JP4384376B2

JP4384376B2 - 撥水性無機質材とその製造方法

Info

Publication number: JP4384376B2
Application number: JP2001223168A
Authority: JP
Inventors: 卓見泉谷; 雅春藤井; 正樹小林; 雅弘樫田; 靖浩堤
Original assignee: Kubota Matsushitadenko Exterior Works Ltd
Current assignee: KMEW Co Ltd
Priority date: 2001-07-24
Filing date: 2001-07-24
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2021-07-24
Also published as: JP2003034586A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、撥水性無機質材とそ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、外装材等の建材に有用な、水の侵入による劣化を効果的に軽減することのできる、撥水機能を有する新しい無機質材とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、抄造法や押出し成形法、あるいは注型法等により成形されたセメント系の無機質材が外壁材、瓦、内装材等の建材として用いられている。通常、このようなセメント系無機質材においては、セメント等の無機質材料を主成分とする原料を用いて成形した後に、その表面に塗装を施して耐候性や耐水性、さらには意匠性を向上させるようにしている。また塗装後には、養生硬化させ、さらに必要に応じて表面化粧塗装を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、比較的低コストで物理的強度の得られる材料として広く建材に用いられているセメント系無機質材ではあっても、一般的にセメント系の窯業材料の場合には、セメント中のカルシウム（Ｃａ）成分とその他のシリカ（ＳｉＯ₂）と水との化学反応後の組織構成が非晶体と結晶体との混合であって、反応が収束されていない状態にある。このため、雨水等の外部からの水の侵入がある場合には、製造後も化学反応が生起し、白華が生じ、塗膜の剥離を誘発し、製品機能を損う恐れがある。また、水の侵入がある場合には、基材寸法の変動、反り、割れ等を発生する可能性があり、製品機能を損うことが懸念される。
【０００４】
このようなことから、従来でも、セメント系無機質材の表面に施す塗装については様々な工夫が試みられてきており、撥水剤によるシーラー塗装を行った後に耐候性塗装を行うこと等がこれまでにも提案されている。
【０００５】
だが、従来の試みにおいては、水の侵入を抑える撥水機能の点で必ずしも充分でなく、またシーラー塗装の後の上塗り塗装においてもその作業には面倒な条件制約があり、高いコストとなり、さらには、塗膜相互の、そして塗膜と基材との密着性の点においても不充分になりやすいという問題があった。
【０００６】
そこで、この出願の発明は、以上のとおりの従来の問題点を解消し、比較的簡便な作業工程で、水の侵入による劣化を抑止することのできる撥水機能を持たせることのできる、新しい撥水性無機質材とその製造方法を提供することを課題としている。
【０００７】
【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、セメント系無機質基材の表面に、撥水剤としてパラフィンを含有するスチレンアクリル樹脂塗膜が配設されていることを特徴とする撥水性無機質材を提供する。
【０００８】
そして、第２には、スチレンアクリル樹脂塗膜は２．０〜１０．０ｇ／ｍ^２の範囲で配設されていることを特徴とする前記の撥水性無機質材を、第３には、パラフィンは、炭素数１６〜３０であることを特徴とする撥水性無機質材を、第４には、パラフィンはスチレンアクリル樹脂塗膜重量の２〜１５％の範囲で含有されていることを特徴とする撥水性無機質材を提供する。
【０００９】
また、この出願の発明は、第５には、前記いずれかの撥水性無機質材の製造方法であって、養生硬化前のセメント系無機質材の表面に対し、撥水剤としてパラフィンを含有させたスチレンアクリル樹脂エマルジョン塗料を塗布することを特徴とする撥水性無機質材の製造方法を提供し、第６には、セメント系無機質板を６０℃〜１１０℃の温度範囲にプレヒートして塗布することを特徴とする撥水性無機質材の製造方法を、第７には、プレヒートもしくは乾燥工程を介して複数回塗布することを特徴とする撥水性無機質材の製造方法を、さらに第８には、パラフィンを含有させたスチレンアクリル樹脂エマルジョン塗料の希釈媒体は、水または水性塗料もしくはその廃液であることを特徴とする撥水性無機質材の製造方法を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この出願の発明は上記のとおりの特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態について説明する。
【００１１】
この出願の発明においては、撥水性無機質材は、前記のとおり、セメント系無機質材と、その表面に配設された撥水剤としてパラフィンを含有するスチレンアクリル樹脂塗膜とを有している。
【００１２】
この場合のセメント系無機質材としては、これまでに知られている各種の組成のものをはじめとして様々な組成の原料により得られたものであってよい。一般的には、この発明のセメント系無機質材の比重は０．５〜２．０程度である。原料組成の主体はセメントであって、他に珪石、珪砂、シリカ、フライアッシュ等の各種の無機質成分、そしてパルプやガラスウール、合成繊維等の補強繊維が配合され、水性スラリーあるいは水性混練物として調製されたものとすることができる。また、これらの水性スラリーや水性混練物は、抄造法や押出し成形法、あるいは注型成形法等により板状等の各種の形状に成形されてよい。
