JPH0236311B2 - Mukishitsutomakunokeiseiho - Google Patents
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Landscapes
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、多孔性無機質基材または金属、ガラ
ス等の非多孔性鉱物質基材からなる鉱物質基材
(これらを総称して鉱物質基材という)面に、水
溶性アルカリ金属珪酸塩系無機質塗料を化粧塗装
仕上げする無機質塗膜の形成法に関する。 〔従来の技術および問題点〕 石綿セメント板や珪酸カルシウム板などの基材
は、不燃性で且つ耐久性に優れているため、広く
建材その他に使われている。通常これらの材料自
体は美粧性がに乏しいため、美粧性が要求される
場合には有機質塗料で塗装仕上げされている。と
ころがこの有機質塗膜は可燃性であり又耐久性に
乏しい為、基材のもつ特徴を著しく損ねている。
そこでこれらの基材の特徴を生かすことができる
不燃性の無機質塗料が使われるようになつた。し
かしながら一般に無機質塗料は有機質塗料に比べ
て不燃性・耐熱性などには優れているが可とう
性、光沢、平滑性などの点については劣つてい
る。特に石綿セメント板が珪酸カルシウム板のよ
うな基材は、気中の湿度変化あるいは吸水、乾燥
による膨張、収縮の寸法変化が大きく、無機質塗
膜はその寸法変化に充分追従できる可とう性に乏
しいためクラツクが発生しやすく、またそのクラ
ツクに汚染物質が浸透付着して耐汚染性が低下す
る。さらにクラツクの発生によつて、基材中の白
華成分が塗膜表面に溶出して白華現象を生起しが
ちであり、塗膜中に白華成分を含有する場合は白
華現象を完全に抑制するのが難しい。 建材等の化粧等に用いられる無機質塗料には加
熱硬化型のものと常温硬化型のものがある。一般
に、加熱硬化型の塗料は約200〜300℃に加熱しな
いと充分に硬化した膜が得られないが、基材とし
て石綿セメント板や珪酸カルシウム板などを用い
た場合、この加熱により基材が強度劣化、変性、
変色を起こしたりする問題がある。常温硬化型の
ものは基材を劣化させることは少ないが、充分な
硬化膜を得るには約1週間以上に硬化期間を要す
る。 上記の諸問題を解決する一方法として、先に本
発明者等は、水溶性アルカリ金属珪酸塩等を含有
する塗料を下塗りし、酸溶液にて処理し、該酸を
除去し、次いで該塗料を上塗りした後、該塗膜を
硬化させる工程を含む方法を発明した(特願昭56
−211612号)。これに対し本発明は、一つの観点
からはこの先行発明を改善した発明であるという
ことができる。 また特公昭49−47249号公報に、アルカリ金属
珪酸塩にかなりの量の無定形シリカを添加し長時
間加熱溶解した高粘性塗料を基材に塗布し、酸等
の強酸性処理液で処理した後に乾燥硬化させる方
法が開示されている。この発明は多量の無定形シ
リカ粉を加熱溶解した塗料を使用したことを特徴
とするものであり、同公報の比較例等に明示され
ているように該シリカを溶解含有しない場合には
効果が発揮されない。この方法は該塗料の製造、
光沢性等に関して、若干の問題が存在し得る。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の主目的は、上記の問題点を改善した新
規な方法を提供することである。すなわち、本発
明は従来の無機質塗膜の持つ不燃性、耐熱性に加
えて、有機質塗料やガラス釉面並の光沢と平滑性
を持ち、且つ無機質塗膜の欠点であつた可撓性、
耐汚染性、耐白華性に優れた塗膜を得るととも
に、基材の加熱劣化をも生じさせない無機質塗膜
の形成方法を提供するものである。 本発明の代表的な態様を要約すると、鉱物質基
材上に、充填剤、顔料および硬化剤等から選ばれ
る粉体固形分を含有する水溶性アルカリ金属珪酸
塩系水溶液塗料(以下に下塗り塗料という)を塗
布して適度に乾燥した塗膜にPH値3.5〜10.0の
酸・アンモニウム塩系水溶液を適用し、水洗し適
度に乾燥させた後に、該粉体固形分の含有量が該
下塗り塗料よりも少量ないし零である該珪酸塩系
水溶液塗料(以下に上塗り塗料という)を塗布し
て適度に乾燥させた塗膜に、PH値約3.5〜10.0の
酸・アンモニウム塩系水溶液を適用し、水洗しそ
して乾燥することを特徴とする、無機質塗膜の形
成方法である。該塗料のうちの少なくとも下塗り
塗料が有効量の硬化剤を含有するのが好ましい。
必要あれば、上記の二塗料の中間の固形分含量を
有する該珪酸塩系水溶液塗料を両者の塗膜の間に
塗装してなる塗膜を、同様に処理して、本発明の
無機質塗膜を形成することも当然可能である。 〔発明の詳しい記述〕 前記の酸・アンモニウム塩系水溶液のPH値は、
一般に約3.5〜約10.0の範囲であり、好ましくは
約4〜約9の範囲であり、そしてより好ましくは
約4.5〜約8.5そして典型的には約5〜約8の範囲
である。約3.5〜10.0の範囲外では本発明の効果
は一般に達成困難である。 該酸・アンモニウム塩系水溶液としては、酸ま
たは酸性塩とアンモニアまたはアンモニア水また
はアンモニア化合物との反応生成物または反応生
成混合物である塩の水溶液を指称し、代表的に
は、(1)水に該酸・アンモニウムを溶解するかまた
は(2)水に酸およびアンモニア水またはアンモニア
ガスを添加する等によつて調製し得る。該水溶液
を所望のPH値に調整するには、例えば該水溶液に
アンモニア水もしくはアンモニアガスまたは該酸
