塗料組成物
【課題】本発明の課題は、特に塗装が困難な基材に対しても簡便に確実に塗装できる塗料組成物を提供することである。
【解決手段】本発明の塗料組成物は、水と、炭化水素界面活性剤と、フルオロカーボン界面活性剤と、バインダー成分とを含み、炭化水素界面活性剤の含有量が０．００１質量％以上０．００８５質量％以下であり、フルオロカーボン界面活性剤の含有量が０．０００１質量％以上０．５質量％以下であり、バインダー成分の含有量が０．１質量％以上５０質量％以下である。
【解決手段】本発明の塗料組成物は、水と、炭化水素界面活性剤と、フルオロカーボン界面活性剤と、バインダー成分とを含み、炭化水素界面活性剤の含有量が０．００１質量％以上０．００８５質量％以下であり、フルオロカーボン界面活性剤の含有量が０．０００１質量％以上０．５質量％以下であり、バインダー成分の含有量が０．１質量％以上５０質量％以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、塗料は、環境対応の必要性もあり、水系化が求められている。しかしながら、水系の塗料は水の高い表面張力により塗装性が低下するという問題点がある。この問題を解決するため各種塗れ剤が利用されているが、特に撥水性の基材に対してはまだ充分な性能ではない。また、フッ素塗膜、無機塗膜等の高耐候性塗膜は撥水性が高いことも多く、水系の塗料を重ね塗りするのは困難である。特許文献１には、特定量の炭化水素界面活性剤および特定量のフルオロカーボン界面活性剤を含む組成物を添加することにより、塗料の表面張力を低下させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００３−５３５９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、塗料の塗装性と泡立ち性との両立は実現できておらず、特に塗装が困難な基材に対して簡便に確実に塗装することは困難である。
【０００５】
本発明の課題は、塗装性と泡立ち性とに優れ、特に塗装が困難な基材に対しても簡便に確実に塗装できる塗料組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。
【０００７】
すなわち、本発明は以下の通りである。
【０００８】
［１］
水と、炭化水素界面活性剤と、フルオロカーボン界面活性剤と、バインダー成分とを含み、
炭化水素界面活性剤の含有量が０．００１質量％以上０．００８５質量％以下であり、フルオロカーボン界面活性剤の含有量が０．０００１質量％以上０．５質量％以下であり、バインダー成分の含有量が０．１質量％以上５０質量％以下である塗料組成物。
【０００９】
［２］
さらに飽和炭化水素アルコールを含み、
飽和炭化水素アルコールの含有量が５質量％以上４０質量％以下である［１］に記載の塗料組成物。
【００１０】
［３］
飽和炭化水素アルコールが、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール及びイソプロピルアルコールからなる群より選ばれる少なくとも１種である［２］に記載の塗料組成物。
【００１１】
［４］
最大泡圧法で測定した２０ミリ秒における動的表面張力が４５ｍＮ／ｍ以下である［１］〜［３］のいずれかに記載の塗料組成物。
【００１２】
［５］
［１］〜［４］のいずれかに記載の塗料組成物を含む機能性複合体。
【００１３】
［６］
［１］〜［４］のいずれかに記載の塗料組成物を含む皮膜を基材上に形成してなる機能性複合体。
【００１４】
［７］
基材の２３℃における水接触角が９０°以上である［６］に記載の機能性複合体。
【００１５】
［８］
［１］〜［４］のいずれかに記載の塗料組成物を用いる塗装方法。
【００１６】
［９］
［１］〜［４］のいずれかに記載の塗料組成物をスプレー吹き付け法で基材上に塗装する塗装方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の塗料組成物は、塗装性と泡立ち性とに優れ、特に塗装が困難な基材に対しても簡便に確実に塗装ができる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態（以下、単に「本実施形態」という。）について詳細に説明する。ただし、本発明は下記本実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【００１９】
≪塗料組成物≫
本実施形態の塗料組成物は、水と、炭化水素界面活性剤と、フルオロカーボン界面活性剤と、バインダー成分とを含む。また、炭化水素界面活性剤の含有量は、０．００１質量％以上０．００８５質量％以下であり、フルオロカーボン界面活性剤の含有量が０．０００１質量％以上０．５質量％以下であり、バインダー成分の含有量が０．１質量％以上５０質量％以下である。本実施形態の塗料組成物において、水の含有量は、他の成分の含有量が上記特定の範囲内となれば特に限定されないが、０．１質量％以上９９．９質量％以下であることが好ましく、１質量％以上９９質量％以下であることがより好ましい。
【００２０】
〈炭化水素界面活性剤〉
本実施形態に用いる炭化水素界面活性剤としては、非イオン性、陰イオン性、陽イオン性および両性界面活性剤のいずれも用いることが可能である。
【００２１】
非イオン性界面活性剤としては、グリセリン、ソルビトール、しょ糖などの多価アルコールと脂肪酸とがエステル結合したエステル型、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アルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール等のポリエーテル型等が挙げられる。
【００２２】
陰イオン性界面活性剤としては、アルキルエーテルカルボン酸塩等のカルボン酸塩型、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、ジアルキルスルホこはく酸塩等のスルホン酸塩型、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等の硫酸エステル塩型等が挙げられる。
【００２３】
陽イオン界面活性剤としては、アミン塩型、第４級アンモニウム塩型が挙げられる。
【００２４】
両性界面活性剤としては、カルボン酸塩型、アミノ酸型、ベタイン型が挙げられる。
【００２５】
これらの炭化水素界面活性剤の中でもジオクチルスルホコハク酸塩は塗れ性改良効果が大きく好ましい。ジオクチルスルホコハク酸塩の具体例としては、商品名ペレックスＯＴ−Ｐ（花王株式会社）、商品名エアロゾルＯＴ−７５（サイテックインダストリー社）等が挙げられる。
【００２６】
これらの炭化水素界面活性剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。
【００２７】
本実施形態の塗料組成物において、炭化水素界面活性剤の含有量は、０．００１質量％以上０．００８５質量％以下であり、好ましくは０．００２質量％以上０．００８５質量％以下である。炭化水素界面活性剤の含有量は、塗れ性改良効果と泡立ち性との点から、０．００８５質量％以下が好ましい。
【００２８】
〈フルオロカーボン界面活性剤〉
本実施形態に用いるフルオロカーボン界面活性剤としては、特に制限はないが、炭素数が３〜２０のパーフルオロアルキル基を含有した、非イオン性、陰イオン性、陽イオン性および両性界面活性剤等が好ましく用いることが可能である。
【００２９】
フルオロカーボン界面活性剤の具体例としては、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物等が挙げられ、その中でも、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物を用いると、塗料の表面張力の低下効果が大きく、好ましい。パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物の具体例としては、メガファックＦ−４４４（ＤＩＣ株式会社）、サーフロンＳ−２４２（ＡＧＣセイミケミカル株式会社）等が挙げられる。
【００３０】
