａ）として、水酸基を含有するものは、下記ポリイソシアネート（エマルションＢで使用するイソシアネート基含有化合物成分（Ｂ２）と同様のもの）により架橋塗膜を形成することもできる。該水酸基の含有量は水酸基価が１〜３００ＫＯＨｍｇ／ｇ、特に１〜２５０ＫＯＨｍｇ／ｇの範囲が好ましい。
【００２０】
水中分散性ポリイソシアネート成分（Ｂ２）を配合する場合には、例えば、このエマルション塗料に水中分散性ポリイソシアネート成分（Ｂ２）を配合することにより製造できる。
【００２１】
水中分散性ポリイソシアネート成分（Ｂ２）に用いられる乳化剤は、ポリイソシアネートにアルコキシポリアルキレンエーテルグリコールとジアルカノールアミンとを反応させることにより得られる。
【００２２】
該ポリイソシアネートとしては、例えばテトラメチレンジイソシアネート，１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート，ドデカメチレンジイソシアネート，トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート，リジンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート，１，３−シクロヘキシレンジイソシアネート，１，４−シクロヘキシレンジイソシアネート，水素添加キシリレンジイソシアネート，イソホロンジイソシアネート，４，４′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート，３，３′−ジメチル−４，４′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート，１，５−テトラヒドロナフタレンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート，２，４−トリレンジイソシアネート，２，６−トリレンジイソシアネート，ｍ−フェニレンジイソシアネート，ｐ−フェニレンジイソシアネート，４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート，２，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート，２，２′−ジフェニルメタンジイソシアネート，３，３′−ジメチル−４，４′−ビフェニレンジイソシアネート，１，５−ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート，キシリレンジイソシアネート，テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香脂肪族ジイソシアネート，２，４，６−トリイソシアネートトルエン，２，４，４′−トリイソシアネートジフェニルエーテル，トリ（イソシアネートフェニル）メタン，トリ（イソシアネートフェニル）チオフォスファイト等のトリイソシアネート類，ジイソシアネートの３モルと水の１モルから誘導されるビウレット型ポリイソシアネート，ジイソシアネート類の三量化により形成されるイソシアヌレート型ポリイソシアネート，ジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネート製造の際に副生するポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート，およびグリコール類，トリオール類またはポリエステルポリオール，ポリエーテルポリオール等に上記のポリイソシアネートを付加して得られるアダクト型ポリイソシアネートやイソシアネートプレポリマー等のポリイソシアネート類およびこれらの混合物等が挙げられる。好適にはジイソシアネートが用いられる。
【００２３】
該アルコキシポリアルキレンエーテルグリコールとしては、例えばメトキシポリメチレンエーテルグリコール，エトキシポリメチレンエーテルグリコール，メトキシポリエチレンエーテルグリコール，エトキシポリエチレンエーテルグリコール，メトキシポリブチレンエーテルグリコール，エトキシポリブチレンエーテルグリコール等が挙げられる。該アルコキシポリアルキレンエーテルグリコールは平均分子量が１００〜４０００のものが好ましく用いられる。平均分子量が４００〜２０００のものが特に好ましく用いられる。アルコキシポリアルキレンエーテルグリコールの平均分子量が１００より小さいと、水中分散性ポリイソシアネート組成物の界面活性作用を有する部分が少なくなり、水中分散性が悪くなる場合があり、また、アルコキシポリアルキレンエーテルグリコールの分子量が４０００を越えると水中分散性ポリイソシアネートの粘度が高くなり、水中分散性が悪くなる場合があるからである。
【００２４】
該ジアルカノールアミンとしては、例えばジメタノールアミン，ジエタノールアミン，ジプロパノールアミン，ジイソプロパノールアミン，ジエタノールアニリン等が挙げられる。
【００２５】
該乳化剤は、ポリイソシアネートにアルコキシポリアルキレンエーテルグリコールとジアルカノールアミンとを反応させることにより得られるが、より具体的にはポリイソシアネートとアルコキシポリアルキレンエーテルグリコールとをイソシアネート基／水酸基の当量比が３〜３０、好ましくは１０〜２５で反応させた後、未反応のポリイソシアネートを除去し、次いでジアルカノールアミンとイソシアネート基／アミノ基の当量比が０．５〜２．０、好ましくは０．８〜１．２で反応させることにより得られる。ポリイソシアネートとアルコキシポリアルキレンエーテルグリコールとの反応は、４０〜１００℃程度で２〜２４時間程度行う。窒素雰囲気下で行うことが望ましく、溶媒を用いてもよい。該溶媒としては、イソシアネート基に対して不活性な溶媒であればいずれでもよく、酢酸エチル，酢酸ブチル，セロソルブアセテート等のエステル系溶媒、アセトン，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媒、ベンゼン，トルエン，キシレン等の芳香族系溶媒、Ｎ−メチルピロリドン等の複素環系溶媒等が挙げられる。
【００２６】
