(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記成分（Ａ）〜（Ｅ）及び残余分として水を含有することを特徴とする、水系下塗材用組成物。
成分（Ａ）：  アクリル（共）重合体エマルジョン、エチレン・酢酸ビニル共重合体エマルジョンから選ばれた少なくとも１種の合成樹脂系結合材
５〜４０重量％
成分（Ｂ）：  珪酸金属塩                              ５〜４０重量％
且つ、成分（Ａ）１００重量部に対して５０〜２００重量部
成分（Ｃ）：  多価アルコール                       ０．５〜３重量％
成分（Ｄ）：  炭素数１〜４の一価アルコール         ０．５〜７重量％
成分（Ｅ）：  グリコールエーテル類、グリコールエーテルエステル類から選ばれた少なくとも１種の造膜助剤                       ０．５〜５重量％
【請求項２】
多価アルコールが炭素数２〜３のグリコールである、請求項１に記載の水系下塗材用組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物の内外装塗装に用いられる水系下塗材として、冬期から夏期にかけて何れの季節においても施工が可能であり、幅広い下地に対して高い密着性を有する水系下塗材用組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、地球環境上の問題、安全衛生上の問題、火気による危険性の問題等の観点から、建築物の内外装塗装に用いられる塗料の分野においても、溶剤系塗装材料から水系塗装材料への転換が推し進められている。
しかしながら、冬期における日本国内での塗装の施工においては、屋外での日中の気温が５℃以下、場所によっては０℃以下にて行われるのが一般的であることから、水系塗装材料では凍結問題や乾燥硬化不良問題が発生する為に、特に寒冷地での塗装の施工を行うことが困難な状況であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、冬期における塗装の施工は、上述の問題を抱えていることから、寒冷地においては溶剤系塗装材を使用せざるを得ない状況であったり、しかも、この様な溶剤系塗装材を用いる場合であっても、種々の施工作業、乾燥硬化性に支障を来す懸念もあった。
具体的には、例えば、乾燥硬化型塗装材料の場合、温度による粘度変化が大きいことや、温度により溶剤の揮発性が大きく変化することから、夏期においては塗装の途中で造膜して、作業性や仕上がり性に不具合を生じたり、冬期においては乾燥が著しく遅れるために、作業性や仕上がり性が悪化する場合がある。
【０００４】
従って、塗料の希釈材として用いる各種溶剤の組み合わせによって、蒸発速度を調節して乾燥速度を調節するのが一般的であるが、溶剤の沸点を上げて蒸発速度を遅くした場合には、冬期における塗料の乾燥が遅れるが、反対に溶剤の沸点を下げて溶媒の蒸発速度を速くした場合には、夏期における塗料の乾燥が速いために塗装の仕上がりが悪くなったり、品質の低下が生じる危険性があった。
【０００５】
また、低沸点の溶剤を用いた場合には輸送中や貯蔵中での危険性が増すために望ましいことではなかった。特に冬期は周囲で暖房等のために火気を使用する確率が高い為、低沸点の溶剤の使用は火災発生の危険性が増す。
従って、現在までに通年で使用でき、安定した密着性能と安全性を兼備する水系の下塗材は見られることがなかった。
【０００６】
また、特開平８−１８８７２７号公報に記載される「氷点下で塗装可能な水系仕上塗材」は、夏期から冬期までの年間を通じて施工可能な水系仕上塗材であるが、吸い込みの多い下地や、比較的脆弱な下地に対して十分な接着性が得られないことが多く、その為に、氷点下で使用でき、幅広い下地に対しても接着性に優れる水系下塗材に用いられる組成物の開発が望まれていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の問題点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、