を適度に添加すればよい。必要に応じて、所望の
PH値を効果的に維持するために適当な緩衝剤を添
加することも可能である。なお、酸・アンモニウ
ム塩系水溶液の塩成分は、二種類以上の塩の混合
物であつてもよい。 該酸・アンモニウム塩系水溶液の塩の酸成分と
しては無機酸及び有機酸またはこれらの酸性塩が
使用でき、無機酸系としてはリン酸、塩酸、亜硫
酸、硫酸、硝酸、塩化アルミニウム、硫酸アルミ
ニウム、第1リン酸アルミニウム、第1リン酸カ
ルシウム、硝酸アルミニウム等が、そして有機酸
としてはシユウ酸、クエン酸、酢酸、酒石酸等が
代表的に例示されるが、これらに限定されない。
なお、代表的な酸・アンモニウム塩として、リン
酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸アンモ
ニウム、塩化アンモニウム、酢酸アンモニウム等
が例示できるが、一般に、第一、第二および/ま
たは第三リン酸アンモニウムが特に好適である。
本発明における基材の例には、石綿セメント板、
石綿パーライト板、珪酸カルシウム板、石綿セメ
ント珪酸カルシウム板、石膏ボード、モルタルボ
ード、コンクリートボード、パルプセメント板、
木片セメント板、GRC(ガラス繊維強化セメン
ト)ボード、CFRC(カーボン繊維強化セメント)
ボード、SFRC(スチール繊維強化セメント)ボ
ード、ALCボード、ロツクウール無機質成形体、
金属板、ガラス板等が含まれる。 本発明における無機質塗料は、水溶性アルカリ
金属珪酸塩系水溶液、および硬化剤、充填剤、顔
料等の粉体固形分を混合して形成される。前記の
態様における下塗り塗料に含有される該粉体固形
分の量は、該塗料の重量に基き、約10%以上そし
て好ましくは約20%以上から該珪酸塩水溶液ベヒ
クルにて塗料として保持される量(例えば約80重
量%)までの範囲である。一般に約20〜約60重量
%の範囲の量が用いられる。前記の態様における
上塗り塗料の該粉体固形分の量は、約20重量%以
下そして好ましくは約10%以下から零までの範囲
である。 水溶性アルカリ金属珪酸塩は、一般式M2O・
xSiO2・yH2O(但し、Mは周期律表第I族に属す
るアルカリ金属、x及びyは正の数である。)で
表わされるが、この水溶性アルカリ金属珪酸塩を
多価金属化合物で変性した変性水溶性アルカリ金
属珪酸塩を用いてもよい。水溶性アルカリ金属珪
酸塩には、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸
リチウム等があり、xの値は特に制限するもので
はないが、2〜5が造膜性、耐久性等の観点から
好ましい。yの値についても特に制限するもので
はなく、最終的に得られる組成物塗料に適度な粘
性をもたせる範囲、あるいは該組成物を取り扱う
上において支障がない範囲であればよい。変性水
溶性アルカリ金属珪酸塩は、前記水溶性アルカリ
金属珪酸塩にマグネシウム、アルミニウム、カル
シウム、亜鉛、ジルコニウム等の多価金属の酸化
物、水酸化物、弗化物、炭酸塩、リン酸塩等の化
合物の1種あるいは2種以上を溶解反応させたの
であり、塗膜の耐水性、耐薬品性等の改善に寄与
する。本発明における無機質塗料には、これらの
水溶性アルカリ金属珪酸塩あるいは変性水溶性ア
ルカリ金属珪酸塩の1種あるいは2種以上を混合
して用いることができる。実用的には珪酸ナトリ
ウムが造膜性、接着性、低コスト性等の点で優れ
ており、本発明では珪酸ナトリウム1種を用いて
も優れた無機質塗膜が得られる。なお、該アルカ
リ金属珪酸塩の添加量は、該塗料の重量に基き、
約7%以上、好ましくは約10%以上、更に好まし
くは約15%以上、そして典型的には約15%〜約60
%の範囲である。 上記の水溶性アルカリ金属珪酸塩あるいは変性
水溶性アルカリ金属珪酸塩の硬化剤には、酸化亜
鉛、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等の多
価金属酸化物;水酸化マグネシウム、水酸化アル
ミニウム等の多価金属水酸化物;炭酸亜鉛、炭酸
マグネシウム等の多価金属炭酸塩;リン酸マグネ
シウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛等の多
価金属リン酸塩;珪弗化亜鉛、珪弗化アルミニウ
ム等の珪弗化物;グリオキザール、シユウ酸アミ
ド等の有機化合物等があり、これらの硬化剤の1
種類あるいは2種以上を用いる。硬化剤の有効量
は、該塗料の重量の約1%以上、好ましくは約3
%以上、典型的には約5%以上である。 充填剤には、珪石、アルミナ、ガラス粉等の粒
状物;粘土、雲母等の偏平状物;石綿、ガラス繊
維粉等の繊維状物等がある。 顔料には、二酸化チタン、ベンガラ、黄鉛、ク
ロムグリーン、群青、マルスバイオレツト、コバ
ルトブルー、カーボンブラツク等がある。 その他の添加剤としては、公知の界面活性剤、
分散剤、消泡剤、増粘剤等があり、必要に応じて
添加する。 〔作用および効果〕 本発明において、硬化剤、充填剤、顔料等を添
加した水溶性アルカリ金属珪酸塩系塗料を塗布し
て第1層を得、これを乾燥した後にPH値が3.5〜
10.0の酸・アンモニウム塩系水溶液を適用し、水
洗しそして1次乾燥後、硬化剤、充填剤、顔料等
粉体固形分を含まないか、あるいは硬化剤、充填
剤、顔料、増粘剤等を小量含む水溶性アルカリ金
属珪酸塩系塗料を塗布して第2層を得、2次乾燥
した後、前記のPH値の酸・アンモニウム水溶液に
浸漬し、さらに水中に浸漬して最後に乾燥して無