これらのフルオロカーボン界面活性剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。
【００３１】
本実施形態の塗料組成物において、フルオロカーボン界面活性剤の含有量は、０．０００１質量％以上０．５質量％以下であり、費用対効果を考えると、好ましくは０．３質量％以下、さらに好ましくは、０．１質量％以下である。
【００３２】
〈バインダー成分〉
本実施形態に用いるバインダー成分としては、ラテックス等の高分子水分散体の固形分、水溶性樹脂の固形分が挙げられるが、耐候性、耐水性等の面からラテックスの固形分を用いることが好ましい。このようなラテックスは種々公知の物が利用できるが、アクリルラテックス、スチレン−ブタジエンラテックス、ＰＴＦＥラテックス等を例示することができる。特にシリコーン変性ラテックスは高い耐候性、耐久性を発現することからより好ましい。このようなシリコーン変性ラテックスは、例えば特開２００３−３０３０号公報に記載の方法によって得ることが可能である。
【００３３】
これらのバインダー成分は、１種単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。
【００３４】
本実施形態の塗料組成物において、バインダー成分の含有量は、０．１質量％以上５０質量％以下であり、好ましくは０．１質量％以上４０質量％以下である。バインダー成分の含有量が前記範囲内であると、成膜性がより良好となり、好ましい。
【００３５】
〈飽和炭化水素アルコール〉
本実施形態の塗料組成物は、さらに飽和炭化水素アルコールを含むことが好ましい。
【００３６】
本実施形態の塗料組成物に飽和炭化水素アルコールを含むことで、濡れ性がより向上する傾向にある。飽和炭化水素アルコールとしては、揮発性、臭気、塗れ性改良効果の点から、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール及びイソプロピルアルコールからなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。安全性の面からエチルアルコールであることがさらに好ましい。
【００３７】
これらの飽和炭化水素アルコールは、１種単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。
【００３８】
本実施形態の塗料組成物において、飽和炭化水素アルコールの含有量は、５質量％以上４０質量％以下であることが好ましい。飽和炭化水素アルコールの含有量は、塗れ性向上と安全性やコストとのバランスから、４０質量％以下であることが好ましい。
【００３９】
〈その他の成分〉
本実施形態の塗料組成物には、必要物性に応じてその他の成分を含有させることができる。その他の成分としては、紫外線吸収剤、光安定剤、光触媒、親水化剤、着色顔料、体質顔料、分散安定剤、消泡剤、粘性調整剤、染料等が挙げられる。本実施形態の塗料組成物において、その他の成分の含有量は、本実施形態の目的を阻害しない範囲であれば特に限定されないが、例えば、０．１質量％以上９９．９質量％以下であることが好ましい。
【００４０】
紫外線吸収剤として、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤及びトリアジン系紫外線吸収剤からなる群から選ばれる少なくとも１種を用いることができ、光安定剤として、例えば、ヒンダードアミン系光安定剤からなる群から選ばれる少なくとも１種を用いることができる。また、紫外線吸収剤と光安定剤とを併用した方が、耐候性に優れるため好ましい。
【００４１】
本実施形態に用いることができる光触媒としては、例えば、ＴｉＯ2、ＺｎＯ、ＳｒＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ4、ＢａＴｉ4Ｏ9、Ｋ2ＮｂＯ3、Ｎｂ2Ｏ5、Ｆｅ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、Ｋ3Ｔａ3Ｓｉ2Ｏ3、ＷＯ3、ＳｎＯ2、Ｂｉ2Ｏ3、ＢｉＶＯ4、ＮｉＯ、Ｃｕ2Ｏ、ＲｕＯ2、ＣｅＯ2等、さらにはＴｉ、Ｎｂ、Ｔａ、及びＶから選ばれた少なくとも１種の元素を有する層状酸化物（例えば特開昭６２−７４４５２号公報、特開平２−１７２５３５号公報、特開平７−２４３２９号公報、特開平８−８９７９９号公報、特開平８−８９８００号公報、特開平８−８９８０４号公報、特開平８−１９８０６１号公報、特開平９−２４８４６５号公報、特開平１０−９９６９４号公報、特開平１０−２４４１６５号公報等参照）を挙げることができる。
【００４２】
これらの光触媒の中でＴｉＯ2（酸化チタン）は無害であり、化学的安定性にも優れるため好ましい。酸化チタンとしては、アナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト型のいずれも使用できる。
【００４３】
本実施形態に用いることができる親水化剤としては、例えば、コロイダルシリカ、コロイダルジルコニア等の親水性金属酸化物が挙げられる。親水化剤を含有することで、得られる機能性複合体をより親水性にすることが可能となる。親水化剤の含有量は必要とする親水性の度合いに応じて任意に変えられるが、好ましくは０．１質量％以上５０質量％以下である。
【００４４】
〈塗料組成物の特性〉
本実施形態の塗料組成物は、最大泡圧法で測定した２０ミリ秒における動的表面張力が４５ｍＮ／ｍ以下であることが好ましく、より好ましくは４０ｍＮ／ｍ以下であり、さらに好ましくは３５ｍＮ／ｍ以下である。当該動的表面張力の下限は、特に限定されないが、例えば、１０ｍＮ／ｍ以上である。
【００４５】
当該動的表面張力は、高速度で動く基材に対して塗装する場合に特に重要な数値であり、低い値であるほど好ましい。また、基材温度が高い場合（プレヒート条件）において塗装を行う場合にも重要であり、低い値であるほど好ましい。
【００４６】
本実施形態の塗料組成物は、最大泡圧法で測定した５０００ミリ秒における静的表面張力が、４０ｍＮ／ｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３０ｍＮ／ｍ以下であり、さらに好ましくは２０ｍＮ／ｍ以下である。静的表面張力の下限は、特に限定されないが、例えば、５ｍＮ／ｍ以上である。当該静的表面張力が前記範囲内であると、特に塗料組成物の乾燥までに時間がかかる条件下での塗装性の観点から、好ましい。
【００４７】
なお、本実施形態において、動的表面張力及び静的表面張力は、詳細には後述の実施例に記載の方法で測定することができる。
【００４８】
本実施形態の塗料組成物は、下記操作Ａを行った後の発泡倍数が４倍以下であることが好ましく、３倍以下であることがより好ましく、２倍以下であることがさらに好ましい。該発泡倍数の下限は、特に限定されないが、例えば、１倍である。発泡倍数が前記範囲内であると、泡立ち性に優れるため、塗装を適切に行うことができる。
〔操作Ａ：塗料組成物（３０ｍＬ）を２５０ｍＬのメスシリンダーに入れて密閉し、上下を逆転させる工程を１０回繰り返す操作。〕
発泡倍数＝（操作Ａを行った後の、発生した泡を含む塗料組成物の体積／操作Ａを行う前の塗料組成物の体積（３０ｍＬ））
近年、高耐久性のフッ素含有塗料や無機塗料が多く用いられているが、これらのフッ素含有塗料や無機塗料から形成される塗膜は水接触角が９０°以上の場合もある撥水性塗膜であり、その上から水系塗料を塗布することは困難である。
【００４９】
しかしながら、本実施形態の塗料組成物を用いると撥水性の塗膜や基材にも簡便に塗装することが可能となり、高耐久性のフッ素塗料から形成される塗膜にさらに機能を付与することが可能となる。その他、無機塗料、有機・無機複合塗料、有機塗料から形成される塗膜等に対しても良好な塗装性を発現する。このように本実施形態の塗料組成物は、極めて優れた塗装性を有するので、該塗料組成物から形成される塗膜は均一でムラが無く外観に優れる。
【００５０】
≪塗装方法≫
本実施形態の塗装方法としては、上述の塗料組成物を用いれば特に限定されず、種々公知の方法を用いることが可能であるが、例えばスプレー吹き付け法、フローコーティング法、ロールコート法、刷毛塗り法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、スクリーン印刷法、キャスティング法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法等が挙げられる。中でもスプレー吹き付け法が好ましい。具体的には、上述の塗料組成物をスプレー吹き付け法で基材上に塗装する方法が好ましい。
