JP3964847B2 - 防汚層の形成方法 - Google Patents

Description

本発明は例えば外壁材等の建築板の表面に防汚層を形成する方法に関するものである。

〔従来の技術〕
例えば外壁材等の建築板にあっては、施工後表面に付着した汚れを除去するために、セルフクリーニング機能を有する防汚膜を形成する防汚処理剤が塗布される。
上記防汚処理剤としては、シリカ微粒子（コロイダルシリカ）等の水性分散液が使用されている（特許文献１、特許文献２参照）。
上記防汚処理剤を板材表面に塗布すると、該シリカ微粒子によって該表面が被覆され、該表面に超親水性を有する防汚膜が形成される。このような表面に汚れが付着した場合、該表面に水を接触させると該超親水性防汚膜に水が吸収され、その結果汚れが浮上って水と共に流れ落ちる（セルフクリーニング機能）。

特開２０００−３０１０５６号公報（請求項１） 特開昭６２−２４１９８４号公報（請求項１）

上記建築板にあっては、表面にエンボス加工等によって凹凸模様が付されているものが多い。そして該表面には更に有機系塗料または無機系塗料による塗装が施されている。
このような表面に凹凸模様を有する板材にあっては、防汚処理剤を塗布した時、該処理液が凹部に溜り易く、板材全面に均一な防汚膜を形成させることが困難である。
特に凹部基底から凸部周面が急傾斜で立上っているような凹凸模様にあっては、有機系塗料や無機系塗料による塗膜の撥水性のために、水性の処理液が撥水されて凹部へ流れ落ち易い。
板全面に均一な防汚膜が形成されていないと、防汚膜が存在していない個所では、水によって汚れが流し落されず、板材外観の悪化を招く。

本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、凹凸模様(2) を有する板材(1) の表面に塗装を施し塗膜(5) を形成し、その上にシリカ微粒子と、アルコールと、水と、界面活性剤とを含有する防汚処理剤を塗布する防汚層(6) の形成方法を提供するものである。
該板材(1) の表面の塗装は水性エマルジョン塗料による塗装であることが望ましい。通常該界面活性剤の添加量は防汚処理剤中に０．０１〜０．２５質量％である。
更に該板材(1) 表面の凹凸模様(2) の凸部(3) の周面(3A)は、凹部(4) 基底(4A)から４５°〜７５°の角度θで立上っていることが望ましく、また防汚処理剤を塗布する前に、該板(1) 表面をプレヒートすることが望ましい。
また更に該防汚処理剤は霧化塗装法によって塗布されることが望ましい。

〔作用効果〕
本発明の防汚処理剤にあっては、シリカ微粒子の水性分散液にアルコールを添加し、更に界面活性剤を添加するので、界面活性剤によってシリカ微粒子は沈降することなく良好に分散される。そして該処理剤の表面張力が大巾に低下し、表面濡れ性が非常に良好になる。したがって板材(1) 表面の凹凸模様(2) の凸部(3) の傾斜周面(3A)にあっても、塗布された該処理剤は大きく広がって表面塗膜との接触面積が拡大し、滑り抵抗が大きくなって該処理剤は、該凸部(3) の傾斜周面(3A)に定着され滑り落ちなくなる。このようにシリカ微粒子が定着被覆された表面には、超親水性が付与され、水が接触すると該シリカ微粒子が水を吸収し、表面に付着している汚れが浮上って水と共に流れ落ちる（セルフクリーニング機能）。

該板材(1) の表面の塗装が水性エマルジョン塗料による塗装であると、該塗料による塗膜(5) には界面活性剤等の親水性成分が含まれているので、該処理剤との親和性が高くなり、該処理剤の塗膜(5) に対する濡れ性は一層向上する。
通常該界面活性剤の添加量は処理剤中に０．０１〜０．２５質量％であるが、この範囲で、該処理剤は良好な濡れ性を有する。また該板材(1) 表面の凹凸模様(2) の周面(3A)の立上り角度θが７５°以内であれば、該処理剤の該傾斜周面(3A)からの滑り落ちない効果は顕著になる。