機質塗膜が形成できる。 上記の態様において、第1層は硬化剤、充填
剤、顔料等の粉体固形分を比較的多量に含んでい
るために、比較的ポーラスな硬化した塗膜ができ
る。この第1層に粉体固形分を含まないか、ある
いは硬化剤、顔料、増粘剤等小量を含む水溶性ア
ルカリ金属珪酸塩系塗料を塗布すると、一部分は
第1層に浸透して第1層は緻密な層となりまた、
一部分は第1層の上部表面に粉体固形分を含まな
いかあるいは小量含む透明釉薬調の薄膜を第2層
として形成する。その後、第2層が発泡しない程
度の温度で2次乾燥を行い、さらに前記のPH値の
酸・アンモニウム塩水溶液中に浸漬させて塗膜中
のアルカリ金属を酸イオンにより選択的、強制的
に除去して塗膜を硬化させるとともに、一部分の
該酸は塗膜中の成分とも反応して硬化作用をもた
らすものと考えられる。その後、塗膜を水中に浸
漬させることにより、塗膜や基材中の残留未反応
酸・アンモニウム塩等の物質を除去し、これを乾
燥させると塗膜は収縮して微細なクラツクが均一
に発生する。従つて、代表的に下記の効果が有利
に達成される。 (1) 塗膜の表面が透明釉薬調になり、美観、肌ざ
わりがよい。 (2) 弱酸性から中性付近の酸・アンモニウム塩水
溶液で薬液硬化させて塗膜を製造すると、加熱
硬化法に比べ塗膜の硬化が均一でゆるやかであ
るため、塗膜に均一に微細なクラツクが発生す
る。こうして発生したクラツクは汚染物質が入
り込めないほど微細であり、また基材の吸水膨
張、乾燥収縮等の寸法変化やたわみが発生して
もその均一なクラツクにより応用を分散吸収さ
せてしまうため、もはや耐汚染性の低下をもた
らす大きなクラツクは発生せず耐汚染性がよ
い。 (3) 酸・アンモニウム塩水溶液で処理することに
より白華成分となる塗膜中のアルカリ金属を除
去するので、耐白華性に優れた塗膜ができるこ
と等が挙げられる。更に、本発明の基材として
石綿セメント板や珪酸カルシウム板などのセメ
ント質のものを用いる場合には、高温加熱を必
要とせず比較的低温加熱での乾燥後、前記のPH
値の酸・アンモニウム塩水溶液により硬化させ
るものであるため基材を劣化させることがな
い。また、基材中の白華成分となる遊離Ca成
分を酸により固定することができるので、耐白
華性を向上させることができる。また、補強材
として石綿がガラス繊維が含有されている基材
についても、劣化させることはない。 〔発明の具体的な態様〕 第1層を形成する下塗り塗料は、基材との密着
性や上塗り塗膜の硬化性を向上させるために硬化
剤を添加した方がよく、また塗膜としての強度、
耐久性等の機能を持たせたり、微細なクラツクを
均一に発生させたりするために充填剤等の固形物
を添加した方がよい。このように下塗り塗膜層
は、塗膜としての機能を備えるとともに、上塗り
塗料を適度に浸透させ、下塗り塗膜層中の未反応
の硬化剤と反応させて上塗り塗膜の硬化を補う役
割も果たすのである。なお、必要に応じて界面活
性剤、消泡剤、増粘剤などを加えてもよい。 第2層を形成する上塗り塗料にも水溶性アルカ
リ金属珪酸塩を用いるが、緻密な膜に仕上げ耐汚
染性、光沢、平滑性、美観性等を付与するため
に、硬化剤や充填剤等の固形物は添加しないか、
あるいは加熱等の発泡防止、着色等のため硬化
剤、顔料等を上記性能の低下をもたらさない程度
の小量を添加する。下塗り塗料を塗装しそして塩
水溶液の適用前の塗膜の乾燥は、下記の2次乾燥
と同程度でありそして例えば室温〜約150℃で15
分〜48時間程度である。下塗り塗膜の水洗後の1
次乾燥は、下塗り塗料が均一に乾く程度でよく、
室温〜約100℃で1分〜60分間程度保持すればよ
い。 上塗り塗料の塗装後の2次乾燥は、硬化剤の種
類により異なるが、塗膜を完全硬化させず、次の
薬液処理工程においてアルカリ金属成分が選択的
に効率よく溶出除去でき、且つ上塗り塗膜層が発
泡しない範囲の条件で行う。通常、室温〜約150
℃で30分〜48時間程度保持すればよい。 酸・アンモニウム塩水溶液のPH値が約3.5以下
では、塗膜中のアルカリ金属成分の溶出速度が急
激になつたり、アルカリ金属成分以外の塗膜成分
の溶出も激しくなり、大クラツクの発生や強度、
耐久性、光沢、平滑性、美観性の低下の原因とな
る。また基材としてセメント質のものや補強材と
して石綿などが添加してあるものは侵されやすく
なる。該PH値が約10.0以上になるとアルカリ金属
成分以外の成分の溶出が多くなり、塗膜の光沢、
平滑性、美観性が低下する。通常、薬液処理条件
として酸・アンモニウム塩水溶液濃度は前記PH範
囲に調整することを条件として約0.2〜約20重量
%そして典型的には約0.5〜約10重量%程度、処
理液温度は室温〜約60℃、処理時間は約1〜24時
間程度が望ましい。要するに、薬液処理条件は、
塗膜中のアルカリ金属成分が適度な溶出速度で選
択的に除去でき、且つ基材成分が侵されにくいPH
値の薬液を使用することが必要である。 酸・アンモニウム塩水溶液による薬液処理後
は、塗膜を水中浸漬させて塗膜や基材中の未反応
の酸・アンモニウム塩等の水可溶性物質を除去す
る。通常、水中浸漬は約1〜24時間行なえばよ
い。なお、水中浸漬を行なう代わりに食塩水等に
浸漬させれば、浸漬除去時間を約半分に短縮する
ことができる。 すなわち、水洗に際して水のかわりに、残存す
る該アンモニウム塩等に作用して除去を促進(例
えば化学反応による分解)しかつ該塗膜に実質的
に無影響である強塩基/強酸・塩(例えばNaCl
またはKCl)の希水溶液(例えば0.1〜5重量%