未反応のポリイソシアネートの除去は、蒸留法，抽出法等公知の手法が用いられる。該蒸留法としては、連続蒸留法，回分蒸留法，薄膜蒸留法等が挙げられる。薄膜蒸留法が好適に用いられる。該抽出法としては、連続抽出，回分抽出等の液−液抽出等が用いられ、抽出溶媒としてはヘキサン，酢酸エステル等の比較的低極性の溶媒が用いられる。次いで行うジアルカノールアミンとの反応は、室温〜１２０℃程度で、窒素雰囲気下において行うことが望ましい。前記と同様に溶媒を用いてもよい。このようにして得られる乳化剤とポリイソシアネートとを組み合わせることにより水中分散性ポリイソシアネートが得られる。水中分散性ポリイソシアネートにおいて、乳化剤とともに用いられるポリイソシアネートは、乳化剤の製造時に用いられる前記ポリイソシアネートと同様のものが用いられる。好適には脂肪族系ポリイソシアネートが用いられる。
【００２７】
水中分散性ポリイソシアネートは、乳化剤とポリイソシアネートとを乳化剤中の活性水素基とポリイソシアネート中のイソシアネート基の当量比が１〜７０、好ましくは２〜５０の割合で含有させたものであるが、これらを反応させてもよい。反応させる場合は、室温〜１２０℃程度で１〜２４時間程度行う。得られた水中分散性ポリイソシアネート組成物の平均官能基数は２〜５、好ましくは２．５〜４であり、またイソシアネート基含有率が３〜５０重量％、好ましくは５〜３０重量％である。水中分散性ポリイソシアネートの平均官能基数が２に満たないとエマルション塗料（Ｂ）としての水中分散性、耐水性に劣る場合があり、また、５を越えると水中分散性ポリイソシアネートの水中分散性が悪くなる場合があるからである。また、イソシアネート基含量が３重量％に満たないとエマルション塗料（Ｂ）としての水中分散性，耐水性に劣る場合があり、また、５０重量％を越えると水中分散性ポリイソシアネートの水中分散性が悪くなる場合があるからである。
【００２８】
上記した水中分散性イソシアネートは、水酸基を含有させたエマルションに配合されるが、これは室温でエマルションの攪拌下で水中分散性イソシアネートを室温で混合することにより得られる。
【００２９】
該水中分散性ポリイソシアネートは、エマルション中の水酸基に対してＮＣＯ／ＯＨ当量比が約0.5／1ないし5／1、好ましくは約0.8／1ないし2／1になるように配合することが好ましい。該水中分散性ポリイソシアネートはエマルション中に分散されたアクリルシリコン樹脂成分が乳化剤として働くことによりエマルション中に水中分散性ポリイソシアネートが均一に分散され安定なエマルションが得られる。
【００３０】
本発明で使用するエマルション塗料（Ａ）には、上記以外に必要に応じて着色剤、充填剤、アニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、アニオン／ノニオン両性界面活性剤、反応性界面活性剤、ポリヒドラジド化合物（例えば、下記と同様のもの）、コロイダルシリカ、加水分解性シラン基及び／又はヒドロキシシラン基含有化合物、上記以外の樹脂やエマルション（例えば、エポキシエマルション及び必要に応じてエポキシエマルション用硬化剤″アミン化合物硬化剤等″）、有機溶剤、硬化触媒、防腐剤、顔料分散剤、流動性調整剤、消泡剤等を配合することができる。
【００３１】
次に、本発明方法で使用する上塗り用ビニルシリコン系エマルション塗料（Ｂ）について述べる。
【００３２】
該エマルション塗料（Ｂ）は、水酸基含有ビニルシリコン系樹脂成分（Ｂ１）及び上記した水中分散性ポリイソシアネート成分（Ｂ２）を硬化性樹脂成分として含有し、かつ該樹脂成分（Ｂ１）に含まれるシリコン成分の含有量がエマルション塗料（Ａ）を構成するビニルシリコン系樹脂に含まれるシリコン成分の含有量よりも多いものである。
【００３３】
エマルション塗料（Ｂ）は、水酸基含有ビニルシリコン系樹脂成分（Ｂ１）及び水中分散性ポリイソシアネート成分（Ｂ２）を含有してなるものであり、水酸基含有ビニルシリコン系樹脂（Ｂ１）のエマルションに水中分散性ポリイソシアネート（Ｂ２）を配合してなる常温硬化型水性エマルション塗料である。
【００３４】
水酸基含有ビニルシリコン系樹脂（Ｂ１）のエマルション（Ｂ−ａ）としては、上記した条件を満たすものであれば従来から公知のものを使用することができる。該エマルション（Ｂ−ａ）としては、好ましいものとして、例えば、下記のものが挙げられる。
【００３５】
（１）実質的にシリコン成分を含有しないエマルション粒子表面にシリコン成分及びシリコン成分とエチレン性重合体で包囲されたエマルションである。また、水酸基はエマルション粒子内もしくは外部に含有することができる。このものとしては、例えば，下記のものを挙げることができる。
【００３６】
（ａ）水酸基を含有するビニルモノマーを乳化重合して得られる水酸基含有重合体エマルションにオルガノシランを添加し、該オルガノシランを縮合反応させることにより、重合体とポリシロキサンとを複合化させたエマルション。
【００３７】
水酸基含有ビニルモノマーとしては、例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ヒドロキシブチル（メタ）アクリレートなどのアクリル酸またはメタクリル酸のＣ2〜Ｃ8 ヒドロキシアルキルエステル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールなどのポリエーテルポリオールと（メタ）アクリル酸などの不飽和カルボン酸とのモノエステル等の水酸基含有ビニルモノマーを使用することができる。また、該水酸基含有ビニルモノマー以外に、上記その他のビニルモノマー（ｃ）に記載した水酸基含有ビニルモノマー以外のビニルモノマーが使用できる。
【００３８】
乳化重合は、通常の乳化重合条件下で行うことができる。例えば、水性媒体中に上記ビニルモノマー成分 、必要に応じて、乳化剤、重合開始剤、連鎖移動剤、キレート化剤、ｐＨ調整剤などを添加し、温度３０〜１００℃で１〜３０時間程度重合反応を行う。ここで、必要に応じて使用される乳化剤としては、陰イオン性、非イオン性、または陰イオン−非イオン性の組み合わせが使用できる。陰イオン性乳化剤としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリルサルフェートナトリウム塩、ポリオキシエチレンアルキル（またはアルキルフェニル）エーテルの硫酸塩などが好ましく使用される。非イオン性乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテルなどが使用される。また、両性乳化剤としては、ラウリルベタインが適当である。陽イオン界面活性剤としては、アルキルピリジニルクロライド、アルキルアンモニウムクロライドなどが使用できる。乳化剤の使用量は、通常、ビニルモノマー成分１００重量部あたり、０〜５重量部であるが、耐水性の点で、ソープフリー系、反応性乳化剤の使用系が好ましい。