【００５１】
≪機能性複合体≫
本実施形態の機能性複合体は、上述の塗料組成物を含む。例えば、上述の塗料組成物を含む皮膜を基材上に形成してなる機能性複合体が好ましい。
【００５２】
本実施形態の機能性複合体は、例えば塗料組成物を基材に塗布し、乾燥した後、所望により好ましくは２０℃〜５００℃、より好ましくは４０℃〜２５０℃での熱処理や紫外線照射等を行い、基材上に塗料組成物を含む皮膜を形成することにより得ることができる。また、４０〜２５０℃に熱した基材に対して塗料組成物を塗布することによっても得ることができる。
【００５３】
本実施形態の塗料組成物を基材上に皮膜状に形成させる場合、該皮膜の厚みは、好ましくは０．０５〜１００μｍ、さらに好ましくは０．１〜１０μｍであることが好ましい。
【００５４】
本実施形態の機能性複合体を得るのに用いられる基材としては、特に限定はされず、例えば後述の用途に使用される基材は全て用いることができる。
【００５５】
一般的に、機能性複合体を構成する基材としては、塗装性の観点から水接触角が低い方が好ましいが、本実施形態の機能性複合体においては、上述の塗装性の優れた塗料組成物を用いているので、２３℃における水接触角が９０°以上である基材であってもよい。
【００５６】
本実施形態において、水接触角は、後述の実施例に記載の方法で測定することができる。
【００５７】
本実施形態の機能性複合体を得るのに用いられる基材の具体例としては、例えば合成樹脂、天然樹脂等の有機基材や、金属、セラミックス、ガラス、石、セメント、コンクリート等の無機基材や、それらの組み合わせ等を挙げることができる。形状としては、フィルム、ボード等が挙げられる。
【００５８】
≪用途≫
本実施形態の塗料組成物の用途としては、例えば建材、建物外装、建物内装、窓枠、窓ガラス、構造部材、住宅等建築設備等のコーティング材が挙げられる。従って本実施形態の塗料組成物を含む上記機能性複合体を建築物の外装に用いることができる。本実施形態の塗料組成物は、上述したとおり外観に優れた塗膜を形成できるので、乗物の外装及び塗装、車両用照明灯のカバー、窓ガラス、計器、表示盤等、透明性が要求される部材におけるコーティング材として有用である。また、本実施形態の塗料組成物は、機械装置や物品の外装、防塵カバー及び塗装、表示機器、そのカバー、交通標識、各種表示装置、広告塔等の表示物、道路用、鉄道用等の遮音壁、橋梁、ガードレールの外装及び塗装、トンネル内装及び塗装、碍子、太陽電池カバー、太陽熱温水器集熱カバー等外部で使用される電子、電気機器の外装部、特に透明部材、ビニールハウス、温室等の外装にも用いることができる。
【実施例】
【００５９】
以下の実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
【００６０】
実施例及び比較例において、各種の物性は下記の方法で測定した。
【００６１】
［物性の測定方法］
１．表面張力
実施例及び比較例で得られた塗料組成物の表面張力を、日本国協和界面科学社製ＢＰ−Ｄ５型動的表面張力計を用いて最大泡圧法により測定した。２０ミリ秒における測定値を動的表面張力とし、５０００ミリ秒における測定値を静的表面張力とした。
【００６２】
２．外観
実施例及び比較例で得られた塗料組成物を基材上に塗装後の塗膜外観を目視で観察し、以下の基準で評価した。
【００６３】
（評価基準）
良好：塗装ムラが無かった。
【００６４】
普通：塗装ムラが若干あった。
【００６５】
不良：明らかな塗装ムラがあった。
【００６６】
３．水接触角
基材又は塗膜の表面に脱イオン水の滴を乗せ、２３℃で１分間放置した後、日本国協和界面科学製ＣＡ−Ｘ１５０型接触角計を用いて水接触角を測定した。
【００６７】
４．泡立ち性
塗料組成物の発泡倍数を以下のとおり求めた。該発泡倍数が小さいほど、泡立ち性に優れると評価した。
【００６８】
操作Ａ：実施例及び比較例で得られた塗料組成物（３０ｍＬ）を２５０ｍＬのメスシリンダーに入れて密閉し、上下を逆転させる工程を１０回繰り返した。
【００６９】
発泡倍数＝（操作Ａを行った後の、発生した泡を含む塗料組成物の体積／操作Ａを行う前の塗料組成物の体積（３０ｍＬ））
実施例及び比較例において、以下の成分を用いた。
【００７０】
［成分］
１．炭化水素界面活性剤
ジオクチルスルホコハク酸塩（商品名エアロゾルＯＴ−７５（サイテックインダストリー社製））。
【００７１】
２．フルオロカーボン界面活性剤
パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物（メガファックＦ−４４４（ＤＩＣ株式会社製））。
【００７２】
３．バインダー成分
アクリルラテックス（アクリルシリコンエマルジョンＧ６２０（旭化成ケミカルズ製））の固形分。
【００７３】
４．飽和炭化水素アルコール
エタノール（試薬特級）。
【００７４】
５．その他の成分
５−１．親水化剤：コロイダルシリカ（コロイダルシリカスノーテックスＯ（日産化学社製））。
【００７５】
５−２．光触媒：アナターゼ型酸化チタン（ＳＴ−０１（石原産業社製））。
【００７６】
６．基材
外壁材（エクセレージ・セラ、ＫＭＥＷ製、水接触角９８°）
［実施例１］
固形分を２０質量％に調整したアクリルシリコンエマルジョンＧ６２０（旭化成ケミカルズ製）１００ｇ、メガファックＦ−４４４（ＤＩＣ株式会社製）の１質量％水溶液を６ｇ、エアロゾルＯＴ−７５（サイテックインダストリー社製）の０．１質量％水溶液を１５ｇ、エタノール２０ｇ、及び水５９ｇを含有させ、塗料組成物を得た。得られた塗料組成物の、動的表面張力は３３ｍＮ／ｍ、静的表面張力は１７ｍＮ／ｍ、泡立ち性は２倍以下であった。したがって、得られた塗料組成物は、塗装を行う上で、問題ない範囲の物性を有することがわかった。
【００７７】
得られた塗料組成物を板温１００℃に熱した外壁材（エクセレージ・セラ、ＫＭＥＷ製、水接触角９８°）に乾燥膜厚１μｍになるようにスプレー吹き付け法で塗装した。形成された塗膜について、室温まで冷却後に外観を評価したところ、塗装ムラが無く良好であり、塗装前後で外壁材の外観に全く変化が無かった。得られた塗料組成物は、良好に塗装することが可能であることがわかった。
【００７８】
［実施例２］
メガファックＦ−４４４（ＤＩＣ株式会社製）の１質量％水溶液の含有量を４０ｇ、水の含有量を２５ｇに変更した以外は実施例１と同様にして塗料組成物を得た。得られた塗料組成物の、動的表面張力は３３ｍＮ／ｍ、静的表面張力は１６ｍＮ／ｍ、泡立ち性は３倍と若干の泡立ちが見られた。
【００７９】
得られた塗料組成物を板温１００℃に熱した外壁材（エクセレージ・セラ、ＫＭＥＷ製、水接触角９８°）に乾燥膜厚１μｍになるようにスプレー吹き付け法で塗装した。形成された塗膜について、室温まで冷却後に外観を評価したところ、塗装ムラが無く良好であり、塗装前後で外壁材の外観に全く変化が無かった。得られた塗料組成物は、良好に塗装することが可能であることがわかった。
【００８０】
［実施例３］
エアロゾルＯＴ−７５（サイテックインダストリー社製）の０．１質量％水溶液の含有量を４ｇ、水の含有量を７０ｇに変更した以外は実施例１同様にして塗料組成物を得た。得られた塗料組成物の、動的表面張力は３８ｍＮ／ｍ、静的表面張力は１７ｍＮ／ｍ、泡立ち性は２倍以下であった。したがって、得られた塗料組成物は、塗装を行う上で、問題ない範囲の物性を有することがわかった。
【００８１】
得られた塗料組成物を板温１００℃に熱した外壁材（エクセレージ・セラ、ＫＭＥＷ製、水接触角９８°）に乾燥膜厚１μｍになるようにスプレー吹き付け法で塗装した。形成された塗膜について、室温まで冷却後に外観を評価したところ、塗装ムラが無く良好であったが、塗装前後で外壁材の外観に若干の変化が見られた。得られた塗料組成物は、良好に塗装することが可能であることがわかった。
【００８２】
［実施例４］