程度)を使用すると、水洗時間が短縮される。 以下に実施例及び比較例によつて本発明の代表
的な具体例を詳細に説明する。 実施例 1 (1) 塗料の調合 下塗り塗料は下記に示す調合の内、珪酸ナト
リウム水溶液、界面活性剤、消泡剤以外のもの
をポツトミルで24時間混合し、さらに残りを加
えて15分間のスクリユー撹はんして調製した。 下塗り塗料の調合 珪酸ナトリウム水溶液(40%液)
100〔重量部〕 酸化亜鉛 30 〃 珪石粉 40 〃 トリポリリン酸ナトリウム 2 〃 チタン白 20 〃 水 90 〃 界面活性剤(5%液) 1 〃 消泡剤(5%液) 1 〃 上塗り塗料は下記に示す調合で混合撹はんに
より調製した。 上塗り塗料の調合 珪酸ナトリウム水溶液(40%液)
100〔重量部〕 水 100 〃 界面活性剤(5%液) 1 〃 消泡剤(5%液) 1 〃 (2) 塗装 下塗り塗料を珪酸カルシウム板(厚さ3mm)
にエアースプレーにより2回に分けて乾燥膜厚
を約50ミクロンの厚さになるように塗装し、
130℃で3時間乾燥させ、30℃のリン酸アンモ
ニウム水溶液(第1リン酸アンモニウム2.5%、
および第2リン酸アンモニウム2.5%、PH6.5)
中に8時間浸漬しさらに水中に12時間浸漬後水
洗し80℃で10分間乾燥させた。次に下塗りして
薬液処理した後塗装板に、上塗り塗料をエアー
スプレーにより乾燥膜厚を約5ミクロンの厚さ
になるように塗装し、130℃で1時間乾燥を行
つた。これを上記の30℃のリン酸アンモニウム
水溶液中に2時間浸漬し、さらに水中に12時間
浸漬した後水洗し80℃で乾燥した。結果を下表
に示す。 なお、本発明の範囲に属する他の無機質塗料
および酸アンモニウム塩系処理液を用いて本発
明が効果的に実施できることは、特開昭59−
95971号(特願昭57−206675号)の実施例から
当業者に自明である。 比較例 1 (1) 塗料の調合 実施例1と同様 (2) 塗装 下塗り塗料を珪酸カルシウム板(厚さ3mm)
にエアースプレーにより2回に分けて乾燥膜厚
が約50ミクロンの厚さになるように塗装し、80
℃で10分間乾燥を行つた。次に下塗り塗料を、
下塗りした塗装板にエアースプレーにより乾燥
膜厚が約5ミクロンの厚さになるように塗装
し、130℃で3時間乾燥を行つた。これを30℃
の5%リン酸水溶液中に8時間浸漬し、さらに
水中に12時間浸漬した後水洗し80℃で乾燥し
た。 比較例 2 (1) 塗料の調合 実施例1と同様 (2) 塗装 比較例1の内、薬処理液として5%第1リン
酸アンモニウム水溶液(PH値2)を用いて同様
の塗装を行つた。 比較例 3 (1) 塗料の調合 実施例1と同様 (2) 塗装 比較例1の内、薬処理液としてリン酸アンモ
ニウム水溶液(5%リン酸液に濃アンモニア水
を加えPH値10.5に調整)を用いて同様の塗装を
行つた。 上記の実施例1および比較例1〜3の塗装物の
塗膜について、後記の試験方法に従つてテストし
た結果を下表に示す。
ス等の非多孔性鉱物質基材からなる鉱物質基材
(これらを総称して鉱物質基材という)面に、水
溶性アルカリ金属珪酸塩系無機質塗料を化粧塗装
仕上げする無機質塗膜の形成法に関する。 〔従来の技術および問題点〕 石綿セメント板や珪酸カルシウム板などの基材
は、不燃性で且つ耐久性に優れているため、広く
建材その他に使われている。通常これらの材料自
体は美粧性がに乏しいため、美粧性が要求される
場合には有機質塗料で塗装仕上げされている。と
ころがこの有機質塗膜は可燃性であり又耐久性に
乏しい為、基材のもつ特徴を著しく損ねている。
そこでこれらの基材の特徴を生かすことができる
不燃性の無機質塗料が使われるようになつた。し
かしながら一般に無機質塗料は有機質塗料に比べ
て不燃性・耐熱性などには優れているが可とう
性、光沢、平滑性などの点については劣つてい
る。特に石綿セメント板が珪酸カルシウム板のよ
うな基材は、気中の湿度変化あるいは吸水、乾燥
による膨張、収縮の寸法変化が大きく、無機質塗
膜はその寸法変化に充分追従できる可とう性に乏
しいためクラツクが発生しやすく、またそのクラ
ツクに汚染物質が浸透付着して耐汚染性が低下す
る。さらにクラツクの発生によつて、基材中の白
華成分が塗膜表面に溶出して白華現象を生起しが
ちであり、塗膜中に白華成分を含有する場合は白
華現象を完全に抑制するのが難しい。 建材等の化粧等に用いられる無機質塗料には加
熱硬化型のものと常温硬化型のものがある。一般
に、加熱硬化型の塗料は約200〜300℃に加熱しな
いと充分に硬化した膜が得られないが、基材とし
て石綿セメント板や珪酸カルシウム板などを用い
た場合、この加熱により基材が強度劣化、変性、
変色を起こしたりする問題がある。常温硬化型の
ものは基材を劣化させることは少ないが、充分な
硬化膜を得るには約1週間以上に硬化期間を要す
る。 上記の諸問題を解決する一方法として、先に本
発明者等は、水溶性アルカリ金属珪酸塩等を含有
する塗料を下塗りし、酸溶液にて処理し、該酸を
除去し、次いで該塗料を上塗りした後、該塗膜を
硬化させる工程を含む方法を発明した(特願昭56
−211612号)。これに対し本発明は、一つの観点
からはこの先行発明を改善した発明であるという
ことができる。 また特公昭49−47249号公報に、アルカリ金属
珪酸塩にかなりの量の無定形シリカを添加し長時
間加熱溶解した高粘性塗料を基材に塗布し、酸等
の強酸性処理液で処理した後に乾燥硬化させる方
法が開示されている。この発明は多量の無定形シ
リカ粉を加熱溶解した塗料を使用したことを特徴