【００３９】
重合開始剤としては、例えば、水溶性の過硫酸塩、過酸化水素などが使用可能であり、場合によっては還元剤と組み合わせて使用することができる。重合開始剤の使用量は、ビニルモノマー成分１００重量部あたり、０．１〜３重量部程度である。
【００４０】
得られる共重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）は、−４０〜９０℃、好ましくは−２０〜９０℃、さらに好ましくは０〜７０℃、特に好ましくは１０〜６０℃であり、−４０℃未満では硬度が劣り、一方９０℃を超えると屈曲性が劣るものとなる。また、共重合体の水酸基価は１〜３００ＫＯＨｍｇ／ｇ、好ましくは１５〜２５０ＫＯＨｍｇ／ｇであり、１ＫＯＨｍｇ／ｇ未満では硬化性、耐候性、下塗りとの層間付着性、耐水性、耐汚染性等が劣り、一方３００ＫＯＨｍｇ／ｇを超えると耐水性、耐候性等が劣る。共重合体の酸価は、好ましくは２〜６０、さらに好ましくは５〜５０、特に好ましくは５〜４０であり、２未満では層間付着性に劣る場合があり、一方６０を超える場合には耐水性が充分でない場合がある。さらに、前記ビニルモノマー成分を共重合して得られる共重合体全体の重量平均分子量は、好ましくは１０万以上、さらに好ましくは３０万以上、特に好ましくは４０万以上であり、１０万未満では耐水性が充分でない場合がある。
【００４１】
上記共重合体中で反応させるオルガノシラン は、一般式Ｒn Ｓｉ（ＯＲ′）4-n （式中、Ｒは炭素数１〜８の有機基、Ｒ′は炭素数１〜５のアルキル基または炭素数１〜４のアシル基、ｎは０〜３の整数を示す）で表されるアルコキシシラン、またはＲmＳｉＯ(4-m)/2 （式中、Ｒは前記に同じ、ｍは０〜３の数を示す）で表される環状シロキサンなどが挙げられる。式中、Ｒは、炭素数１〜８の有機基であり、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基などのアルキル基、そのほかγ−クロロプロピル基、γ−クロロプロピル基、ビニル基、３，３，３−トリフロロプロピル基、γ−グリシドキシプロピル基、γ−メタクリルオキシプロピル基、γ−メルカプトプロピル基、フェニル基、３，４−エポキシシクロヘキシルエチル基、γ−アミノプロピル基などが挙げられる。また、式中、Ｒ′は、炭素数１〜５のアルキル基もしくは炭素数１〜４のアシル基であり、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、アセチル基などが挙げられる。
【００４２】
式中のＲまたはＲ′の炭素数が大きくなると、水溶性が低下し、前記共重合体に対するオルガノシランの吸収率が低下し好ましくない。これらのオルガノシランの具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｉ−プロピルトリメトキシシラン、ｉ−プロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３，３，３−トリフロロプロピルトリメトキシシラン、３，３，３−トリフロロプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、３，４−エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、３，４−エポキシシクロヘキシルエチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシランなどを挙げることができ、好ましくはテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシランである。また、環状シロキサンとしては、ヘキサフェニルシクロトリシロキサン、オクタフェニルシクロテトラシロキサン、テトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、ペンタメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン、トリメチルトリフェニルシクロトリシロキサンなどの環状化合物のほかに、直鎖状あるいは分岐状のオルガノシロキサンを挙げることができる。これらのオルガノシロキサンは、１種単独または２種以上を併用することができ、他の例えばチタン、アルミニウムなどの金属アルコキシドと併用することもできる。また、必要に応じて公知のシランカップリング剤を併用することもできる。さらに、これらのオルガノシランは、必要に応じて有機溶媒に溶解して使用することもできる。
【００４３】
オルガノシラン の使用量は、本発明の範囲に入るように適宜選択すればよい。
【００４４】
共重合体中でオルガノシランを反応させる方法としては、該共重合体が分散された前記共重合体組成物中にオルガノシランを添加し、よく攪拌することにより容易に達成される。シードとなる前記共重合体にオルガノシランを効率よく吸収させ反応させるために、必要に応じて水に対する溶解度が１０重量％以下の溶媒を、あらかじめ該共重合体中に吸収させておくことも可能である。
【００４５】
オルガノシランの吸収が充分でない状態で反応が進むのを避けるために、共重合体組成物はｐＨ４〜１０、好ましくはｐＨ５〜９、さらに好ましくはｐＨ６〜８に調整し、温度は９０℃以下、好ましくは７０℃以下、さらに好ましくは５０℃以下、特に好ましくは３０℃以下の条件で、オルガノシランを添加、吸収させることが望ましい。共重合体中に吸収されたオルガノシランの縮合反応は、反応温度および水素イオン濃度を変えることにより容易に制御され、ポリシロキサンの重合度を調整することができる。オルガノシランの縮合反応は、温度３０℃以上、好ましくは５０℃以上、さらに好ましくは７０℃以上で行うことができる。
【００４６】
