JP5325735B2 - 塗膜形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、建築物や土木構造物等における塗膜形成方法に関するものである。

従来、建築物や土木構造物等の表面化粧材として、各種骨材を含有する塗材がよく使用されている。このうち、鱗片状骨材を含む塗材は、比較的大柄な斑点模様によって独特な多彩感が表出可能なものであり、天然石調等の仕上面を形成することもできる。

このような塗材の一例として、特開平９−３３６８号公報（特許文献１）には、樹脂フレーク、結合材、骨材細粒及び添加剤を含む御影石調の塗材が記載されている。特開２００２−１７９９９９号公報（特許文献２）には、フィルム状チップ、着色珪砂、及び結合材等を含む擬石調塗材が記載されている。また、特開２００６−３６８７２号公報（特許文献３）には、薄片状のフレーク、寒水砂、合成樹脂エマルション等を含む塗料が記載されている。

特開平９−３３６８号公報 特開２００２−１７９９９９号公報 特開２００６−３６８７２号公報

上記各特許文献の塗材では、樹脂フレーク等の鱗片状骨材と共に、着色珪砂、寒水砂等の粒状骨材が混合されている。このような粒状骨材は、形成塗膜において、鱗片状骨材の背景色を構成する役割を担うものである。しかしながら、上述の各特許文献の塗材を用いて塗装を行うと、鱗片状骨材の上方にも粒状骨材が散在することとなり、鱗片状骨材による意匠性が不明瞭となりやすい。鱗片状骨材を塗膜最表面に露出させ、その意匠性を明瞭にするには、塗膜を研磨する手段を採用すればよいが、作業工程が増加して手間がかかってしまう。

本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、鱗片状骨材による意匠性を明瞭化し、美観性の高い仕上がりを得ることが可能な簡便な方法を提供することを目的とするものである。

本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、特定の表面性状を有する鱗片状骨材を混合した塗材を用い、これをコテまたはヘラ（以下「コテ等」ともいう）によって仕上げる方法に想到し、本発明を完成させるに到った。

すなわち、本発明は以下の特徴を有するものである。
１．水性樹脂、平均粒子径が０．０１〜０．８ｍｍである粒状骨材、平均粒子径（面状部位の長径の平均値）が１〜２０ｍｍであり、面状部位の水に対する接触角が７０°以下である鱗片状骨材、及び水を必須成分とし、
前記鱗片状骨材は、接触角が７０°以下となる被覆剤で基体粒子を処理したものであって、当該被覆剤は、結合材、並びに、シリケート化合物及び／または水分散性シリカを含有するものであり、
前記水性樹脂の固形分１００重量部に対し、前記粒状骨材を１００〜２０００重量部、前記鱗片状骨材を０．１〜５００重量部含有し、塗材中の水の含有比率が５〜３５重量％である塗材を、基材に塗付しコテまたはヘラを用いて仕上げることを特徴とする塗膜形成方法。

本発明によれば、鱗片状骨材が塗膜最表面に露出しやすくなり、鱗片状骨材による意匠性を明瞭化することが可能となる。本発明では、塗膜の研磨等の工程が不要であり、比較的簡便な方法で美観性の高い仕上がりを得ることができる。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。

本発明の塗膜形成方法は、建築物、土木構造物等における表面化粧方法に適したものである。塗装の対象となる基材は、建築・土木の分野で使用可能なものであれば特に限定されない。具体的には、例えばコンクリート、モルタル、磁器タイル、繊維混入セメント板、セメント珪酸カルシウム板、スラグセメントパーライト板、ＡＬＣ板、サイディング板、押出成形板、鋼板、石膏ボード、合板、プラスチック板等が挙げられる。これら基材は、既に塗膜、壁紙等を具備するものであってもよい。また、サーフェーサー、フィラー、パテ等で処理されたものであってもよい。

本発明では、上述のような基材に対し、水性樹脂、粒状骨材、鱗片状骨材、及び水を必須成分として含む塗材を塗付する。
このうち、水性樹脂は、結合材として作用するものであり、水溶性樹脂及び／または水分散性樹脂を使用することができる。使用可能な樹脂の種類としては、例えば、セルロース、ポリビニルアルコール、酢酸ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂等、あるいはこれらの複合系等を挙げることができる。これらは架橋反応性を有するものであってもよい。また、水性樹脂の形態は特に限定されず、１液型、２液型のいずれであってもよい。