とするものであり、同公報の比較例等に明示され
ているように該シリカを溶解含有しない場合には
効果が発揮されない。この方法は該塗料の製造、
光沢性等に関して、若干の問題が存在し得る。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の主目的は、上記の問題点を改善した新
規な方法を提供することである。すなわち、本発
明は従来の無機質塗膜の持つ不燃性、耐熱性に加
えて、有機質塗料やガラス釉面並の光沢と平滑性
を持ち、且つ無機質塗膜の欠点であつた可撓性、
耐汚染性、耐白華性に優れた塗膜を得るととも
に、基材の加熱劣化をも生じさせない無機質塗膜
の形成方法を提供するものである。 本発明の代表的な態様を要約すると、鉱物質基
材上に、充填剤、顔料および硬化剤等から選ばれ
る粉体固形分を含有する水溶性アルカリ金属珪酸
塩系水溶液塗料(以下に下塗り塗料という)を塗
布して適度に乾燥した塗膜にPH値3.5〜10.0の
酸・アンモニウム塩系水溶液を適用し、水洗し適
度に乾燥させた後に、該粉体固形分の含有量が該
下塗り塗料よりも少量ないし零である該珪酸塩系
水溶液塗料(以下に上塗り塗料という)を塗布し
て適度に乾燥させた塗膜に、PH値約3.5〜10.0の
酸・アンモニウム塩系水溶液を適用し、水洗しそ
して乾燥することを特徴とする、無機質塗膜の形
成方法である。該塗料のうちの少なくとも下塗り
塗料が有効量の硬化剤を含有するのが好ましい。
必要あれば、上記の二塗料の中間の固形分含量を
有する該珪酸塩系水溶液塗料を両者の塗膜の間に
塗装してなる塗膜を、同様に処理して、本発明の
無機質塗膜を形成することも当然可能である。 〔発明の詳しい記述〕 前記の酸・アンモニウム塩系水溶液のPH値は、
一般に約3.5〜約10.0の範囲であり、好ましくは
約4〜約9の範囲であり、そしてより好ましくは
約4.5〜約8.5そして典型的には約5〜約8の範囲
である。約3.5〜10.0の範囲外では本発明の効果
は一般に達成困難である。 該酸・アンモニウム塩系水溶液としては、酸ま
たは酸性塩とアンモニアまたはアンモニア水また
はアンモニア化合物との反応生成物または反応生
成混合物である塩の水溶液を指称し、代表的に
は、(1)水に該酸・アンモニウムを溶解するかまた
は(2)水に酸およびアンモニア水またはアンモニア
ガスを添加する等によつて調製し得る。該水溶液
を所望のPH値に調整するには、例えば該水溶液に
アンモニア水もしくはアンモニアガスまたは該酸
を適度に添加すればよい。必要に応じて、所望の
PH値を効果的に維持するために適当な緩衝剤を添
加することも可能である。なお、酸・アンモニウ
ム塩系水溶液の塩成分は、二種類以上の塩の混合
物であつてもよい。 該酸・アンモニウム塩系水溶液の塩の酸成分と
しては無機酸及び有機酸またはこれらの酸性塩が
使用でき、無機酸系としてはリン酸、塩酸、亜硫
酸、硫酸、硝酸、塩化アルミニウム、硫酸アルミ
ニウム、第1リン酸アルミニウム、第1リン酸カ
ルシウム、硝酸アルミニウム等が、そして有機酸
としてはシユウ酸、クエン酸、酢酸、酒石酸等が
代表的に例示されるが、これらに限定されない。
なお、代表的な酸・アンモニウム塩として、リン
酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸アンモ
ニウム、塩化アンモニウム、酢酸アンモニウム等
が例示できるが、一般に、第一、第二および/ま
たは第三リン酸アンモニウムが特に好適である。
本発明における基材の例には、石綿セメント板、
石綿パーライト板、珪酸カルシウム板、石綿セメ
ント珪酸カルシウム板、石膏ボード、モルタルボ
ード、コンクリートボード、パルプセメント板、
木片セメント板、GRC(ガラス繊維強化セメン
ト)ボード、CFRC(カーボン繊維強化セメント)
ボード、SFRC(スチール繊維強化セメント)ボ
ード、ALCボード、ロツクウール無機質成形体、
金属板、ガラス板等が含まれる。 本発明における無機質塗料は、水溶性アルカリ
金属珪酸塩系水溶液、および硬化剤、充填剤、顔
料等の粉体固形分を混合して形成される。前記の
態様における下塗り塗料に含有される該粉体固形
分の量は、該塗料の重量に基き、約10%以上そし
て好ましくは約20%以上から該珪酸塩水溶液ベヒ
クルにて塗料として保持される量(例えば約80重
量%)までの範囲である。一般に約20〜約60重量
%の範囲の量が用いられる。前記の態様における
上塗り塗料の該粉体固形分の量は、約20重量%以
下そして好ましくは約10%以下から零までの範囲
である。 水溶性アルカリ金属珪酸塩は、一般式M2O・
xSiO2・yH2O(但し、Mは周期律表第I族に属す
るアルカリ金属、x及びyは正の数である。)で
表わされるが、この水溶性アルカリ金属珪酸塩を
多価金属化合物で変性した変性水溶性アルカリ金
属珪酸塩を用いてもよい。水溶性アルカリ金属珪
酸塩には、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸
リチウム等があり、xの値は特に制限するもので
はないが、2〜5が造膜性、耐久性等の観点から
好ましい。yの値についても特に制限するもので
はなく、最終的に得られる組成物塗料に適度な粘
性をもたせる範囲、あるいは該組成物を取り扱う
上において支障がない範囲であればよい。変性水
溶性アルカリ金属珪酸塩は、前記水溶性アルカリ
金属珪酸塩にマグネシウム、アルミニウム、カル
シウム、亜鉛、ジルコニウム等の多価金属の酸化
