JP3782240B2 - 皮膜形成方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築材料等の基材表面に窯業調模様を形成する方法および表面に窯業調模様を形成した建築材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
窯業調模様を有する建築材料は建築物に重量感を与えて高級感を出すことができるとともに、金属のような人工的な外観をなくしてより天然の素材感を付与することができる。このため最近種々の窯業系または窯業調の建材が市販されるようになった。
窯業系建材としては、主としてセメント等を押出成形し硬化したものが製造されているが、これらは非常に重く、ハンドリングの面で厭がられているだけでなく、これを壁面等に使用する場合、建築構造をその重量に耐え得るように強固なものにする必要がある。またこれら窯業系建材は釘やビスによる取り付けが困難である。
一方、窯業調模様を有する建材には、鋼板等の基材の表面に塗装により窯業調模様を形成したものが出回っている。このような塗装タイプのものも各種存在するが、これらはいずれも光沢が強すぎたり、凹凸が過剰であったりして、なお人工的色彩をかなり残しており、市場の要求に十分対応できているとは言えない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、建材用素材等の基材上に、従来のものよりもより天然感に富んだ窯業調の模様を形成する方法およびこの方法により製造される窯業調模様を形成した建築材料を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エポキシ樹脂と硬化剤とからなるエポキシ樹脂組成物および針状フィラーを含み、該針状フィラーが塗料組成物の固形分中０．３〜５．０重量％含まれる塗料組成物を基材にスプレー塗装することにより基材表面に窯業調模様を形成する方法に関する。
より詳しくは、本発明は、エポキシ樹脂と硬化剤とからなるエポキシ樹脂組成物１５〜３０重量部および針状フィラーを含む無機質フィラー３０〜５０重量部を含み、針状フィラーが固形分全体の０．３〜５．０重量％を占める塗料組成物を基材にスプレー塗装することにより基材表面に窯業調模様を形成する方法に関する。
特に、本発明は、塗料組成物が常圧での沸点が１００〜２５０℃の範囲にある溶剤を含み粘性がチクソトロピックインデックス値（ＴＩ値）として３．０〜６．０の範囲にある上記の方法に関する。
好ましくは、本発明は、針状フィラーがセピオライトである上記方法に関する。
また、本発明は、建築用素材である基材上に、上記の方法により窯業調模様を形成した建築材料に関する。
更にまた、本発明は上記の建築材料に耐候性に優れた上塗り塗膜を施してなる建築材料に関する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の方法は、エポキシ樹脂と硬化剤とからなる展色剤に針状フィラーを配合するとともに特定の粘度特性を有する塗料組成物を用いるところに特徴がある。
本発明で使用する塗料組成物には、針状フィラーを配合することにより、基材上に窯業調の仕上げを付与することができるとともに、塗料組成物を増粘し、窯業調模様を形成するに好適なチクソトロピー性を付与することができる。
本発明で目的とする窯業調模様とは、例えば数１０〜数１００μｍ程度の不均一な凹凸が多数存在することにより、好ましくはその間に更に直径が１ｍｍ以下程度の微小突起が点在して、コンクリートに似た無機質感のある外観を呈するものをいう。
本発明で用いられる針状フィラーとは、主として無機質の結晶であり、形態が針状のものを言い、具体的にはウォラストナイト、チタン酸カリウム、塩基性硫酸マグネシウム、スラグ繊維、ゾノトライト、ホスフェートファイバー、石膏繊維、ドーソナイト、針状ＭｇＯ、アルミニウムボレート、アスベスト、針状水酸化マグネシウム、セピオライト、その他のウィスカー類が挙げられる。本発明にとって好ましい針状フィラーはセピオライト、アスベスト、塩基性硫酸マグネシウムで、塗料組成物に増粘性、チクソトロピー性を付与するものであり、特に好ましいものはセピオライトである。
【０００６】