このようにして得られるエマルション粒子の平均粒径は、通常、０．０３〜０．５μｍ、好ましくは０．０５〜０．３μｍ、さらに好ましくは０．０５〜０．２μｍ程度であり、０．０３μｍ未満では塗料の粘度が上昇し、低固形分の組成物しか得られず、使用条件により機械的シェアが過酷な場合においては、凝固物を発生して好ましくなく、一方０．５μｍを超えると塗料の貯蔵安定性が劣り好ましくない。この平均粒径の調整は、乳化剤量、オルガノシランの吸収量などを適宜選択することによって行われる。
【００４７】
（ｂ）上記した水酸基を含有するビニルモノマーを乳化重合して得られる水酸基含有重合体エマルションにオルガノシランを添加し、該オルガノシランを縮合反応させることにより、重合体とポリシロキサンとを複合化させたエマルションとして、第１段階で水酸基含有ビニルモノマーを必須成分とするオレフイン性不飽和単量体を乳化重合してラテツクス形状の有機樹脂状重合体を製造し，第２段階でこのラテツクス粒子の存在下に低分子量のオルガノシロキサン（例；オクタメチルシクロテトラシロキサン等）を重合させて，ラテツクス粒子をオルガノポリシロキサンの殻体で包囲させることにより，少なくとも３０℃の軟化点温度を有する重合したオレフイン性不飽和単量体単位を含む有機樹脂状重合体からなる芯体とそれを覆うオルガノポリシロキサンからなる殻体とを有する多相重合体のエマルションも使用することができる（特開昭６３−２０２６３０号公報参照）。なお、該多相重合体エマルションにおいて、水酸基の含有量（重合体として）は水酸基価（重合体）で１〜３００ＫＯＨｍｇ／ｇ、好ましくは１５〜２５０ＫＯＨｍｇ／ｇであり、１ＫＯＨｍｇ／ｇ未満では硬化性、耐候性、下塗りとの層間付着性、耐水性、耐汚染性等が劣り、一方３００ＫＯＨｍｇ／ｇを超えると耐水性、耐候性等が劣る。
【００４８】
（ｃ）水性媒体中において，シ−ドラテツクスを得（第一段階）たのち、このシ−ドラテツクスと加水分解性シランの存在下に，（イ）ＣＯＯＨ基含有エチレン性不飽和単量体０．１〜１０重量％，（ロ）その他のエチレン性不飽和単量体０．１〜１０重量％からなる単量体混合物を液入して重合させて（第２段階）得られる重合体ラテックス（特開平４−１７５３４３号公報参照）も使用することができる。上記した重合体ラテックスにおいてシードラテックス及び／又はその他のエチレン性不飽和単量体として水酸基含有ビニルモノマーを必須成分として使用することにより重合ラテックス中に水酸基を導入することができる。水酸基の含有量（重合体として）は水酸基価（重合体）で１〜３００ＫＯＨｍｇ／ｇ、好ましくは１５〜２５０ＫＯＨｍｇ／ｇであり、１ＫＯＨｍｇ／ｇ未満では硬化性、耐候性、下塗りとの層間付着性、耐水性、耐汚染性等が劣り、一方３００ＫＯＨｍｇ／ｇを超えると耐水性、耐候性等が劣る。
【００４９】
（２）シリコン成分を含有するエマルション粒子にシリコン成分を包囲してなるエマルション。水酸基はエマルション粒子内もしくは外部に含有することができる。
【００５０】
上記した（１）に記載の（ａ）〜（ｃ）のエマルションにおいて、シリコン成分を包囲させる前のエマルション粒子にシリコン成分を含有させたものを使用することができる。水酸基の含有量（重合体として）は水酸基価（重合体）で１〜３００ＫＯＨｍｇ／ｇ、好ましくは１５〜２５０ＫＯＨｍｇ／ｇであり、１ＫＯＨｍｇ／ｇ未満では硬化性、耐候性、下塗りとの層間付着性、耐水性等が劣り、一方３００ＫＯＨｍｇ／ｇを超えると耐水性、耐候性等が劣る。
【００５１】
（３）シリコン成分を含有するエマルション粒子にシリコン成分を含有しない樹脂で包囲してなるエマルション。水酸基はエマルション粒子内もしくは外部に含有することができる。上記したものとしては、例えば、特開平８−３２５３号公報、特開平４−２６１４５４号公報に記載されるものを使用することができる。
【００５２】
エマルションとしては、水酸基の含有量（重合体として）は水酸基価（重合体）で１〜３００ＫＯＨｍｇ／ｇ、好ましくは１５〜２５０ＫＯＨｍｇ／ｇであり、１ＫＯＨｍｇ／ｇ未満では硬化性、耐候性、下塗りとの層間付着性、耐水性、耐汚染性等が劣り、一方３００ＫＯＨｍｇ／ｇを超えると耐水性、耐候性等が劣る。
【００５３】
（４）シリコンエマルションとして、上記（１）〜（３）のように複合化させないで得られるエマルションが使用できる。このものとしては、例えば、上記ビニルシリコンモノマー（ａ）、上記カルボキシル基含有ビニルモノマー（ｂ）、上記水酸基含有ビニルモノマー及び必要に応じて上記その他のビニルモノマー（ｃ）をラジカル共重合反応させてなる共重合体を塩基性化合物で中和したのち、水に分散化した、上記エマルション（Ａ'''）の水酸基を含有するものが挙げられる。該共重合体において、水酸基の含有量は水酸基価で１〜３００ＫＯＨｍｇ／ｇ、好ましくは１５〜２５０ＫＯＨｍｇ／ｇであり、１ＫＯＨｍｇ／ｇ未満では硬化性、耐候性、下塗りとの層間付着性、耐水性、耐汚染性等が劣り、一方３００ＫＯＨｍｇ／ｇを超えると耐水性、耐候性等が劣る。
【００５４】
上記したエマルション（Ｂ）において、エマルションを構成するモノマー成分として必要に応じてカルボニル基含有不飽和モノマーを使用することができる。該モノマーを含有するエマルションはポリヒドラジド化合物（架橋剤）と組み合わせることにより架橋塗膜を形成することができる。該モノマーは、１分子中に少なくとも１個のケト基又はアルデヒド基と１個のラジカル重合し可能な二重結合を有するモノマー、即ち重合可能なモノオレフィン性不飽和のアルデヒド化合物及びケト化合物である。代表的な具体例としては、例えばダイアセトン（メタ）アクリルアミド、アクロレイン、ホルミルスチロール、（メタ）アクリルアミドピバリンアルデヒド、ダイアセトン（メタ）アクリレート、アセトニル（メタ）アクリレート、２ーヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートアセチルアセテート、ビニルアルキルケトンなどが挙げられる。これらの中でもダイアセトン（メタ）アクリルアミドが好ましい。
【００５５】