物、水酸化物、弗化物、炭酸塩、リン酸塩等の化
合物の1種あるいは2種以上を溶解反応させたの
であり、塗膜の耐水性、耐薬品性等の改善に寄与
する。本発明における無機質塗料には、これらの
水溶性アルカリ金属珪酸塩あるいは変性水溶性ア
ルカリ金属珪酸塩の1種あるいは2種以上を混合
して用いることができる。実用的には珪酸ナトリ
ウムが造膜性、接着性、低コスト性等の点で優れ
ており、本発明では珪酸ナトリウム1種を用いて
も優れた無機質塗膜が得られる。なお、該アルカ
リ金属珪酸塩の添加量は、該塗料の重量に基き、
約7%以上、好ましくは約10%以上、更に好まし
くは約15%以上、そして典型的には約15%〜約60
%の範囲である。 上記の水溶性アルカリ金属珪酸塩あるいは変性
水溶性アルカリ金属珪酸塩の硬化剤には、酸化亜
鉛、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等の多
価金属酸化物;水酸化マグネシウム、水酸化アル
ミニウム等の多価金属水酸化物;炭酸亜鉛、炭酸
マグネシウム等の多価金属炭酸塩;リン酸マグネ
シウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛等の多
価金属リン酸塩;珪弗化亜鉛、珪弗化アルミニウ
ム等の珪弗化物;グリオキザール、シユウ酸アミ
ド等の有機化合物等があり、これらの硬化剤の1
種類あるいは2種以上を用いる。硬化剤の有効量
は、該塗料の重量の約1%以上、好ましくは約3
%以上、典型的には約5%以上である。 充填剤には、珪石、アルミナ、ガラス粉等の粒
状物;粘土、雲母等の偏平状物;石綿、ガラス繊
維粉等の繊維状物等がある。 顔料には、二酸化チタン、ベンガラ、黄鉛、ク
ロムグリーン、群青、マルスバイオレツト、コバ
ルトブルー、カーボンブラツク等がある。 その他の添加剤としては、公知の界面活性剤、
分散剤、消泡剤、増粘剤等があり、必要に応じて
添加する。 〔作用および効果〕 本発明において、硬化剤、充填剤、顔料等を添
加した水溶性アルカリ金属珪酸塩系塗料を塗布し
て第1層を得、これを乾燥した後にPH値が3.5〜
10.0の酸・アンモニウム塩系水溶液を適用し、水
洗しそして1次乾燥後、硬化剤、充填剤、顔料等
粉体固形分を含まないか、あるいは硬化剤、充填
剤、顔料、増粘剤等を小量含む水溶性アルカリ金
属珪酸塩系塗料を塗布して第2層を得、2次乾燥
した後、前記のPH値の酸・アンモニウム水溶液に
浸漬し、さらに水中に浸漬して最後に乾燥して無
機質塗膜が形成できる。 上記の態様において、第1層は硬化剤、充填
剤、顔料等の粉体固形分を比較的多量に含んでい
るために、比較的ポーラスな硬化した塗膜ができ
る。この第1層に粉体固形分を含まないか、ある
いは硬化剤、顔料、増粘剤等小量を含む水溶性ア
ルカリ金属珪酸塩系塗料を塗布すると、一部分は
第1層に浸透して第1層は緻密な層となりまた、
一部分は第1層の上部表面に粉体固形分を含まな
いかあるいは小量含む透明釉薬調の薄膜を第2層
として形成する。その後、第2層が発泡しない程
度の温度で2次乾燥を行い、さらに前記のPH値の
酸・アンモニウム塩水溶液中に浸漬させて塗膜中
のアルカリ金属を酸イオンにより選択的、強制的
に除去して塗膜を硬化させるとともに、一部分の
該酸は塗膜中の成分とも反応して硬化作用をもた
らすものと考えられる。その後、塗膜を水中に浸
漬させることにより、塗膜や基材中の残留未反応
酸・アンモニウム塩等の物質を除去し、これを乾
燥させると塗膜は収縮して微細なクラツクが均一
に発生する。従つて、代表的に下記の効果が有利
に達成される。 (1) 塗膜の表面が透明釉薬調になり、美観、肌ざ
わりがよい。 (2) 弱酸性から中性付近の酸・アンモニウム塩水
溶液で薬液硬化させて塗膜を製造すると、加熱
硬化法に比べ塗膜の硬化が均一でゆるやかであ
るため、塗膜に均一に微細なクラツクが発生す
る。こうして発生したクラツクは汚染物質が入
り込めないほど微細であり、また基材の吸水膨
張、乾燥収縮等の寸法変化やたわみが発生して
もその均一なクラツクにより応用を分散吸収さ
せてしまうため、もはや耐汚染性の低下をもた
らす大きなクラツクは発生せず耐汚染性がよ
い。 (3) 酸・アンモニウム塩水溶液で処理することに
より白華成分となる塗膜中のアルカリ金属を除
去するので、耐白華性に優れた塗膜ができるこ
と等が挙げられる。更に、本発明の基材として
石綿セメント板や珪酸カルシウム板などのセメ
ント質のものを用いる場合には、高温加熱を必
要とせず比較的低温加熱での乾燥後、前記のPH
値の酸・アンモニウム塩水溶液により硬化させ
るものであるため基材を劣化させることがな
い。また、基材中の白華成分となる遊離Ca成
分を酸により固定することができるので、耐白
華性を向上させることができる。また、補強材
として石綿がガラス繊維が含有されている基材
についても、劣化させることはない。 〔発明の具体的な態様〕 第1層を形成する下塗り塗料は、基材との密着
性や上塗り塗膜の硬化性を向上させるために硬化
剤を添加した方がよく、また塗膜としての強度、
耐久性等の機能を持たせたり、微細なクラツクを
均一に発生させたりするために充填剤等の固形物
を添加した方がよい。このように下塗り塗膜層
は、塗膜としての機能を備えるとともに、上塗り
塗料を適度に浸透させ、下塗り塗膜層中の未反応
の硬化剤と反応させて上塗り塗膜の硬化を補う役
割も果たすのである。なお、必要に応じて界面活
性剤、消泡剤、増粘剤などを加えてもよい。 第2層を形成する上塗り塗料にも水溶性アルカ