【００１３】
このようなセメント系無機質材の表面に配設される塗膜を構成するスチレンアクリル樹脂としては、たとえばスチレン・アクリル共重合体、あるいはスチレン変性アクリル樹脂等として市販品をはじめとする各種のものであってよい。この発明におけるスチレンアクリル樹脂として特徴的なことは、スチレン成分の組合わせによって塗膜樹脂のそのもの耐水性、すなわち撥水性が向上されていることである。スチレン成分とアクリル成分との割合については、一般的にはスチレン成分は全重量の６０％以下とすることが考慮される。過剰量のスチレン成分は、塗装性や、塗膜の密着性、塗膜耐候性、さらには透明感を損うことがある。より好ましくはスチレン成分は３０％以下とすることが考慮される。
【００１４】
そして、この発明における樹脂塗膜においてさらに特徴的なことは、従来のようなシーラー塗装とは異って、撥水剤が樹脂構成体に含有されていることである。
【００１５】
撥水剤としては、パラフィン、脂肪酸塩、脂肪酸エステル等の各種のものの使用が考慮されるが、この出願の発明においてはパラフィンを用いる。パラフィンは市販品等のものを使用することができる。
【００１６】
スチレンアクリル樹脂塗膜への撥水剤の含有により、前記のとおりのスチレンアクリル樹脂そのものの撥水性との相乗効果によって、より顕著な撥水機能を塗膜に付与することができる。
【００１７】
また、撥水剤としてパラフィンを用いる場合には、撥水性の付与の他に、無機質材の積載時に起こりやすい塗膜樹脂間での接着（ブロッキング）を軽減させるという効果も付与することができる。
【００１８】
パラフィンとしては、常温で固体のものであって、その融点が６０℃以上、より好ましくは７０℃以上のものが用いられる。その主成分は、炭素数１６〜３０程度であるものが好適に用いられる。
【００１９】
スチレンアクリル樹脂塗膜への撥水剤の含有量については撥水剤の種類によっても相違するが、一般的には、樹脂塗膜全体量の１〜２０重量％を占めるようにすることが考慮される。この出願の発明のように、撥水剤としてパラフィンを用いる場合には、その含有量は２〜１５重量％とするのが好ましい。２重量％未満では、樹脂との相乗効果による顕著な撥水性の発現効果やブロッキングの抑制効果は充分でなく、また逆に、１５重量％を超える場合には塗膜密着性を損うことになる。
【００２０】
さらに、塗膜としての均質性も損うことになる。
たとえば以上のようなこの出願の発明のスチレンアクリル樹脂塗膜においては、一般的には、２．０〜１０．０ｇ／ｍ²の範囲で基材表面に配設されていることが好ましい。２．０ｇ／ｍ²未満の場合には撥水機能が不足しがちであり、また１０．０ｇ／ｍ²を超える場合には、塗膜の密着性を損ないやすい。
【００２１】
そして、この出願の発明の撥水性無機質材の製造については、セメント系無機質材の表面に、前記のとおりの塗膜を形成するための塗料を塗布することになるが、その際の塗料については、この発明の所期目的が達成される限り各種のものが用いられてよい。なかでも、この出願の発明においてはエマルジョン塗料を用いる方法が好適なものとして提供される。
【００２２】
このエマルジョン塗料は、撥水剤を添加したスチレンアクリル樹脂エマルジョン塗料であるが、エマルジョン形成のため希釈剤は有機溶媒、あるいは水もしくは水性溶媒の各種のものであってよい。なかでも、水もしくは水性溶媒、たとえば、アルコール類、エステル類、エーテル類等の親水性溶媒と水との混合物を希釈剤としてエマルジョンを構成したものが好ましい。エマルジョンの形成については公知の方法の各種のものが選択されてよい。
【００２３】
また、この出願の発明においては、希釈媒体として、工場生産で発生する期限切れの塗料や、塗装工程機器の洗浄水等の廃液としての水性塗料が用いられてもよい。再利用（リサイクル）性に優れた水性エマルジョン塗料として構成することができる。
【００２４】
エマルジョン塗料においては、通常、固形分割合は、全体の２０〜６０重量％程度とするのが好ましい。
塗装においては、スプレー法、刷色、ローラー、浸漬法等の各種の方法が採用されてよく、作業環境を考慮の上、最適な方法で塗装を施すことができる。また、塗装は、通常は、セメント系無機質材の表面に対し、養生硬化の工程前に施すことになる。その際に、セメント系無機質板は６０℃〜１１０℃の温度範囲にプレヒートしておくことが、撥水性の早期の発現の点で好ましい。プレヒート後の塗布によって直ちに撥水性が発現することになる。
【００２５】
さらにまた、この発明においては複数回の塗装工程によって塗膜が形成されてもよく、特に、前記のようなプレヒート、もしくは乾燥の工程を介して複数回の塗布を行うことが、塗りむらによるピンホールでの水の侵入を防止するとの観点で有効でもある。また複数回の塗装によって、塗膜の安定性も増すことになる。
【００２６】
そこで以下に実施例を示し、さらに詳しく発明の実施の形態において例示説明する。もちろん以下の例にとって発明が限定されることはない。
【００２７】
【実施例】
セメント３５重量％、珪石２０重量％、パルプ５重量％、水４０重量％の割合の原料組成物より成形したセメント系無機質材の試料を用い、その表面にパラフィンを含有するスチレンアクリル樹脂水性エマルジョン塗料を塗布し、次いで養生硬化して塗膜を形成した。スチレンアクリル樹脂塗膜の塗布量とパラフィン含有量、並びに塗布回数を表１のように変更して塗膜形成した場合の各々について吸水率を評価した。その結果も表１に示した。
【００２８】
なお、複数回の塗布の場合でも、塗布合計量は１回での塗布量と同じになるようにした。また、エマルジョン塗料の塗布は１００ｇ／ｍ²となるようにした。吸水率は、塗膜形成後の試料について吸水試験前後の重量変化により評価した。
【００２９】
また、表２には比較例の結果も示した。
【００３０】
【表１】

