JP2006096639A - Decorative cement plate - Google Patents

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Ichiro Kanamori
一郎 金守
Hiroyuki Yamada
裕之 山田
Satoshi Maekawa
聡 前川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the durability of a decorative cement plate where a weather resistant coating layer exhibiting high weather resistance is formed on a decorative layer. <P>SOLUTION: The decorative layer 2 formed with a decorative cement material whose main material is cement is prepared on the surface side of a base plate 1 formed with a cement material for the base plate whose main material is cement. The weather resistant coating layer 3 is prepared on the decorative layer. The weather resistant coating layer 3 comprises a first coating layer 31 formed on the surface of the decorative layer 2 with an organic coating material whose main component is a resin and a second coating layer 32 formed with an organic and inorganic complex coating material containing an ultraviolet absorbing agent whose main component is cerium oxide and containing an organosilane as a main component. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、セメントを主材とする基板用セメント材料から形成される基板の表面側に、セメントを主材とする化粧セメント材料から形成された化粧層を設け、前記化粧層に耐候性被覆層を設けてある化粧セメント板に関する。   The present invention provides a decorative layer formed of a decorative cement material mainly composed of cement on the surface side of a substrate formed from a cement material for a substrate mainly composed of cement, and the weather resistant coating layer on the decorative layer. The present invention relates to a decorative cement board.

近年屋根材や壁材としてセメントを主材とする基板用セメント材料から形成される基板を備えたセメント板からなる建材が利用されており、その多くの需要に応じて、そのセメント板の意匠性や機能性について種々の工夫を施し、個性化を図られる傾向にある。このような個性化を図るために、顔料を添加してあるセメントを主材とする化粧セメント材料から形成される化粧層を設けることにより、そのセメント板に様々な意匠性、機能性をもたせることができる。   In recent years, building materials made of cement boards with substrates formed from cement materials for substrates mainly made of cement as roofing materials and wall materials have been used. There is a tendency for individuality to be achieved by making various improvements to functionality and functionality. In order to achieve such individualization, by providing a decorative layer made of a decorative cement material mainly composed of cement to which a pigment is added, the cement board has various design characteristics and functionality. Can do.

化粧セメント材料としては、顔料を含有してなる着色セメント材料や、エンボス加工した外観を形成するための化粧セメント材料、着色砂等を付与した風合いを醸し出す為の化粧セメント材料等が用いられる。   As the decorative cement material, a colored cement material containing a pigment, a decorative cement material for forming an embossed appearance, a decorative cement material for producing a texture imparted with colored sand, and the like are used.

このような化粧セメント材料により形成される化粧層は、一般に、養生時の白華が問題となりやすく、このような問題を解消するために、硬化した化粧層の表面に高分子材料からなるシーラーを塗布することが一般的に行われている。しかしながら、このようなシーラーは長期使用に伴う紫外線劣化により、剥離現象を生ずる傾向にある。   In general, a decorative layer formed of such a decorative cement material is likely to have a problem of whiteness during curing. In order to solve such a problem, a sealer made of a polymer material is provided on the surface of the cured decorative layer. Application is generally performed. However, such a sealer tends to cause a peeling phenomenon due to ultraviolet ray deterioration accompanying long-term use.

そこで、前記シーラーに代えて、オルガノシラン、その加水分解縮合物とシリル基含有ビニル系樹脂とを加水分解縮合反応させて得られる有機無機複合樹脂が結合剤となっている有機無機複合被覆材料からなる被覆材を塗布して耐候性被覆層を設けることが考えられている。前記被覆材により形成される被覆層は、クラックが生じにくく、それ故に上記の有機無機複合樹脂が結合成分となるコーティング組成物が上塗り塗料として注目されるようになってきている。しかし、前記被覆材は前記化粧層に対する密着性が低いために、現実には前記化粧層に直接設けられない。
そのため、前記シーラーに加え、さらに、有機無機複合被覆材料からなる被覆材を塗布して耐候性被覆層を設けることが行われている。ところが、このような場合にも、化粧層の外観を生かす必要から、前記耐候性被覆層の可視光の透光性を高く設定する必要があるが、このような被覆層を形成するための被覆材は、紫外線の透光度も高く、前記塗料の紫外線による劣化をあまり効率よく抑制することができない。
Therefore, instead of the sealer, an organic-inorganic composite coating material in which an organic-inorganic composite resin obtained by hydrolytic condensation reaction of organosilane, a hydrolysis condensate thereof and a silyl group-containing vinyl resin is a binder. It is considered to provide a weather-resistant coating layer by applying a coating material. The coating layer formed of the coating material is less likely to crack, and therefore, a coating composition in which the organic-inorganic composite resin is a binding component has been attracting attention as a top coating material. However, since the covering material has low adhesion to the decorative layer, it is not actually provided directly on the decorative layer.
Therefore, in addition to the sealer, a weathering coating layer is provided by applying a coating material made of an organic-inorganic composite coating material. However, even in such a case, since it is necessary to make use of the appearance of the decorative layer, it is necessary to set the visible light-transmitting property of the weather-resistant coating layer to be high, but the coating for forming such a coating layer is necessary. The material has a high UV light transmissivity, and the paint cannot be effectively suppressed from being deteriorated by the UV light.

特開2003−238272号公報JP 2003-238272 A

そこで、前記耐候性被覆層に酸化チタン、酸化亜鉛等の紫外線吸収剤を含有させて前記シーラーを紫外線から保護することが考えられるが、酸化亜鉛等の場合は、前記基板の養生時の高温強アルカリ条件に耐えられなかったり、酸化チタン等の場合には、その光触媒作用の為に前記被覆層に悪影響を及ぼすという問題点があって、好適に用いられるものは知られていなかった。   Therefore, it is conceivable to protect the sealer from ultraviolet rays by adding an ultraviolet absorber such as titanium oxide and zinc oxide to the weather resistant coating layer. However, in the case of zinc oxide or the like, the high temperature strength during curing of the substrate is considered. In the case of being unable to withstand alkaline conditions or being made of titanium oxide or the like, there has been a problem in that the coating layer is adversely affected due to its photocatalytic action, and those that are suitably used have not been known.

そこで、本発明の目的は、化粧層を設けた化粧セメント板に対して高い耐候性を発揮する耐候性被覆層を形成し、その化粧セメント板の耐久性を向上させる点にある。   Therefore, an object of the present invention is to form a weather-resistant coating layer that exhibits high weather resistance on a decorative cement board provided with a decorative layer, and to improve the durability of the decorative cement board.

そこで、本発明者らは、種々の紫外線吸収剤について鋭意検討した結果、酸化セリウムは、前記基板の養生時の高温強アルカリ条件に耐え、光触媒作用等前記被覆層に悪影響を及ぼす作用を有さず、好適に前記有機無機系複合被覆材料に含有可能であることを実験的に見出し、本発明に想到した。   Accordingly, as a result of intensive studies on various ultraviolet absorbers, the present inventors have found that cerium oxide has an effect of adversely affecting the coating layer such as a photocatalytic action withstanding high-temperature strong alkali conditions during curing of the substrate. However, the inventors have experimentally found that it can be suitably contained in the organic-inorganic composite coating material, and have arrived at the present invention.

本発明の特徴構成は、セメントを主材とする基板用セメント材料から形成される基板の表面側に、セメントを主材とする化粧セメント材料から形成された化粧層を設け、前記化粧層に耐候性被覆層を設けてある化粧セメント板であって、
前記耐候性被覆層は、樹脂を主成分とする有機系被覆材料から前記化粧層表面に形成される第一被覆層と、酸化セリウムを主成分とする紫外線吸収剤を含有し、オルガノシランを主成分とする有機無機系複合被覆材料から形成される第二被覆層とを備える点にある。
A feature of the present invention is that a decorative layer made of a decorative cement material mainly made of cement is provided on the surface side of a substrate formed of a cement material for a substrate mainly made of cement, and the decorative layer is weather-resistant. A decorative cement board provided with a covering layer,
The weather-resistant coating layer contains a first coating layer formed on the surface of the decorative layer from an organic coating material mainly composed of a resin, an ultraviolet absorber mainly composed of cerium oxide, and is mainly composed of organosilane. And a second coating layer formed from an organic-inorganic composite coating material as a component.

つまり、前記化粧セメント板は、前記化粧層を有するから美観に優れた意匠性を発揮し得る構成となり、前記耐候性被覆層によると、耐候性が高いために長期にわたる劣化を抑え、長期使用性を向上させうる。   In other words, the decorative cement board has a structure capable of exhibiting a design with excellent aesthetics because it has the decorative layer. According to the weather-resistant coating layer, since the weather resistance is high, long-term deterioration is suppressed due to high weather resistance. Can be improved.

ここで、前記第一被覆層は、樹脂を主成分とする有機系被覆材料から形成されるから、前記化粧層の白華防止に寄与するとともに、前記化粧層に密に形成されて、後続の第二被覆層が密着しやすいように、前記化粧層表面を改質する役割を果たす。
次に、前記第二被覆層は、紫外線吸収剤を含有しているから前記第一被覆層の紫外線による劣化を抑制することができるとともに、オルガノシランを主成分とする有機無機系複合被覆材料から形成されるから、前記第一被覆層に強固に接着して、剥離、ふくれ等の不都合が生じにくいように被覆させることができる。
さらに、前記紫外線吸収剤が酸化セリウムであるから、養生時の高温強アルカリ条件に耐え、かつ、光触媒作用が非常に弱いから、長期にわたって安定的に紫外線吸収能力を持続させられるものと考えられる。
Here, since the first coating layer is formed from an organic coating material containing a resin as a main component, the first coating layer contributes to prevention of whitening of the decorative layer, and is densely formed on the decorative layer. It plays the role of modifying the surface of the decorative layer so that the second coating layer is easily adhered.
Next, since the second coating layer contains an ultraviolet absorber, it is possible to suppress deterioration of the first coating layer due to ultraviolet rays, and from an organic-inorganic composite coating material containing organosilane as a main component. Since it is formed, it can be firmly adhered to the first coating layer and coated so that inconveniences such as peeling and blistering hardly occur.
Furthermore, since the ultraviolet absorber is cerium oxide, it is considered that the ultraviolet absorbing ability can be stably maintained over a long period of time because it can withstand high-temperature strong alkali conditions during curing and has a very weak photocatalytic action.

