JP5055742B2

JP5055742B2 - 粒状樹脂含有塗料を用いた化粧無機繊維成形板の製造方法

Info

Publication number: JP5055742B2
Application number: JP2005320792A
Authority: JP
Inventors: 一功小池; 健一藤本
Original assignee: Nitto Boseki Co Ltd
Current assignee: Nitto Boseki Co Ltd
Priority date: 2005-11-04
Filing date: 2005-11-04
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2025-11-04
Also published as: JP2007126570A

Description

本発明は、粒状樹脂を含み被塗装体の表面に粒状樹脂により形成される凹凸模様が作成可能な塗料とその塗料を塗布することにより、表面に凹凸模様を付与された無機繊維成形板に関するものである。この表面に凹凸模様を付与された無機繊維成形板は、主に建築物内の天井面に施工する建築用内装材として用いられる。
なお、これ以降、この表面に凹凸模様を付与された無機繊維成形板を「化粧無機繊維成形板」と呼ぶものとする。

無機繊維成形板などの被塗装体の表面に塗布し乾燥した後にその表面に凹凸模様を形成させるために粒体を混入させた塗料がある。この塗料に混入される粒体は、タルク、炭酸カルシウム、ガラスパウダーなどの無機物やポリスチレン、アクリル樹脂などの有機物の中から塗装工程での作業性、被塗装体表面の意匠性、不燃性の必要性の有無などの理由で１種または２種以上が選択され、使用される。

しかし、塗料中のこのような粒体の配合量が増加するに従い、塗料を塗布し乾燥させた後の被塗装体から粒体が剥がれ落ちやすくなるという問題が生じる。

塗料を塗布し乾燥した後の被塗装体から剥がれ落ちる塗料中の粒体を少なくするための手段の一つは、塗料中の皮膜形成樹脂の配合量を増やすことである。しかし、塗料中の皮膜形成樹脂の配合量を増やした場合、皮膜形成樹脂が塗料中の粒体の表面に多く付着することになるため、塗料を塗布し乾燥した後に被塗装体表面に見られる模様は粒体の大きさや形状がぼやけたものになる。したがって、粒体を用いたことにより形成される凹凸模様が不明瞭になるという問題が生じる。

また、塗料を塗布し乾燥した後の被塗装体から剥がれ落ちる塗料中の粒体を少なくするための第二の手段は、塗料中の皮膜形成樹脂に皮膜強度の強い樹脂を用いることである。しかし、皮膜強度の高い樹脂は熱硬化性や紫外線硬化性の樹脂であることが多く、これらの樹脂には硬化反応後着色する、長期保管が難しい、高価であるなどの問題がある。
特開平０２−１６４４８１号公報

本発明は、塗料中の混入させた粒体の配合量を増加させても、塗料を塗布し乾燥させた後の被塗装体から粒体の剥がれ落ちが少なく、かつ塗料乾燥後の被塗装体表面には粒体の大きさや形状が明確に見られる凹凸模様を形成可能な塗料を塗布した表面からの塗料中の粒体の剥がれ落ちが少なく、かつ粒体の形成する凹凸模様が明瞭な化粧無機繊維成形板を得ることである。

上記した課題を解決するため、本願発明は塗料を構成する材料として、皮膜形成樹脂と水と粒状樹脂と顔料とを含む構成とし、かつ塗料に含まれる粒状樹脂の軟化点が皮膜形成樹脂の最低造膜温度より５０℃以上高い樹脂の組合せとした塗料を無機繊維成形板の少なくとも表面に塗布し、粒状樹脂の軟化点より高くかつ融点より低い温度で乾燥させることにより、塗料中の粒状樹脂が軟化して無機繊維成形板の表面に定着する化粧無機繊維成形板の製造方法である。すなわち、粒状樹脂を含む塗料を無機繊維成形板の表面に塗布し乾燥させた化粧無機繊維成形板を製造する方法を提供するもので、皮膜形成樹脂と水と粒状樹脂と顔料とを含む構成とし、かつ塗料に含まれる粒状樹脂の軟化点が皮膜形成樹脂の最低造膜温度より５０℃以上高い樹脂の組合せとした塗料を無機繊維成形板の少なくとも表面に塗布し、塗布後塗料をその塗料中に含まれる粒状樹脂の軟化点より高くかつ融点より低い温度で乾燥させることにより、塗料中の粒状樹脂が軟化して無機繊維成形板に定着させることを特徴とするものである。