（１）  環境に優しく、低ＶＯＣであること、
（２）  コンクリート、スレート板等の無機建材に対する密着性を向上させるために、浸透性と下地強化性に優れていること、
（３）  各種既存の仕上塗材に対する密着性に優れていること、
（４）  −１０℃から４０℃の気温でも凍結、凝集等が生じなく、塗材の安定性に優れていること、
（５）  広範囲の上塗り材との密着性に優れた下塗材であること、
の要件を満足するものであることが重要で、その様な性質を得るためには、特定な成分を特定な割合で配合することにより達成することができるとの知見を得ることにより本発明を完成するに至ったものである。
【０００８】
すなわち、本発明の水系下塗材用組成物は、下記成分（Ａ）〜（Ｅ）及び残余分として水を含有すること、を特徴とするものである。
成分（Ａ）：  アクリル（共）重合体エマルジョン、エチレン・酢酸ビニル共重合体エマルジョンから選ばれた少なくとも１種の合成樹脂系結合材
５〜４０重量％
成分（Ｂ）：  珪酸金属塩                              ５〜４０重量％
且つ、成分（Ａ）１００重量部に対して５０〜２００重量部
成分（Ｃ）：  多価アルコール                      ０．５〜３重量％
成分（Ｄ）：  炭素数１〜４の一価アルコール        ０．５〜７重量％
成分（Ｅ）：  グリコールエーテル類、グリコールエーテルエステル類から選ばれた少なくとも１種の造膜助剤                      ０．５〜５重量％
【０００９】
【発明の実施の形態】
[I]   水系下塗材用組成物
(1)  構成成分
(A)  成分（Ａ）：合成樹脂系結合材
本発明の水系下塗材用組成物を構成する成分（Ａ）としては、アクリル（共）重合体エマルジョン、エチレン・酢酸ビニル共重合体エマルジョンから選ばれた少なくとも１種の合成樹脂系結合材としては、下記のアクリル（共）重合体エマルジョン又はエチレン・酢酸ビニル共重合体エマルジョンが使用される。
アクリル（共）重合体エマルジョン
上記アクリル樹脂（共）重合体エマルジョンとしては、アクリル重合体樹脂エマルジョン、アクリル・スチレン共重合体樹脂エマルジョン、アクリル酸・酢酸ビニル共重合体エマルジョン等を挙げることができる。
エチレン・酢酸ビニル共重合体エマルジョン
上記エチレン・酢酸ビニル共重合体エマルジョンとしては、エチレン・酢酸ビニル共重合体エマルジョン、エチレン・酢酸ビニル・アクリル酸共重合体エマルジョン等を挙げることができる。
【００１３】
物  性
これらアクリル（共）重合体エマルジョン又はエチレン・酢酸ビニル共重合体エマルジョンは、一般にガラス転移点が−２０〜６０℃、平均粒子径が１μｍ以下の合成樹脂エマルジョンである。
上記アクリル樹脂（共）重合体エマルジョン、エチレン・酢酸ビニル共重合体エマルジョンから選ばれた少なくとも１種の合成樹脂エマルジョンは、造膜性に優れ、下地表面に均一化し、上塗り材との密着性を助け強固な接着性を得ることができる。
しかし、水中に粒子状で分散している為、溶解している結合材に比べ粒子径が大きく、下地に対する浸透性は期待することができない。従って、表面状態の悪い下地に対しては下地との界面で剥離し易く、強固な付着力を期待することはできない。
【００１６】
(b)  合成樹脂系結合材と珪酸金属塩との組合せ
そこで、複合化による相乗効果を期待して、鋭意研究を重ねた結果、上記成分（Ａ）の合成樹脂系結合材と後記成分（Ｂ）の珪酸金属塩との組合せが有効であることが確認された。
一方、合成樹脂エマルジョンと珪酸金属塩との組合せの場合は、本来全くの異物同士なので造膜時においても一体化することはなく、珪酸金属塩の浸透性を悪化させることも、合成樹脂エマルジョンの物性低下を招くこともない。その為、両者の良い点を相乗効果として発揮することができる。
しかし、合成樹脂エマルジョンと珪酸金属塩とを併用する場合、安定性には注意することが必要である。
【００１７】
(B)  成分（Ｂ）：珪酸金属塩