従って、前記第一、第二被覆層により形成される耐候性被覆層は、養生によっても性能低下せず、前記化粧層に確実に密着して保護し、紫外線による劣化も起こりにくい化粧セメント板を提供することができた。   Therefore, the weather-resistant coating layer formed by the first and second coating layers is a decorative cement board that does not deteriorate in performance due to curing, securely adheres to and protects the decorative layer, and does not easily deteriorate due to ultraviolet rays. Could be provided.

また、本発明においては、前記化粧セメント材料が顔料を含有する着色セメント材料であってもよい。   In the present invention, the decorative cement material may be a colored cement material containing a pigment.

つまり、着色セメント材料は、顔料により美感が向上され、その上、上述の耐候性被覆層を適用することによって、長期にわたってその美感を維持できる。   That is, the aesthetics of the colored cement material are improved by the pigment, and furthermore, the aesthetics can be maintained over a long period of time by applying the above-mentioned weather resistant coating layer.

さらに、前記有機無機系複合被覆材料が、平均粒径0.4〜0.5μmの酸化セリウムを紫外線透過率が8.0%以下となるように所定量を含有する複合樹脂であることが好ましい。   Furthermore, the organic-inorganic composite coating material is preferably a composite resin containing a predetermined amount of cerium oxide having an average particle size of 0.4 to 0.5 μm so that the ultraviolet transmittance is 8.0% or less. .

前記酸化セリウムを前記有機無機系複合被覆材料に添加する場合、形成される耐候性被覆層の透明性が高くないと、化粧層を覆い隠してしまい、化粧層のもつ風合いを損ねる可能性があるが、平均粒径0.4〜0.5μmの酸化セリウムを紫外線透過率が8.0%以下となるように所定量を含有する複合樹脂は、透明度が高く、かつ、第一被覆層を紫外線から保護する能力に優れる。   When the cerium oxide is added to the organic-inorganic composite coating material, if the formed weather-resistant coating layer is not highly transparent, the cosmetic layer may be covered and the texture of the cosmetic layer may be impaired. However, the composite resin containing a predetermined amount of cerium oxide having an average particle size of 0.4 to 0.5 μm so that the ultraviolet transmittance is 8.0% or less is high in transparency and the first coating layer is made of ultraviolet rays. Excellent ability to protect from.

また、前記有機系被覆材料が、アクリル系樹脂を主成分とするものであることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the organic coating material is mainly composed of an acrylic resin.

つまり、前記アクリル系樹脂は、前記化粧層に対する密着性が高く、前記化粧層の白華等を抑制するのに適している。   That is, the acrylic resin has high adhesion to the decorative layer, and is suitable for suppressing whiteness of the decorative layer.

〔発明の実施の形態〕
以下、本発明について、詳細に説明する。
本発明で用いる化粧セメント板は、例えば、セメント、補強繊維、骨材等を混合してある基板用セメント材料を、水を添加しつつ板状に展圧した基板1上に、化粧セメント材料からなる化粧層2を設け、前記化粧層表面に下塗り塗料から形成される第一被覆層31と、上塗り塗料から形成される第二被覆層32とからなる耐候性被覆層3が設けてある。
[Embodiment of the Invention]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The decorative cement board used in the present invention is made of, for example, a decorative cement material on a substrate 1 on which a cement material for a substrate mixed with cement, reinforcing fibers, aggregates and the like is spread in a plate shape while adding water. The decorative layer 2 is provided, and on the surface of the decorative layer, a weather-resistant coating layer 3 including a first coating layer 31 formed from an undercoat paint and a second coating layer 32 formed from a topcoat paint is provided.

<下塗り塗料>
前記下塗り塗料はアクリルエマルジョン樹脂を含有するものが好適に用いられる。このアクリルエマルジョン樹脂は、例えば、
アクリル酸、
メタクリル酸
等から選ばれるエチレン性不飽和カルボン酸と、
アクリル酸、メタクリル酸のアルキルエステル、
ビニル芳香族化合物、
アクリルニトリル、
メタクリルニトリル、
飽和カルボン酸ビニルエステル、
ハロゲン化ビニル、
ブタジエン、
エチレン
等から選ばれる1種又は2種以上のオレフィンとの組み合わせからなる単量体混合物を乳化剤の存在下で乳化重合する事によって得られる。
<Undercoat paint>
The undercoat paint preferably contains an acrylic emulsion resin. This acrylic emulsion resin is, for example,
Acrylic acid,
An ethylenically unsaturated carboxylic acid selected from methacrylic acid and the like;
Alkyl esters of acrylic acid and methacrylic acid,
Vinyl aromatic compounds,
Acrylic nitrile,
Methacrylonitrile,
Saturated carboxylic acid vinyl ester,
Vinyl halide,
butadiene,
It can be obtained by emulsion polymerization of a monomer mixture composed of one or two or more olefins selected from ethylene or the like in the presence of an emulsifier.

また、前記アクリルエマルジョン樹脂はシリル基を持っていることが好ましい。このようなシリル基含有アクリルエマルジョン樹脂としては、例えば、
γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、
γ−メタクリロキシプロピルメチルトリメトキシシラン、
γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、
γ−メタクリロキシプロピルメチルトリエトキシシラン
等のシリル基含有不飽和単量体及び
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メチルジエトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、
N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、
N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルトリメトキシシラン
等のグリシジル基又はアミノ基を含有するシランカップリング剤よりなる群から選ばれる1種又は2種以上を前記混合物に添加した後、乳化剤の存在下で乳化重合する事によってシリル基を導入したものを挙げることができる。
The acrylic emulsion resin preferably has a silyl group. As such a silyl group-containing acrylic emulsion resin, for example,
γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane,
γ-methacryloxypropylmethyltrimethoxysilane,
γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane,
Silyl group-containing unsaturated monomers such as γ-methacryloxypropylmethyltriethoxysilane and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane,
γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane,
γ-glycidoxypropyltriethoxysilane,
N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane,
One or more selected from the group consisting of silane coupling agents containing a glycidyl group or amino group, such as N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyltrimethoxysilane, are added to the mixture, and then an emulsifier. And those having a silyl group introduced by emulsion polymerization in the presence of.

また、前記アクリルエマルジョン樹脂およびシリル基含有アクリルエマルジョン樹脂は、ガラス転移温度(以下、Tgという)が20〜100℃、好ましくは40〜80℃であり、ゲル分率が50%以上、好ましくは75〜80%、あるいはそれ以上のものを用いる。このようなエマルジョン樹脂は耐養生性に優れ、特にシリル基含有アクリルエマルジョン樹脂は極めて高い性能を発揮する。これらエマルジョン樹脂のTgが20℃未満である場合には、養生時の熱等により乾燥塗膜が溶融溶出したり、また、ブロッキング等の不具合が起こりやすくなり、逆に乳化重合体のTgが100℃を超える場合には、乾燥時の成膜不良を起こしやすくなるので好ましくない。
また、前記エマルジョン樹脂のゲル分率が50%未満の場合には、養生時の熱等により乾燥塗膜が溶融溶出したり、また、下地からのアルカリによるエフロレッセンスが発生し易くなるため、好ましくない。
さらに、前記シリル基含有アクリルエマルジョン樹脂は、シリル基の導入により上塗り塗料との密着性が改善されるので好ましい。
The acrylic emulsion resin and the silyl group-containing acrylic emulsion resin have a glass transition temperature (hereinafter referred to as Tg) of 20 to 100 ° C., preferably 40 to 80 ° C., and a gel fraction of 50% or more, preferably 75. Use up to 80% or more. Such an emulsion resin is excellent in curing resistance, and in particular, a silyl group-containing acrylic emulsion resin exhibits extremely high performance. When the Tg of these emulsion resins is less than 20 ° C., the dried coating film is melted and dissolved due to heat during curing, and defects such as blocking are likely to occur. Conversely, the Tg of the emulsion polymer is 100 If it exceeds ° C., film formation during drying tends to occur, which is not preferable.
Further, when the gel fraction of the emulsion resin is less than 50%, it is preferable because the dried coating film is melted and eluted by heat or the like during curing, and efflorescence due to alkali from the base tends to occur. Absent.
Furthermore, the silyl group-containing acrylic emulsion resin is preferable because the adhesion to the top coating is improved by the introduction of the silyl group.

本発明で用いる下塗り塗料は着色剤を含有する。この着色剤として、一般の無機質顔料を代表的なものとして挙げることができるが、色によっては、耐アルカリ性及び耐候性を有する有機顔料を用いても良い。
例えば、
黒く着色する場合にはカーボンブラック、酸化鉄等、
赤色に着色する場合には弁柄等、
緑色に着色する場合には酸化クロム等、
青色に着色する場合にはフタロシアニンブルー等、
白色に着色する場合には二酸化チタン等
を用いることができる。
着色顔料はこれらに限定されるものではなく、通常の塗料に配合される着色顔料が使用できる。
The undercoat paint used in the present invention contains a colorant. As this colorant, a typical inorganic pigment can be cited as a representative, but depending on the color, an organic pigment having alkali resistance and weather resistance may be used.
For example,
When coloring black, carbon black, iron oxide, etc.
When coloring in red, petals, etc.
When colored green, chromium oxide, etc.
When coloring blue, phthalocyanine blue, etc.
In the case of coloring white, titanium dioxide or the like can be used.
The color pigment is not limited to these, and a color pigment blended in a normal paint can be used.

着色顔料は、好ましくは、下塗り塗料中に0.1〜15質量%の割合で配合され、この範囲内での配合により充分に着色することができる。本発明で用いる下塗り塗料は、上記のアクリルエマルジョン樹脂又はシリル基含有アクリルエマルジョン樹脂、上記着色剤の他に、有機溶媒、充填剤、染料、更には、硬化促進剤、増粘剤、顔料分散剤等の各種添加剤等を含有することができる。   The color pigment is preferably blended in the undercoat paint at a ratio of 0.1 to 15% by mass, and can be sufficiently colored by blending within this range. The undercoat used in the present invention includes the above-mentioned acrylic emulsion resin or silyl group-containing acrylic emulsion resin, the above colorant, an organic solvent, a filler, a dye, and further a curing accelerator, a thickener, and a pigment dispersant. Various additives such as can be contained.