上記したポリヒドラジド化合物は、１分子中にヒドラジド基（−ＣＯ−ＮＨ−ＮＨ２  ）を２個以上含有する上記カルボニル基と反応して架橋構造を作る化合物である。該ポリヒドラジド化合物の代表的な具体例としては、例えば、カルボジヒドラジドなどのジヒドラジド、蓚酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、エイコ酸二酸ジヒドラジドなどのＣ２〜４０個の脂肪族カルボン酸ジヒドラジド、フタル酸ジヒドラジド、テレフタル酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、ピロメリット酸ジヒドラジド、ピロメリト酸トリヒドラジド、ピロメリット酸テトラヒドラジドなどの芳香族ポリヒドラジド、及びマレイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジドなどのモノオレフィン性不飽和ジヒドラジド、ビスセミカルバジド、ポリアクリル酸ポリヒドラジド、１，３−ビス（ヒドラジ／カルボエチル）−５−イソプロピルヒダントインなどのその他のポリヒドラジドなどが挙げられる。ポリヒドラジド化合物の配合割合は、カルボニル基に対して０．０５〜２当量、好ましくは０．１〜１当量の範囲である。
【００５６】
エマルション（Ｂ）において、シリコン成分の含有量はビニルシリコン系樹脂（Ｂ）を基準として２０重量％以上で８０重量％以下の範囲、特に２５〜７０重量％の範囲が好ましい。シリコン成分が、２０重量％未満になると上塗り塗膜との層間密着性、耐候性、耐ブロッキング性、耐汚染性等が低下し、８０重量％を超えると、貯蔵安定性等が悪くなるので好ましくない。
【００５７】
上記したシリコン系樹脂（Ｂ１）のエマルションに配合するイソシアネート基含有化合物（Ｂ２）は上記エマルション（Ａ）に記載したイソシアネート基含有化合物と同様のものを使用することができる。樹脂（Ｂ１）と水中分散性ポリイソシアネート（Ｂ２）との混合割合は、ＯＨ／ＮＣＯの当量比で約１０／１〜０．１／１、好ましくは約５／１〜０．８／１であり、約１０／１をはずれると未反応の水酸基が過剰に残り塗膜の耐水性、耐候性等が低下し、一方約０．１／１をはずれるとエマルションに結合しないポリイソシアネート同士の副反応が起こり易くなるため塗膜性能、塗膜外観（変色など）が低下する。
【００５８】
また、エマルション（Ｂ−１）において、水酸基を含有しないシリコン系樹脂エマルションとしては、例えば上記した水酸基含有ビニルモノマーを用いないことで製造することができる。
【００５９】
本発明で使用するエマルション塗料（Ｂ）には、上記以外に必要に応じて着色剤、充填剤、反応性界面活性剤、コロイダルシリカ、加水分解性シラン基及び／又はヒドロキシシラン基含有化合物、上記以外の樹脂やエマルション、有機溶剤、硬化触媒、艶消し剤、顔料分散剤、防腐剤、流動性調整剤、消泡剤等を配合することができる。
【００６０】
本発明方法は、上記した無機基材表面に上記した下塗り用ビニルシリコン系エマルション塗料（Ａ）を塗装し、常温又は加熱により乾燥をおこなったのち、上記した上塗り用ビニルシリコン系エマルション塗料（Ｂ）を塗装したのち、常温又は加熱により塗膜が形成される。また、該下塗り用ビニルシリコン系エマルション塗料（Ａ）を塗装する前に必要に応じて該無機基材表面に下地調整用エポキシエマルション塗料や着色用塗料を塗装することができる。
【００６１】
エマルション塗料（Ａ）の塗装時における固形分は約１〜６０重量％、好ましくは約５〜５０重量％の濃度で使用され、１重量％未満になると塗装膜厚を確保するために塗装回数が多くなって塗装作業性が悪くなり、一方６０重量％を越えると基材に対する浸透性が劣るため耐エフロレッセンス性、耐ブロッキング性等が悪くなるので好ましくない。
【００６２】
エマルション塗料（Ａ）の塗布量（固形分換算）は、約０．１〜１５０ｇ／ｍ2、好ましくは約０．５〜１００ｇ／ｍ2の範囲である。塗布量が約０．１ｇ／ｍ2未満になると耐エフロレッセンス性が低下し、一方約１５０ｇ／ｍ2を越えると上塗り塗膜の仕上がり外観等が低下するので好ましくない。
【００６３】
エマルション塗料（Ａ）の塗装方法は、特に制限なしに従来から公知の塗装方法、例えば、刷毛、浸漬、フローコーター（カーテンフローコーターなど）、エアースプレー、エアレススプレー、シャワーコート、フローコート、ロールコート等等の方法で行うことができる。
【００６４】
次いで、エマルション塗料（Ａ）の塗装基材にエマルション塗料（Ｂ）が塗装される。
【００６５】
エマルション塗料（Ｂ）の塗装時における固形分は約１０〜８０重量％、好ましくは約１５〜６５重量％の濃度で使用され、１０重量％未満になると塗装膜厚を確保するために塗装回数が多くなって塗装作業性が悪くなり、一方８０重量％を越えると塗装粘度が高くなり塗膜平滑性等が悪くなるので好ましくない。
【００６６】
エマルション塗料（Ｂ）の塗布量（固形分換算）は、約５〜８０μｍ、好ましくは約１０〜７０μｍの範囲であり、約５μｍ未満になると塗膜の耐久性が悪くなり、一方約８０μｍを越えると塗膜内部の硬化が遅くなり乾燥時間が長くなるので好ましくない。
【００６７】
エマルション塗料（Ｂ）の塗装方法は、上記エマルション（Ａ）の塗装と同様の手段で実施できる。
【００６８】
エマルション塗料（Ｂ）の乾燥は、例えば、室温では、例えば、乾燥時間は約２４時間〜７日間、加熱を施す場合には、例えば、約７０〜１５０℃の加熱温度では約５分間〜３０分間で充分と考える。また、乾燥後塗装基材は積み重ねられる場合があるので耐ブロッキング性が必要である。
【００６９】
【実施例】
次に、実施例を掲げて本発明を詳細に説明する。部及び％は重量基準である。
【００７０】
下塗り塗料用エマルション（Ｉ）の製造例
攪拌機、温度計および単量体添加ポンプを備えたステンレス製オートクレーブに、加熱器およびチッ素ガス導入装置を取付け、このオートクレーブに水１２０部、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム１部、過硫酸ナトリウム０．３部を仕込み、気相部を１５分間、チッ素ガスで置換し、７５℃に昇温した。その後、別容器からメタクリル酸ｎ−ブチル１０部、メタクリル酸メチル２５部、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル１５部、スチレン１８部、アクリル酸２およびアクリル酸エチル１０部を混合したものを、所要時間３時間かけて連続的に添加した。添加終了後、さらに８５〜９５℃で２時間熟成したのち、２５℃まで冷却し、ジメチルエタノールアミンでｐＨ８に調整した。
【００７１】