針状フィラーの配合量は、塗料組成物の固形分中０.３〜５.０重量％、好ましくは１.０〜３.０重量％である。針状フィラーの配合量が０.３重量％より少ないと形成された塗膜に凹凸を生じがたく窯業調の模様が出にくく、一方５.０重量％より多くなると粘性が高くなり、塗装しずらくなるとともに、塗膜表面に針状フィラーが多く露出して窯業調模様とはなりにくい。
針状フィラーの大きさは、寸法が５０〜４００メッシュの範囲のものであり、好ましくは２００〜３００メッシュのものである。フィラーの寸法が４００メッシュより小さいと形成された塗膜に凹凸を生じがたく窯業調の模様が出にくい。一方５０メッシュより大きいとフィラーが沈降したりして展色剤中に均一に分散しがたく、塗膜特性が悪化し、またスプレー詰まりが生じやすくなる。
セピオライトの場合は、長繊維状（繊維長さ：約５０μｍ）、中繊維状（繊維長さ：約３０μｍ）、短繊維状（繊維長さ：約５μｍ）のものがあるが、窯業調仕上げを得るためには、特に短繊維状のものが好ましい。
【０００７】
エポキシ樹脂は、好ましくはエポキシ当量が１８０〜９００で、塗料用として一般に使用されるビスフェノール型、ポリオールのグリシジルエーテル型、ポリアシッドのグリシジルエステル型、ポリアミンのグリシジルアミン型、脂環式エポキシ等いずれのエポキシ樹脂も使用できる。エポキシ当量が９００を越えるものは、塗料を作成する際、溶剤配合量が多くなり、塗装時に発泡や肉やせ等により窯業調仕上げとなりにくい。またエポキシ当量が１８０より低い場合は粘度が低く、硬化剤と混合したときの膜が硬く、被塗物との付着性が劣り好ましくない。特にビスフェノール型のエポキシ樹脂が、常温硬化型の樹脂として可使時間、塗膜物性等、総合性能の点で好ましい。
【０００８】
このような本発明にとって好ましいエポキシ樹脂は市販されており、例えば以下のものを例示することができる：「エピコート８２８」（油化シェルエポキシ（株）製；エポキシ当量１９０）、「エポトートＹＤ-１３４」（東都化成（株）製；エポキシ当量２５０）、「エピコート１００１」（油化シェルエポキシ（株）製；エポキシ当量４８０）、「エポトートＹＤ-０１３」（東都化成（株）製；エポキシ当量８５０）、「エピコート１００１Ｘ７０」（油化シェルエポキシ（株）製；「エピコート１００１」の７０％キシレン溶液）、「エポトートＹＤ-１３４Ｘ９０」（東都化成（株）製；「エポトートＹＤ-１３４」の９０％キシレン溶液）。
【０００９】
エポキシ硬化剤は特に制限なく、従来からエポキシ樹脂の硬化剤として慣用しているものの中から任意に選択して使用することできる。特に好ましいものは、常温乾燥用として慣用されるアミン系硬化剤であり、例えばポリアミン、アミンアダクト、ポリアミドアミン、変性ポリアミドアミン、マンニッヒ型ポリアミドアミン等が例示できる。
硬化剤とエポキシ樹脂との反応性は速いため、本発明では塗料組成物は硬化剤とエポキシ樹脂を分離した２液性とし、２液を使用直前に混合することが望ましい。
使用できるアミン系硬化剤の例として、次のものを例示できる：「ラッカマイドＮ-１５３-ＩＭ-６５」〔大日本インキ化学工業（株）製；アミン価１００±２０、活性水素当量４７２〕、「バーサミド１００ＸＢ６５」〔ヘンケルジャパン（株）製；アミン価８５〜９５〕、「ニューマイド５０５-６５」〔ハリマ化成（株）製；アミン価６５〜８５、活性水素当量４９０〕。
【００１０】
また、本発明の塗料組成物には、更に他の樹脂（変性樹脂）を配合することができる。このような変性樹脂としては、例えば、シクロペンタジエン系樹脂、キシレン樹脂、ケトン樹脂等を挙げることができる。これらの変性樹脂を配合することにより、本発明の塗装塗膜の上にアクリル樹脂系、ポリウレタン樹脂系、シリコン樹脂系、フッ素樹脂等の各種塗料を上塗りした場合に、その上塗りとの付着性を向上することができる。
シクロペンタジエン系樹脂としては、例えば、「クレイトン１７００」〔日本ゼオン（株）製；軟化点１００℃、水酸基価２０５〜２２５〕、「クレイトン８７０３」〔日本ゼオン（株）製；クレイトン１７００の７０％溶液（キシレン２５％、メチルイソブチルケトン５％を含む）〕、「クレイトン１５００」〔日本ゼオン（株）製；軟化点１００℃、ケン化価１７０〜１８０〕等、キシレン樹脂としては「ニカノールＬＬＬ」〔三菱瓦斯化学（株）製；平均分子量３４０〕、「ニカノールＧ」〔三菱瓦斯化学（株）製；平均分子量５７０〕等、またケトン樹脂としては「ハイラック１１１」〔日立化成工業（株）製；軟化点１００〜１２０℃〕等を例示できる。
【００１１】