<上塗り塗料>
前記上塗り塗料は、以下(A)〜(C)を含有する。
(A)(a)と(b)との加水分解縮合反応物を中和剤で中和し、水を添加して得られた有機無機複合樹脂水分散液。
(a)化1で示されるオルガノシランおよびその部分加水分解縮合物100質量部。
(b)加水分解性シリル基、又は水酸基と結合したケイ素原子を有するシリル基を有し、且つ酸価が20〜150mgKOH/gのシリル基含有ビニル系樹脂5〜200質量部。
(B)アミノ基を有する加水分解縮合反応可能なアルコキシシラン。
(C)上記(B)成分のアミノ基との反応性を有するエポキシ基を分子内に有する化合物。
<Topcoat paint>
The top coat contains the following (A) to (C).
(A) An organic-inorganic composite resin aqueous dispersion obtained by neutralizing the hydrolysis-condensation reaction product of (a) and (b) with a neutralizing agent and adding water.
(A) 100 parts by mass of an organosilane represented by Chemical Formula 1 and a partially hydrolyzed condensate thereof.
(B) 5 to 200 parts by mass of a silyl group-containing vinyl resin having a hydrolyzable silyl group or a silyl group having a silicon atom bonded to a hydroxyl group and having an acid value of 20 to 150 mgKOH / g.
(B) Alkoxysilane having an amino group and capable of hydrolysis condensation reaction.
(C) The compound which has the epoxy group which has the reactivity with the amino group of the said (B) component in a molecule | numerator.

〔化1〕
(R1)nSi(OR2)4-n
R1:炭素数1〜8の有機基、
R2:炭素数1〜5のアルキル基、
n:1又は2
[Chemical formula 1]
(R1) nSi (OR2) 4-n
R1: an organic group having 1 to 8 carbon atoms,
R2: an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms,
n: 1 or 2

前記R1としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ビニル基を挙げることができる。
また、アルキル基は直鎖でも分岐したものでもよく、このようなアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n―プロピル基、i―プロピル基、n―ブチル基、i―ブチル基、s―ブチル基、t―ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基を挙げることができる。好ましいアルキル基は炭素数が1〜4個のものである。
シクロアルキル基としては、例えば、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基を好適に挙げることができる。アリール基としては、例えば、フェニル基を挙げることができる。上記の各官能基は任意に置換基を有していてもよい。このような置換基としては、例えば、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、フツ素原子)、(メタ)アクリロイル基、メルカプト基、脂環式基を挙げることができる。
Examples of R1 include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and a vinyl group.
The alkyl group may be linear or branched, and examples of such an alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, Examples thereof include s-butyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, and octyl group. Preferred alkyl groups are those having 1 to 4 carbon atoms.
Preferred examples of the cycloalkyl group include a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group. Examples of the aryl group include a phenyl group. Each of the above functional groups may optionally have a substituent. Examples of such a substituent include a halogen atom (for example, chlorine atom, bromine atom, fluorine atom), (meth) acryloyl group, mercapto group, and alicyclic group.

前記R2で示されるアルキル基は直鎖でも分岐したものでもよく、このようなアルキル基としては、メチル基、エチル基、n―プロピル基、i―プロピル基、n―ブチル基、i―ブチル基、s―ブチル基、t―ブチル基、ペンチル基等を挙げることができる。好ましいアルキル基は炭素数が1〜2個のものである。   The alkyl group represented by R2 may be linear or branched, and examples of such an alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, and an i-butyl group. , S-butyl group, t-butyl group, pentyl group and the like. Preferred alkyl groups are those having 1 to 2 carbon atoms.

化1で示されるオルガノシランの具体例としては、例えば、
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−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、
3,3,3−トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、
シクロヘキシ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、
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、
ジエチルジエトキシシラン、
ジフェニルジメトキシシラン、
ジフェニルジエトキシシラン、
メチルフェニルジメトキシシラン、
ジメチルジプロポキシシラン
等を挙げることができる。好ましくは、
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である。
これらのオルガノシランは1種単独で使用することも、2種以上を併用することもできる。
Specific examples of the organosilane represented by Chemical Formula 1 include, for example,
Methyltrimethoxysilane,
Methyltriethoxysilane,
Ethyltrimethoxysilane,
Ethyltriethoxysilane,
n-propyltrimethoxysilane,
n-propyltriethoxysilane,
i-propyltrimethoxysilane,
i-propyltriethoxysilane,
γ-chloropropyltrimethoxysilane,
γ-chloropropyltriethoxysilane,
Vinyltrimethoxysilane,
Vinyltriethoxysilane,
3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane,
3,3,3-trifluoropropyltriethoxysilane,
Cyclohexyltrimethoxysilane,
γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane,
γ-methacryloxypropyltriethoxysilane,
γ-mercaptopropyltrimethoxysilane,
γ-mercaptopropyltriethoxysilane,
Phenyltrimethoxysilane,
Phenyltriethoxysilane,
Dimethyldimethoxysilane,
Dimethyldiethoxysilane,
Diethyldimethoxysilane,
Diethyldiethoxysilane,
Diphenyldimethoxysilane,
Diphenyldiethoxysilane,
Methylphenyldimethoxysilane,
Examples thereof include dimethyldipropoxysilane. Preferably,
Methyltrimethoxysilane,
Methyltriethoxysilane,
Dimethyldimethoxysilane.
These organosilanes can be used alone or in combination of two or more.

上記の(a)成分は上記のオルガノシランの部分加水分解縮合物であってもよい。該部分加水分解縮合物のポリスチレン換算質量平均分子量は、例えば、300〜5000、好ましくは500〜3000が適当である。このような分子量の縮合物を使用することにより、貯蔵安定性を悪化させることなく、密着性のよい塗膜を得ることができる。また、オルガノシランの部分加水分解縮合物は、ケイ素原子に結合した−OH基や−OR2基を1個以上、好ましくは3〜30個有するものであることが適当である。   The component (a) may be a partially hydrolyzed condensate of the above organosilane. The polystyrene-reduced mass average molecular weight of the partially hydrolyzed condensate is, for example, 300 to 5000, preferably 500 to 3000. By using such a molecular weight condensate, a coating film with good adhesion can be obtained without deteriorating storage stability. Moreover, it is appropriate that the partial hydrolysis-condensation product of organosilane has one or more, preferably 3 to 30, —OH groups or —OR 2 groups bonded to silicon atoms.

このような縮合物の具体例としては、市販品である信越化学工業社製KR−211、KR−212、KR−213、KR−214、KR−216、KR−218や東芝シリコーン社製のTSR−145、TSR−160、TSR−165、YR−3187等を挙げることができる。 Specific examples of such a condensate include commercially available KR-211, KR-212, KR-213, KR-214, KR-216, KR-218 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., and TSR manufactured by Toshiba Silicone. -145, TSR-160, TSR-165, YR-3187, and the like.

前記(a)成分について、n値が1のオルガノシラン、その部分加水分解縮合物と、n値が2のオルガノシラン、その部分加水分解縮合物との質量比が50:50〜100:0、好ましくは60:40〜95:5の混合物を用いると、加水分解縮合反応させる際に安定に反応し、また耐クラック性のよい塗膜が得られるので望ましい。   For the component (a), the mass ratio of the organosilane having an n value of 1 and a partially hydrolyzed condensate thereof to the organosilane having an n value of 2 and the partially hydrolyzed condensate thereof is 50:50 to 100: 0. It is preferable to use a mixture of 60:40 to 95: 5, since it reacts stably during the hydrolytic condensation reaction and a coating film with good crack resistance is obtained.

本発明で用いる上記の(b)成分は、ビニル系樹脂の末端あるいは側鎖に加水分解性シリル基、又は水酸基と結合したケイ素原子を有するシリル基を樹脂1分子中に少なくとも1個、好ましくは2個以上有し、かつ酸価が20〜150mgKOH/gであり、好ましくは、分子量が例えば約1000〜50000のビニル系樹脂である。   The component (b) used in the present invention has at least one hydrolyzable silyl group or a silyl group having a silicon atom bonded to a hydroxyl group at the terminal or side chain of the vinyl resin in one molecule of the resin, preferably It is a vinyl resin having 2 or more and an acid value of 20 to 150 mgKOH / g and a molecular weight of, for example, about 1000 to 50000.

上記のシリル基は化2で示されるものである。   The above silyl group is represented by Chemical Formula 2.

〔化2〕
−SiXm(R3)(3-m)
X:アルコキシ基、アシロキシ基、ハロゲン基、ケトキシメート基、
メルカプト基、アルケニルオキシ基、
フェノキシ基等の加水分解性基又は水酸基、
R3:水素又は炭素数1〜10のアルキル基、アリール基、
アラルキル基等の1価の炭化水素基、
m:1〜3の整数
[Chemical formula 2]
-SiXm (R3) (3-m)
X: alkoxy group, acyloxy group, halogen group, ketoximate group,
Mercapto group, alkenyloxy group,
Hydrolyzable groups such as phenoxy groups or hydroxyl groups,
R3: hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group,
Monovalent hydrocarbon groups such as aralkyl groups,
m: an integer from 1 to 3

シリル基含有ビニル系樹脂は、例えば、化3で示されるヒドロシラン化合物と、炭素−炭素二重結合を有するビニル系樹脂とを常法に従って反応させることにより製造される。   The silyl group-containing vinyl resin is produced, for example, by reacting a hydrosilane compound represented by Chemical Formula 3 with a vinyl resin having a carbon-carbon double bond according to a conventional method.