ここでいう「定着」は、粒状樹脂が外部からの熱により軟化し、自重や塗料中の他の成分の重さなどの外力で無機繊維成形板中の成分が形成する空隙に填まり込む、あるいは融着するなどの作用により、粒状樹脂が無機繊維成形板から剥がれ落ちにくくなることを指す。

また、無機繊維成形板の「表面」は、無機繊維成形板に塗料を塗布し乾燥させて化粧無機繊維成形板とした後、この化粧無機繊維成形板を建築物の天井面などに施工した際に室内側になる面を指すものとする。

なお、この塗料には皮膜形成樹脂と水と粒状樹脂と顔料の他に、塗料の品質向上のため防腐剤、防黴剤、消泡剤、増粘剤などを必要に応じて添加してもよい。

請求項２に係る発明は、前記した請求項１に係る化粧無機繊維成形板の製造方法において、前記粒状樹脂の平均粒径を１００から１０００μｍとしたものである。

本発明の化粧無機繊維成形板の製造方法は、皮膜形成樹脂と水と粒状樹脂と顔料とを含み、粒状樹脂の軟化点が皮膜形成樹脂の最低造膜温度より５０℃以上高い塗料を無機繊維成形板の少なくとも表面に塗布し、塗布後塗料をその塗料中に含まれる皮膜形成樹脂の最低造膜温度より高く、かつ粒状樹脂の軟化点より高くかつ融点より低い温度で乾燥させるので、粒状樹脂はその形状をほぼ保持しつつ無機繊維成形板に定着するため、化粧無機成形板表面の粒状樹脂は剥がれ落ちにくく、かつ粒状樹脂の外観が明瞭に残った凹凸模様が付与される。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

本発明の化粧無機繊維成形板の製造方法に使用される塗料では、粒状樹脂として以下のものを使用することができる。例えば、ポリスチレン及びその共重合体、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル等のポリアクリル酸エステル及びそれらの共重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル等のポリメタクリル酸エステル及びその共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ弗化ビニル等のハロゲン化ビニル及びその共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリ弗化ビニリデン等のハロゲン化ビニリデン及びその共重合体、ポリ酢酸ビニル及びその共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン及びその共重合体、ポリイソプレン、ポリブタジエン等のエラストマー及びその共重合体、ポリエステル及びその変性体、ポリアミド及びその変性体などが挙げられる。これらは１種又は２種以上を使用することができる。２種以上を用いる際は、軟化点が同じか又はできる限り近いものを組合せることが好ましい。

本発明の化粧無機繊維成形板の製造方法に使用される塗料では、皮膜形成樹脂として以下のものを使用することができる。例えば、ポリ酢酸ビニル及びその共重合体、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル等のポリアクリル酸エステル及びそれらの共重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル等のポリメタクリル酸エステル及びその重合体が挙げられる。これらは１種又は２種以上を使用することができる。また、水系エマルジョン塗料であると使い勝手がよく好ましい。

本発明の化粧無機繊維成形板の製造方法に使用される塗料では、粒状樹脂の軟化点は皮膜形成樹脂の最低造膜温度より５０℃以上高いと良い。好ましくは８０℃以上、より好ましくは１００℃以上である。また、粒状樹脂の軟化点は２００℃以下が良い。これは、塗料中の皮膜形成樹脂の最低造膜温度は、その取扱いのしやすさから室温より低いことが望ましく、また粒状樹脂の軟化点は塗料中の水分が比較的短時間で蒸発させるために必要な温度より高いことが望ましいからである。好ましくは、塗料中の皮膜形成樹脂の最低造膜温度が室温(２４℃前後)以下であって、かつ粒状樹脂の軟化点は水の沸点以上である、つまり８０℃以上の温度差があると良い。より好ましくは、塗料中の皮膜形成樹脂の最低造膜温度が塗料中の水分の凍らない温度以下であって、粒状樹脂の軟化点は水の沸点以上である、つまり１００℃以上の温度差があると良い。このような条件で塗料を乾燥することにより、皮膜形成樹脂が十分に造膜し、かつ粒状樹脂の形状がほぼ保持される。また、塗料中の粒状樹脂の軟化点が２００℃以上であると、粒状樹脂が無機繊維成形板に定着する温度が２００℃以上になるため、この熱で塗料中の皮膜形成樹脂が着色や熱分解などの劣化を起こすおそれが生じる。