また、その他の成分として、通常の塗料に配合される着色顔料（例えば、酸化チタン、カーボンブラック、シャニンブルー、酸化鉄等）や体質顔料（例えば、硫酸バリウム、タルク、炭酸カルシウム等）や、その他の添加剤（例えば、表面調整剤、はじき防止剤、消泡剤等）を配合してもよい。
【００１２】
本発明の塗料組成物をスプレー塗装して基材上に窯業調の模様を形成するために、スプレー塗装に当たっては塗料組成物はその粘度をＴＩ値として３.０〜６.０、好ましくは３.０〜５.０に調整することが好ましい。
ここでＴＩ値（チクソトロピックインデックス値）とは、低ずり速度（ブルックフィールド回転粘度計で６ｒｐｍ）での絶対粘度と高ずり速度（ブルックフィールド回転粘度計で６０ｒｐｍ）での絶対粘度との比として、式（Ｉ）
【数１】

で表される数値である。
塗料組成物は、塗装時は高ずり速度の状態にあるため、見かけ粘度は低くなり塗装作業性がよく、一方塗装されたのちは低ずり速度の状態となるため、見かけ粘度が高くなって吹き付けされた状態の凹凸状態が保持されることが好ましいが、ＴＩ値が高い塗装ほど、その粘度差が大きいためこの条件がよりよく満たされる。
【００１３】
本発明で使用する塗料組成物の粘度はスプレーできる範囲のものであれば特に限定されないが、好ましくは、ストーマー粘度計で７５〜９５（Ｋｕ値）、より好ましくは８０〜９０（Ｋｕ値）の粘度で使用するのが望ましい。塗装時の粘度が９５（Ｋｕ値）より高いと、スプレーにおいて細かいスプレー液滴が形成されず、また基材に塗布された後の塗料の流動性も悪いため、いずれにしてもきめの細かい本発明で狙いとする窯業調の模様は得られない。一方、塗装時の粘度が７５（Ｋｕ値）より低いと基材上での塗膜の流動が起こり易く、垂直面などで塗料がだれるなどの問題があり、窯業調を発現するための細かい凹凸が形成されない。
このため必要であれば、塗料組成物は６０℃以下、好ましくは４０℃以下の温度範囲内で加熱してもよい。加熱温度が６０℃より高いと混合塗料の可使時間が極端に短くなるとともに、塗装時の粘度変化が大きくなり好ましくない。また加熱を行う代わりに、または加熱とともに塗料組成物には溶剤を配合してもよい。
【００１４】
溶剤を配合する場合は、溶剤は常圧での沸点が１００〜２５０℃の範囲の高沸点のものが好ましい。沸点が１００℃より低いと塗装された塗料の表面だけが早急に乾燥して塗膜表面に皮が張るため内部の残存する溶媒の蒸発の際に塗膜内部に気泡が生じる、いわゆるワキ現象が生じるため好ましくない。一方沸点が２５０℃より高いと溶剤を気化させて除去するのに長時間を要する。
したがって上記高沸点溶剤の使用量も塗料組成物中１〜２０重量％、好ましくは５〜１０重量％とする。
【００１５】
上記の目的で使用することのできる高沸点溶剤として、つぎのものを例示できる：イソホロン（７６０ｍｍＨｇでの沸点２１５.３℃）、ジアセトンアルコール（７６０ｍｍＨｇでの沸点１６９.２℃）、シクロヘキサノン（７６０ｍｍＨｇでの沸点１５５.６５℃）、ジイソブチルケトン（７６０ｍｍＨｇでの沸点１６３℃）、エチレングリコールモノブチルエーテル（７６０ｍｍＨｇでの沸点１７１.２℃）、プロピレングリコールモノブチルエーテル（７６０ｍｍＨｇでの沸点１７１℃）。
【００１６】
本発明では、塗料組成物は、各種基材に塗布して窯業調模様を形成することができ、建築物の壁面や板材上に塗装することによりそれらに特徴ある外観を付与するに適している。基材としては、特に限定されず、例えば、アルミニウム、ステンレス板、ＰＣ板、鉄、硬質ポリ塩化ビニル板、木質材料を使用することができる。特に、アルミニウムや鋼板等の金属材料に塗布することにより、軽量にして窯業調のある建材を提供することができる。
【００１７】
本発明の方法では、上記塗料組成物を、スプレーにとって塗布することにより、目的とする窯業調模様を最もよく形成することができる。スプレーとしては塗料組成物にかける圧力が６０ｋｇｆ／ｃｍ²以下となる塗装機が好ましく、例えばエアースプレ、エアレススプレー、リシンガンなど通常噴霧塗装に使用されるものがいずれも使用できる。
塗装は乾燥膜厚として１回塗りで２０〜３００μｍ、好ましくは４０〜２５０μｍとなるように行われるが、必要であれば、１回塗装後乾燥させて更に２回目を塗装することができる。。
塗装物はそのまま常温で乾燥してもよいし、常温で指触乾燥したのち、８０℃以下の温度で加熱して乾燥を促進してもよい。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。