次に、メチルトリエトキシシラン４．２部を入れ、約１時間にわたり強く攪拌してシードとなる共重合体に吸収させ、さらに７０℃に昇温し、３時間縮合反応させた。その後冷却し、固形分濃度を水で４５％に調整し、次いで２００メッシュ金網でろ過した。得られた水性共重合組成物全体の平均粒径は、０．１０μｍであった。なお、平均粒径は、コールター社製、ナノサイザーを用いて測定した。また、得られた共重合組成物全体の酸価は１９ＫＯＨｍｇ／ｇであり、水酸基価は７７ＫＯＨｍｇ／ｇであった。該樹脂中のシリコン成分含有量は５％であった。
【００７２】
下塗り塗料用エマルション（ＩＩ）の製造例
上記したエマルション（Ｉ）において、メチルトリメトキシシラン４．２部を８．８部に置き換えた以外はエマルション（Ｉ）の製造例と同様にしてエマルションを製造した。固形分４５％、樹脂酸価１８ＫＯＨｍｇ／ｇ、
樹脂水酸基価７３ＫＯＨｍｇ／ｇ、平均粒径は、０．１０μｍであった。該樹脂中のシリコン成分含有量は１０％であった。
【００７３】
下塗り塗料用エマルション（ＩＩＩ）の製造例
攪拌機、温度計および単量体添加ポンプを備えたステンレス製オートクレーブに、加熱器およびチッ素ガス導入装置を取付け、このオートクレーブに水１２０部、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム１部、過硫酸ナトリウム０．３部を仕込み、気相部を１５分間、チッ素ガスで置換し、７５℃に昇温した。その後、別容器からメタクリル酸ｎ−ブチル１０部、メタクリル酸メチル２５部、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル１５部、スチレン２０部、γーメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン２部、アクリル酸２およびアクリル酸エチル１０部を混合したものを、所要時間３時間かけて連続的に添加した。添加終了後、さらに８５〜９５℃で２時間熟成したのち、２５℃まで冷却し、ジメチルエタノールアミンでｐＨ８に調整した。その後冷却し、固形分濃度を水で４５％に調整し、次いで２００メッシュ金網でろ過した。得られた水性共重合組成物全体の平均粒径は、０．１０μｍであった。なお、平均粒径は、コールター社製、ナノサイザーを用いて測定した。また、得られた共重合組成物全体の酸価は１９ＫＯＨｍｇ／ｇであり、水酸基価は７７ＫＯＨｍｇ／ｇであった。該樹脂中のシリコン成分含有量は２％であった。
【００７４】
下塗り塗料用エマルション（ＩＶ）の製造例
上記したエマルション（Ｉ）において、メチルトリメトキシシラン４．２部を０部に置き換えた以外はエマルション（Ｉ）の製造例と同様にしてエマルションを製造した。固形分４５％、樹脂酸価１９ＫＯＨｍｇ／ｇ、樹脂水酸基価８０ＫＯＨｍｇ／ｇ、平均粒径は、０．０９μｍであった。該樹脂中のシリコン成分含有量は０％であった。
【００７５】
上塗り塗料用エマルション（Ｉ）の製造例
攪拌機、温度計および単量体添加ポンプを備えたステンレス製オートクレーブに、加熱器およびチッ素ガス導入装置を取付け、このオートクレーブに水１２０部、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム１部、過硫酸ナトリウム０．３部を仕込み、気相部を１５分間、チッ素ガスで置換し、７５℃に昇温した。その後、別容器からメタクリル酸ｎ−ブチル１０部、メタクリル酸メチル２５部、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル１５部、スチレン１８部、アクリル酸２およびアクリル酸エチル１０部を混合したものを、所要時間３時間かけて連続的に添加した。添加終了後、さらに８５〜９５℃で２時間熟成したのち、２５℃まで冷却し、ジメチルエタノールアミンでｐＨ８に調整した。
【００７６】
次に、メチルトリエトキシシラン３０部を入れ、約１時間にわたり強く攪拌してシードとなる共重合体に吸収させ、さらに７０℃に昇温し、３時間縮合反応させた。その後冷却し、固形分濃度を水で４５％に調整し、次いで２００メッシュ金網でろ過した。得られた水性共重合組成物全体の平均粒径は、０．１４μｍであった。なお、平均粒径は、コールター社製、ナノサイザーを用いて測定した。また、得られた共重合組成物全体の酸価は１４ＫＯＨｍｇ／ｇであり、水酸基価は５８ＫＯＨｍｇ／ｇであった。該樹脂中のシリコン成分含有量は２７％であった。
【００７７】
上塗り塗料用エマルション（ＩＩ）の製造例
反応容器にアクリル酸１４部、メタクリル酸メチル９４部、アクリル酸ブチル７３部、水５４０部、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウムの４０％水溶液３．６部、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルの２５％水溶液１．８部、ドデシルベンゼンスルホン酸１．８部を仕込み７８℃に上げてから過硫酸アンモニウム０．１６部、を添加して第１段シードラテクスを製造した。
【００７８】
次にアクリル酸５部、メタクリル酸メチル２２０部、アクリル酸ブチル２４４部、２−ヒドロキシエチルアクリレート１００部、水１０８０部、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルの２５％水溶液９部、過硫酸アンモニウム１．８部、の混合液とγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン５０部、ジメチルジメトキシシラン１００部、メチルトリメトキシシラン１００部からなる混合液とを別々の滴下槽より３時間かけて滴下し８５℃で６時間保持させた。また、得られた共重合組成物全体の酸価は１４ＫＯＨｍｇ／ｇであり、水酸基価は４３ＫＯＨｍｇ／ｇであった。該樹脂中のシリコン成分含有量は２５％であった。
【００７９】
上塗り塗料用エマルション（ＩＩＩ）の製造例
上記した上塗り塗料用エマルション（Ｉ）において、メタクリル酸メチル２５部に代えてメタクリル酸メチル２０部及びγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン５部を使用した以外は上塗り塗料用エマルション（Ｉ）と同様にして製造した。得られた水性共重合組成物全体の平均粒径は、０．２５μｍであった。なお、平均粒径は、コールター社製、ナノサイザーを用いて測定した。また、得られた共重合組成物全体の酸価は１４ＫＯＨｍｇ／ｇであり、水酸基価は５８ＫＯＨｍｇ／ｇであった。該樹脂中のシリコン成分含有量は３２％であった。
【００８０】
