JP5464963B2 - 押出成形セメント板の表面塗装方法 - Google Patents

Description

この発明は、押出成形セメント板（Ｅｘｔｒｕｄｅｄ Ｃｅｍｅｎｔ Ｐａｎｅｌ）の表面塗装方法に関するものである。押出成形セメント板は、主として、中高層の鉄骨建築物における外壁および間仕切壁に用いる材料で、セメント・けい酸質原料および繊維質原料を主原料として、中空を有する板状に押出成形しオートクレーブ養生したパネルである。

押出成形セメント板は、上記のように、主として、中高層の鉄骨建築物における外壁および間仕切壁に用いられているが、表面の美粧性や耐久性を向上させるために、アクリルウレタン樹脂系塗料仕上げをしたもの、フッ素樹脂系塗料仕上げをしたもの等がある。

ところで、従来、押出成形セメント板の表面塗装は、溶剤樹脂塗料を使用して行うのが一般的である。

ところが、溶剤樹脂塗料を使用すると、塗装の際における揮発性有機溶剤による環境悪化の問題がある。

この有機溶剤による環境問題を解決するための無公害の塗装方法として、近年は、エポキシ、アクリル、ポリエステル系の熱硬化性粉体塗料を使用する粉体塗装が注目されている。

しかしながら、押出成形セメント板の表面を粉体塗装した場合、塗装面に多数の発泡によるブツブツが発生して、綺麗な塗装面が得られない。

その原因としては、押出成形セメント板は、一般に、水分を８〜１６％含んでいるため、押出成形セメント板の表面を粉体塗装した後、焼き付け乾燥炉において塗膜を焼き付け硬化させると、押出成形セメント板に含まれる水分が加温によって上昇し、水蒸気が外部に出るためであると考えられる。

そこで、この発明は、環境にやさしい粉体塗装によって、押出成形セメント板の表面に発泡のない綺麗な塗装面を得ることができる押出成形セメント板の塗装方法を提供することを課題とするものである。

この発明は、上記の課題を解決するために、押出成形セメント板の片面に赤外線を照射して、押出成形セメント板の片面のみを熱硬化性粉体塗料の硬化温度以上に加熱し、この赤外線加熱された加熱面に熱硬化性粉体塗料を塗装した後、赤外線加熱された加熱面の予熱により、熱硬化性粉体塗料の塗装膜の硬化反応を終了させるようにしたのである。

上記のように、赤外線照射により、押出成形セメント板の片面のみを熱硬化性粉体塗料の硬化温度以上に加熱しても、押出成形セメント板の内部や赤外線照射を行わない反対面の温度を水分が蒸発しない温度に保つことができる。

したがって、赤外線照射により、粉体塗料の噴射面だけの水分を追い出し、その表面に粉体塗料を噴射して、赤外線加熱された加熱面の予熱により、熱硬化性粉体塗料の塗装膜を硬化させるようにすると、内部からの水分の上昇が抑えられた状態で、熱硬化性粉体塗料の硬化反応を完了させることができるので、発泡のない綺麗な塗膜を得ることが可能となる。

このようにして、硬化反応を完了させた後は、さらに、硬化膜の上に、上塗り塗装を行い、その後、焼き付け乾燥炉で、上塗り塗装の焼き付け塗装を行っても、上塗り塗装の下地として、硬化反応を完了した塗膜があるため、上塗り塗装の焼き付け塗装によって、押出成形セメント板の内部からの水分が上昇しても、その水分は、硬化反応を完了した塗膜を通過することはできない。したがって、上塗り塗装の塗膜も、発泡のない綺麗な塗膜になる。

上塗り塗装は、粉体塗装の他、溶剤系の塗料、フッ素塗料又は水性系塗料を使用した塗装方法を採用することもできる。

また、赤外線加熱された加熱面に熱硬化性粉体塗料を塗装し、この塗装面の熱硬化性粉体塗料が硬化する前に、塗装面に他の粉体塗料を塗装し、赤外線加熱された加熱面の予熱により、熱硬化性粉体塗料の塗装膜を硬化させるようにしてもよい。

