JP4021635B2 - 無機質板の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、無機質板の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、オートクレーブ養生時またはオートクレーブ養生後の基板同士が付着することを防ぎ、オートクレーブ養生後や長期使用中のエフロレッセンスの発生、さらには退色をも長期にわたり防ぐことのできる無機質板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
セメント系の無機質板は、外壁材、屋根材等の外装材として広く用いられており、表面に柄、目地等の凹凸模様、着色、塗装等の施された多種多様の意匠を有するものが提供されている。
【０００３】
従来の無機質板の製造方法では、無機質板は、通常、少なくともセメントを固形分成分として含有する原料スラリーを抄造、押出しまたは注型し、得られる基材をプレス機によって成形して模様付けし、次いで成形された基板を積載して室温にて養生し、さらにオートクレーブ中で高温高圧下にて養生、硬化することによって得られている。また、得られた基板には、上塗り塗装を施して表面化粧仕上げを行い、化粧被膜が形成されている。
【０００４】
無機質板は、その用途上、乾湿、熱、紫外線、あるいは寒冷地での凍結融解など、環境変化によるストレスを受けるものである。そのため、経年によって、化粧被膜と基板の密着性の低下や基板の退色といった問題が発生しやすい。
【０００５】
そこで、無機質板の製造においては、これまで、エマルジョン塗料を養生後の基板に塗布して、樹脂被膜を形成し、その後、上塗り塗装を施して化粧被膜を形成していた。これにより、エマルジョン塗料中の樹脂が基板と化粧被膜との密着性を上げ、さらに基板表面に形成された樹脂被膜により、水分が基板に浸透することを防ぎ、基板の退色を防止すると期待されていた。
【０００６】
しかしながら、このような従来の無機質板の製造方法において、上塗り塗装により形成された化粧被膜、エマルジョン塗料中の樹脂成分により形成された樹脂被膜、および養生後の基板がそれぞれ層状に存在するため、実際には養生後の基板と化粧被膜の密着性が満足すべきものであるとはいい難く、化粧被膜が樹脂被膜とともに剥離しやすく、水の浸透や退色を防止する効果が持続しないという問題があった。
【０００７】
そこで、エマルジョン塗料中の樹脂成分が基板中にアンカリングされ、基板との密着性が強固なものとなるように、エマルジョン塗料中の樹脂成分のガラス転移温度（Ｔｇ）を低いものとし、基板の表面に塗布するなどの方法も提案された。しかし、このような無機質板の製造方法においても、問題が発生した。つまり、エマルジョン塗料中の樹脂の粘性が高いために、積載に際して基板同士が付着してしまい、良好な基板が得られなかったのである。また、オートクレーブ養生や焼き付け塗装による表面化粧塗装などの加熱を伴う製造・加工工程において高温下に置かれると再軟化され、基板表面の樹脂被膜が溶出したり、積載された基板同士が強固に密着してしまったり、十分な防水性や退色防止機能を保持できなくなったりするという問題が発生したのである。そして、樹脂が再軟化することにより、基板表面の樹脂被膜が溶出し、オートクレーブ養生後や長期使用中に基板や無機質板にエフロレッセンスが発生するという問題も新たに見られたのである。
【０００８】
そこで、さらに、エマルジョン塗料中に大粒径のシリカ、珪砂等の骨材を大量に混合することによりエマルジョン塗料中の樹脂の粘性が抑えられ、耐ブロッキング性を向上させる方法が検討された。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のごとく提案された無機質板の製造方法においては、新たな問題が発生した。つまり、エマルジョン塗料と大粒径の骨材の間に空隙が生じるため、エマルジョン塗装後にも十分な防水性が得られないという問題があった。そのため、オートクレーブ養生後や長期使用中においてエフロレッセンスが発生した。
【００１０】
エフロレッセンスは、セメント中の石灰成分が水に溶け出し、空気中の二酸化炭素と結合して無機質板表面に固体として蓄積される白華現象であり、固体として蓄積された炭酸カルシウムが無機質板表面を汚損するだけでなく、発生箇所の周辺では、「浮き」が生じ、無機質板の劣化を引き起こす恐れがある。このようなエフロレッセンスは、防水性の不十分な無機質板が降雨等に曝され、基板に水が浸透した場合だけでなく、無機質板の製造工程において基板に残存する水によっても発生するものである。また、発生したエフロレッセンスは強アルカリ性のため、オートクレーブ養生時に発生すれば、基板表面への上塗り塗装の密着性を低下、化粧被膜の劣化や剥離を生じさせ、無機質板の使用中に発生すれば、化粧被膜の劣化、剥離、退色、変色だけでなく、無機質板そのものの劣化、剥離、あるいは退色をも生じさせる。