エタノールの含有量を５０ｇに、水の含有量を２９ｇに変更した以外は実施例１と同様にして塗料組成物を得た。得られた塗料組成物の、動的表面張力は３２ｍＮ／ｍ、静的表面張力は１７ｍＮ／ｍ、泡立ち性は２倍以下であった。したがって、得られた塗料組成物は、塗装を行う上で、問題ない範囲の物性を有することがわかった。
【００８３】
得られた塗料組成物を板温１００℃に熱した外壁材（エクセレージ・セラ、ＫＭＥＷ製、水接触角９８°）に乾燥膜厚１μｍになるようにスプレー吹き付け法で塗装した。形成された塗膜について、室温まで冷却後に外観を評価したところ、塗装ムラが無く良好であり、塗装前後で外壁材の外観に全く変化が無かった。得られた塗料組成物は、良好に塗装することが可能であることがわかった。
【００８４】
［実施例５］
エタノールを含有させず、水の含有量を７９ｇに変更した以外は実施例１と同様にして塗料組成物を得た。得られた塗料組成物の、動的表面張力は４４ｍＮ／ｍ、静的表面張力は１７ｍＮ／ｍ、泡立ち性は２倍以下であった。したがって、得られた塗料組成物は、塗装を行う上で、問題ない範囲の物性を有することがわかった。
【００８５】
得られた塗料組成物を板温１００℃に熱した外壁材（エクセレージ・セラ、ＫＭＥＷ製、水接触角９８°）に乾燥膜厚１μｍになるようにスプレー吹き付け法で塗装した。形成された塗膜について、室温まで冷却後に外観を評価したところ、塗装に若干のムラが確認できた。
【００８６】
［実施例６］
固形分を２０質量％に調整したアクリルシリコンエマルジョンＧ６２０（旭化成ケミカルズ製）５０ｇ、固形分２０質量％のコロイダルシリカスノーテックスＯ（日産化学社製）５０ｇ、メガファックＦ−４４４（ＤＩＣ株式会社製）の１質量％水溶液を６ｇ、エアロゾルＯＴ−７５（サイテックインダストリー社製）の０．１質量％水溶液を１５ｇ、エタノール２０ｇ、及び水５９ｇを含有させ、塗料組成物を得た。得られた塗料組成物の、動的表面張力は３３ｍＮ／ｍ、静的表面張力は１７ｍＮ／ｍ、泡立ち性は２倍以下であった。したがって、得られた塗料組成物は、塗装を行う上で、問題ない範囲の物性を有することがわかった。
【００８７】
得られた塗料組成物を板温１００℃に熱した外壁材（エクセレージ・セラ、ＫＭＥＷ製、水接触角９８°）に乾燥膜厚１μｍになるようにスプレー吹き付け法で塗装した。形成された塗膜について、室温まで冷却後に外観を評価したところ、塗装ムラが無く良好であり、塗装前後で外壁材の外観に全く変化が無かった。得られた塗料組成物は、良好に塗装することが可能であることがわかった。このようにして得られた外壁材上の塗膜（塗板）の水接触角は４５°であり、塗膜に親水性を付与することが可能であった。
【００８８】
［実施例７］
固形分を２０質量％に調整したアクリルシリコンエマルジョンＧ６２０（旭化成ケミカルズ製）５０ｇ、固形分２０質量％のコロイダルシリカスノーテックスＯ（日産化学社製）２５ｇ、固形分２０質量％に調整したアナターゼ型酸化チタンゾル２５ｇ、メガファックＦ−４４４（ＤＩＣ株式会社製）の１質量％水溶液を６ｇ、エアロゾルＯＴ−７５（サイテックインダストリー社製）の０．１質量％水溶液を１５ｇ、エタノール２０ｇ、及び水５９ｇを含有させ、塗料組成物を得た。得られた塗料組成物の、動的表面張力は３３ｍＮ／ｍ、静的表面張力は１７ｍＮ／ｍ、泡立ち性は２倍以下であった。したがって、得られた塗料組成物は、塗装を行う上で、問題ない範囲の物性を有することがわかった。
【００８９】
得られた塗料組成物を板温１００℃に熱した外壁材（エクセレージ・セラ、ＫＭＥＷ製、水接触角９８°）に乾燥膜厚１μｍになるようにスプレー吹き付け法で塗装した。形成された塗膜について、室温まで冷却後に外観を評価したところ、塗装ムラが無く良好であり、塗装前後で外壁材の外観に全く変化が無かった。得られた塗料組成物は、良好に塗装することが可能であることがわかった。このようにして得られた外壁材上の塗膜（塗板）の水接触角は５９°であったが、照度１ｍｗ／ｃｍ２のブラックライトを１２時間照射することで、水接触角０°となり、塗膜に光触媒活性を付与することが可能であった。
【００９０】
［比較例１］
固形分を２０質量％に調整したアクリルシリコンエマルジョンＧ６２０（旭化成ケミカルズ製）１００ｇ、エアロゾルＯＴ−７５（サイテックインダストリー社製）の０．１質量％水溶液を１５ｇ、エタノール２０ｇ、水６５ｇを含有させ、塗料組成物を得た。得られた塗料組成物の、動的表面張力は５３ｍＮ／ｍと高く、静的表面張力は３５ｍＮ／ｍであった。泡立ち性は２倍以下であった。したがって、得られた塗料組成物は、塗装を行う上で、問題ない範囲の物性を有することがわかった。
【００９１】
得られた塗料組成物を板温１００℃に熱した外壁材（エクセレージ・セラ、ＫＭＥＷ製、水接触角９８°）に乾燥膜厚１μｍになるようにスプレー吹き付け法で塗装した。形成された塗膜について、室温まで冷却後に外観を評価したところ、明らかな塗装ムラが確認できた。動的表面張力が高いために塗装ムラが生じたと考えられる。
【００９２】
［比較例２］
固形分を２０質量％に調整したアクリルシリコンエマルジョンＧ６２０（旭化成ケミカルズ製）１００ｇ、メガファックＦ−４４４（ＤＩＣ株式会社製）の１質量％水溶液を６ｇ、エタノール２０ｇ、及び水７４ｇを含有させ、塗料組成物を得た。得られた塗料組成物の、動的表面張力は５０ｍＮ／ｍと高く、静的表面張力は１７ｍＮ／ｍ、泡立ち性は２倍以下であった。したがって、得られた塗料組成物は、塗装を行う上で、問題ない範囲の物性を有することがわかった。
【００９３】
得られた塗料組成物を板温１００℃に熱した外壁材（エクセレージ・セラ、ＫＭＥＷ製、水接触角９８°）に乾燥膜厚１μｍになるようにスプレー吹き付け法で塗装した。形成された塗膜について、室温まで冷却後に外観を評価したところ、明らかな塗装ムラが確認できた。静的表面張力は低いが、動的表面張力が高いために塗装ムラが生じたと考えられる。
【００９４】
［比較例３］
固形分を２０質量％に調整したアクリルシリコンエマルジョンＧ６２０（旭化成ケミカルズ製）１００ｇ、メガファックＦ−４４４（ＤＩＣ株式会社製）の１質量％水溶液を６ｇ、エアロゾルＯＴ−７５（サイテックインダストリー社製）の０．１質量％水溶液を３０ｇ、エタノール２０ｇ、及び水４４ｇを含有させ、塗料組成物を得た。得られた塗料組成物の、動的表面張力は３３ｍＮ／ｍ、静的表面張力は１７ｍＮ／ｍであった。泡立ち性は５倍程度と非常に悪く、スプレー吹き付け法で塗装することが困難であった。
【００９５】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明の塗料組成物は、特に建築外装、自動車、ディスプレイ、レンズのコーティング材として有用である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、塗料は、環境対応の必要性もあり、水系化が求められている。しかしながら、水系の塗料は水の高い表面張力により塗装性が低下するという問題点がある。この問題を解決するため各種塗れ剤が利用されているが、特に撥水性の基材に対してはまだ充分な性能ではない。また、フッ素塗膜、無機塗膜等の高耐候性塗膜は撥水性が高いことも多く、水系の塗料を重ね塗りするのは困難である。特許文献１には、特定量の炭化水素界面活性剤および特定量のフルオロカーボン界面活性剤を含む組成物を添加することにより、塗料の表面張力を低下させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００３−５３５９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、塗料の塗装性と泡立ち性との両立は実現できておらず、特に塗装が困難な基材に対して簡便に確実に塗装することは困難である。
【０００５】
本発明の課題は、塗装性と泡立ち性とに優れ、特に塗装が困難な基材に対しても簡便に確実に塗装できる塗料組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。
【０００７】
すなわち、本発明は以下の通りである。
【０００８】
［１］
水と、炭化水素界面活性剤と、フルオロカーボン界面活性剤と、バインダー成分とを含み、
炭化水素界面活性剤の含有量が０．００１質量％以上０．００８５質量％以下であり、フルオロカーボン界面活性剤の含有量が０．０００１質量％以上０．５質量％以下であり、バインダー成分の含有量が０．１質量％以上５０質量％以下である塗料組成物。