この赤外線加熱された加熱面に塗装する熱硬化性粉体塗料として、エポキシ系の粉体塗料を使用し、このエポキシ系の粉体塗料の塗装面に塗装する他の粉体塗料として、ポリエステル系、アクリル系、又はフッ素系の粉体塗料を使用することができる。

この発明においては、上記のように、粉体塗装によって、押出成形セメント板の表面に発泡のない綺麗な塗装面を得ることができるので、有機溶剤の削減による無公害化を図ることができる。

また、押出成形セメント板は、物温が１３０℃を超えると、表面に蜘蛛の巣状にクラックができ易いが、この発明では、クラックができても粉体塗料がクラックの隙間部に入り込み、塗装膜によってクラックを覆い隠すため、クラックによる表面の美観が損なわれず、また、強度低下も防止できる。

この発明に係る押出成形セメント板の表面塗装方法の工程概略図である。 この発明に係る押出成形セメント板の表面塗装方法の比較例を示す工程概略図である。 この発明に係る押出成形セメント板の表面塗装方法の比較例を示す工程概略図である。 この発明に係る押出成形セメント板の表面塗装方法の比較例を示す工程概略図である。 この発明に係る押出成形セメント板の表面塗装方法の比較例を示す工程概略図である。

図１は、この発明に係る押出成形セメント板の表面塗装方法の工程を示す概略図である。

まず、第１の工程は、赤外線加熱炉３による押出成形セメント板１の予備加熱工程である。予備加熱工程は、図１に示すように、押出成形セメント板１を、コンベヤ２によって赤外線加熱炉３内を通過させて行う工程である。この赤外線加熱炉３内を通過させる第１の工程で、押出成形セメント板１の片面に、赤外線ヒータ４から赤外線ａを照射し、押出成形セメント板１の片面のみを、熱硬化性粉体塗料ｂの硬化温度以上に加熱し、押出成形セメント板１の内部や赤外線照射を行わない反対面の温度を水分が蒸発しない温度に保つ。

次に、第２の工程は、粉体塗装工程である。この粉体塗装工程は、塗装ガン６によって、予備加熱工程で熱硬化性粉体塗料ｂの硬化温度以上に加熱した押出成形セメント板１の片面に、熱硬化性粉体塗料ｂを噴射する工程である。塗装ブース５の底面には、オーバースプレー粉を回収する回収ダクト７を設置し、回収粉を再利用するようにしている。

第３の工程は、粉体塗装工程において、押出成形セメント板１の片面に塗装した熱硬化性粉体塗料ｂを、自然放置して予備加熱工程で加熱した押出成形セメント板１の予熱により、硬化反応を終了させる工程である。

使用する熱硬化性粉体塗料ｂは、エポキシ、アクリル、ポリエステル、フッ素系の粉体塗料であり、硬化温度は、１３０〜２００℃であり、予備加熱工程では、この硬化温度よりも、約３０℃高めに押出成形セメント板１の片面を、赤外線ヒータ４からの赤外線ａの照射によって加熱している。

なお、図１において、符号ｃは、押出成形セメント板１の片面に形成した塗膜層を示す。

以下、この発明に係る押出成形セメント板の粉体塗装方法のより具体的な実施例について説明する。

実施例１は、押出成形セメント板１として、幅５１０ｍｍ、長さ１０００ｍｍ、厚さ６０ｍｍのカットサンプル（株式会社ノザワ製の商品名「アスロック」）を使用し、次のような条件で塗装を行った例である。

この実施例１では、熱硬化性粉体塗料ｂとしては、硬化温度が１８０℃のエポキシ系粉体塗料を使用した。

赤外線加熱炉３としては、全長６５０ｍｍ（有効幅５００ｍｍ）で、定格出力３０００Ｗの赤外線ヒータ４（ヘレウス株式会社製）を９０ｍｍピッチ間隔で並べたものを使用し、赤外線ヒータ４とコンベア２上の押出成形セメント板１の上面との距離は、９０ｍｍとした。