上塗り塗料用エマルション（ＩＶ）の製造例
ジメチルサイクリックス（環状ジメチルシロキサンオリゴマー３〜７量体混合物）90部、γ−メタクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン10部、水 300部、およびオクチルジプロペニルフェノールエチレンオキシド10モル付加物硫酸エステルナトリウム塩 0.5部を、ホモミキサーで予備混合した後に、ホモジナイザーにより 200Kg／cm2の圧力で剪断し、強制乳化してシリコーン原料エマルジョンを得た。次いで、水 100部、およびオクチルジプロペニルフェノールエチレンオキシド10モル付加物硫酸エステル10部を、攪拌機、コンデンサー、加熱ジャケットおよび滴下ポンプを備えたフラスコに仕込み、フラスコ内の温度を80〜88℃に保ちながら３時間かけて上記のシリコーン原料エマルジョンを滴下した。滴下終了後、さらに１時間加熱、攪拌を続けた後、得られたエマルジョンを室温まで冷却し、水酸化ナトリウムにより中和してシリコーン重合体エマルジョンを得た。
【００８１】
得られたシリコーン重合体エマルジョンを攪拌機、コンデンサー、加熱ジャケットおよび不活性ガス導入孔を備えたフラスコに仕込み、窒素雰囲気下でビニル重合性単量体成分として、メタクリル酸メチル80部、メタクリル酸n-ブチル90部、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル10部、アクリル酸10部、N-ブトキシメチルアクリルアミド10部、および開始剤としてクメンハイドロパーオキサイド１部を加えて10分攪拌した。次いで温度を65℃まで上げ、EDTA、ロンガリット、酸化第一鉄の水溶液を添加してラジカル重合を開始した。重合は３時間で完結し、反応液を室温まで冷却してエマルジョンを得た。また、得られた共重合組成物全体の酸価は２６ＫＯＨｍｇ／ｇであり、水酸基価は１４ＫＯＨｍｇ／ｇであった。該樹脂中のシリコン成分含有量は３３％であった。
【００８２】
上塗り塗料用エマルション（Ｖ）の製造例
攪拌機、温度計および単量体添加ポンプを備えたステンレス製オートクレーブに、加熱器およびチッ素ガス導入装置を取付け、このオートクレーブに水１２０部、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．５部、過硫酸ナトリウム０．２部を仕込み、気相部を１５分間、チッ素ガスで置換し、７５℃に昇温した。その後、別容器からメタクリル酸ｎ−ブチル１０部、メタクリル酸メチル１０部、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル１５部、スチレン７部及びアクリル酸２部を混合したものを、所要時間３時間かけて連続的に添加した。添加終了後、さらに８５〜９５℃で２時間熟成したのち、２５℃まで冷却し、ジメチルエタノールアミンでｐＨ８に調整した。
【００８３】
次に、メチルトリエトキシシラン６６部を入れ、約１時間にわたり強く攪拌してシードとなる共重合体に吸収させ、さらに７０℃に昇温し、３時間縮合反応させた。その後冷却し、固形分濃度を水で４５％に調整し、次いで２００メッシュ金網でろ過した。得られた水性共重合組成物全体の平均粒径は、０．２μｍであった。なお、平均粒径は、コールター社製、ナノサイザーを用いて測定した。また、得られた共重合組成物全体の酸価は１４ＫＯＨｍｇ／ｇであり、水酸基価は５８ＫＯＨｍｇ／ｇであった。該樹脂中のシリコン成分含有量は６０％であった。
【００８４】
上塗り塗料用エマルション（ＶＩ）の製造例
温度計、攪拌機、冷却器及び滴下ロートを備えた３００ｃｃの４つ口フラスコにプロピレングリコールモノメチルエーテル１００ｇ入れ、８０〜９０℃に昇温させ、このものにメチルメタクリレート３０ｇ、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル１０部、Ｎーブチルアクリレート３５ｇ、スチレン１０ｇ、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン５ｇ、アクリル酸１０ｇ及びアゾビスイソブチロニトリル１ｇの混合物を３時間にわたり滴下した、その後同温度で１時間熟成した後、アゾビスブチロニトリル１ｇを追加触媒として配合し、更に２時間熟成をへて、樹脂固形分５０重量％、樹脂酸価７８ＫＯＨｍｇ／ｇ、水酸基価は４３ＫＯＨｍｇ／ｇで、樹脂の数平均分子量約３００００のアクリル系水性共重合体有機溶剤溶液を得た。該樹脂中のシリコン成分含有量は５％であった。
【００８５】
次いで、該溶液にトリエチルアミンの中和剤０．９当量を配合し攪拌混合した後、固形分が約１０重量％になるまで脱イオン水を徐々に滴下混合攪拌して上塗り塗料用エマルション（ＶＩ）を製造した。
【００８６】
上塗り塗料用エマルション（ＶＩＩ）の製造例
上記したエマルション（ＶＩ）において、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン５ｇを０ｇに、そしてスチレン１０ｇを１５ｇに置き換えた以外はエマルション（ＶＩ）の製造例と同様にしてエマルションを製造した。樹脂は、固形分５０重量％、酸価８０ＫＯＨｍｇ／ｇ、数平均分子量約３００００であった。該樹脂中のシリコン成分含有量は０％であった。
【００８７】
水中分散性ポリイソシアネート（Ｉ）の製造例
撹拌機、温度計、還流管、窒素導入管をそなえた４つ口フラスコに、平均分子量５５０のメトキシポリエチレンエーテルグリコール２２５ｇと１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート８７１ｇを入れ、窒素雰囲気下７０℃で６時間反応させた。得られた反応液を薄膜蒸留装置にかけ、未反応の１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートを取り除き、平均分子量５５０のメトキシポリエチレンエーテルグリコールを有するモノイソシアネート化合物を得た。次に、撹拌機、温度計、還流管、窒素導入管を備えた４つ口フラスコにジエタノールアミン３７部を入れ、窒素雰囲気下、空冷しながら上記モノイソシアネート化合物２５０部を反応温度が７０℃を越えないように徐々に滴下した。滴下終了後、約１時間窒素雰囲気下において７０℃で撹拌し、イソシアネート基が消失したことを確認し、乳化剤（ａ）を得た。更に、撹拌機、温度計、還流管、窒素導入管を備えた４つ口フラスコに乳化剤４２ｇとタケネートＤ−１７０ＨＮ（武田薬品工業（株）製：１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートの三量体）３５８ｇを入れ、窒素雰囲気下７０℃にて６時間撹拌することにより、水中分散性ポリイソシアネートを得た。この水中分散性ポリイソシアネート（Ｉ）はイソシアネート基含量１９．３重量％、粘度２０００cpsであった。