リ金属珪酸塩を用いるが、緻密な膜に仕上げ耐汚
染性、光沢、平滑性、美観性等を付与するため
に、硬化剤や充填剤等の固形物は添加しないか、
あるいは加熱等の発泡防止、着色等のため硬化
剤、顔料等を上記性能の低下をもたらさない程度
の小量を添加する。下塗り塗料を塗装しそして塩
水溶液の適用前の塗膜の乾燥は、下記の2次乾燥
と同程度でありそして例えば室温〜約150℃で15
分〜48時間程度である。下塗り塗膜の水洗後の1
次乾燥は、下塗り塗料が均一に乾く程度でよく、
室温〜約100℃で1分〜60分間程度保持すればよ
い。 上塗り塗料の塗装後の2次乾燥は、硬化剤の種
類により異なるが、塗膜を完全硬化させず、次の
薬液処理工程においてアルカリ金属成分が選択的
に効率よく溶出除去でき、且つ上塗り塗膜層が発
泡しない範囲の条件で行う。通常、室温〜約150
℃で30分〜48時間程度保持すればよい。 酸・アンモニウム塩水溶液のPH値が約3.5以下
では、塗膜中のアルカリ金属成分の溶出速度が急
激になつたり、アルカリ金属成分以外の塗膜成分
の溶出も激しくなり、大クラツクの発生や強度、
耐久性、光沢、平滑性、美観性の低下の原因とな
る。また基材としてセメント質のものや補強材と
して石綿などが添加してあるものは侵されやすく
なる。該PH値が約10.0以上になるとアルカリ金属
成分以外の成分の溶出が多くなり、塗膜の光沢、
平滑性、美観性が低下する。通常、薬液処理条件
として酸・アンモニウム塩水溶液濃度は前記PH範
囲に調整することを条件として約0.2〜約20重量
%そして典型的には約0.5〜約10重量%程度、処
理液温度は室温〜約60℃、処理時間は約1〜24時
間程度が望ましい。要するに、薬液処理条件は、
塗膜中のアルカリ金属成分が適度な溶出速度で選
択的に除去でき、且つ基材成分が侵されにくいPH
値の薬液を使用することが必要である。 酸・アンモニウム塩水溶液による薬液処理後
は、塗膜を水中浸漬させて塗膜や基材中の未反応
の酸・アンモニウム塩等の水可溶性物質を除去す
る。通常、水中浸漬は約1〜24時間行なえばよ
い。なお、水中浸漬を行なう代わりに食塩水等に
浸漬させれば、浸漬除去時間を約半分に短縮する
ことができる。 すなわち、水洗に際して水のかわりに、残存す
る該アンモニウム塩等に作用して除去を促進(例
えば化学反応による分解)しかつ該塗膜に実質的
に無影響である強塩基/強酸・塩(例えばNaCl
またはKCl)の希水溶液(例えば0.1〜5重量%
程度)を使用すると、水洗時間が短縮される。 以下に実施例及び比較例によつて本発明の代表
的な具体例を詳細に説明する。 実施例 1 (1) 塗料の調合 下塗り塗料は下記に示す調合の内、珪酸ナト
リウム水溶液、界面活性剤、消泡剤以外のもの
をポツトミルで24時間混合し、さらに残りを加
えて15分間のスクリユー撹はんして調製した。 下塗り塗料の調合 珪酸ナトリウム水溶液(40%液)
100〔重量部〕 酸化亜鉛 30 〃 珪石粉 40 〃 トリポリリン酸ナトリウム 2 〃 チタン白 20 〃 水 90 〃 界面活性剤(5%液) 1 〃 消泡剤(5%液) 1 〃 上塗り塗料は下記に示す調合で混合撹はんに
より調製した。 上塗り塗料の調合 珪酸ナトリウム水溶液(40%液)
100〔重量部〕 水 100 〃 界面活性剤(5%液) 1 〃 消泡剤(5%液) 1 〃 (2) 塗装 下塗り塗料を珪酸カルシウム板(厚さ3mm)
にエアースプレーにより2回に分けて乾燥膜厚
を約50ミクロンの厚さになるように塗装し、
130℃で3時間乾燥させ、30℃のリン酸アンモ
ニウム水溶液(第1リン酸アンモニウム2.5%、
および第2リン酸アンモニウム2.5%、PH6.5)
中に8時間浸漬しさらに水中に12時間浸漬後水
洗し80℃で10分間乾燥させた。次に下塗りして
薬液処理した後塗装板に、上塗り塗料をエアー
スプレーにより乾燥膜厚を約5ミクロンの厚さ
になるように塗装し、130℃で1時間乾燥を行
つた。これを上記の30℃のリン酸アンモニウム
水溶液中に2時間浸漬し、さらに水中に12時間
浸漬した後水洗し80℃で乾燥した。結果を下表
に示す。 なお、本発明の範囲に属する他の無機質塗料
および酸アンモニウム塩系処理液を用いて本発
明が効果的に実施できることは、特開昭59−
95971号(特願昭57−206675号)の実施例から
当業者に自明である。 比較例 1 (1) 塗料の調合 実施例1と同様 (2) 塗装 下塗り塗料を珪酸カルシウム板(厚さ3mm)
にエアースプレーにより2回に分けて乾燥膜厚
が約50ミクロンの厚さになるように塗装し、80
℃で10分間乾燥を行つた。次に下塗り塗料を、
下塗りした塗装板にエアースプレーにより乾燥
膜厚が約5ミクロンの厚さになるように塗装
し、130℃で3時間乾燥を行つた。これを30℃
の5%リン酸水溶液中に8時間浸漬し、さらに
水中に12時間浸漬した後水洗し80℃で乾燥し
た。 比較例 2 (1) 塗料の調合 実施例1と同様 (2) 塗装 比較例1の内、薬処理液として5%第1リン
酸アンモニウム水溶液(PH値2)を用いて同様
の塗装を行つた。 比較例 3 (1) 塗料の調合 実施例1と同様 (2) 塗装 比較例1の内、薬処理液としてリン酸アンモ
ニウム水溶液(5%リン酸液に濃アンモニア水
を加えPH値10.5に調整)を用いて同様の塗装を
行つた。 上記の実施例1および比較例1〜3の塗装物の
塗膜について、後記の試験方法に従つてテストし
た結果を下表に示す。
【表】
【表】
悪い
(注) 実〓実施例、比〓比較例