〔化3〕
H−SiXm(R3)(3-m)
X、R3、mは化2のものと同じ
[Chemical formula 3]
H-SiXm (R3) (3-m)
X, R3, m are the same as those in Chemical formula 2

なお、前記ヒドロシラン化合物として、例えば、
メチルジクロロヒドロシラン、
メチルジエトキシヒドロシラン、
メチルジアセトキシヒドロシラン
等を代表的なものとして挙げることができる。
シリル基含有ビニル系樹脂を製造する際のヒドロシラン化合物の使用量は、ビニル系樹脂中に含まれる炭素−炭素二重結合の数に対して0.5〜2倍となるモル量が適当である。
As the hydrosilane compound, for example,
Methyldichlorohydrosilane,
Methyldiethoxyhydrosilane,
A typical example is methyldiacetoxyhydrosilane.
The amount of the hydrosilane compound used in the production of the silyl group-containing vinyl resin is suitably a molar amount that is 0.5 to 2 times the number of carbon-carbon double bonds contained in the vinyl resin. .

前記ビニル系樹脂は、
(メタ)アクリル酸、イタコン酸、フマル酸等のカルボン酸又は無水マレイン酸等の酸無水物を必須モノマー単位として含有し、
更に(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、シクロヘキシル(メタ)アクリル酸等の(メタ)アクリル酸エステル、アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等からなる群から選ばれるビニル系モノマーをコモノマー単位として含有する共重合体が好適に用いられ、
共重合体製造時に(メタ)アクリル酸アリル、ジアリルフタレート等をラジカル共重合させることにより、ビニル系樹脂中にヒドロシリル化反応のための炭素−炭素二重結合を導入することが可能となる。
The vinyl resin is
(Meth) acrylic acid, itaconic acid, fumaric acid and other carboxylic acids or maleic anhydride and other acid anhydrides as essential monomer units,
Further, (meth) acrylic acid esters such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylic acid, acrylonitrile, styrene, A copolymer containing a vinyl monomer selected from the group consisting of α-methylstyrene, vinyl acetate, vinyl propionate and the like as a comonomer unit is preferably used.
By radical copolymerization of allyl (meth) acrylate, diallyl phthalate and the like during the production of the copolymer, it becomes possible to introduce a carbon-carbon double bond for hydrosilylation reaction into the vinyl resin.

なお、得られるビニル系樹脂の酸価が20〜150mgKOH/g、好ましくは50〜120mgKOH/gとなるように、共重合体の構成モノマー中に上記のカルボン酸又は酸無水物を含有させる必要がある。ビニル系樹脂の酸価が20mgKOH/gより小さいと、得られる水分散液の貯蔵安定性が悪くなり、逆にビニル系樹脂の酸価が150mgKOH/gを超えると、得られる塗膜の耐水性、耐熱水性が悪くなるので、いずれも好ましくない。   In addition, it is necessary to contain said carboxylic acid or acid anhydride in the constituent monomer of the copolymer so that the acid value of the obtained vinyl-based resin is 20 to 150 mgKOH / g, preferably 50 to 120 mgKOH / g. is there. If the acid value of the vinyl resin is less than 20 mgKOH / g, the storage stability of the resulting aqueous dispersion will deteriorate. Conversely, if the acid value of the vinyl resin exceeds 150 mgKOH / g, the water resistance of the resulting coating film will be reduced. Since hot water resistance deteriorates, neither is preferable.

また、前記シリル基含有ビニル系樹脂のその他の製造方法としては、
前記カルボン酸又は酸無水物を含むビニル系モノマーと、
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、
2−ヒドロキシビニルエーテル
等から選ばれる水酸基含有モノマーと、
γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、
β−(メタ)アクリロキシエチルトリメトキシシラン、
β−(メタ)アクリロキシエチルトリエトキシシラン、
γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、
γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、
γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジプロポキシシラン、
γ−(メタ)アクリロキシブチルフェニルジメトキシシラン、
γ−(メタ)アクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、
γ−(メタ)アクリロキシプロピルジエチルメトキシシラン
等から選ばれるシリル基含有ビニル化合物
とをラジカル重合させる方法もある。
これらシリル基含有ビニル系樹脂の具体例としては、例えば、市販品である鐘淵化学工業社製のカネカゼムラツク等を挙げることができる。
In addition, as another method for producing the silyl group-containing vinyl resin,
A vinyl monomer containing the carboxylic acid or acid anhydride;
2-hydroxyethyl (meth) acrylate,
2-hydroxypropyl (meth) acrylate,
A hydroxyl group-containing monomer selected from 2-hydroxy vinyl ether and the like;
γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane,
γ- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane,
β- (meth) acryloxyethyltrimethoxysilane,
β- (meth) acryloxyethyltriethoxysilane,
γ- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane,
γ- (meth) acryloxypropylmethyldiethoxysilane,
γ- (meth) acryloxypropylmethyldipropoxysilane,
γ- (meth) acryloxybutylphenyldimethoxysilane,
γ- (meth) acryloxypropyldimethylmethoxysilane,
There is also a method of radical polymerization with a silyl group-containing vinyl compound selected from γ- (meth) acryloxypropyldiethylmethoxysilane and the like.
Specific examples of these silyl group-containing vinyl resins include, for example, Kanekaze Murak manufactured by Kaneka Chemical Co., Ltd., which is a commercial product.

次に、本発明で主剤成分として用いる(A)成分の有機無機複合樹脂水分散液の製造方法について説明する。まず、上記の(a)成分と(b)成分との混合物に更に水及び触媒を存在させて加水分解及び縮合反応を生じさせる。(a)成分と(b)成分との混合割合は、(a)成分100質量部に対し、(b)成分5〜200質量部、好ましくは10〜150質量部であることが適当である。   Next, the manufacturing method of the organic-inorganic composite resin aqueous dispersion of component (A) used as the main component in the present invention will be described. First, water and a catalyst are further present in the mixture of the component (a) and the component (b) to cause hydrolysis and condensation reactions. The mixing ratio of the component (a) and the component (b) is suitably 5 to 200 parts by weight, preferably 10 to 150 parts by weight, based on 100 parts by weight of the component (a).

なお、(b)成分が5質量部より少ないと、得られる塗膜の外観や耐クラツク性、耐凍害性、耐アルカリ性等が悪くなり、逆に(b)成分の配合量が200質量部を超えると、得られる塗膜の耐候性、耐汚染性等が悪くなるので好ましくない。   When the amount of the component (b) is less than 5 parts by mass, the appearance, crack resistance, frost damage resistance, alkali resistance, etc. of the resulting coating film are deteriorated. Conversely, the amount of the component (b) is 200 parts by mass. When it exceeds, the weather resistance of a coating film obtained, stain resistance, etc. will worsen, and is unpreferable.

前記(a)成分と(b)成分との混合物に添加する水の量は、(a)成分と(b)成分との混合物中に初期に存在していた加水分解性基の好ましくは45〜100%、より好ましくは50〜90%を加水分解及び縮合反応させるのに充分な量であり、具体的には上記の混合物中の加水分解性基の総数の0.45〜1.0倍、好ましくは0.5〜0.9倍のモル数となる量が適当である。なお、ここで45%以上が好ましいとする理由は、有機無機複合樹脂水分散液(エマルジョン)となった時の貯蔵安定性がよく、また、塗料に用いた時に透明性の高い膜形成が可能であるためである。   The amount of water added to the mixture of the component (a) and the component (b) is preferably 45 to 45 of the hydrolyzable group that was initially present in the mixture of the component (a) and the component (b). 100%, more preferably 50-90% is sufficient to cause hydrolysis and condensation reaction, specifically 0.45-1.0 times the total number of hydrolyzable groups in the above mixture, Preferably, the amount is 0.5 to 0.9 times the number of moles. The reason why 45% or more is preferable here is that the storage stability when it becomes an organic-inorganic composite resin aqueous dispersion (emulsion) is good, and a highly transparent film can be formed when it is used as a paint. This is because.

前記(a)成分と(b)成分との混合物に添加する触媒としては、硝酸、塩酸等の無機酸や、酢酸、蟻酸、プロピオン酸等の有機酸を挙げることができる。触媒の添加量は、上記混合物のpHが3〜6になる量が適当である。加水分解反応については、(a)成分と(b)成分との混合物を、水及び触媒の存在下で、40〜80℃、好ましくは45〜65℃で、2〜10時間、撹拌しながら反応させる方法が適当であるが、この方法に限定されるものではない。   Examples of the catalyst added to the mixture of the component (a) and the component (b) include inorganic acids such as nitric acid and hydrochloric acid, and organic acids such as acetic acid, formic acid, and propionic acid. The amount of the catalyst added is suitably such that the pH of the above mixture is 3-6. Regarding the hydrolysis reaction, the mixture of the component (a) and the component (b) is reacted in the presence of water and a catalyst at 40 to 80 ° C., preferably 45 to 65 ° C. for 2 to 10 hours with stirring. However, the method is not limited to this method.

なお、(a)成分と(b)成分との加水分解縮合反応を上記のように一段階で実施することが可能であるが、生成物の貯蔵安定性の観点から、次のような二段階で反応させることが好ましい。
即ち、第一段階として、水及び触媒の存在下で、(a)成分と(b)成分との混合物中に初期に存在していた加水分解性基の40〜80%、好ましくは45〜70%が加水分解縮合反応するように、40〜80℃、好ましくは45〜65℃で1〜8時間、撹拌しながら反応させる。
第二段階として、第一段階に続いて、更に
トリメトキシボラン、トリエトキシボラン等のトリアルコキシボラン、
トリ−n−ブトキシエチルアセテートジルコニウム、ジn−ブトキシ(エチルアセテート)ジルコニウム、テトタラキス(エチルアセテート)ジルコニウム等のジルコニウムキレート化合物、
ジイソプロポキシビス(アセチルアセテート)チタン、ジイソプロポキシビス(エチルアセテート)チタン等のチタンキレート化合物、
モノアセチルアセテートビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジイソプロポキシエチルアセトアセテートアルミニウム等のアルミニウムキレート化合物
等の有機金属化合物触媒を水とともに添加し、
加水分解及び縮合反応を生じさせる。
なお、第二段階で用いるトリアルコキシボランや有機金属化合物触媒は縮合反応を促進するため、塗膜の外観、耐候性、耐汚染性、耐熱水性等を向上させることができる。
In addition, although it is possible to implement the hydrolysis-condensation reaction of (a) component and (b) component in one step as described above, from the viewpoint of storage stability of the product, the following two steps It is preferable to make it react with.
That is, as a first step, in the presence of water and a catalyst, 40 to 80%, preferably 45 to 70% of the hydrolyzable groups initially present in the mixture of the component (a) and the component (b). The reaction is carried out at 40 to 80 ° C., preferably 45 to 65 ° C. for 1 to 8 hours with stirring so that% can undergo a hydrolytic condensation reaction.
As the second stage, following the first stage, further trialkoxyboranes such as trimethoxyborane and triethoxyborane,
Zirconium chelate compounds such as tri-n-butoxyethyl acetate zirconium, di-n-butoxy (ethyl acetate) zirconium, tetotarakis (ethyl acetate) zirconium,
Titanium chelate compounds such as diisopropoxybis (acetylacetate) titanium, diisopropoxybis (ethyl acetate) titanium,
Add organic metal compound catalyst such as aluminum chelates such as monoacetyl acetate bis (ethyl acetoacetate) aluminum and diisopropoxyethyl acetoacetate aluminum with water,
Causes hydrolysis and condensation reactions.
The trialkoxyborane and the organometallic compound catalyst used in the second stage promote the condensation reaction, so that the appearance, weather resistance, stain resistance, hot water resistance and the like of the coating film can be improved.