【０００９】
［２］
さらに飽和炭化水素アルコールを含み、
飽和炭化水素アルコールの含有量が５質量％以上４０質量％以下である［１］に記載の塗料組成物。
【００１０】
［３］
飽和炭化水素アルコールが、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール及びイソプロピルアルコールからなる群より選ばれる少なくとも１種である［２］に記載の塗料組成物。
【００１１】
［４］
最大泡圧法で測定した２０ミリ秒における動的表面張力が４５ｍＮ／ｍ以下である［１］〜［３］のいずれかに記載の塗料組成物。
【００１２】
［５］
［１］〜［４］のいずれかに記載の塗料組成物を含む機能性複合体。
【００１３】
［６］
［１］〜［４］のいずれかに記載の塗料組成物を含む皮膜を基材上に形成してなる機能性複合体。
【００１４】
［７］
基材の２３℃における水接触角が９０°以上である［６］に記載の機能性複合体。
【００１５】
［８］
［１］〜［４］のいずれかに記載の塗料組成物を用いる塗装方法。
【００１６】
［９］
［１］〜［４］のいずれかに記載の塗料組成物をスプレー吹き付け法で基材上に塗装する塗装方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の塗料組成物は、塗装性と泡立ち性とに優れ、特に塗装が困難な基材に対しても簡便に確実に塗装ができる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態（以下、単に「本実施形態」という。）について詳細に説明する。ただし、本発明は下記本実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【００１９】
≪塗料組成物≫
本実施形態の塗料組成物は、水と、炭化水素界面活性剤と、フルオロカーボン界面活性剤と、バインダー成分とを含む。また、炭化水素界面活性剤の含有量は、０．００１質量％以上０．００８５質量％以下であり、フルオロカーボン界面活性剤の含有量が０．０００１質量％以上０．５質量％以下であり、バインダー成分の含有量が０．１質量％以上５０質量％以下である。本実施形態の塗料組成物において、水の含有量は、他の成分の含有量が上記特定の範囲内となれば特に限定されないが、０．１質量％以上９９．９質量％以下であることが好ましく、１質量％以上９９質量％以下であることがより好ましい。
【００２０】
〈炭化水素界面活性剤〉
本実施形態に用いる炭化水素界面活性剤としては、非イオン性、陰イオン性、陽イオン性および両性界面活性剤のいずれも用いることが可能である。
【００２１】
非イオン性界面活性剤としては、グリセリン、ソルビトール、しょ糖などの多価アルコールと脂肪酸とがエステル結合したエステル型、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アルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール等のポリエーテル型等が挙げられる。
【００２２】
陰イオン性界面活性剤としては、アルキルエーテルカルボン酸塩等のカルボン酸塩型、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、ジアルキルスルホこはく酸塩等のスルホン酸塩型、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等の硫酸エステル塩型等が挙げられる。
【００２３】
陽イオン界面活性剤としては、アミン塩型、第４級アンモニウム塩型が挙げられる。
【００２４】
両性界面活性剤としては、カルボン酸塩型、アミノ酸型、ベタイン型が挙げられる。
【００２５】
これらの炭化水素界面活性剤の中でもジオクチルスルホコハク酸塩は塗れ性改良効果が大きく好ましい。ジオクチルスルホコハク酸塩の具体例としては、商品名ペレックスＯＴ−Ｐ（花王株式会社）、商品名エアロゾルＯＴ−７５（サイテックインダストリー社）等が挙げられる。
【００２６】
これらの炭化水素界面活性剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。
【００２７】
本実施形態の塗料組成物において、炭化水素界面活性剤の含有量は、０．００１質量％以上０．００８５質量％以下であり、好ましくは０．００２質量％以上０．００８５質量％以下である。炭化水素界面活性剤の含有量は、塗れ性改良効果と泡立ち性との点から、０．００８５質量％以下が好ましい。
【００２８】
〈フルオロカーボン界面活性剤〉
本実施形態に用いるフルオロカーボン界面活性剤としては、特に制限はないが、炭素数が３〜２０のパーフルオロアルキル基を含有した、非イオン性、陰イオン性、陽イオン性および両性界面活性剤等が好ましく用いることが可能である。
【００２９】
フルオロカーボン界面活性剤の具体例としては、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物等が挙げられ、その中でも、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物を用いると、塗料の表面張力の低下効果が大きく、好ましい。パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物の具体例としては、メガファックＦ−４４４（ＤＩＣ株式会社）、サーフロンＳ−２４２（ＡＧＣセイミケミカル株式会社）等が挙げられる。
【００３０】
これらのフルオロカーボン界面活性剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。
【００３１】
本実施形態の塗料組成物において、フルオロカーボン界面活性剤の含有量は、０．０００１質量％以上０．５質量％以下であり、費用対効果を考えると、好ましくは０．３質量％以下、さらに好ましくは、０．１質量％以下である。
【００３２】
〈バインダー成分〉
本実施形態に用いるバインダー成分としては、ラテックス等の高分子水分散体の固形分、水溶性樹脂の固形分が挙げられるが、耐候性、耐水性等の面からラテックスの固形分を用いることが好ましい。このようなラテックスは種々公知の物が利用できるが、アクリルラテックス、スチレン−ブタジエンラテックス、ＰＴＦＥラテックス等を例示することができる。特にシリコーン変性ラテックスは高い耐候性、耐久性を発現することからより好ましい。このようなシリコーン変性ラテックスは、例えば特開２００３−３０３０号公報に記載の方法によって得ることが可能である。
【００３３】
これらのバインダー成分は、１種単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。
【００３４】
本実施形態の塗料組成物において、バインダー成分の含有量は、０．１質量％以上５０質量％以下であり、好ましくは０．１質量％以上４０質量％以下である。バインダー成分の含有量が前記範囲内であると、成膜性がより良好となり、好ましい。
【００３５】
〈飽和炭化水素アルコール〉
本実施形態の塗料組成物は、さらに飽和炭化水素アルコールを含むことが好ましい。
【００３６】
本実施形態の塗料組成物に飽和炭化水素アルコールを含むことで、濡れ性がより向上する傾向にある。飽和炭化水素アルコールとしては、揮発性、臭気、塗れ性改良効果の点から、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール及びイソプロピルアルコールからなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。安全性の面からエチルアルコールであることがさらに好ましい。
【００３７】
これらの飽和炭化水素アルコールは、１種単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。
【００３８】
本実施形態の塗料組成物において、飽和炭化水素アルコールの含有量は、５質量％以上４０質量％以下であることが好ましい。飽和炭化水素アルコールの含有量は、塗れ性向上と安全性やコストとのバランスから、４０質量％以下であることが好ましい。
【００３９】
〈その他の成分〉