(a)  珪酸金属塩
本発明の水系下塗材用組成物を構成する成分（Ｂ）の珪酸金属塩としては、水ガラス、珪酸リチウム、珪酸カリウム、メタ珪酸ナトリウム等を挙げることができる。
これら珪酸金属塩は単独又は二種以上を混合して使用することもできる。
これら珪酸金属塩の中でも特に水ガラスを用いることが好ましい。
【００１８】
(b)  合成樹脂系結合材と珪酸金属塩との配合割合
珪酸金属塩は、一般にｐＨが強いアルカリ性の場合が多く、合成樹脂エマルジョン中に大量に添加するとエマルジョンの安定性を阻害する場合が多い。しかし、少量では珪酸金属塩が持つ浸透性が不十分となる。
従って、両者の適切な組合せ量比と、低温でも凍結せず良好な施工性を確保する添加剤を選択する必要がある。
その結果、上記成分（Ａ）の合成樹脂系結合材１００重量部に対して５０〜２００重量部、好ましくは５０〜１５０重量部、特に好ましくは７０〜１２０重量部の割合で配合することが重要である。
【００１９】
(C)  成分（Ｃ）：多価アルコール
本発明の水系下塗材用組成物を構成する成分（Ｃ）の多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等を挙げることができる。
これら多価アルコールは単独又は二種以上を混合して使用することもできる。
これら多価アルコールの中でもエチレングリコール、プロピレングリコールを用いることが好ましく、特にプロピレングリコールを用いることが好ましい。
通常、塗材の凍結防止には多価アルコールを単独で０．５〜２重量％添加することが多いが、本発明の水系下塗材用組成物の場合は、通常の水系塗料に比較して凍結温度を更に１０℃以上低下させる必要があるために、多価アルコール単独で添加すると配合量が多くなり過ぎるために、又、造膜後の塗膜に凍結防止剤が多く残留していると耐水性を低下させる原因となる。
【００２０】
(D)  成分（Ｄ）：炭素数１〜４の一価アルコール
本発明の水系下塗材用組成物を構成する成分（Ｄ）の炭素数１〜４の一価アルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロパノール等の炭素数１〜４、好ましくは１〜３の直鎖状の一価アルコール類を挙げることができる。
これら炭素数１〜４の一価アルコールは単独又は二種以上を混合して使用することもできる。
これら炭素数１〜４の一価アルコールの中でもメタノール、エタノールを用いることが好ましく、特にエタノールを用いることが好ましい。
一方、炭素数１〜４の一価アルコールの配合は、造膜時に揮発して塗膜中には余り残存しないために耐水性を比較的悪化させることがないとの利点があった。しかし、炭素数１〜４の一価アルコールを単独で配合すると、乾燥造膜時の気化熱により塗膜に結露や凍結を発生する。
これらの問題を解決するために成分（Ｃ）の多価アルコールと成分（Ｄ）の炭素数１〜４の一価アルコールとを併用するものである。
【００２１】
(E)  成分（Ｅ）：グリコールエーテル類、グリコールエーテルエステル類から選ばれた少なくとも１種の造膜助剤
本発明の水系下塗材用組成物を構成する成分（Ｅ）のグリコールエーテル類、グリコールエーテルエステル類から選ばれた少なくとも１種の造膜助剤としては、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチルカルビトール、ブチルカルビトール等のグリコールエーテル類、エチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等のグリコールエーテルエステル類を挙げることができる。
これら造膜助剤は単独若しくは２種類以上を混合して使用することもできる。
これら造膜助剤の中でもエチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチルカルビトール、ブチルカルビトール等のグリコールエーテル類やエチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等のグリコールエーテルエステル類を用いることが好ましく、特にエチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等のグリコールエーテルエステル類を用いることが好ましい。