本発明塗材における粒状骨材としては、平均粒子径が０．０１〜０．８ｍｍであるものを用いる。このような粒状骨材は、主に塗膜の全体的な色調に寄与するものである。粒状骨材としては、自然石、自然石の粉砕物等の天然骨材、及び着色骨材等の人工骨材から選ばれる少なくとも１種以上を好適に使用することができる。具体的には、例えば、大理石、御影石、蛇紋岩、花崗岩、蛍石、寒水石、長石、珪石、珪砂、及びこれらの粉砕物、陶磁器粉砕物、セラミック粉砕物、ガラス粉砕物、ガラスビーズ、樹脂粉砕物、樹脂ビーズ、金属粒等が挙げられる。さらに、これらの表面を着色コーティングしたもの等も使用できる。本発明では、このような粒状骨材の２種以上を適宜組み合せて使用することにより、種々の色彩を表出することができる。なお、本発明における粒状骨材は、後述の鱗片状骨材とは異なる形状を有するものである。粒状骨材の平均粒子径は、ＪＩＳ Ｚ８８０１−１：２０００に規定される金属製網ふるいを用いてふるい分けを行い、その重量分布の平均値を算出することによって得られる値である。

粒状骨材の混合比率は、水性樹脂の固形分１００重量部に対し、通常１００〜２０００重量部、好ましくは２００〜１５００重量部、より好ましくは３００〜１２００重量部である。粒状骨材の混合比率がこのような範囲内であれば、塗膜形成時の塗装作業性、形成塗膜の意匠性、割れ防止性等の点において好適である。

本発明における鱗片状骨材としては、平均粒子径が１〜２０ｍｍであり、面状部位の水に対する接触角（以下単に「接触角」ともいう）が７０°以下であるものを用いる。このような鱗片状骨材は、その面状部位が斑点状の模様等を形成して塗膜の美観性を高める役割を担うものである。本発明では、鱗片状骨材が特定の親水性能を有することにより、仕上塗膜において鱗片状骨材の意匠性を明瞭化することができる。

鱗片状骨材の平均粒子径は１〜２０ｍｍであり、これは前述の粒状骨材に比べ相対的に大きなものである。通常の鱗片状骨材を用いた場合は、コテ等による仕上げを行っても、鱗片状骨材の面状部位の上方に粒状骨材が残存しやすく、鱗片状骨材の意匠性を阻害するおそれがある。これに対し、本発明では、鱗片状骨材の親水性能により、コテ等による仕上げ時に鱗片状骨材の上方から粒状骨材が排除される作用が発揮され、鱗片状骨材の面状部位が塗膜最表面に露出しやすくなるものである。なお、鱗片状骨材の面状部位とは、鱗片状骨材を水平面に安定な状態で置いたときの、上下２つの面のことである。
鱗片状骨材の面状部位の接触角は、７０°以下であることが必要であるが、好ましくは６５°以下、より好ましくは６０°以下である。なお、本発明における水に対する接触角は、試料表面に水滴を滴下したとき、その水滴と試料表面とのなす角度のことであり、接触角計により測定することができる。
また、鱗片状骨材として可とう性を有するものを使用することにより、鱗片状骨材が塗膜に沿って配列しやすくなり、意匠性向上等の点で有利となる。

鱗片状骨材の平均粒子径が１ｍｍ未満である場合は、鱗片状骨材による意匠性を活かすことが困難となり、２０ｍｍを超える場合は、塗装作業性等に支障をきたすおそれがある。
なお、鱗片状骨材の平均粒子径とは、面状部位の長径の平均値である。鱗片状骨材の長径と短径の比（長径／短径）は、通常１／１〜１／１０（好ましくは１／１〜１／５）程度である。また、鱗片状骨材における平均粒子径と平均厚みの比（平均粒子径／平均厚み）は、通常２／１〜２００／１（好ましくは３／１〜１５０／１）程度である。平均厚みは、マイクロメーターにより測定できる。