防汚処理剤を塗布する前に、該板材(1) 表面をプレヒートすると、塗布した処理剤が凝集収縮しない前に溶媒を揮発させることが出来る。また該防汚処理剤が霧化塗装法によって塗布される場合には、該処理剤がミストとなって該凹凸模様(2) の凸部(3) の傾斜周面(3A)に付着するので、該処理剤の定着性が向上する。
したがって本発明にあっては、表面に凹凸模様(2) を付した板材(1) であっても、均一な防汚層(6) を形成することが出来る。

本発明を以下に詳細に説明する。
〔シリカ微粒子〕
本発明に使用するシリカ微粒子とは、望ましくは１００μｍ以下の径を有するシリカ微粒子であって、酸化ケイ素の他酸化アルミニウム等他の成分を若干含有してもよい。該シリカ微粒子は板材(1) 表面に定着被覆して、該表面に超親水性を付与し、該表面に接触した水を吸収する。

〔アルコール〕
本発明に使用するアルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロパノール等の水溶性のものが望ましい。該アルコールは本発明の防汚処理剤の表面張力を低下せしめ、更に該防汚処理剤と下側の塗膜との親和性を高めて該処理剤の濡れ性を向上せしめる。

〔界面活性剤〕
本発明の防汚処理剤に添加する界面活性剤としては、通常のアニオン性、ノニオン性、カチオン性の界面活性剤のいずれも用いられ、例えばアニオン性界面活性剤としては高級アルコールサルフェート（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルアリルスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩縮合物、アルキルフォスフェート、ジアルキルスルフォサクシネート、ロジン石鹸、脂肪酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）等があり、ノニオン性界面活性剤としては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ノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキロールアミン、ポリオキシエチレンアルキルアマイド、ソルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル等があり、カチオン性界面活性剤としてはオクタデシルアミンアセテート、イミダゾリン誘導体アセテート、ポリアルキレンポリアミン誘導体またはその塩、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチルアミノエチルアルキルアミドハロゲニド、アルキルピリジニウム硫酸塩、アルキルトリメチルアンモニウムハロゲニド等が例示される。また界面活性剤は二種以上混合使用されてもよい。また上記例示は本発明を限定するものではない。
該界面活性剤はアルコールと共に本発明の防汚処理剤の表面張力を低下せしめ、更にシリカ微粒子を処理剤中に良好に分散せしめ、そして下の塗膜との親和性も高める。

本発明の防汚処理剤において、通常該シリカ微粒子は０．１〜２．０質量％、アルコールは２〜１０質量％、界面活性剤は０．０１〜０．２５質量％配合され、残余は水とする。
上記アルコールが２質量％よりも少なく含有されている場合には該処理剤の濡れ性が悪くなり、また１０質量％を越えて含有されている場合には、溶媒の揮発性が大きくなり、塗装作業に悪影響がもたらされる。また上記界面活性剤が０．０１質量％よりも少なく添加されている場合には界面活性剤による表面張力の低下効果が顕著でなくなり、また０．２５質量％を越えて添加されている場合には形成される防汚層の強度、耐水性、耐久性等に悪影響がもたらされる。かくして該処理剤の表面張力は２５℃で２０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であることが望ましい。

本発明の防汚処理剤が塗布される板材は主として外装材等の建築板であり、該建築板としては、木片、木質繊維束、木質パルプ、木毛、木粉等の木質補強材とセメント系水硬性材料とを主体とする混合物を成形硬化した木質セメント板であり、その表面にはエンボス加工等によって凹凸模様が付されている。更に該凹凸模様の上には塗装が施されている。該塗装はアクリル樹脂塗料、アクリル−シリコン樹脂塗料、アクリル−ウレタン樹脂塗料等の有機塗料、燐酸塩系塗料、酸化金属系塗料等の無機塗料を使用して施されるが、通常下塗り塗装、中塗り塗装、上塗り塗装の三層塗装あるいは下塗り塗装、上塗り塗装の二層塗装が適用される。

図１には建築板(1) の部分側断面図が示される。図において(2) は表面凹凸模様、(3) は該凹凸模様(2) の凸部、(4) は凹部であり、該凹凸模様(2) の上には塗装により塗膜(5) が形成されている。