第二段階で添加する水の量は、(a)成分と(b)成分との混合物中に初期に存在していた加水分解性基の45〜100%、好ましくは50〜90%が加水分解及び縮合反応するのに充分な量である。第二段階で添加する触媒の量は、第一段階で得られた反応物と未反応で残っている前記(a)成分及び(b)成分との合計量100質量部に対して0.001〜5質量部、好ましくは、0.005〜2質量部が適当である。第二段階における加水分解縮合反応は、第一段階と同様に40〜80℃で2〜5時間反応させるのが適当である。   The amount of water added in the second stage is 45 to 100%, preferably 50 to 90%, of the hydrolyzable groups initially present in the mixture of component (a) and component (b). And an amount sufficient for the condensation reaction. The amount of the catalyst added in the second stage is 0.001 with respect to 100 parts by mass of the total amount of the reaction product obtained in the first stage and the unreacted (a) component and (b) component. ˜5 parts by mass, preferably 0.005 to 2 parts by mass is suitable. The hydrolysis condensation reaction in the second stage is suitably performed at 40 to 80 ° C. for 2 to 5 hours as in the first stage.

尚、加水分解縮合反応物は、その反応で生成するアルコール分により、又はそのアルコール分と必要に応じて添加した後記の有機溶媒とにより溶液状態となっている。このようにして得られた反応物である有機無機複合樹脂の溶液に中和剤を加えて均一に分散させ、中和した後、水を加えるか、もしくは中和剤と水とを同時に加え、撹拌することにより強制分散させて水分散液(エマルジョン)を得る。   In addition, the hydrolysis-condensation reaction product is in a solution state with an alcohol component generated by the reaction, or with the alcohol component and an organic solvent described later added as necessary. A neutralizing agent is added to the solution of the organic-inorganic composite resin, which is the reaction product thus obtained, and uniformly dispersed. After neutralization, water is added, or the neutralizing agent and water are added simultaneously, The mixture is forcibly dispersed by stirring to obtain an aqueous dispersion (emulsion).

中和剤の量は、安定なエマルジョンが得られるように、反応物である有機無機複合樹脂中の酸基の50〜100%、好ましくは、70〜100%を中和する量が適当である。
なお、中和剤としては、
トリエチルアミン、
トリエタノールアミン、
ジメチルエタノールアミン、
モノエタノールアミン、
N−メチルジエタノールアミン、
N,N−ジメチルエタノールアミン、
モルホリン
等が代表的なものとして挙げられる。
The amount of the neutralizing agent is an amount that neutralizes 50 to 100%, preferably 70 to 100%, of the acid groups in the organic-inorganic composite resin as the reactant so that a stable emulsion is obtained. .
As a neutralizing agent,
Triethylamine,
Triethanolamine,
Dimethylethanolamine,
Monoethanolamine,
N-methyldiethanolamine,
N, N-dimethylethanolamine,
A typical example is morpholine.

また、中和後に加える水の量は塗料の塗装作業性等を考慮して任意に決定されるが、通常、塗料組成物の固形分が10〜70質量%になる程度の量が適当である。なお、このようにして得られた有機無機複合樹脂水分散液中には上記の加水分解縮合反応により生成したアルコール分が残っている。従って、その水分散液をそのまま塗料組成物として使用すると、揮発性有機成分(VOC)が多くなるので、常法に従ってアルコール分を減圧下で除去することが好ましい。   Further, the amount of water added after neutralization is arbitrarily determined in consideration of the coating workability of the paint, but usually an amount such that the solid content of the paint composition is 10 to 70% by mass is appropriate. . In addition, the alcohol produced | generated by said hydrolysis condensation reaction remains in the organic inorganic composite resin aqueous dispersion obtained in this way. Accordingly, if the aqueous dispersion is used as it is as a coating composition, the volatile organic component (VOC) increases, and therefore, it is preferable to remove the alcohol component under reduced pressure according to a conventional method.

前記(B)成分は、分子内にアミノ基を有する加水分解縮合反応可能なアルコキシシランであり、具体的には、化4で示されるアミノ基含有アルコキシシランを好適に使用することができる。   The component (B) is an alkoxysilane having an amino group in the molecule and capable of undergoing a hydrolytic condensation reaction. Specifically, an amino group-containing alkoxysilane represented by Chemical Formula 4 can be preferably used.

〔化4〕
(R6−NH−R5−)nSi(OR4)4−n
R4:炭素数1〜5のアルキル基
R5:炭素数1〜5のアルキレン基
R6:水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、
炭素数5〜8のシクロアルキル基、炭素数6〜8のアリール基、
置換若しくは未置換のアミノ基
n:1又は2
[Chemical formula 4]
(R6-NH-R5-) nSi (OR4) 4-n
R4: C1-C5 alkyl group
R5: an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms
R6: a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms,
A cycloalkyl group having 5 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms,
Substituted or unsubstituted amino group
n: 1 or 2

なお、R4としてのアルキル基は直鎖でも分岐したものでもよく、その例として、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基を挙げることができる。好ましいアルキル基は炭素数が1〜2個のものである。
R5としてのアルキレン基は直鎖でも分岐したものでもよく、その例として、メチレン基、エチレン基、プロピレン基を挙げることができる。
R6としてのアルキル基は前記R4の場合と同様である。
また、R6としてのシクロアルキル基としては、例えばシクロヘキシル基、シクロヘプチル基を挙げることができる。
また、R6としてのアリール基としては、例えば、フェニル基を挙げることができる。 更にR6としてのアミノ基としては、アミノ基中の水素原子の一方又は両方が、例えば、炭素数1〜5のアルキル基で置換されたものを挙げることができる。
The alkyl group as R4 may be linear or branched, and examples thereof include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, and s-butyl. Group, t-butyl group and pentyl group. Preferred alkyl groups are those having 1 to 2 carbon atoms.
The alkylene group as R5 may be linear or branched, and examples thereof include a methylene group, an ethylene group, and a propylene group.
The alkyl group as R6 is the same as in the case of R4.
Examples of the cycloalkyl group as R6 include a cyclohexyl group and a cycloheptyl group.
Moreover, as an aryl group as R6, a phenyl group can be mentioned, for example. Furthermore, examples of the amino group as R6 include those in which one or both of the hydrogen atoms in the amino group are substituted with an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

前記化4で示されるアミノ基含有アルコキシシランとしては、例えば、
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、
N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、
N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、
N−シクロへキシルーγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
N−シクロヘキシル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、
γ−(2−アミノエチル)−アミノプロピルトリメトキシシラン、
γ−(2−アミノエチル)−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、
γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン
を挙げることができる。
As the amino group-containing alkoxysilane represented by the chemical formula 4, for example,
γ-aminopropyltrimethoxysilane,
γ-aminopropyltriethoxysilane,
N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane,
N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane,
N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldiethoxysilane,
N-cyclohexyloxy γ-aminopropyltrimethoxysilane,
N-cyclohexyl-γ-aminopropyltriethoxysilane,
γ- (2-aminoethyl) -aminopropyltrimethoxysilane,
γ- (2-aminoethyl) -aminopropylmethyldimethoxysilane,
γ-anilinopropyltrimethoxysilane can be mentioned.

(B)成分であるアルコキシシランの配合量は、前記(A)成分である有機無機複合樹脂水分散液の固形分(有機無機複合樹脂)100質量部に対し好ましくは0.5〜30質量部、より好ましくは2〜15質量部が適当である。なお、(B)成分の配合量が上記の範囲よりも少ないと、得られる塗膜の硬化性や耐汚染性が悪くなる傾向があり、逆に多過ぎると耐熱水性や耐クラック性が悪くなる傾向がある。 The compounding amount of the alkoxysilane as the component (B) is preferably 0.5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organic inorganic composite resin aqueous dispersion as the component (A) (organic inorganic composite resin). More preferably, 2 to 15 parts by mass is appropriate. In addition, when there are few compounding quantities of (B) component, there exists a tendency for the sclerosis | hardenability and stain resistance of the coating film obtained to worsen, and conversely when too large, hot water resistance and crack resistance will worsen. Tend.

前記(C)成分は前記(B)成分中のアミノ基との反応性を有するエポキシ基を分子内に有する化合物が用いられる。これら化合物としてはエポキシ基含有アルコキシシラン、アルキルグリシジルエーテル及びエステル、シクロエポキシ化合物、ビスフェノールAF系の低分子量エポキシ樹脂、あるいはこれらの乳化物等を用いることができる。   As the component (C), a compound having in its molecule an epoxy group having reactivity with the amino group in the component (B) is used. As these compounds, epoxy group-containing alkoxysilanes, alkyl glycidyl ethers and esters, cycloepoxy compounds, bisphenol AF low molecular weight epoxy resins, or emulsions thereof can be used.