このような鱗片状骨材としては、（ｉ）接触角が７０°以下である材料からなるもの、あるいは（ｉｉ）接触角が７０°以下となる被覆剤で基体粒子を処理したもの、等が使用できる。このうち（ｉｉ）の基体粒子としては、例えば雲母、ガラスフレーク、貝殻片、金属片等の無機質片、あるいはゴム片、樹脂フィルム片、プラスチック片、木片等を使用することができる。

接触角が７０°以下となる被覆剤としては、例えば、結合材、並びに、シリケート化合物及び／または水分散性シリカを含有するもの等が使用できる。このうち、結合材としては、例えば、酢酸ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂等、あるいはこれらの複合系等を挙げることができる。シリケート化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等、あるいはこれらの縮合物等が挙げられる。水分散性シリカとしては、例えば、平均一次粒子径が通常１〜２００ｎｍ、好ましくは５〜１００ｎｍのものを使用することができる。このような水分散性シリカは、珪酸ソーダ、珪酸リチウム、珪酸カリウム、シリケート化合物を原料として製造することができ、このうちシリケート化合物としては、例えば、上述のもの等が挙げられる。
これら被覆剤は、着色顔料、染料等の着色剤を含むものであってもよく、着色剤を適宜選定することで鱗片状骨材に所望の色調を付与することができる。（ｉｉ）では、基体粒子の表面に、公知の方法で被覆剤の被膜を形成すればよい。

鱗片状骨材は、水性樹脂の固形分１００重量部に対し、通常０．１〜５００重量部、好ましくは０．５〜２００重量部、より好ましくは１〜１００重量部の比率で混合する。鱗片状骨材の混合比率がこのような範囲内であれば、塗装作業性、意匠性等の点において好適である。

本発明における塗材では、水を５〜３５重量％含有する。水の含有比率がこのような範囲内であれば、塗装作業性、意匠性等において、安定した効果を得ることが可能となる。水の含有比率が上記範囲を逸脱する場合は、本発明の効果が得られにくく、塗装作業性、特にコテ等による仕上げ時の作業性等を確保することも困難となり、形成塗膜の意匠性が不十分なものとなりやすい。

本発明における塗材は、上記成分を公知の方法によって均一に混合することで製造することができるが、必要に応じ通常塗材に使用可能なその他の成分を混合することもできる。このような成分としては、例えば、着色顔料、体質顔料、増粘剤、造膜助剤、レベリング剤、可塑剤、凍結防止剤、ｐＨ調整剤、希釈剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、抗菌剤、分散剤、消泡剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、繊維、触媒、架橋剤等が挙げられる。また、本発明の効果が損われない範囲内であれば、平均粒子径が０．８ｍｍを超える粒状骨材等の各種骨材を混合することもできる。

本発明では、上述のような塗材を基材に塗付し、コテまたはヘラを用いて仕上げを行う。本発明では、この工程で、基材に塗付した塗材の塗面（乾燥前の塗膜表面）を、コテまたはヘラを用いて平滑に均すことにより、鱗片状骨材が塗膜に沿って配列しやすくなる。さらに、上述の鱗片状骨材の表面特性により、塗面近傍（塗膜の表面側）に存在する鱗片状骨材を塗膜最表面に露出しやすくすることができ、仕上塗膜において鱗片状骨材の意匠性を明瞭化することができる。鱗片状骨材の接触角が７０°を超える場合は、コテ等による仕上げを行っても、鱗片状骨材の上方に粒状骨材が散在した状態で残存しやすく、鱗片状骨材による意匠性が不明瞭となりやすい。

コテとしては、例えば金ゴテ、木ゴテ等が使用できる。ヘラとしては、例えば金ベラ、木ベラ等が使用できる。なお、塗材を基材に塗付（配り塗り）する際には、コテ、ヘラが使用できるのは勿論であるが、その他の方法、例えば吹き付け、ローラー塗り等を採用することもできる。コテまたはヘラによる仕上げは、塗材の塗付後、塗材が乾燥する前までに行えばよい。
塗材の塗付け量は、通常０．５〜８ｋｇ／ｍ^２（好ましくは１〜５ｋｇ／ｍ^２）程度である。
仕上げ後の塗膜の乾燥は、通常、常温（５〜３５℃程度）で行えばよいが、必要に応じ高温下で行うこともできる。