上記塗装に使用する塗料としてはアクリル樹脂水性エマルジョン塗料のような水性エマルジョン塗料を使用することが望ましい。何となれば該水性エマルジョン塗料による塗膜(5) には界面活性剤等の親水性成分が含まれており、水性の該防汚処理剤との親和性が高い。

更に該建築板(1) の表面凹凸模様(2) の凸部(3) 周面(3A)の凹部(4) の基底(4A)からの立上り角度θは４５°〜７５°の範囲が望ましい。θ≦７５°ならば、防汚処理剤を塗布した時、該周面(3A)を防汚処理剤が流下しにくゝなる。しかしθ≦４５°の場合は凹凸模様(2) が立体感の乏しいものとなる。

このような建築板(1) の表面に本発明の防汚処理剤を塗布する望ましい方法としては、霧化塗装法がある。該霧化塗装法としては、例えば低圧エアレススプレー法、ベル型塗装機による塗装法、静電塗装法等がある。
上記霧化塗装法にあっては、該処理剤がミストとなって建築板(1) の凹凸模様(2) 表面に付着するので、該表面に定着され易い。

下記の組成の防汚処理剤を調製する。
シリカ微粒子（平均粒径５μｍ） １質量部
エタノール ５質量部
ラウリルスルホン酸ナトリウム ０．２質量部
水 ９３．８質量部

図２に示すような表面にエンボス加工によって凹凸模様(2) を有する木質セメント板である建築板(1) で、該凹凸模様(2) の周面(3A)は凹部(4) の基底(4A)からの立上り角度を６０°に設定した該建築板(1) の表面に、アクリル−シリコン樹脂塗料（有機溶剤溶液）を下塗りとして塗装し、その上にアクリル樹脂水性エマルジョン塗料を上塗りとして塗装した。塗膜(5) 厚は下塗り約２５μｍ、上塗り約２０μｍであった。
上記塗装表面を赤外線ランプで８０℃、２０分間加熱した後、低圧エアレススプレー法によって上記防汚処理液を３０ｇ／ｍ² の割合でスプレー塗布し防汚層(6) を形成した。塗布後１日間放置し、その後下記の防汚試験を行った。
汚染液：カーボンブラックを機械油に１質量％分散したもの
上記汚染液を上記防汚処理を施した建築板(1) の表面に筆にて塗布し汚染した。その後汚染個所に水をスプレーすると、該汚染個所から汚染液が浮き上って完全に流れ落とすことが出来た。

比較としてアルコール、界面活性剤を添加しない、シリカ微粒子を水にのみ分散せしめた防汚処理剤を調製し、同様に防汚試験を行った所、水スプレー後も汚染個所の所々に汚染液が付着したまゝ残存した。

本発明では、板材表面に凹凸模様があっても、防汚処理が均一に施される。したがって建築板等の汚れ易くかつ外観が目立つ板材の防汚対策に好適である。

表面に凹凸模様を付した建築板の部分側断面図 防汚層を形成した建築板の部分側断面図

符号の説明

1 建築板（板材）
2 凹凸模様
3 凸部
3A 周面
4 凹部
4A 基底
5 塗膜
6 防汚層
θ 角度

Claims (6)

1. 凹凸模様を有する板材の表面に塗装を施し塗膜を形成し、その上にシリカ微粒子と、アルコールと、水と、界面活性剤とを含有する防汚処理剤を塗布することを特徴とする防汚層の形成方法。
2. 該板材の表面の塗装は水性エマルジョン塗料による塗装である請求項１に記載の防汚層の形成方法。
3. 該界面活性剤の添加量は防汚処理剤中に０．０１〜０．２５質量％である請求項１または２に記載の防汚層の形成方法。
4. 該板材表面の凹凸模様の凸部の周面は、凹部基底から４５°〜７５°の角度で立上っている請求項１〜３に記載の防汚層の形成方法。
5. 防汚処理剤を塗布する前に、該板表面をプレヒートする請求項１〜４に記載の防汚層の形成方法。
6. 該防汚処理剤は霧化塗装法によって塗布される請求項１〜５に記載の防汚層の形成方法。

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