具体的には、
γ−グリシドキシプロピルトリメキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルトリイソプロぺニルオキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルトリイミノオキシシラン、
β―(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジメトキシシラン、
γ−イソシアネートプロピルトリイソプロぺニルオキシシランとグリシドールとの付加物、
ブチルグリシジルエーテル、
ポリオキシエチレングリシジルエーテル、
カージュラーE(シェル社製商品名)、
ブチルフェニルグリシジルエーテル、
エピコート815、828、834(油化シェルエポキシ社製商品名)等
およびこれら乳化物が代表的なものとして挙げられる。
前記エポキシ基含有化合物の中でも加水分解性シリル基をもつエポキシ基含有アルコキシシラン化合物を用いた場合には塗膜の硬化性が向上し、耐熱性、耐アルカリ性等がよくなるので好ましい。
In particular,
γ-glycidoxypropyl trimexylsilane,
γ-glycidoxypropyltriethoxysilane,
γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane,
γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane,
γ-glycidoxypropyl triisopropenyloxysilane,
γ-glycidoxypropyltriiminooxysilane,
β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethylmethyldimethoxysilane,
an adduct of γ-isocyanatopropyltriisopropenyloxysilane and glycidol,
Butyl glycidyl ether,
Polyoxyethylene glycidyl ether,
Cardura E (product name by Shell),
Butyl phenyl glycidyl ether,
Epicoats 815, 828, 834 (trade names manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) and the like and their emulsions are representative examples.
Among the epoxy group-containing compounds, the use of an epoxy group-containing alkoxysilane compound having a hydrolyzable silyl group is preferred because the curability of the coating film is improved and the heat resistance, alkali resistance and the like are improved.

前記(C)成分の配合量は、前記(B)成分であるアミノ基含有アルコキシシラン化合物のアミノ基の活性水素の総数に対して、エポキシ基含有化合物のエポキシ基の総数が好ましくは0.1〜2.0倍、より好ましくは0.2〜1.2倍となる量が適当である。   The blending amount of the component (C) is preferably such that the total number of epoxy groups in the epoxy group-containing compound is 0.1 with respect to the total number of active hydrogens in the amino group of the amino group-containing alkoxysilane compound as the component (B). An amount of -2.0 times, more preferably 0.2-1.2 times is appropriate.

尚、前記(C)成分のエポキシ基含有化合物の量が上記の範囲より少ないと、得られる塗膜の耐熱水性等が悪くなる傾向があり、逆に上記の範囲より多過ぎると塗膜の耐候性、耐クラック性等が悪くなる傾向がある。上記の(B)成分であるアミノ基含有アルコキシシラン化合物及び(C)成分であるエポキシ基含有化合物は塗装直前に(A)成分の水分散液と混合し、分散させて使用する。   In addition, when the amount of the epoxy group-containing compound of the component (C) is less than the above range, the hot water resistance of the obtained coating film tends to be deteriorated. There is a tendency for the property, crack resistance, etc. to deteriorate. The (B) component amino group-containing alkoxysilane compound and the (C) component epoxy group-containing compound are mixed with the aqueous dispersion of the component (A) and dispersed before use.

前記(B)成分及び(C)成分は硬化剤として作用し、(B)成分中のアミノ基は(C)成分中のエポキシ基と反応すると共に、(B)成分中のシリル基、更には、(C)成分中のシリル基(存在する場合のみ)が、(A)成分中の有機無機複合樹脂中に残存するシリル基と加水分解縮合反応し、耐熱水性、耐アルカリ性、耐候性、耐汚染性、耐溶剤性等に優れた硬化塗膜を形成する。   The component (B) and the component (C) act as a curing agent, the amino group in the component (B) reacts with the epoxy group in the component (C), and the silyl group in the component (B). The silyl group in the component (C) (only when present) undergoes a hydrolytic condensation reaction with the silyl group remaining in the organic-inorganic composite resin in the component (A) to provide hot water resistance, alkali resistance, weather resistance, Forms a cured coating film with excellent contamination and solvent resistance.

前記上塗り塗料は、以上に説明した、主剤成分となる(A)成分の有機無機複合樹脂水分散液とその硬化剤となる(B)成分であるアミノ基含有アルコキシシラン化合物及び(C)成分であるエポキシ基含有化合物とを主成分とし、更に、必要に応じて、塗料組成物の貯蔵安定性や塗装作業性を良くするための水、有機溶媒及び充填剤、染料、更には、硬化促進剤、増粘剤、顔料分散剤等の各種添加剤などを配合したものから構成される。   The top coat is composed of the organic-inorganic composite resin aqueous dispersion of component (A) as the main component and the amino group-containing alkoxysilane compound (B) as the curing agent and component (C) described above. A main component of a certain epoxy group-containing compound, and, if necessary, water, an organic solvent and a filler, a dye, and a curing accelerator for improving the storage stability and coating workability of the coating composition. , Thickeners, pigment dispersants and other additives.

前記有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等のアルコールエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類等の親水性有機溶媒やそれとトルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル等の疎水性の各種塗料用有機溶媒との混合有機溶媒が使用可能である。   Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol, alcohol ethers such as ethylene glycol monoethyl ether and ethylene glycol monobutyl ether, and hydrophilic organic solvents such as ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, and toluene. Organic solvents with various hydrophobic organic solvents for paints such as xylene, ethyl acetate and butyl acetate can be used.

前記有機溶媒は、前記(A)成分である有機無機複合樹脂水分散液の製造時において、反応が均質に生じるように溶媒として配合することも可能である。有機溶媒の配合量は、塗料組成物の好ましくは0〜20質量%、より好ましくは0〜10質量%が適当である。   The organic solvent can be blended as a solvent so that the reaction occurs homogeneously during the production of the organic inorganic composite resin aqueous dispersion as the component (A). The blending amount of the organic solvent is preferably 0 to 20% by mass, more preferably 0 to 10% by mass of the coating composition.

前記充填材としては、通常の無機・有機染顔料を使用することができる。具体的には、酸化チタン、硫化亜鉛、亜鉛華、鉛白、リトポン、カーボンブラック、油煙、紺青、フタロシアニンブルー、群青、カーミンFB、黄鉛、亜鉛黄、ハンザイエロー、オーカー、ベンガラ、不活性含有アゾ染料等が代表的なものとして挙げられる。充填材の配合量は、塗料組成物の固形分の好ましくは0〜70質量%、より好ましくは0〜50質量%が適当である。   As the filler, a normal inorganic / organic dye / pigment can be used. Specifically, titanium oxide, zinc sulfide, zinc white, lead white, lithopone, carbon black, oil smoke, bitumen, phthalocyanine blue, ultramarine, carmine FB, yellow lead, zinc yellow, Hansa yellow, ocher, bengara, inactive content Representative examples include azo dyes. The blending amount of the filler is preferably 0 to 70% by mass, more preferably 0 to 50% by mass, based on the solid content of the coating composition.

また、上塗り塗料には無機系紫外線吸収剤としての酸化セリウムを添加する。   Further, cerium oxide as an inorganic ultraviolet absorber is added to the top coating.

尚、本発明で用いる上塗り塗料は、前記化粧層の風合いを生かすために、クリヤ塗料とすることが好ましい。カラークリヤ塗料とする場合は上記の無機・有機染顔料を樹脂固形分に対して約0.01〜15質量%の割合で含んでもよい。この無機・有機染顔料の量が0.01質量%よりも少ないと、充分な色調の変化が得られず、逆に15質量%を超えると、形成される塗膜の透明度が低下するため深みのある色調の変化が得られなくなる傾向がある。特に、無機・有機染顔料の量が0.05〜10質量%程度のものが好ましい。   The top coat used in the present invention is preferably a clear paint in order to make use of the texture of the decorative layer. In the case of a color clear paint, the above-mentioned inorganic / organic dye / pigment may be contained at a ratio of about 0.01 to 15% by mass relative to the resin solid content. If the amount of the inorganic / organic dye / pigment is less than 0.01% by mass, a sufficient change in color tone cannot be obtained. Conversely, if the amount exceeds 15% by mass, the transparency of the formed coating film decreases, resulting in a deeper depth. There is a tendency that a certain color change cannot be obtained. In particular, an inorganic / organic dye / pigment amount of about 0.05 to 10% by mass is preferred.

尚、酸化セリウムの平均粒径は、0.4〜0.5μmとしておくことにより、前記上塗り塗料に対する透明性を確保しやすい。また、前記上塗り塗料に対する酸化セリウム添加量を紫外線透過率が8.0%以下となるような所定量としてあれば、前記上塗り塗料の紫外線透過率を効果的に低減させられ、前記下塗り塗料の紫外線による劣化を防ぎつつ、前記化粧層の風合いを生かすことができる。   The average particle diameter of cerium oxide is set to 0.4 to 0.5 μm, so that it is easy to ensure transparency with respect to the top coat. Further, if the amount of cerium oxide added to the top coat is set to a predetermined amount such that the UV transmittance is 8.0% or less, the UV transmittance of the top coat can be effectively reduced, and the UV of the undercoat can be reduced. The texture of the decorative layer can be utilized while preventing deterioration due to.

<基板>
前記基板用セメント材料としては、骨材と、セメントと、補強繊維とからなり、ホッパーから供給される各原料を自動秤量しつつミキサーで乾式均一混合により調製される。前記骨材としてはブレーン値が3000〜5000の珪砂が用いられ、セメントに対して50%添加される。セメントとしては、ポルトランドセメントが用いられる。補強繊維としては、平均繊維長2mmのパルプ繊維が好適に用いられ、セメントに対して7〜15%添加される。前記基板は、前記基板用セメント材料を乾式成形して厚さ5mm程度の板状に成型される。
<Board>
The substrate cement material is composed of aggregate, cement, and reinforcing fibers, and is prepared by dry uniform mixing with a mixer while automatically weighing each raw material supplied from a hopper. Silica sand having a brane value of 3000 to 5000 is used as the aggregate, and 50% is added to the cement. Portland cement is used as the cement. As the reinforcing fibers, pulp fibers having an average fiber length of 2 mm are suitably used, and 7 to 15% is added to the cement. The substrate is formed into a plate having a thickness of about 5 mm by dry-molding the substrate cement material.