本発明では、塗材の乾燥後に、必要に応じクリヤー塗料を塗付することもできる。このようなクリヤー塗料としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂等を結合剤とする塗料が使用できる。このようなクリヤー塗料は、公知の艶消し剤等によって艶の程度が調整されたものであってもよい。

以下に実施例を示し、本発明の特徴をより明確にする。

（実施例１）
水分散性樹脂２００重量部（固形分１００重量部）に対し、粒状骨材を１０５０重量部、鱗片状骨材Ａを２０重量部、水を２８０重量部、造膜助剤を８重量部、増粘剤を２重量部、消泡剤を４重量部混合し、常法にて均一に攪拌して塗材Ａを製造した。この塗材Ａにおける水の含有比率は約２４重量％である。なお、塗材の製造に使用した原料は、以下の通りである。

・水分散性樹脂：アクリル樹脂エマルション（固形分５０％）
・粒状骨材：着色珪砂（赤茶色、平均粒子径７０μｍ）
・鱗片状骨材Ａ：樹脂フィルム片の着色被覆処理品（アクリル樹脂、メチルシリケート、酸化チタン（固形分重量比８９：３：８）を主成分とする白色着色剤による被覆処理品）、平均粒子径８ｍｍ、接触角６６°
・鱗片状骨材Ｂ：樹脂フィルム片の着色被覆処理品（アクリル樹脂、メチルシリケート、酸化チタン（固形分重量比８２：１０：８）を主成分とする白色着色剤による被覆処理品）、平均粒子径８ｍｍ、接触角５７°
・鱗片状骨材Ｃ：樹脂フィルム片の着色被覆処理品（アクリル樹脂、酸化チタン（固形分重量比９２：８）を主成分とする白色着色剤による被覆処理品）、平均粒子径８ｍｍ、接触角７８°
・造膜助剤：２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート
・増粘剤：ヒドロキシエチルセルロース粉
・消泡剤：シリコーン系消泡剤

上記方法で得られた塗材Ａを１８０ｃｍ×９０ｃｍのスレート板にコテで塗付（配り塗り）し、引き続き同じコテを用いて塗面を平滑に均した。この際、塗材の塗付け量は１．２ｋｇ／ｍ^２とした。塗装後、常温で４８時間乾燥させた。形成された塗膜の外観を確認したところ、鱗片状骨材の上方に着色珪砂の粒があまり残存せず、鱗片状骨材の意匠性が際立つ仕上がりであった。

（実施例２）
鱗片状骨材Ａに替えて鱗片状骨材Ｂを使用した以外は、実施例１と同様の方法で塗材を製造し、塗装を行った。実施例２では、鱗片状骨材の上方に着色珪砂の粒がほとんど残存せず、鱗片状骨材の意匠性が際立つ仕上がりであり、実施例１よりもさらに良好な状態であった。

（比較例１）
鱗片状骨材Ａに替えて鱗片状骨材Ｃを使用した以外は、実施例１と同様の方法で塗材を製造し、塗装を行った。比較例１では、鱗片状骨材の上方に着色珪砂の粒が多く残存した状態であった。

Claims (1)

1. 水性樹脂、平均粒子径が０．０１〜０．８ｍｍである粒状骨材、平均粒子径（面状部位の長径の平均値）が１〜２０ｍｍであり、面状部位の水に対する接触角が７０°以下である鱗片状骨材、及び水を必須成分とし、
   前記鱗片状骨材は、接触角が７０°以下となる被覆剤で基体粒子を処理したものであって、当該被覆剤は、結合材、並びに、シリケート化合物及び／または水分散性シリカを含有するものであり、
   前記水性樹脂の固形分１００重量部に対し、前記粒状骨材を１００〜２０００重量部、前記鱗片状骨材を０．１〜５００重量部含有し、塗材中の水の含有比率が５〜３５重量％である塗材を、基材に塗付しコテまたはヘラを用いて仕上げることを特徴とする塗膜形成方法。