【００１１】
したがって、エフロレッセンスの抑制は、無機質板の製造方法において、重要な課題のひとつであるといえる。
【００１２】
この出願の発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、従来技術の問題点を解消し、成形後や養生時に基板同士が付着することを防ぐことができる無機質板の製造方法を提供することを課題としている。さらに、この出願の発明は、無機質板における防水性を高め、エフロレッセンスの発生や降雨等による退色を防ぎ、このようなエフロレッセンス防止効果を長期間持続できる無機質板の製造方法を提供することをも課題としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、第１には、少なくともセメントを固形分成分として含有する原料スラリーを抄造、押出しまたは注型し、成形して得られる基材表面にエマルジョン塗料を塗布した後、養生する無機質板の製造方法において、エマルジョン塗料が粒径１０〜３０μｍの骨材を含有し、エマルジョン塗料の樹脂成分の粒度分布は、粒径０．１±０．０３μｍ、頻度８０％以上であることを特徴とする無機質板の製造方法を提供する。
【００１４】
また、この出願の発明は、第２には、エマルジョン塗料中の骨材の量がエマルジョン塗料中の固形分量に対して５０重量％以下である前記無機質板の製造方法を提供する。
【００１５】
この出願の発明は、第３には、エマルジョン塗料中の樹脂成分のガラス転移温度が３０℃以下である前記いずれかの無機質板の製造方法を提供する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
この出願の発明の無機質板の製造方法は、まず、少なくともセメントを固形分成分として含有する原料スラリーを抄造、押出しまたは注型し、成形して得られる基材表面に、粒径１０〜３０μｍの骨材を含有するエマルジョン塗料を塗布した後、養生するものである。
【００１８】
このとき、原料スラリーの組成、抄造、押出しまたは注型の条件、成形条件等は、とくに限定されない。無機質板の製造において通常用いられる条件を適用すればよい。
【００１９】
養生前の基板に塗布されるエマルジョン塗料において、含有される骨材は、その粒径が１０〜３０μｍであればよく、その種類はとくに限定されない。具体的には、砂、砕石、スラグ、パーライト、珪砂、珪藻土、シリカ等が例示される。エマルジョン塗料中に混合される骨材の粒径が、１０μｍ未満では、骨材混合の効果が小さくなり、エマルジョン塗料塗布後に部分的な基板のブロッキングが生じるため、好ましくない。一方、骨材の粒径が３０μｍより大きい場合には、エマルジョン塗料中の樹脂成分との均一分散性が低下するだけでなく、樹脂成分と骨材の間に空隙ができるため、無機質板の防水性が低下する。
【００２０】
また、この出願の発明の無機質板の製造方法において、エマルジョン塗料中における骨材の添加量はとくに限定されない。好ましくは、エマルジョン塗料中の固形分に対して５０重量％以下とする。５０重量％より多く混合した場合には、骨材の凝集が起こりやすくなり、エマルジョン塗料中に均一に骨材が分散されない場合がある。そのため、オートクレーブ養生において部分的にブロッキングしやすい箇所ができたり、得られる無機質板の防水性が部分的に低下したりしやすい。
【００２１】
この出願の発明の無機質板の製造方法において、使用されるエマルジョン塗料は、樹脂溶液が溶媒中に分散したものであればよく、その樹脂成分や溶媒成分はとくに限定されない。具体的には、アクリル系、メタクリル系、ウレタン系、フッ素系等の樹脂溶液が溶媒中に分散したものが例示される。好ましくは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が３０℃以下の樹脂の溶液が水やアルコール等の親水性の有機溶媒中に分散したエマルジョン塗料とする。Ｔｇが３０℃よりも高い樹脂を含有するエマルジョン塗料では、エマルジョン塗料を基板に塗布した際に、骨材が均一に分散した塗膜が得られない場合がある。また、基板へのアンカリングも不十分となりやすく、塗膜密着性が低下する恐れがある。さらに、エマルジョン塗料における樹脂溶液の溶媒は、樹脂成分を溶解できるものであればよく、とくに限定されない。エマルジョン塗料中の樹脂溶液の粒径は、粒度分布０．１±０．０３μｍ（頻度８０％以上）のものである。これは、樹脂溶液の粒度分布の広いエマルジョン塗料では、樹脂成分の分散性が低く、また骨材と樹脂成分の均一混合性が悪くなり、オートクレーブ養生において部分的にブロッキングしやすい箇所ができたり、得られる無機質板の防水性が部分的に低下したりしやすくなるためである。