実施例 １〜１０
表１に記載した各塗料成分を、表１に記載した配合比率で混合して塗料組成物のエポキシ樹脂を主成分とするＡ成分および硬化剤を主成分とするＢ成分を調製した。Ａ成分はサンドミルを用いて均一分散して調製した。ただし、針状フィラーとして「ミルコンＭＳ-２-２」を用いた場合は、最後にディゾルバー（撹拌機）を用いて更に撹拌した。またＢ液もディゾルバーを用いて均一になるまで撹拌混合した。
塗装の直前にＡ成分とＢ成分を混合し、ストーマー粘度計で測定して、８０〜９０（Ｋｕ値）となるまで、キシレン６０重量％、イソプロピルアルコール２０重量％、メチルイソブチルケトン２０重量％からなるシンナーで希釈して、塗装に供した。
表１に記載した塗料成分の針状フィラーは次のような特性を有する：
「ミルコンＭＳ-２-２」（昭和鉱業（株）製）：
中国産セピオライト加工品
繊維長 ５μｍ、繊維径 ０.２μｍ。
チタン酸カリウム（大塚化学（株）製）：
繊維長 １０〜２０μｍ、繊維径 ０.３〜０.６μｍ。
【００１９】
塗装は、リシンガン〔（株）明治機械製作所製；商品名「ＨＳ形スプレーガン」〕を用いて、各塗料組成物とも常温（２０℃）および加温（４０℃）の２条件で、クロメート処理したアルミニウム板上に、乾燥膜厚が凹部で４０μｍ、凸部で２５０μｍとなるように塗装した。
塗装板の乾燥は、常温および８０℃での強制乾燥（常温で１５分間セッティングしたのち、８０℃で１５分間強制乾燥）の両方で行い比較した。
得られた塗膜を外観およびその窯業調の観点から評価し、評価結果を表１に示した。
【００２０】
【表１】

【００２１】
塗装塗膜の外観および窯業調模様の評価は肉眼観察により次の基準に基づいて行った。
〔塗装塗膜の外観〕
◎：ワキもなく美しい仕上がり、
○：若干ワキによる発泡が見られる、
△：半分くらいにワキによる発泡が見られる、
×：全面にワキによる発泡が見られる。
〔窯業調模様〕
市販の窯業建材と比較して評価した。
◎：窯業建材のようになだらかな凹凸がある、
○：窯業建材の表面状態と比較して、凹凸が大きすぎたり、小さすぎたりしている。
△：窯業建材の表面状態と比較して、凹凸の差が小さく模様形成が劣る、
×：凹凸がなく、窯業調模様が形成されていない。
【００２２】
比較例 １〜４
表２に記載した塗料原料を、同表に記載した配合比率で混合して、ＡおよびＢ成分を調製し、実施例と同組成のシンナーで希釈した後、実施例と同様にクロメート処理したアルミニウム板上に塗装して、塗膜を評価した。評価結果を表２に記載した。
【００２３】
【表２】

【００２４】
【発明の効果】
本発明の方法により得られた塗膜は、良好な窯業調模様を形成し、この塗膜を金属基材等の上に形成することにより、建築材料として軽量で且つ落ち着いた重量感のある商品が得られる。

Claims (9)

1. エポキシ樹脂と硬化剤とからなるエポキシ樹脂組成物および針状フィラーを含み、該針状フィラーが塗料組成物の固形分中０．３〜５．０重量％含まれる塗料組成物を基材にスプレー塗装することにより基材表面に窯業調模様を形成する方法。
2. エポキシ樹脂と硬化剤とからなるエポキシ樹脂組成物１５〜３０重量部および針状フィラーを含む無機質フィラー３０〜５０重量部を含み、針状フィラーが固形分全体の０.３〜５.０重量％を占める塗料組成物を基材にスプレー塗装することにより基材表面に窯業調模様を形成する方法。
3. 針状フィラーの平均寸法が５０〜４００メッシュである請求項１または２に記載の方法。
4. スプレー塗装時の塗料組成物の粘性をチクソトロピックインデックス値（ＴＩ値）として３.０〜６.０の範囲に調整することを特徴とする請求項１、２または３のいずれかに記載の方法。
5. 粘度の調整を常圧での沸点が１００〜２５０℃の範囲にある溶剤の添加により行う請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. 針状フィラーがセピオライトである請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
7. 建築用素材である基材上に、請求項１〜６のいずれかに記載の方法により窯業調模様を形成した建築材料。
8. 請求項７に記載の建築材料に耐候性に優れた上塗り塗膜を施してなる建築材料。
9. 基材がアルミニウムである請求項７または８に記載の建築材料。