【００２２】
(2)  配合割合
本発明の水系下塗材用組成物を構成する成分（Ａ）〜（Ｄ）の配合量比としては、成分（Ａ）のアクリル（共）重合体エマルジョン、エチレン・酢酸ビニル共重合体エマルジョンから選ばれた少なくとも１種の合成樹脂系結合材が５〜４０重量％、好ましくは１０〜３０重量％、特に好ましくは１５〜２５重量％である。
上記合成樹脂系結合材の配合量が上記範囲を超過して配合すると粘度が高くなり希釈が必要となる。しかし、希釈水の添加は凍結を考慮すると望ましいことではない。一方、上記範囲未満で配合すると結合材成分が不足し、性能が低下する。
また、成分（Ｂ）の珪酸金属塩が５〜４０重量％、好ましくは１０〜３０重量％、、特に好ましくは１５〜２５重量％である。
上記珪酸金属塩の配合量が上記範囲を超過して配合すると組成物が不安定となる。一方、上記範囲未満で配合すると浸透による密着力が不足する。
しかし、成分（Ａ）のアクリル（共）重合体エマルジョン、エチレン・酢酸ビニル共重合体エマルジョンから選ばれた少なくとも１種の合成樹脂系結合材１００重量部に対して珪酸金属塩を５０〜２００重量部、好ましくは５０〜１５０重量部、特に好ましくは７０〜１２０重量部の割合で配合する必要がある。
上記合成樹脂系結合材に対して珪酸金属塩の配合量が上記範囲を超過して配合すると組成物が不安定となる。一方、上記範囲未満で配合すると浸透による密着力が不足する。
更に、成分（Ｃ）の多価アルコールが０．５〜７重量％、好ましくは１〜５重量％、特に好ましくは２〜３重量％である。
上記多価アルコールの配合量が上記範囲を超過して配合すると塗装物の耐水性が低下する。一方、上記範囲未満で配合すると凍結防止効果が不十分となる。
また、成分（Ｄ）の炭素数１〜４の一価アルコールが０．５〜７重量％、好ましくは１〜５重量％、特に好ましくは２〜５重量％である。
上記炭素数１〜４の一価アルコールの配合量が上記範囲を超過して配合すると組成物に不安定化が生じたり、造膜時の気化熱による塗膜表面の凍結の原因となる。一方、上記範囲未満で配合すると凍結防止効果が不足する。
更に、成分（Ｅ）のグリコールエーテル類、グリコールエーテルエステル類、エステル類から選ばれた少なくとも１種の造膜助剤が０．５〜５重量％、好ましくは１〜３重量％、特に好ましくは２〜３重量％である。
上記グリコールエーテル類、グリコールエーテルエステル類、エステル類から選ばれた少なくとも１種の造膜助剤の配合量が上記範囲を超過して配合すると塗膜に粘着剤が残余することとなる。また、上記範囲未満で配合すると十分な塗膜性能が発揮できない。
【００２３】
(3)  水系下塗材用組成物の調製
上記構成成分（Ａ）〜（Ｅ）及び残余分として水を配合して、本発明の水系下塗材用組成物を調製するには、上記構成成分（Ａ）〜（Ｅ）及び水を上記配合割合で配合して常温常圧下で攪拌して混合することにより、水性媒体中にアクリル（共）重合体エマルジョン、エチレン・酢酸ビニル共重合体エマルジョンから選ばれた少なくとも１種の合成樹脂系結合材や珪酸金属塩を分散したエマルジョン状態の本発明の水系下塗材用組成物を得ることができる。
【００２４】
(4)  水系下塗材用組成物の物性
上記配合・攪拌・混合を行うことにより得られる本発明の水系下塗材用組成物は、水性媒体中にアクリル（共）重合体エマルジョン、エチレン・酢酸ビニル共重合体エマルジョンから選ばれた少なくとも１種の合成樹脂系結合材や珪酸金属塩粒子を分散した水系エマルジョン状態をしていることから、一般に使用される溶剤系下塗材と比較して大幅に溶剤の揮散が少なく、地球環境上の問題や、安全衛生上の問題、及び、火気による危険性の問題等が少ない。
また、水性媒体中には多価アルコール及び炭素数１〜４の一価アルコールが混合されていることから、低温度下でも結露や凍結を起こさないし、低温造膜性をも確保させている。