【００２２】
また、エマルジョン塗料は、少なくとも樹脂成分と前記のとおりの骨材を含有するものであればよいが、その他にも、顔料、硬化触媒、充填剤等を適宜含有していてもよい。
【００２３】
なお、以上のとおりのエマルジョン塗料にセメント成分を添加すれば、とくに無機質板の地合がよくなり、表面が改質される。ただし、その場合、防水性は若干低下するので、常法により、オートクレーブ養生後に再度エマルジョン塗装を施し、防水性を高めることが望ましい。このようにエマルジョン塗料に添加されるセメント成分の種類はとくに限定されないが、好ましくは、基板の原料スラリー中に含まれるセメント成分と同一のものとする。
【００２４】
このような無機質板の製造方法では、以上のとおりのエマルジョン塗料の塗装方法はとくに限定されない。刷毛、ローラー、スプレー等の一般的な方法で塗布することができるが、さらに樹脂成分の種類に応じて、焼き付けを行い、強固な塗膜としてもよい。また、エマルジョン塗料の塗布量もとくに限定されないが、あまり薄い塗膜では十分な防水性が得られず、あまり厚塗りをすればコストが高くなるため、５０〜２００ｇ／ｍ²程度とすることが好ましい。
【００２５】
以上のとおりの方法で製造される無機質板は、積層、養生工程においても、骨材がエマルジョン塗料の粘性を抑えるため、基板同士が付着することがない。また、樹脂は無機質板に浸透しやすいため、このような無機質板表面には、基板に強固にアンカリングされたエマルジョン塗料膜が形成される。
【００２６】
このようなエマルジョン塗料膜は、オートクレーブ養生中に基板表面を覆い、防水性を付与することにより、オートクレーブ養生工程におけるエフロレッセンスの発生を防ぐことができる。また、無機質板の使用時においては、降雨などによる無機質板への水の浸透を防ぎ、これによりエフロレッセンスの発生をも防止できる。さらに、基板中に顔料成分が含まれる場合には、樹脂被膜は、基板中の顔料成分をも被覆するため、顔料成分の水による流出や劣化が防止され、経年による退色を防ぐこともできる。
【００２７】
エマルジョン塗料膜は、さらに、上塗り化粧塗膜との密着性を有するものとすれば、基板にアンカリングされているため、化粧塗膜と基板の密着性が高くなり、防水効果、退色防止効果、および意匠性が長期間持続される。
【００２８】
以上のとおりに、この出願の発明の無機質板の製造方法は、基板に粒径１０〜３０μｍの骨材を含有するエマルジョン塗料を塗布することにより、養生時の基板同士のブロッキングを防止でき、防水効果や退色防止効果、さらにはエフロレッセンス防止効果を長期にわたり持続できるものである。
【００２９】
以下、実施例を示し、さらにこの出願の発明の無機質板の製造方法について説明する。もちろん、この出願の発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることは言うまでもない。
【００３０】
【実施例】
＜実施例１〜２＞
普通ポルトランドセメント５５重量％、珪石粉４０重量％、パルプ５重量％を固形分とする原料スラリーを抄造した後、脱水プレスして基板を得た。
【００３１】
得られた基板に骨材として粒径１０〜３０μｍのシリカを５０重量％以下含有したアクリル系エマルジョン塗料（水谷ペイント（株）製、ＣＰウェットコート）（樹脂Ｔｇ＝＜３０℃）を約５０〜２００ｇ／ｍ²塗布し、１５０℃で６０秒間焼き付けを行った。さらに、積載してオートクレーブ中１７０℃で５時間養生し無機質板を得た。
（ａ）得られた無機質板におけるブロッキングポイントを数えた（耐ブロッキング性評価）。
（ｂ）得られた無機質板におけるエフロレッセンスの発生範囲を確認した（耐エフロレッセンス性評価）。
（ｃ）ロート法により無機質板の透水量を測定した（防水性評価）。
（ｄ）無機質板に上塗り塗装を施し、塗膜表面に接着性をもつシートを付着させ、剥離試験を実施し、剥離度より塗膜密着性を評価した（化粧塗膜密着性試験）。
＜比較例１＞
実施例と同様の方法で基板を作成し、骨材を含有しないアクリル系エマルジョン塗料（水谷ペイント（株）製、ＣＰウェットコート）を約１００ｇ／ｍ²塗布し、１５０℃で６０秒間焼き付けを行った。
【００３２】
さらに、積載してオートクレーブ中１７０℃で５時間養生し、得られた無機質板について、実施例と同様の方法で、耐ブロッキング性、耐エフロレッセンス性、防水性、および化粧塗膜密着性を評価した。
＜比較例２＞
実施例と同様の方法で基板を作成し、粒径１５μｍの骨材（シリカ）を８０重量％含有するアクリル系エマルジョン塗料（水谷ペイント（株）製、ＣＰウェットコート）を約１００ｇ／ｍ²塗布し、１５０℃で６０秒間焼き付けを行った。