本実施形態の塗料組成物には、必要物性に応じてその他の成分を含有させることができる。その他の成分としては、紫外線吸収剤、光安定剤、光触媒、親水化剤、着色顔料、体質顔料、分散安定剤、消泡剤、粘性調整剤、染料等が挙げられる。本実施形態の塗料組成物において、その他の成分の含有量は、本実施形態の目的を阻害しない範囲であれば特に限定されないが、例えば、０．１質量％以上９９．９質量％以下であることが好ましい。
【００４０】
紫外線吸収剤として、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤及びトリアジン系紫外線吸収剤からなる群から選ばれる少なくとも１種を用いることができ、光安定剤として、例えば、ヒンダードアミン系光安定剤からなる群から選ばれる少なくとも１種を用いることができる。また、紫外線吸収剤と光安定剤とを併用した方が、耐候性に優れるため好ましい。
【００４１】
本実施形態に用いることができる光触媒としては、例えば、ＴｉＯ2、ＺｎＯ、ＳｒＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ4、ＢａＴｉ4Ｏ9、Ｋ2ＮｂＯ3、Ｎｂ2Ｏ5、Ｆｅ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、Ｋ3Ｔａ3Ｓｉ2Ｏ3、ＷＯ3、ＳｎＯ2、Ｂｉ2Ｏ3、ＢｉＶＯ4、ＮｉＯ、Ｃｕ2Ｏ、ＲｕＯ2、ＣｅＯ2等、さらにはＴｉ、Ｎｂ、Ｔａ、及びＶから選ばれた少なくとも１種の元素を有する層状酸化物（例えば特開昭６２−７４４５２号公報、特開平２−１７２５３５号公報、特開平７−２４３２９号公報、特開平８−８９７９９号公報、特開平８−８９８００号公報、特開平８−８９８０４号公報、特開平８−１９８０６１号公報、特開平９−２４８４６５号公報、特開平１０−９９６９４号公報、特開平１０−２４４１６５号公報等参照）を挙げることができる。
【００４２】
これらの光触媒の中でＴｉＯ2（酸化チタン）は無害であり、化学的安定性にも優れるため好ましい。酸化チタンとしては、アナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト型のいずれも使用できる。
【００４３】
本実施形態に用いることができる親水化剤としては、例えば、コロイダルシリカ、コロイダルジルコニア等の親水性金属酸化物が挙げられる。親水化剤を含有することで、得られる機能性複合体をより親水性にすることが可能となる。親水化剤の含有量は必要とする親水性の度合いに応じて任意に変えられるが、好ましくは０．１質量％以上５０質量％以下である。
【００４４】
〈塗料組成物の特性〉
本実施形態の塗料組成物は、最大泡圧法で測定した２０ミリ秒における動的表面張力が４５ｍＮ／ｍ以下であることが好ましく、より好ましくは４０ｍＮ／ｍ以下であり、さらに好ましくは３５ｍＮ／ｍ以下である。当該動的表面張力の下限は、特に限定されないが、例えば、１０ｍＮ／ｍ以上である。
【００４５】
当該動的表面張力は、高速度で動く基材に対して塗装する場合に特に重要な数値であり、低い値であるほど好ましい。また、基材温度が高い場合（プレヒート条件）において塗装を行う場合にも重要であり、低い値であるほど好ましい。
【００４６】
本実施形態の塗料組成物は、最大泡圧法で測定した５０００ミリ秒における静的表面張力が、４０ｍＮ／ｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３０ｍＮ／ｍ以下であり、さらに好ましくは２０ｍＮ／ｍ以下である。静的表面張力の下限は、特に限定されないが、例えば、５ｍＮ／ｍ以上である。当該静的表面張力が前記範囲内であると、特に塗料組成物の乾燥までに時間がかかる条件下での塗装性の観点から、好ましい。
【００４７】
なお、本実施形態において、動的表面張力及び静的表面張力は、詳細には後述の実施例に記載の方法で測定することができる。
【００４８】
本実施形態の塗料組成物は、下記操作Ａを行った後の発泡倍数が４倍以下であることが好ましく、３倍以下であることがより好ましく、２倍以下であることがさらに好ましい。該発泡倍数の下限は、特に限定されないが、例えば、１倍である。発泡倍数が前記範囲内であると、泡立ち性に優れるため、塗装を適切に行うことができる。
〔操作Ａ：塗料組成物（３０ｍＬ）を２５０ｍＬのメスシリンダーに入れて密閉し、上下を逆転させる工程を１０回繰り返す操作。〕
発泡倍数＝（操作Ａを行った後の、発生した泡を含む塗料組成物の体積／操作Ａを行う前の塗料組成物の体積（３０ｍＬ））
近年、高耐久性のフッ素含有塗料や無機塗料が多く用いられているが、これらのフッ素含有塗料や無機塗料から形成される塗膜は水接触角が９０°以上の場合もある撥水性塗膜であり、その上から水系塗料を塗布することは困難である。
【００４９】
しかしながら、本実施形態の塗料組成物を用いると撥水性の塗膜や基材にも簡便に塗装することが可能となり、高耐久性のフッ素塗料から形成される塗膜にさらに機能を付与することが可能となる。その他、無機塗料、有機・無機複合塗料、有機塗料から形成される塗膜等に対しても良好な塗装性を発現する。このように本実施形態の塗料組成物は、極めて優れた塗装性を有するので、該塗料組成物から形成される塗膜は均一でムラが無く外観に優れる。
【００５０】
≪塗装方法≫
本実施形態の塗装方法としては、上述の塗料組成物を用いれば特に限定されず、種々公知の方法を用いることが可能であるが、例えばスプレー吹き付け法、フローコーティング法、ロールコート法、刷毛塗り法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、スクリーン印刷法、キャスティング法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法等が挙げられる。中でもスプレー吹き付け法が好ましい。具体的には、上述の塗料組成物をスプレー吹き付け法で基材上に塗装する方法が好ましい。
【００５１】
≪機能性複合体≫
本実施形態の機能性複合体は、上述の塗料組成物を含む。例えば、上述の塗料組成物を含む皮膜を基材上に形成してなる機能性複合体が好ましい。
【００５２】
本実施形態の機能性複合体は、例えば塗料組成物を基材に塗布し、乾燥した後、所望により好ましくは２０℃〜５００℃、より好ましくは４０℃〜２５０℃での熱処理や紫外線照射等を行い、基材上に塗料組成物を含む皮膜を形成することにより得ることができる。また、４０〜２５０℃に熱した基材に対して塗料組成物を塗布することによっても得ることができる。
【００５３】
本実施形態の塗料組成物を基材上に皮膜状に形成させる場合、該皮膜の厚みは、好ましくは０．０５〜１００μｍ、さらに好ましくは０．１〜１０μｍであることが好ましい。
【００５４】
本実施形態の機能性複合体を得るのに用いられる基材としては、特に限定はされず、例えば後述の用途に使用される基材は全て用いることができる。
【００５５】
一般的に、機能性複合体を構成する基材としては、塗装性の観点から水接触角が低い方が好ましいが、本実施形態の機能性複合体においては、上述の塗装性の優れた塗料組成物を用いているので、２３℃における水接触角が９０°以上である基材であってもよい。
【００５６】
本実施形態において、水接触角は、後述の実施例に記載の方法で測定することができる。
【００５７】
本実施形態の機能性複合体を得るのに用いられる基材の具体例としては、例えば合成樹脂、天然樹脂等の有機基材や、金属、セラミックス、ガラス、石、セメント、コンクリート等の無機基材や、それらの組み合わせ等を挙げることができる。形状としては、フィルム、ボード等が挙げられる。
【００５８】
≪用途≫
本実施形態の塗料組成物の用途としては、例えば建材、建物外装、建物内装、窓枠、窓ガラス、構造部材、住宅等建築設備等のコーティング材が挙げられる。従って本実施形態の塗料組成物を含む上記機能性複合体を建築物の外装に用いることができる。本実施形態の塗料組成物は、上述したとおり外観に優れた塗膜を形成できるので、乗物の外装及び塗装、車両用照明灯のカバー、窓ガラス、計器、表示盤等、透明性が要求される部材におけるコーティング材として有用である。また、本実施形態の塗料組成物は、機械装置や物品の外装、防塵カバー及び塗装、表示機器、そのカバー、交通標識、各種表示装置、広告塔等の表示物、道路用、鉄道用等の遮音壁、橋梁、ガードレールの外装及び塗装、トンネル内装及び塗装、碍子、太陽電池カバー、太陽熱温水器集熱カバー等外部で使用される電子、電気機器の外装部、特に透明部材、ビニールハウス、温室等の外装にも用いることができる。