また、高温度下では、乾燥により水分や炭素数１〜４の一価アルコールが揮散した後でも多価アルコールが残存して乾燥硬化不良問題を発生し難くさせている。
【００２５】
[II]  施  工
(1)  塗  装
用いられる
上記本発明の水系下塗材用組成物は、建築物の内外装塗装における水系下塗材として用いるものである為に、基材との密着性及び上塗り材との密着性にも良好でないとその役割を果たすことができない。
【００２６】
(2)  基  材
本発明の水系下塗材用組成物が塗布される基材としては、建築用の基材となるコンクリート、スレート板、モルタル、ＡＬＣパネル等のセメント系下地、それに薄塗材、複層塗材等の建築用仕上材の既存塗膜が形成された下地、等を挙げることができる。
この基材との密着性は、成分（Ｂ）として含有する無機結合材が寄与しているものと推定される。
【００２７】
(3)  上塗り材
上記本発明の水系下塗材用組成物を施工した後に施工される上塗り材としては、建築用仕上塗材として使用されている広範囲な塗材を使用することが可能であることから、建築用仕上塗材を選ばずに使用することができる。
特に上塗り材として特開平８−１８８７２７号公報に記載される「氷点下で塗装可能な水系仕上塗材」を用いた場合には、水系で、且つ、−１０℃〜４０℃の広範囲の温度で施工することができることから、冬期から夏期までの一年を通じて施工が可能であることから、好適な水系仕上塗材である。
【００２８】
【実施例】
以下に示す実施例及び比較例によって、本発明を更に具体的に説明する。
[I] 評価方法
(1)  貯蔵安定性の評価
貯蔵安定性の評価は、調製した水系下塗材用組成物の貯蔵安定性を２０℃、−３℃、−１０℃の各温度下で密閉した金属容器内で貯蔵した場合の貯蔵安定性をＪＩＳ−Ｋ−５４００の低温安定性に準拠した方法で温度を変えて行うことにより測定し、評価した。
その結果を下記の段階で評価した。
○ ：良好
△ ：やや不良
× ：不良
− ：試験不能、他
【００２９】
(2)  造膜性
造膜性の評価は、調製した水系下塗材用組成物を塗布した場合の２０℃及び−１０℃の温度での塗膜形成性をＪＩＳ−Ｋ−５４００の乾燥性試験により測定し、評価した。
その結果を下記の段階で評価した。
○ ：良好
△ ：やや不良
× ：不良
− ：試験不能、他
【００３０】
(3)  耐水性
耐水性の評価は、調製した水系下塗材用組成物を塗布した塗膜の耐水性をＪＩＳ−Ｋ−５４００の耐水性により測定し、評価した。
その結果を下記の段階で評価した。
○ ：良好
△ ：やや不良
× ：不良
− ：試験不能、他
【００３１】
(4)  密着性
密着性の評価は、調製した水系下塗材用組成物をスレート板と既存下地とに２０℃及び−１０℃で塗布して形成した塗膜の密着性をＪＩＳ−Ｋ−５４００のメカットテープ法により測定し、評価した。
その結果を下記の段階で評価した。
○ ：良好
△ ：やや不良
× ：不良
− ：試験不能、他
【００３２】
[II]  実施例及び比較例
実施例１〜２及び比較例１〜６
表１に示す割合で配合し攪拌・混合することにより調製した水系下塗材用組成物を貯蔵安定性、造膜性、耐水性、密着性を評価した。その結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
0003737444.tif 000002
【００３４】
実施例３〜５及び比較例７〜１１
表２に示す割合で配合し攪拌・混合することにより調製した水系下塗材用組成物を貯蔵安定性、造膜性、耐水性、密着性を評価した。その結果を表２に示す。
【００３５】
【表２】
0003737444.tif 000003
【００３６】
【発明の効果】
このような本発明の水系下塗材用組成物は、外気温が−１０℃での冬期から４０℃での夏期にかけての何れの季節において塗装を施工しても、凍結問題や乾燥硬化不良問題が発生しないことから、一年を通じて塗装を施工することが可能で、幅広い下地に対して高い密着性を示し、溶剤の揮散が少なく、地球環境上の問題や、安全衛生上の問題、及び、火気による危険性の問題等が少ない水系下塗材用組成物である。