<化粧層>
前記化粧セメント材料は、骨材と、セメントと、顔料とからなり、基板用セメント材料と同様に調製される。前記骨材としては平均粒径0.1mmの珪砂が用いられ、セメントに対して10「%添加される。セメントとしては、ポルトランドセメントが好適に用いられる。顔料としては、たとえば、黒色顔料として酸化鉄が用いられ、セメントに対して10%添加される。前記着色層は、前記着色セメント材料を用いて、0.5mm程度の厚さに成型される。
前記被覆セメント材料は、前記着色セメント材料から前記顔料を除いた組成のものが用いられ、前記被覆層は、前記被覆セメント材料を用いて、0.5mm程度の厚さに成型される。
<Makeup layer>
The decorative cement material is composed of aggregate, cement, and pigment, and is prepared in the same manner as the substrate cement material. As the aggregate, silica sand having an average particle diameter of 0.1 mm is used, and 10% by weight is added to the cement. As the cement, Portland cement is preferably used. As the pigment, for example, a black pigment is oxidized. Iron is used and added to the cement at 10% The colored layer is molded to a thickness of about 0.5 mm using the colored cement material.
The coated cement material has a composition obtained by removing the pigment from the colored cement material, and the coated layer is molded to a thickness of about 0.5 mm using the coated cement material.

尚、化粧層は、着色セメント材料から着色層を形成するほか、表面に砂粒子を散布した風合いに化粧加工したり、エンボスを形成する化粧加工を行ったりするものであってもよく、これらを化粧層と総称する。   In addition to forming a colored layer from a colored cement material, the decorative layer may be one that is decorated with a texture in which sand particles are dispersed on the surface, or a decorative process that forms an emboss. Collectively referred to as a decorative layer.

また、基板用セメント材料、化粧セメント材料に用いられるセメントは、ポルとランドセメントに限らず、アルミナセメント等、種々公知のものを用いることができる。   The cement used for the substrate cement material and the decorative cement material is not limited to por and land cement, and various known materials such as alumina cement can be used.

<塗装方法>
前記下塗り塗料は刷毛、スプレー、ロールコーター、フローコーター、シャワーコーター、ディッピング等の通常の塗装方法に従って化粧層表面に塗装し、通常の乾燥方法に従って塗膜を乾燥させた後、蒸気養生させる。この蒸気養生の一例としては、初期養生として温度20℃/時間の昇温速度で温度60℃まで昇温させ、この状態で5時間保持し、その後、室温まで冷却する。
<Coating method>
The undercoat paint is applied to the surface of the decorative layer according to a normal coating method such as brush, spray, roll coater, flow coater, shower coater, dipping, etc., and the coating film is dried according to a normal drying method, followed by steam curing. As an example of this steam curing, as an initial curing, the temperature is raised to 60 ° C. at a temperature rising rate of 20 ° C./hour, held in this state for 5 hours, and then cooled to room temperature.

その後、着色セメント 瓦表面に前記した上塗り塗料を刷毛、スプレー、ロールコーター、フローコーター、シャワーコーター、ディッピング等の通常の塗装方法に従って塗装し、通常の焼付方法に従って、例えば300℃以下の温度で焼付けて硬化塗膜を形成させる。   After that, the above-mentioned top coat is applied to the colored cement tile surface according to a normal coating method such as brush, spray, roll coater, flow coater, shower coater, dipping, and baked at a temperature of 300 ° C. or less, for example, according to a normal baking method. To form a cured coating.

〔実施例〕
以下に、本発明を参考例、実施例、比較例によって具体的に説明する。なお、参考例、実施例、比較例において「部」及び「%」はそれぞれ「質量部」「質量%」である。
〔Example〕
The present invention will be specifically described below with reference examples, examples, and comparative examples. In the reference examples, examples, and comparative examples, “parts” and “%” are “parts by mass” and “mass%”, respectively.

<基板および化粧層>
図2に示すように、前記基板用セメント材料11を混合調製し、その基板用セメント材料11を落下供給装置12により、回転駆動中の無端コンベヤ13の搬送面上に連続的に落下供給する。
前記無端コンベヤ13に落下供給した被覆セメント材料11は、邪魔板14でほぼ一定厚みにならした後、加圧ローラ15で加圧する。散水装置16によりセメント硬化用の水を散布した後、さらに、加圧ローラ17で加圧して略一定厚みの基板1を成型する。
さらに、前記化粧セメント材料21を基板1上面に散布して前記基板と同様の工程(図中22〜27は図中12〜17に対応する)により基板1に化粧層2を設ける。得られた板材は、搬送された後適当な寸法の矩形板状体Aに切断される。
<Board and decorative layer>
As shown in FIG. 2, the substrate cement material 11 is mixed and prepared, and the substrate cement material 11 is continuously dropped and supplied onto the transport surface of the endless conveyor 13 being rotated by a drop supply device 12.
The coated cement material 11 dropped and supplied to the endless conveyor 13 is made to have a substantially constant thickness by the baffle plate 14 and then pressed by the pressure roller 15. After the water for cement hardening is sprayed by the watering device 16, it is further pressed by the pressure roller 17 to mold the substrate 1 having a substantially constant thickness.
Further, the decorative cement material 21 is spread on the upper surface of the substrate 1, and the decorative layer 2 is provided on the substrate 1 by the same steps as those of the substrate (22 to 27 in the figure correspond to 12 to 17 in the figure). The obtained plate material is cut into a rectangular plate A having an appropriate size after being conveyed.

数日間自然養生した矩形板状体Aは、パンチプレスで所定の寸法形状の板材Bに打ち抜かれる。打ち抜かれた板材Bは、下塗り塗装装置で第一被覆層31を形成後、乾燥させられ、また、上塗り塗装装置で第二被覆層32を形成後、乾燥させられる。   The rectangular plate A that has been naturally cured for several days is punched into a plate B having a predetermined size and shape by a punch press. The punched plate B is dried after the first coating layer 31 is formed by the undercoat coating apparatus, and is dried after the second coating layer 32 is formed by the top coating apparatus.

<下塗り塗料の調製>
ガラス転移温度75℃、ゲル分率80%のアクリルエマルジョン樹脂80部を撹拌しながらその中に成膜助剤(2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート)2部、水12.4部、中和剤(ジメチルアミノエタノールの50%水溶液)0.5部、増粘剤(ローム・アンド・ハース・ジャパン株式会社から入手できるアルカリ膨潤型増粘剤であるプライマルASE−60)水溶液5部及び消泡剤(サンノプコ株式会社から入手できるシリカシリコーン系消泡剤であるフォーマスターVL)0.1部を添加し、30分間撹拌し、これに着色剤を1%の割合で添加し、着色してアクリルエマルジョン塗料とした。
<Preparation of undercoat paint>
While stirring 80 parts of an acrylic emulsion resin having a glass transition temperature of 75 ° C. and a gel fraction of 80%, 2 parts of a film forming aid (2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate) are added therein. , 12.4 parts of water, 0.5 parts of a neutralizing agent (50% aqueous solution of dimethylaminoethanol), and a thickener (Primal ASE, an alkali swelling type thickener available from Rohm and Haas Japan KK) -60) 5 parts of an aqueous solution and 0.1 part of an antifoaming agent (Formaster VL, which is a silica silicone-based antifoaming agent available from San Nopco Co., Ltd.) are added and stirred for 30 minutes. The acrylic emulsion paint was added in a proportion and colored.

なお、上記の着色剤はイオン交換水17.7部、増粘剤(ハーキュリーズ・ジャパン株式会社から入手できるナトラゾール250HR)0.2部、分散剤(ローム・アンド・ハース・ジャパン株式会社から入手できるOROTAN731DP)5部、湿潤分散剤(第一工業製薬株式会社から入手できるネオノイゲン140A)0.5部、カーボンブラック(旭カーボン株式会社から入手できる旭#50)9部、二酸化チタン(石原産業株式会社から入手できるタイペークCR−97)10部、硫酸バリウム(堺化学工業株式会社から入手できる沈降性硫酸バリウム#100)57.5部、及び消泡剤(サンノプコ株式会社から入手できるノプコ8034)1部を混合してその中にガラスビーズ30部を加え、粒ゲージで20μm以下になるまでディスパー攪拌して得たものである。   In addition, said coloring agent can be obtained from 17.7 parts of ion-exchange water, 0.2 part of thickener (Natrazole 250HR available from Hercules Japan Co., Ltd.), and dispersant (Rohm and Haas Japan Co., Ltd.). 5 parts of OROTAN731DP), 0.5 part of a wetting and dispersing agent (Neonyogen 140A available from Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), 9 parts of carbon black (Asahi # 50 available from Asahi Carbon Co., Ltd.), titanium dioxide (Ishihara Sangyo Co., Ltd.) 10 parts of Typek CR-97), 57.5 parts of barium sulfate (precipitated barium sulfate # 100 available from Sakai Chemical Industry Co., Ltd.), and 1 part of antifoam (Nopco 8034 available from San Nopco Corporation) And add 30 parts of glass beads to it until the particle gauge becomes 20 μm or less. One in which a disperser obtained by stirring.

<シリル基含有ビニル系樹脂溶液の調製>
還流冷却器及び攪拌機を備えた反応器に、ジエチレングリコールモノブチルエーテル50部及びn−ブタノール50部を加え、撹拌しながら100℃に加熱した。次にイソブチルメタクリレート50部、2−エチルヘキシルメタクリレート31.5部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン8.5部、アクリル酸10.5部及びt−ブチルペロキシ2−エチルヘキサノエート2.5部からなる混合溶液を100℃で3時間かけて滴下し、その後105℃に昇温させ、2時間維持して反応を終了させた。得られたシリル基含有ビニル系樹脂溶液は固形分濃度50%で、樹脂の酸価は65mgKOH/g、数平均分子量は10000であった。
<Preparation of silyl group-containing vinyl resin solution>
To a reactor equipped with a reflux condenser and a stirrer, 50 parts of diethylene glycol monobutyl ether and 50 parts of n-butanol were added and heated to 100 ° C. with stirring. Next, from 50 parts of isobutyl methacrylate, 31.5 parts of 2-ethylhexyl methacrylate, 8.5 parts of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 10.5 parts of acrylic acid and 2.5 parts of t-butylperoxy 2-ethylhexanoate The resulting mixed solution was added dropwise at 100 ° C. over 3 hours, then heated to 105 ° C. and maintained for 2 hours to complete the reaction. The resulting silyl group-containing vinyl resin solution had a solid concentration of 50%, an acid value of the resin of 65 mgKOH / g, and a number average molecular weight of 10,000.