【実施例】
【００５９】
以下の実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
【００６０】
実施例及び比較例において、各種の物性は下記の方法で測定した。
【００６１】
［物性の測定方法］
１．表面張力
実施例及び比較例で得られた塗料組成物の表面張力を、日本国協和界面科学社製ＢＰ−Ｄ５型動的表面張力計を用いて最大泡圧法により測定した。２０ミリ秒における測定値を動的表面張力とし、５０００ミリ秒における測定値を静的表面張力とした。
【００６２】
２．外観
実施例及び比較例で得られた塗料組成物を基材上に塗装後の塗膜外観を目視で観察し、以下の基準で評価した。
【００６３】
（評価基準）
良好：塗装ムラが無かった。
【００６４】
普通：塗装ムラが若干あった。
【００６５】
不良：明らかな塗装ムラがあった。
【００６６】
３．水接触角
基材又は塗膜の表面に脱イオン水の滴を乗せ、２３℃で１分間放置した後、日本国協和界面科学製ＣＡ−Ｘ１５０型接触角計を用いて水接触角を測定した。
【００６７】
４．泡立ち性
塗料組成物の発泡倍数を以下のとおり求めた。該発泡倍数が小さいほど、泡立ち性に優れると評価した。
【００６８】
操作Ａ：実施例及び比較例で得られた塗料組成物（３０ｍＬ）を２５０ｍＬのメスシリンダーに入れて密閉し、上下を逆転させる工程を１０回繰り返した。
【００６９】
発泡倍数＝（操作Ａを行った後の、発生した泡を含む塗料組成物の体積／操作Ａを行う前の塗料組成物の体積（３０ｍＬ））
実施例及び比較例において、以下の成分を用いた。
【００７０】
［成分］
１．炭化水素界面活性剤
ジオクチルスルホコハク酸塩（商品名エアロゾルＯＴ−７５（サイテックインダストリー社製））。
【００７１】
２．フルオロカーボン界面活性剤
パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物（メガファックＦ−４４４（ＤＩＣ株式会社製））。
【００７２】
３．バインダー成分
アクリルラテックス（アクリルシリコンエマルジョンＧ６２０（旭化成ケミカルズ製））の固形分。
【００７３】
４．飽和炭化水素アルコール
エタノール（試薬特級）。
【００７４】
５．その他の成分
５−１．親水化剤：コロイダルシリカ（コロイダルシリカスノーテックスＯ（日産化学社製））。
【００７５】
５−２．光触媒：アナターゼ型酸化チタン（ＳＴ−０１（石原産業社製））。
【００７６】
６．基材
外壁材（エクセレージ・セラ、ＫＭＥＷ製、水接触角９８°）
［実施例１］
固形分を２０質量％に調整したアクリルシリコンエマルジョンＧ６２０（旭化成ケミカルズ製）１００ｇ、メガファックＦ−４４４（ＤＩＣ株式会社製）の１質量％水溶液を６ｇ、エアロゾルＯＴ−７５（サイテックインダストリー社製）の０．１質量％水溶液を１５ｇ、エタノール２０ｇ、及び水５９ｇを含有させ、塗料組成物を得た。得られた塗料組成物の、動的表面張力は３３ｍＮ／ｍ、静的表面張力は１７ｍＮ／ｍ、泡立ち性は２倍以下であった。したがって、得られた塗料組成物は、塗装を行う上で、問題ない範囲の物性を有することがわかった。
【００７７】
得られた塗料組成物を板温１００℃に熱した外壁材（エクセレージ・セラ、ＫＭＥＷ製、水接触角９８°）に乾燥膜厚１μｍになるようにスプレー吹き付け法で塗装した。形成された塗膜について、室温まで冷却後に外観を評価したところ、塗装ムラが無く良好であり、塗装前後で外壁材の外観に全く変化が無かった。得られた塗料組成物は、良好に塗装することが可能であることがわかった。
【００７８】
［実施例２］
メガファックＦ−４４４（ＤＩＣ株式会社製）の１質量％水溶液の含有量を４０ｇ、水の含有量を２５ｇに変更した以外は実施例１と同様にして塗料組成物を得た。得られた塗料組成物の、動的表面張力は３３ｍＮ／ｍ、静的表面張力は１６ｍＮ／ｍ、泡立ち性は３倍と若干の泡立ちが見られた。
【００７９】
得られた塗料組成物を板温１００℃に熱した外壁材（エクセレージ・セラ、ＫＭＥＷ製、水接触角９８°）に乾燥膜厚１μｍになるようにスプレー吹き付け法で塗装した。形成された塗膜について、室温まで冷却後に外観を評価したところ、塗装ムラが無く良好であり、塗装前後で外壁材の外観に全く変化が無かった。得られた塗料組成物は、良好に塗装することが可能であることがわかった。
【００８０】
［実施例３］
エアロゾルＯＴ−７５（サイテックインダストリー社製）の０．１質量％水溶液の含有量を４ｇ、水の含有量を７０ｇに変更した以外は実施例１同様にして塗料組成物を得た。得られた塗料組成物の、動的表面張力は３８ｍＮ／ｍ、静的表面張力は１７ｍＮ／ｍ、泡立ち性は２倍以下であった。したがって、得られた塗料組成物は、塗装を行う上で、問題ない範囲の物性を有することがわかった。
【００８１】
得られた塗料組成物を板温１００℃に熱した外壁材（エクセレージ・セラ、ＫＭＥＷ製、水接触角９８°）に乾燥膜厚１μｍになるようにスプレー吹き付け法で塗装した。形成された塗膜について、室温まで冷却後に外観を評価したところ、塗装ムラが無く良好であったが、塗装前後で外壁材の外観に若干の変化が見られた。得られた塗料組成物は、良好に塗装することが可能であることがわかった。
【００８２】
［実施例４］
エタノールの含有量を５０ｇに、水の含有量を２９ｇに変更した以外は実施例１と同様にして塗料組成物を得た。得られた塗料組成物の、動的表面張力は３２ｍＮ／ｍ、静的表面張力は１７ｍＮ／ｍ、泡立ち性は２倍以下であった。したがって、得られた塗料組成物は、塗装を行う上で、問題ない範囲の物性を有することがわかった。
【００８３】
得られた塗料組成物を板温１００℃に熱した外壁材（エクセレージ・セラ、ＫＭＥＷ製、水接触角９８°）に乾燥膜厚１μｍになるようにスプレー吹き付け法で塗装した。形成された塗膜について、室温まで冷却後に外観を評価したところ、塗装ムラが無く良好であり、塗装前後で外壁材の外観に全く変化が無かった。得られた塗料組成物は、良好に塗装することが可能であることがわかった。
【００８４】
［実施例５］
エタノールを含有させず、水の含有量を７９ｇに変更した以外は実施例１と同様にして塗料組成物を得た。得られた塗料組成物の、動的表面張力は４４ｍＮ／ｍ、静的表面張力は１７ｍＮ／ｍ、泡立ち性は２倍以下であった。したがって、得られた塗料組成物は、塗装を行う上で、問題ない範囲の物性を有することがわかった。
【００８５】
得られた塗料組成物を板温１００℃に熱した外壁材（エクセレージ・セラ、ＫＭＥＷ製、水接触角９８°）に乾燥膜厚１μｍになるようにスプレー吹き付け法で塗装した。形成された塗膜について、室温まで冷却後に外観を評価したところ、塗装に若干のムラが確認できた。
【００８６】
［実施例６］
固形分を２０質量％に調整したアクリルシリコンエマルジョンＧ６２０（旭化成ケミカルズ製）５０ｇ、固形分２０質量％のコロイダルシリカスノーテックスＯ（日産化学社製）５０ｇ、メガファックＦ−４４４（ＤＩＣ株式会社製）の１質量％水溶液を６ｇ、エアロゾルＯＴ−７５（サイテックインダストリー社製）の０．１質量％水溶液を１５ｇ、エタノール２０ｇ、及び水５９ｇを含有させ、塗料組成物を得た。得られた塗料組成物の、動的表面張力は３３ｍＮ／ｍ、静的表面張力は１７ｍＮ／ｍ、泡立ち性は２倍以下であった。したがって、得られた塗料組成物は、塗装を行う上で、問題ない範囲の物性を有することがわかった。
【００８７】
得られた塗料組成物を板温１００℃に熱した外壁材（エクセレージ・セラ、ＫＭＥＷ製、水接触角９８°）に乾燥膜厚１μｍになるようにスプレー吹き付け法で塗装した。形成された塗膜について、室温まで冷却後に外観を評価したところ、塗装ムラが無く良好であり、塗装前後で外壁材の外観に全く変化が無かった。得られた塗料組成物は、良好に塗装することが可能であることがわかった。このようにして得られた外壁材上の塗膜（塗板）の水接触角は４５°であり、塗膜に親水性を付与することが可能であった。
【００８８】
［実施例７］