本発明の化粧無機繊維成形板の製造方法に使用される塗料では、顔料として以下のものを使用することができる。体質顔料としては、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、グラスファイバー粉砕物、珪砂などの無機粉末やポリエチレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリウレタンなどの樹脂粉末などが挙げられる。また、着色顔料としては、二酸化チタン、酸化第二鉄、含水酸化鉄、カーボンブラックなどの無機顔料やアルミ粉末などの金属顔料、または分子中にジアゾ結合を持つ有機顔料などが挙げられる。これらの顔料は、１種又は２種以上で使用することができる。また、粒状樹脂が透明である場合には、塗料中の成分として顔料を追加した方が、無機繊維成形板に塗料を塗布し乾燥した後の凹凸模様がより明確に表れるので好ましい。

本発明の化粧無機繊維成形板の製造方法に使用される塗料に用いる粒状樹脂は、球状に限らず、四面体、六面体、八面体、十二面体やそれらを組合せた形状でもよい。粒状樹脂の平均粒径は１００〜１０００μｍであり、好ましくは１５０〜４００μｍである。さらに好ましくは２００〜３００μｍである。粒状樹脂の平均粒径が１００μｍより小さいと、乾燥後の塗料の厚さ（以下、塗膜厚という。）とほぼ同等の寸法であるため、凹凸が小さくなるので平坦な模様となってしまう。粒状樹脂の平均粒径が１０００μｍより大きいと、例えばエアスプレーガンで塗布する場合は吐出口を大きくしなければ粒状樹脂が吐出口に詰まり塗料が塗布できなくなる。また、吐出口を大きくするとエアスプレーガンの吐出圧の制御が難しくなり、均一に塗料が塗布された塗装面を得ることが困難になる。エアスプレーガンの吐出口の形状は円形で、その直径は１〜６ｍｍ、好ましくは２〜４ｍｍの範囲内で塗料中の粒状樹脂の平均粒径により適宜選択すればよい。なお、無機繊維成形板に塗料を塗布するには、刷毛やエアレススプレーガン、ロールコーター、カーテンコーターなど周知の塗料の塗布方法を適宜用いることができる。さらに、無機繊維成形板に本発明の塗料を塗布する前に、無機繊維成形板への塗料中の水分のしみ込みの抑制、無機繊維成形板表面と塗料中の皮膜形成樹脂や粒状樹脂の接着性の向上などの目的で無機繊維製形板の表面に下塗りをしておいても良い。

本発明の化粧無機繊維成形板の製造方法は、皮膜形成樹脂と水と粒状樹脂と顔料とを含み、該粒状樹脂の軟化点が該皮膜形成樹脂の最低造膜温度より５０℃以上高い塗料を無機繊維成形板の少なくとも表面に塗布し、塗布後塗料をその塗料中に含まれる粒状樹脂の軟化点より高くかつ融点より低い温度で乾燥させるものである。粒状樹脂をその軟化点より高い温度の雰囲気下に置くことにより、粒状樹脂が無機繊維成形板と接触している部分とその周辺は粒状樹脂の自重や塗料に含まれる他の成分の重量による荷重などの外力により変形し、無機繊維成形板中の各成分により形成される空隙に填まり込むあるいは無機繊維成形板に接着するなどの作用により無機繊維成形板に定着する。そのため、無機繊維成形板表面から粒状樹脂は剥がれ落ちにくい。なた、粒状樹脂が無機繊維製形板表面に定着する際、粒状樹脂の無機繊維成形板と接触している部分から遠い部分はその形状をほぼ保持しているので、粒状樹脂の外観が明瞭に残った凹凸模様を形成される。