上記赤外線加熱炉３内を、約１０分通過させると、赤外線ａが照射される押出成形セメント板１の表面は２１０℃に上昇した。このときの押出成形セメント板１の内部温度は、５９℃、反対側の面の温度は、８０℃であった。

この表面温度を２１０℃に加熱した押出成形セメント板１をコンベヤ２によって塗装ブース５に送り、塗装ガン６からエポキシ系粉体塗料を膜厚が８０μｍになるように噴射した。塗装ガン６としては、コロナガンを使用した。

塗装後、そのまま１５分間自然放置を行った。この自然放置により、押出成形セメント板１のエポキシ系粉体塗料は、押出成形セメント板１の予熱により、硬化反応が終了した。硬化反応が終了したエポキシ系粉体塗料の塗膜層ｃを観察したところ、発泡が見られず、綺麗な樹脂皮膜が形成されていた。

次に、硬化温度が、１６０℃と１４０℃のポリエステル系の熱硬化性粉体塗料ｂを使用して、実施例１と同様の塗装を行った。

硬化温度が１６０℃の熱硬化性粉体塗料ｂを使用する場合、押出成形セメント板１の表面温度は、１９０℃とした。この例を実施例２とする。

硬化温度が１４０℃の熱硬化性粉体塗料ｂを使用する場合、押出成形セメント板１の表面温度は、１７０℃とした。この例を実施例３とする。

この実施例２、実施例３においても、塗膜層ｃを観察したところ、発泡が見られず、綺麗な樹脂皮膜が形成されていた。

次に、実施例４として、実施例１〜３のようにして硬化反応を終了させた塗膜層ｃの上に、再度、フッ素系樹脂の粉体塗料を上塗りし、その後に、熱風循環炉８によって、上塗り層を焼き付けしても、発泡が見られず、綺麗な樹脂皮膜が形成されていた。

また、実施例５として、赤外線加熱された加熱面に、エポキシ系の粉体塗料を塗装し、このエポキシ系の粉体塗料が硬化する前に、エポキシ系の粉体塗料の塗装面に、フッ素系の粉体塗料を塗装し、赤外線加熱された加熱面の予熱により、２層の熱硬化性粉体塗料の塗装膜を自然硬化させたところ、発泡のない、綺麗な樹脂皮膜を形成することができた。

また、実施例５と同様に、下塗り層となるエポキシ系の粉体塗料の塗膜層ｃを、予熱による自然硬化によって硬化反応を終了させ、その後、上塗り層のフッ素系の粉体塗料を焼き付けるために、再加熱して上塗り層を加熱硬化させた。この例を実施例６とする。この例においても、発泡のない、綺麗な樹脂皮膜を形成することができた。

次に、比較例として、下記の塗装実験を行った。使用する押出成形セメント板１と熱硬化性粉体塗料ｂは、実施例１と同じものを使用した。

まず、比較例１として、図２に示す通り、通常の粉体塗装を行った。即ち、常温で、押出成形セメント板１の表面に、熱硬化性粉体塗料ｂを塗装した後、熱風循環炉８に投入して、表面温度が２１０℃になるように、焼き付けを行った。焼き付け当初は、表面の粉体塗料が溶けて、平滑な塗膜が形成された。しかし、硬化反応が進むにつれて、塗膜上に無数のピンホールが発生した。これは、塗膜層ｃが硬化する前に、熱風循環炉８で押出成形セメント板１全体が加熱されるため、押出成形セメント板１の内部に保持された水分が、塗膜層ｃを突き破って外部に出るためであると考えられる。