【００３１】
【表２】

【００３２】
【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、塗膜密着性を良好としつつ、比較的簡単な工程で基材中への水分の侵入を抑制して撥水性を高めることができる。
【００３３】
このため白華抑制をはじめ、耐酸、耐アルカリ、耐塩についての効果も得られる。しかもパラフィンを撥水剤として含有しているので、塗装樹脂間のブロッキングを抑制することができる。
【００３４】
また、この発明では、塗料の希釈に廃塗料も利用でき、資源の有効再利用も可能となる。

Claims

セメント系無機質基材の表面に、撥水剤としてパラフィンを含有するスチレンアクリル樹脂塗膜が配設されていることを特徴とする撥水性無機質材。
スチレンアクリル樹脂塗膜は２．０〜１０．０ｇ／ｍ^２の範囲で配設されていることを特徴とする請求項１の撥水性無機質材。
パラフィンは、炭素数１６〜３０であることを特徴とする請求項１または２の撥水性無機質材。
パラフィンはスチレンアクリル樹脂塗膜重量の２〜１５％の範囲で含有されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の撥水性無機質材。
請求項１ないし４のいずれかの撥水性無機質材の製造方法であって、養生硬化前のセメント系無機質材の表面に対し、撥水剤としてパラフィンを含有させたスチレンアクリル樹脂エマルジョン塗料を塗布することを特徴とする撥水性無機質材の製造方法。
セメント系無機質板を６０℃〜１１０℃の温度範囲にプレヒートして塗布することを特徴とする請求項５の撥水性無機質材の製造方法。
プレヒートもしくは乾燥工程を介して複数回塗布することを特徴とする請求項５または６の撥水性無機質材の製造方法。
パラフィンを含有させたスチレンアクリル樹脂エマルジョン塗料の希釈媒体は、水または水性塗料もしくはその廃液であることを特徴とする請求項５ないし７のいずれかの撥水性無機質材の製造方法。