固形分を２０質量％に調整したアクリルシリコンエマルジョンＧ６２０（旭化成ケミカルズ製）５０ｇ、固形分２０質量％のコロイダルシリカスノーテックスＯ（日産化学社製）２５ｇ、固形分２０質量％に調整したアナターゼ型酸化チタンゾル２５ｇ、メガファックＦ−４４４（ＤＩＣ株式会社製）の１質量％水溶液を６ｇ、エアロゾルＯＴ−７５（サイテックインダストリー社製）の０．１質量％水溶液を１５ｇ、エタノール２０ｇ、及び水５９ｇを含有させ、塗料組成物を得た。得られた塗料組成物の、動的表面張力は３３ｍＮ／ｍ、静的表面張力は１７ｍＮ／ｍ、泡立ち性は２倍以下であった。したがって、得られた塗料組成物は、塗装を行う上で、問題ない範囲の物性を有することがわかった。
【００８９】
得られた塗料組成物を板温１００℃に熱した外壁材（エクセレージ・セラ、ＫＭＥＷ製、水接触角９８°）に乾燥膜厚１μｍになるようにスプレー吹き付け法で塗装した。形成された塗膜について、室温まで冷却後に外観を評価したところ、塗装ムラが無く良好であり、塗装前後で外壁材の外観に全く変化が無かった。得られた塗料組成物は、良好に塗装することが可能であることがわかった。このようにして得られた外壁材上の塗膜（塗板）の水接触角は５９°であったが、照度１ｍｗ／ｃｍ２のブラックライトを１２時間照射することで、水接触角０°となり、塗膜に光触媒活性を付与することが可能であった。
【００９０】
［比較例１］
固形分を２０質量％に調整したアクリルシリコンエマルジョンＧ６２０（旭化成ケミカルズ製）１００ｇ、エアロゾルＯＴ−７５（サイテックインダストリー社製）の０．１質量％水溶液を１５ｇ、エタノール２０ｇ、水６５ｇを含有させ、塗料組成物を得た。得られた塗料組成物の、動的表面張力は５３ｍＮ／ｍと高く、静的表面張力は３５ｍＮ／ｍであった。泡立ち性は２倍以下であった。したがって、得られた塗料組成物は、塗装を行う上で、問題ない範囲の物性を有することがわかった。
【００９１】
得られた塗料組成物を板温１００℃に熱した外壁材（エクセレージ・セラ、ＫＭＥＷ製、水接触角９８°）に乾燥膜厚１μｍになるようにスプレー吹き付け法で塗装した。形成された塗膜について、室温まで冷却後に外観を評価したところ、明らかな塗装ムラが確認できた。動的表面張力が高いために塗装ムラが生じたと考えられる。
【００９２】
［比較例２］
固形分を２０質量％に調整したアクリルシリコンエマルジョンＧ６２０（旭化成ケミカルズ製）１００ｇ、メガファックＦ−４４４（ＤＩＣ株式会社製）の１質量％水溶液を６ｇ、エタノール２０ｇ、及び水７４ｇを含有させ、塗料組成物を得た。得られた塗料組成物の、動的表面張力は５０ｍＮ／ｍと高く、静的表面張力は１７ｍＮ／ｍ、泡立ち性は２倍以下であった。したがって、得られた塗料組成物は、塗装を行う上で、問題ない範囲の物性を有することがわかった。
【００９３】
得られた塗料組成物を板温１００℃に熱した外壁材（エクセレージ・セラ、ＫＭＥＷ製、水接触角９８°）に乾燥膜厚１μｍになるようにスプレー吹き付け法で塗装した。形成された塗膜について、室温まで冷却後に外観を評価したところ、明らかな塗装ムラが確認できた。静的表面張力は低いが、動的表面張力が高いために塗装ムラが生じたと考えられる。
【００９４】
［比較例３］
固形分を２０質量％に調整したアクリルシリコンエマルジョンＧ６２０（旭化成ケミカルズ製）１００ｇ、メガファックＦ−４４４（ＤＩＣ株式会社製）の１質量％水溶液を６ｇ、エアロゾルＯＴ−７５（サイテックインダストリー社製）の０．１質量％水溶液を３０ｇ、エタノール２０ｇ、及び水４４ｇを含有させ、塗料組成物を得た。得られた塗料組成物の、動的表面張力は３３ｍＮ／ｍ、静的表面張力は１７ｍＮ／ｍであった。泡立ち性は５倍程度と非常に悪く、スプレー吹き付け法で塗装することが困難であった。
【００９５】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明の塗料組成物は、特に建築外装、自動車、ディスプレイ、レンズのコーティング材として有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と、炭化水素界面活性剤と、フルオロカーボン界面活性剤と、バインダー成分とを含み、
炭化水素界面活性剤の含有量が０．００１質量％以上０．００８５質量％以下であり、フルオロカーボン界面活性剤の含有量が０．０００１質量％以上０．５質量％以下であり、バインダー成分の含有量が０．１質量％以上５０質量％以下である塗料組成物。
【請求項２】
さらに飽和炭化水素アルコールを含み、
飽和炭化水素アルコールの含有量が５質量％以上４０質量％以下である請求項１に記載の塗料組成物。
【請求項３】
飽和炭化水素アルコールが、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール及びイソプロピルアルコールからなる群より選ばれる少なくとも１種である請求項２に記載の塗料組成物。
【請求項４】
最大泡圧法で測定した２０ミリ秒における動的表面張力が４５ｍＮ／ｍ以下である請求項１〜３のいずれか一項に記載の塗料組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の塗料組成物を含む機能性複合体。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の塗料組成物を含む皮膜を基材上に形成してなる機能性複合体。
【請求項７】
基材の２３℃における水接触角が９０°以上である請求項６に記載の機能性複合体。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の塗料組成物を用いる塗装方法。
【請求項９】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の塗料組成物をスプレー吹き付け法で基材上に塗装する塗装方法。
【請求項１】
水と、炭化水素界面活性剤と、フルオロカーボン界面活性剤と、バインダー成分とを含み、
炭化水素界面活性剤の含有量が０．００１質量％以上０．００８５質量％以下であり、フルオロカーボン界面活性剤の含有量が０．０００１質量％以上０．５質量％以下であり、バインダー成分の含有量が０．１質量％以上５０質量％以下である塗料組成物。
【請求項２】
さらに飽和炭化水素アルコールを含み、
飽和炭化水素アルコールの含有量が５質量％以上４０質量％以下である請求項１に記載の塗料組成物。
【請求項３】
飽和炭化水素アルコールが、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール及びイソプロピルアルコールからなる群より選ばれる少なくとも１種である請求項２に記載の塗料組成物。
【請求項４】
最大泡圧法で測定した２０ミリ秒における動的表面張力が４５ｍＮ／ｍ以下である請求項１〜３のいずれか一項に記載の塗料組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の塗料組成物を含む機能性複合体。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の塗料組成物を含む皮膜を基材上に形成してなる機能性複合体。
【請求項７】
基材の２３℃における水接触角が９０°以上である請求項６に記載の機能性複合体。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の塗料組成物を用いる塗装方法。
【請求項９】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の塗料組成物をスプレー吹き付け法で基材上に塗装する塗装方法。
【公開番号】特開２０１２−２１９２１５（Ｐ２０１２−２１９２１５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８８１５３（Ｐ２０１１−８８１５３）
【出願日】平成２３年４月１２日（２０１１．４．１２）
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１２日（２０１１．４．１２）
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Ｆターム（参考）】
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