【００８８】
水中分散性ポリイソシアネート（ＩＩ）
撹拌機、温度計、還流管、窒素導入管を備えた４つ口フラスコに平均分子量１０００のメトキシポリエチレンエーテルグリコール１００ｇと、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート１６８ｇを入れ、窒素雰囲気下７０℃でイソシアネート基含量が２９．８重量％に達するまで反応させた。得られた反応液を薄膜蒸留装置にかけ、未反応の１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートを取り除き、平均分子量１０００のメトキシポリエチレンエーテルグリコールを有するモノイソシアネート化合物を得た。次に、撹拌機、温度計、還流管、窒素導入管を備えた４つ口フラスコにジエタノールアミン１７８．８ｇを入れ、窒素雰囲気下で空冷しながら上記モノイソシアネート化合物９５０ｇを、反応温度が７０℃を越えないように徐々に滴下した。滴下終了後、約１時間窒素雰囲気下において７０℃で撹拌し、イソシアネート基が消失したことを確認し、乳化剤を得た。更に、撹拌機、温度計、還流管、窒素導入管を備えた４つ口フラスコに乳化剤６３．７ｇ、タケネートＤ−１７０ＨＮ（武田薬品工業（株）製：１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートの三量体）２７０．０ｇを入れ、窒素雰囲気下７０℃にて撹拌し、イソシアネート基含量が１７．１重量％に達したことを確認して、水中分散性ポリイソシアネート（ＩＩ）を得た。この水中分散性ポリイソシアネート（ＩＩ）は、２５℃において高粘調の白色液体であり、粘度は３０００cpsであった。
【００８９】
下塗り用エマルション塗料１〜５の製造例
表１に記載の配合で下塗り用エマルション塗料を製造した。
【００９０】
上塗り用エマルション塗料１〜１１の製造例
上記上塗り用エマルションを攪拌しながら上記イソシアネートを徐々に添加して上塗りエマルション塗料を製造した。配合は表１に記載の種類、割合でおこなった。
【００９１】
基材Ａ
ポルトランドセメント：６０部、珪砂：５０部、パルプ繊維：５部、セピオライト：３部、カーボンブラック：１部、水：１２０部からなる組成物を抄造法で板状にし、次いでプレス成形して基材Ａを得た。
【００９２】
基材Ｂ
ポルトランドセメント：３６部、珪砂：５８部、フラッイアッシュ：４部、ポリプロピレン繊維：１部、メチルセルロース：１部、水：６７部からなる組成物を押し出し法で成形し基材Ｂを得た。
【００９３】
〈一次養生条件〉
条件（イ）４０℃  ８時間
実施例１
基材Ａに、適宜アルミ板を挿入しながら積み重ね、一次養生する。此の板材を１枚ずつ、コンベア上に搬送し、下塗り塗料１をロールコーターで塗布量７０ｇ／ｍ2（ｗｅｔ）になるように塗布した。次いで１２０℃×５分間乾燥させた。次いで上塗塗料１を、エアレススプレーにて塗布量５０μｍ（乾燥膜厚）になるよう塗布し１２０℃×２０分間乾燥させ、上塗塗膜を硬化させた。上塗り塗装後の塗膜外観、付着性、凍結融解性、耐水性につき試験をし、その結果を表１に示す。
【００９４】
実施例２〜１１
表１に記載の条件で、その他は実施例１と同様にして実施例２〜１１の塗膜を形成した。その結果を表１に示す。
【００９５】
比較例１〜５
表１の塗料を使用して下記の試験を行った結果を表１に示す。
【００９６】
【表１】
0004226703.tif 000002
【００９７】
表１において試験方法は次の様にして行った。
【００９８】
塗膜外観：塗面の平滑性、ワレ、ピンホール等の仕上り性を目視で評価する。◎良好、○若干劣るが実用上問題ないしで良好、△劣る、×著しく劣る。
【００９９】
塗膜光沢：塗膜の光沢を目視で評価する。◎良好、○若干劣るが実用上問題なく良好、△劣る、×著しく劣る。
【０１００】
耐ブロッキング性：上塗り塗装板を塗装面同士を荷重が４００ｇ／ｃｍ2になるように加圧を行い２枚の塗装板間の剥がれ易さを調べた。評価は次の基準で行った。◎は全く付着せずに良好なもの、○は若干付着はしているが軽い力で剥離が可能で実用上問題がないもの、△は強い力をかけないと剥離できないもの、×は剥離が困難なものである。
【０１０１】
耐水性：塗装板を上水に２０℃で３０日間浸漬した後、上塗り塗膜のワレ、剥がれ、フクレなどの塗膜異常の有無を観察した。
【０１０２】
耐アルカリ性：塗装板を水酸化カルシウムの飽和水溶液に２０℃で３０日間浸漬した後、上塗り塗膜のワレ、剥がれ、フクレなどの塗膜異常の有無を観察した。
【０１０３】
凍結融解性：塗装板を−２０℃×１８時間凍結と２０℃×８時間融解とを１サイクルとしこのものを２０サイクル試験を行った後の塗膜状態を評価した。◎異常なし、○極わずか異常が認められるが良好、△異常あり、×著しく異常が認められるもの。
【０１０４】
付着性（下塗り塗膜と上塗り塗膜との層間付着性）：塗装膜の上からカッターナイフで４ｍｍゴバン目２５個を作りその上からセロファンテープを強く貼付後、素早く引き離したあとの塗膜の付着状況を評価した。◎異常なし、○極わずか異常が認められるが良好、△異常あり、×著しく異常が認められるもの。
【０１０５】
【発明の効果】
本発明方法は、特に下塗り塗料としてとしてシリコン成分を含有しているので無機質基材に対して濡れ、浸透性等が良く、また、耐加水分解性に優れたポリシロキサン結合を有するので、耐水性、耐アルカリ性、耐エフロレッセンス性、耐ブロッキング性等に優れた塗膜が形成される。また、上塗り塗料として下塗り塗料よりもシリコン成分が多いので下塗りに対する濡れが良くり仕上がり外観、層間密着性、耐候性等が優れる。更に、上塗り塗料は水酸基とイソシアネート基によりウレタン結合で架橋された塗膜が形成されるので耐アルカリ性、耐水性等の性能が優れ、またこの架橋は常温で行われるので実用的である。