<上塗り塗料の調製>
還流冷却器及び攪拌機を備えた反応器に、(a)成分であるメチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物23部、メチルトリメトキシシラン8部、ジメチルジメトキシシラン1.7部、前記シリル基含有ビニル系樹脂溶液の調製で得た(b)成分であるシリル基含有ビニル系樹脂溶液25部、及びイソプルパノール10部を加え、混合した後、イオン交換水3.0部及び1規定塩酸0.05部を加え、60℃で3時間反応させた。次いでモノアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム0.3部及びイオン交換水0.8部を加え、更に60℃で3時間反応させた。次いでジメチルアミノエタノール0.55部及び水37部を加え、50℃で1時間撹拌したのち、減圧(1.3×104 Pa)下で脱溶剤を行った後、水で固形分濃度35%になるよう希釈調整を行って、有機無機複合樹脂水分散液を調製した。
<Preparation of top coat>
In a reactor equipped with a reflux condenser and a stirrer, 23 parts of a partially hydrolyzed condensate of methyltrimethoxysilane as component (a), 8 parts of methyltrimethoxysilane, 1.7 parts of dimethyldimethoxysilane, containing the silyl group After adding and mixing 25 parts of the silyl group-containing vinyl resin solution (b) component obtained in the preparation of the vinyl resin solution and 10 parts of isopropanol, 3.0 parts of ion-exchanged water and 0.05% of 1N hydrochloric acid 0.05 Part was added and reacted at 60 ° C. for 3 hours. Next, 0.3 part of monoacetylacetonate bis (ethylacetoacetate) aluminum and 0.8 part of ion-exchanged water were added and further reacted at 60 ° C. for 3 hours. Next, 0.55 parts of dimethylaminoethanol and 37 parts of water were added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 1 hour. After removing the solvent under reduced pressure (1.3 × 10 4 Pa), the solid content concentration was 35% with water. Dilution adjustment was performed to prepare an organic-inorganic composite resin aqueous dispersion.

上記で得た有機無機複合樹脂水分散液100部に着色剤(上記のアクリルエマルジョン塗料の調製で用いたものと同一のもの)を固形分に対して順次量を変えて添加して着色した。塗装直前に、これにアミノ基含有アルコキシシラン化合物1部及びエポキシ基含有アルコキシシラン化合物2.4部を混合して6種類の上塗り塗料a1〜6を調製した。さらに、その中のa1及びa2について、紫外線吸収剤の酸化セリウムをさらに添加した上塗り塗料A1及びA2を調製した。   To 100 parts of the organic-inorganic composite resin aqueous dispersion obtained above, a colorant (same as that used in the preparation of the acrylic emulsion paint described above) was added in various amounts with respect to the solid content, and was colored. Immediately before coating, 1 part of an amino group-containing alkoxysilane compound and 2.4 parts of an epoxy group-containing alkoxysilane compound were mixed with this to prepare 6 types of topcoat paints a1-6. Furthermore, top coating materials A1 and A2 in which cerium oxide as an ultraviolet absorber was further added for a1 and a2 therein were prepared.

<耐候性被覆層の形成>
化粧層表面に下塗り塗料をフローコーターにて塗布し、ジェット炉乾燥機で乾燥した。その後、得られた板材を、初期養生として温度20℃/時間の昇温速度で温度60℃まで昇温させ、この状態で5時間保持し、その後、室温まで冷却して養生した。この板材に対して、上塗り塗料をフローコーターにて塗装し、ジェット炉乾燥機にて乾燥し化粧セメント板を得た。各々の化粧セメント板の性状について下記の方法で評価した。それらの結果を表1及び表2に示す。
<Formation of weather-resistant coating layer>
An undercoat paint was applied to the surface of the decorative layer with a flow coater and dried with a jet oven dryer. Then, the obtained board | plate material was heated up to the temperature of 60 degreeC by the temperature increase rate of the temperature of 20 degree-C / hour as an initial stage curing, and it hold | maintained in this state for 5 hours, and cooled to room temperature after that, and was cured. A top coat was applied to the plate material with a flow coater and dried with a jet oven dryer to obtain a decorative cement plate. The properties of each decorative cement board were evaluated by the following methods. The results are shown in Tables 1 and 2.

<紫外線透過率>
測定サンプルに測定波長の光を入射し、透過した光を分光して測定することにより、耐候性被覆層の紫外線透過率を算出した(分光光度計:U−3410 日立製作所製)。
<Ultraviolet transmittance>
The ultraviolet light transmittance of the weather-resistant coating layer was calculated by injecting light of the measurement wavelength into the measurement sample and measuring the transmitted light by spectroscopy (spectrophotometer: U-3410, manufactured by Hitachi, Ltd.).

<塗膜の光沢保持率(耐候性)>
スーパー・UV促進耐候性試験機で1500時間後に光沢計により光沢保持率を測定した。
<Gloss retention of coating film (weather resistance)>
The gloss retention was measured with a gloss meter after 1500 hours with a Super UV accelerated weathering tester.

Figure 2006096639
Figure 2006096639

Figure 2006096639
Figure 2006096639

表1より、着色剤の添加率を0.8%以上とすると、紫外線透過率も大幅に抑えられて、かなり高い耐候性(塗膜の光沢保持率)が得られるが、塗膜の透明性が損なわれる虞が生じる。そこで、表2(No.11〜13のサンプルは、No.1〜3のサンプルにそれぞれ酸化セリウムをさらに添加したものである)に示すように、上塗り塗料に添加する酸化セリウムの量を紫外線透過率が8.0%以下となるように添加すると、きわめて高い耐候性が得られ、かつ透明性の高い第二被覆層を形成することができ、化粧セメント板の耐候性被覆層として特に有用に用いられることがわかった。
なお、使用され得る紫外線吸収剤については他にもいくつか挙げられるが、酸化セリウムが本願発明において最も適している。
例えば、酸化チタンについては、紫外線吸収効果については酸化セリウムと同様に半永久的であるが、不透明感が残り、さらに光活性を有するため周囲の樹脂を劣化させ得るといった欠点がある。
以下の表3において、各種紫外線吸収剤の特徴についてまとめた。

Figure 2006096639
From Table 1, when the addition rate of the colorant is 0.8% or more, the ultraviolet transmittance is greatly suppressed, and a considerably high weather resistance (gloss retention of the coating film) can be obtained. May be damaged. Therefore, as shown in Table 2 (the samples No. 11 to 13 are obtained by further adding cerium oxide to the samples No. 1 to 3, respectively), the amount of cerium oxide to be added to the top coat is transmitted through ultraviolet rays. When the ratio is added to 8.0% or less, extremely high weather resistance can be obtained and a highly transparent second coating layer can be formed, which is particularly useful as a weather resistant coating layer for decorative cement boards. It was found that it was used.
There are several other UV absorbers that can be used, but cerium oxide is most suitable in the present invention.
For example, titanium oxide is semi-permanent with respect to the ultraviolet absorption effect like cerium oxide, but has the disadvantage that it has a feeling of opacity and further has a photoactivity so that the surrounding resin can be deteriorated.
Table 3 below summarizes the characteristics of various ultraviolet absorbers.
Figure 2006096639

外観、耐養生性、耐候性、耐温水性、塗膜硬度等に優れた塗膜を有する着色セメント 瓦を製造することができる。   A colored cement roof tile having a coating film excellent in appearance, curing resistance, weather resistance, warm water resistance, coating film hardness and the like can be produced.

化粧セメント板の概略図Schematic diagram of decorative cement board 化粧セメント板の製造工程図Manufacturing process diagram of decorative cement board

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 化粧層
3 耐候性被覆層
31 第一被覆層
32 第二被覆層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Cosmetic layer 3 Weatherproof coating layer 31 First coating layer 32 Second coating layer

Claims (4)

セメントを主材とする基板用セメント材料から形成される基板の表面側に、セメントを主材とする化粧セメント材料から形成された化粧層を設け、前記化粧層に耐候性被覆層を設けてある化粧セメント板であって、
前記耐候性被覆層は、樹脂を主成分とする有機系被覆材料から前記化粧層表面に形成される第一被覆層と、酸化セリウムを主成分とする紫外線吸収剤を含有し、オルガノシランを主成分とする有機無機系複合被覆材料から形成される第二被覆層とを備える化粧セメント板。
A decorative layer formed from a decorative cement material mainly composed of cement is provided on the surface side of the substrate formed from a cement material for a substrate mainly composed of cement, and a weather resistant coating layer is provided on the decorative layer. A decorative cement board,
The weather-resistant coating layer contains a first coating layer formed on the surface of the decorative layer from an organic coating material mainly composed of a resin, an ultraviolet absorber mainly composed of cerium oxide, and is mainly composed of organosilane. A decorative cement board comprising a second coating layer formed from an organic-inorganic composite coating material as a component.
前記化粧セメント材料が顔料を含有する着色セメント材料である請求項1記載の化粧セメント板。   The decorative cement board according to claim 1, wherein the decorative cement material is a colored cement material containing a pigment. 前記有機無機系複合被覆材料が、平均粒径0.4〜0.5μmの酸化セリウムを紫外線透過率が8.0%以下となるように所定量を含有する複合樹脂である請求項1または2に記載の化粧セメント板。   The organic-inorganic composite coating material is a composite resin containing a predetermined amount of cerium oxide having an average particle size of 0.4 to 0.5 µm so that the ultraviolet transmittance is 8.0% or less. Cosmetic cement board as described in. 前記有機系被覆材料が、アクリル系樹脂を主成分とするものである請求項1〜3のいずれかに記載の化粧セメント板。
The decorative cement board according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic coating material contains an acrylic resin as a main component.
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