なお、上記の塗膜性能の試験方法は次の通りで
ある。 (1) 耐水性:20℃の水中に240時間浸漬。 (2) 促進耐候性:サンシヤインウエザーメーター
で500時間照射。 (3) 耐沸騰水性:100℃の沸騰水中に5時間浸漬。 (4) 耐白華性:試料の裏面を湿潤下において1日
放置した後1日風乾させることを1サイクルと
し、10サイクルを行う。 (5) 耐汚染性:カーボンブラツクを10%混合した
ワセリンを塗り、1日放置後セツケン水を浸し
たガーゼでふきとる。 (6) 光沢:目視。 (7) 耐酸性:10%HCl水溶液を15分間密着。 (8) 耐アルカリ性:10%NaOH水溶液を15分間
密着。 (9) 密着性:ゴバン目試験(目数は2×2mのも
のを100個)。 (10) 最大クラツク幅:3ケ月気中放置後、電子顕
微鏡により測定。
(注) 実〓実施例、比〓比較例
なお、上記の塗膜性能の試験方法は次の通りで
ある。 (1) 耐水性:20℃の水中に240時間浸漬。 (2) 促進耐候性:サンシヤインウエザーメーター
で500時間照射。 (3) 耐沸騰水性:100℃の沸騰水中に5時間浸漬。 (4) 耐白華性:試料の裏面を湿潤下において1日
放置した後1日風乾させることを1サイクルと
し、10サイクルを行う。 (5) 耐汚染性:カーボンブラツクを10%混合した
ワセリンを塗り、1日放置後セツケン水を浸し
たガーゼでふきとる。 (6) 光沢:目視。 (7) 耐酸性:10%HCl水溶液を15分間密着。 (8) 耐アルカリ性:10%NaOH水溶液を15分間
密着。 (9) 密着性:ゴバン目試験(目数は2×2mのも
のを100個)。 (10) 最大クラツク幅:3ケ月気中放置後、電子顕
微鏡により測定。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 鉱物質基材上に、粉体固形分を含有する下塗
り用の水溶性アルカリ金属珪酸塩系水溶液塗料を
塗布して適度に乾燥した塗膜にPH値が3.5〜10.0
の酸・アンモニウム塩系水溶液を適用し、水洗し
適度に乾燥させた後に、該下塗り用塗料よりも該
粉体固形分の含有量が実質的に小量ないし零であ
る上塗り用の水溶性アルカリ金属珪酸塩系水溶液
塗料を塗布して適度に乾燥させた塗膜に、PH値が
3.5〜10.0の酸・アンモニウム塩系水溶液を適用
し、水洗し、そして乾燥することを特徴とする無
機質塗膜の形成方法。 2 該塗料の少なくとも下塗り用塗料が有効量の
硬化剤を含有する、特許請求の範囲第1項の塗膜
の形成方法。 3 該酸・アンモニウム塩系水溶液のPHが4〜9
の範囲である、特許請求の範囲第1または第2項
の塗膜の形成方法。 4 該下塗り用塗料に含有される該粉体固形分の
量が20重量%以上から該珪酸塩水溶液ベヒクルに
て塗料として保持される量までの範囲である、特
許請求の範囲第1、第2または第3項の塗膜の形
成方法。 5 水洗に使用する水が強塩基/強酸塩の希水溶
液である、特許請求の範囲第1〜4項のいずれか
の塗膜の形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6494887A JPH0236311B2 (ja) | 1987-03-19 | 1987-03-19 | Mukishitsutomakunokeiseiho |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6494887A JPH0236311B2 (ja) | 1987-03-19 | 1987-03-19 | Mukishitsutomakunokeiseiho |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20667582A Division JPS5995971A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | 無機質塗膜の形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62258779A JPS62258779A (ja) | 1987-11-11 |
JPH0236311B2 true JPH0236311B2 (ja) | 1990-08-16 |
Family
ID=13272770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6494887A Expired - Lifetime JPH0236311B2 (ja) | 1987-03-19 | 1987-03-19 | Mukishitsutomakunokeiseiho |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0236311B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5634221B2 (ja) * | 2010-11-04 | 2014-12-03 | 日本総合住生活株式会社 | 内装改修方法 |
-
1987
- 1987-03-19 JP JP6494887A patent/JPH0236311B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62258779A (ja) | 1987-11-11 |
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