次に、比較例２として、図３に示す通り、熱風循環炉８によって、押出成形セメント板１の表面温度が２１０℃になるように、予備加熱を行い、その後、熱硬化性粉体塗料ｂを塗装した後、予熱によって硬化反応を行ったところ、塗膜層ｃに多数のピンホールが発生した。その理由は、比較例１と同様の理由によると考えられる。なお、熱風循環炉８によって、押出成形セメント板１の表面温度が２１０℃になるように、加熱した場合、押出成形セメント板１の裏面の温度は２０７℃、内部の温度は１７７℃となった。

次に、比較例３として、図４に示す通り、熱風循環炉８によって、押出成形セメント板１の表面温度が２１０℃になるように、予備加熱を行い、その後、熱硬化性粉体塗料ｂを塗装した後、硬化反応を熱風循環炉８に投入して行った。この比較例３の塗膜層ｃにも、多数のピンホールが発生した。その理由は、比較例１と同様の理由によると考えられる。

次に、比較例４として、図５に示す通り、赤外線加熱炉３によって、押出成形セメント板１の表面温度が２１０℃になるように、予備加熱を行い、その後、熱硬化性粉体塗料ｂを塗装した後、赤外線加熱炉３に投入して、赤外線加熱炉３内で硬化反応を行った。この比較例４の塗膜層ｃにも、多数のピンホールが発生した。赤外線加熱炉３によって予備加熱を行う点は、この発明の実施例と同様であるが、硬化前に再加熱を行うと、赤外線加熱炉３によって焼き付け処理を行っても、発泡を抑制することができないということが確認できた。

以上の実施例１〜６、比較例１〜４の結果を纏めると、表１の通りになる。また、押出成形セメント板１の表面温度が、２１０℃、１９０℃、１７０℃となるように、赤外線加熱炉３と、熱風循環炉８とによって予備加熱した場合に、押出成形セメント板１の内部温度と、裏面側の温度をそれぞれ測定した温度を表２に示す。内部温度は、中空部と裏面部との間の板状部分の中間部に温度計を差し入れて測定したものである。

１ 押出成形セメント板
２ コンベヤ
３ 赤外線加熱炉
４ 赤外線ヒータ
５ 塗装ブース
６ 塗装ガン
７ 回収ダクト
８ 熱風循環炉
ａ 赤外線
ｂ 粉体塗料
ｃ 塗膜層

Claims (5)

1. 押出成形セメント板の片面に赤外線を照射して、押出成形セメント板の片面のみを熱硬化性粉体塗料の硬化温度以上に加熱し、この赤外線加熱された加熱面に熱硬化性粉体塗料を塗装した後、赤外線加熱された加熱面の予熱により、熱硬化性粉体塗料の塗装膜の硬化反応を終了させることを特徴とする押出成形セメント板の表面塗装方法。
2. 前記硬化を終了させた塗装膜の表面に、上塗り塗装を行うことを特徴とする請求項１記載の押出成形セメント板の表面塗装方法。
3. 前記上塗り塗装を、溶剤系の塗料、フッ素塗料又は水性系塗料によって行うことを特徴とする請求項２記載の押出成形セメント板の表面塗装方法。
4. 押出成形セメント板の片面に赤外線を照射して、押出成形セメント板の片面のみを熱硬化性粉体塗料の硬化温度以上に加熱し、この赤外線加熱された加熱面に熱硬化性粉体塗料を塗装し、この塗装面の熱硬化性粉体塗料が硬化する前に、塗装面に他の粉体塗料を塗装した後、赤外線加熱された加熱面の予熱により、熱硬化性粉体塗料の塗装膜を硬化反応を終了させることを特徴とする押出成形セメント板の表面塗装方法。
5. 赤外線加熱された加熱面に塗装する熱硬化性粉体塗料がエポキシ系の粉体塗料であり、このエポキシ系の粉体塗料の塗装面に塗装する他の粉体塗料がポリエステル系、アクリル系、又はフッ素系の粉体塗料のいずれかである請求項４に記載の押出成形セメント板の表面塗装方法。

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