【００３３】
さらに、積載してオートクレーブ中１７０℃で５時間養生し、得られた無機質板について、実施例と同様の方法で、耐ブロッキング性、耐エフロレッセンス性、防水性、および化粧塗膜密着性を評価した。
＜比較例３〜４＞
実施例と同様の方法で基板を作成し、粒径５μｍ（比較例３）および５０μｍ（比較例４）の骨材（シリカ）を３０重量％含有するアクリル系エマルジョン塗料（水谷ペイント（株）製、ＣＰウェットコート）を約１００ｇ／ｍ²塗布し、１５０℃で６０秒間焼き付けを行った。
【００３４】
さらに、積載してオートクレーブ中１７０℃で５時間養生し、得られた無機質板について、実施例と同様の方法で、耐ブロッキング性、耐エフロレッセンス性、防水性、および化粧塗膜密着性を評価した。
＜比較例５＞
実施例と同様の方法で基板を作成し、粒径１５μｍの骨材（シリカ）を含有し、樹脂成分のＴｇが６０℃のアクリル系エマルジョン塗料（水谷ペイント（株）製、ＣＰウェットコート）を約１００ｇ／ｍ²塗布し、１５０℃で６０秒間焼き付けを行った。
【００３５】
さらに、積載してオートクレーブ中１７０℃で５時間養生し、得られた無機質板について、実施例と同様の方法で、耐ブロッキング性、耐エフロレッセンス性、防水性、および化粧塗膜密着性を評価した。
＜比較例６＞
実施例と同様の方法で基板を作成し、粒径１５μｍの骨材（シリカ）を含有し、樹脂成分の粒子径分布において頻度８０％以上の粒子径が０．０５〜０．３０μｍのアクリル系エマルジョン塗料（水谷ペイント（株）製、ＣＰウェットコート）を約１００ｇ／ｍ²塗布し、１５０℃で６０秒間焼き付けを行った。
【００３６】
さらに、積載してオートクレーブ中１７０℃で５時間養生し、得られた無機質板について、実施例と同様の方法で、耐ブロッキング性、耐エフロレッセンス性、防水性、および化粧塗膜密着性を評価した。
【００３７】
実施例１〜２および比較例１〜６の結果を表１に示した。
【００３８】
【表１】

表１より、粒径１０〜３０μｍの骨材を含有するエマルジョン塗料を塗布した後、オートクレーブ養生することにより、耐ブロッキング性、耐エフロレッセンス性、防水性、塗膜密着性がいずれも高い無機質板が得られることが確認された（実施例１〜実施例２）。
【００３９】
一方、骨材を含有しないエマルジョン塗料を塗布した後オートクレーブ養生して得られる無機質板（比較例１）や、粒径の小さな骨材を含有するエマルジョン塗料を用いた場合（比較例３）には、オートクレーブ養生時に激しいブロッキングが生じることが示された。また、骨材の含有量が５０重量％よりも多いエマルジョン塗料を使用した場合（比較例２）には、得られた無機質板は、高い耐ブロッキング性を有するものの、オートクレーブ養生後にエフロレッセンスが発生し、防水性も低くなることが示された。
【００４０】
一方、粒径の大きな骨材を含有するエマルジョン塗料を用いて得られる無機質板（比較例４）では、ブロッキングやオートクレーブ養生後のエフロレッセンスはほとんど見られなかったものの、防水性や塗膜密着性が低く、長期使用時における耐久性が低いことが示唆された。
【００４１】
さらに、エマルジョン塗料における樹脂成分のＴｇが高いもの（比較例５）では、防水性および塗膜密着性が低くなり、エマルジョン塗料塗膜のアンカリングが不十分であることが示唆された。
【００４２】
そして、樹脂成分の粒度分布が広いエマルジョン塗料（比較例６）を用いて製造される無機質板については、耐ブロッキング性や塗膜密着性は見られたものの、エフロレッセンスが多く発生し、防水性も低かった。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳しく説明したとおり、この出願の発明によって、無機質板の製造時におけるブロッキングやエフロレッセンスの発生が防止できることが示された。また、このような方法を用いて無機質板を製造することにより、エフロレッセンス発生防止効果や退色防止効果を長期間持続させることができる。

Claims (3)

1. 少なくともセメントを固形分成分として含有する原料スラリーを抄造、押出しまたは注型し、成形して得られる基材表面にエマルジョン塗料を塗布した後、養生する無機質板の製造方法において、エマルジョン塗料が粒径１０〜３０μｍの骨材を含有し、エマルジョン塗料の樹脂成分の粒度分布は、粒径０．１±０．０３μｍ、頻度８０％以上であることを特徴とする無機質板の製造方法。
2. エマルジョン塗料において、骨材の量は、エマルジョン塗料中の固形分量に対して５０重量％以下である請求項１の無機質板の製造方法。
3. エマルジョン塗料において、樹脂成分のガラス転移温度は、３０℃以下である請求項１または２のいずれかの無機質板の製造方法。