本発明で用いる無機繊維成形板は、クラスウールやロックウールなどの無機繊維をフェノール樹脂などの結合剤で結合させて成形したものでもよいが、好ましくグラスウールやロックウールに代表される無機繊維を主成分とし、その他に炭酸カルシウム、パーライト、カオリン、タルク、セピオライト、アタパルジャイト、ポリマービーズ(樹脂微粒子)に代表される充填材、硫酸アルミニウム、ポリアクリルアミドに代表される凝集剤、パルプに代表される有機繊維、ポリビニルアルコール、フェノール樹脂、デンプンに代表される糊剤などの成分を混合し板状に成形したものがよい。より具体的には、上記無機繊維、充填材、凝集剤、有機繊維、糊剤などの成分を水中に分散し、網で抄き上げ、脱水、乾燥させて板状に成形したものである。また、無機繊維成形板の密度は１５０〜７００ｋｇ／ｍ^３であることが望ましい。これより密度が低いと無機繊維をはじめとする成分の形成する空隙が大きく、本発明の塗料中の水分が無機繊維成形板にしみ込みやすくなり、塗料の使用量が著しく増えるという問題が生じる。また、７００ｋｇ／ｍ^３の無機繊維成形板は製造することが難しい。

塗料の調整
次の組成を混合し、塗料を調整した。
樹脂ポリ酢酸ビニル水性エマルジョン６重量％
（固形分比率５５％、最低造膜温度０℃以下）
顔料炭酸カルシウム（平均粒径２μｍ）５０重量％
二酸化チタン（平均粒径０．２μｍ）２重量％
粒状樹脂ポリスチレンビーズ１０重量％
（粒径２５０μｍ、軟化点１０５℃、分子量約３０万）
水３２重量％
なお、粒状樹脂の粒径は、ＪＩＳＺ８８０１−１に規定された金属製網ふるいのうち公称目開きが６００μｍと４２５μｍと２１２μｍの３種類の金属製網ふるいを加えた以外はＪＩＳＫ００６９（化学製品のふるい分け試験方法）の「乾式ふるい分け」の「手動ふるい分け」に規定された方法に準じて粒状樹脂をふるい分けし、粒状樹脂が最も多く残った金属製網ふるいの公称目開きの大きさとした。

無機繊維成形板の作成
〔００２１〕で調整した塗料を塗布し乾燥させて化粧無機繊維成形板を得るために、次の組成の無機繊維成形板を作成した。
無機ロックウール９０重量％
充填材アタパルジャイト３重量％
凝集剤硫酸アルミニウム１重量％
有機繊維パルプ１重量％
糊剤タピオカ澱粉５重量％
上記無機繊維成形板の組成をその組成の合計重量の約２０倍の重量の水に分散、混合し、目開きが約３００μｍの網を用いて抄き上げ、脱水した後、設定温度２３０℃の熱風乾燥機で1時間乾燥し、厚さ１２ｍｍ、密度３５０ｋｇ／ｍ^３の無機繊維成形板を得た。

化粧無機繊維成形板の作成
アネスト岩田製Ｗ−２００−２０１Ｇ型エアスプレーガンを用い、空気使用量毎分２６０リットル、塗料吐出量毎分４１０ｍｌの条件で、〔００２１〕で調整した塗料を〔００２２〕で作成した無機繊維成形板に３５０ｇ／ｍ^２の割合で塗布した。
〔００２１〕で調整した塗料を塗布した〔００２２〕で作成した無機繊維成形板を、庫内温度２５０℃、風速毎分２０ｍのオーブン内に１分間投入し、塗料を乾燥させ、表面化粧した無機繊維成形板を得た。
作成した化粧無機繊維成形板は、その表面を指で触っても粒状樹脂がほとんど剥がれ落ちることが無く、またその表面には塗料中の粒状樹脂の形状が保持された明瞭な凹凸模様が見られた。

Claims

皮膜形成樹脂と水と粒状樹脂と顔料とを含み、該粒状樹脂の軟化点が該皮膜形成樹脂の最低造膜温度より５０℃以上高い塗料を無機繊維成形板の少なくとも表面に塗布し、該粒状樹脂の軟化点より高くかつ融点より低い温度で乾燥させることにより、該塗料中の該粒状樹脂が軟化して無機繊維成形板の表面に定着する化粧無機繊維成形板の製造方法。
前記粒状樹脂の平均粒径が１００から１０００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の化粧無機繊維成形板の製造方法。