JPH0244274B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞ 本発明は、凹凸表面を有する未硬化セメント製
品表面に、タレ、ワレのない優れた塗膜性能を有
する塗料を塗装することが可能で、かつ施工期間
を短縮したセメント製品の製造方法に関するもの
である。 ＜従来技術及び問題点＞ モルタル、コンクリート、スレート等のセメン
ト製品を使用した建材が、外装材、ブロツク塀等
に多く利用されている。 このようなセメント製品は、通常美観をもたせ
るため塗料が塗装されているが、建築物の寿命が
延びるに従い、耐久性の高い仕上げが要求されて
きており、さらに建材の量産化に伴ない塗装仕上
げのスピード化が要求されてきているが、従来こ
のような要求を満す被覆組成物はいまだ開発され
てない。すなわち従来未養生セメント製品への塗
装は１〜２週間放置後、セメント製品表面のPH及
び含水率を調整し、その後塗料を塗装しないと剥
離、変色等の塗膜欠陥が生じたりする欠点があつ
た。さらにエフロレツセンスを防止し、耐久性を
付与するために溶剤型塗料、水系塗料等の上塗塗
料を塗装する場合があるが、上塗塗料を施す迄の
時間を適正に選ばないとエフロレツセンス防止が
困難であり、さらに下塗塗膜に耐溶剤性がないた
め、光沢が低下したり、塗膜にシワが生じたりす
る欠点があつた。 また、最近ではセメント製品にフアツシヨン性
をもたせるため、該製品表面に波形状あるいはラ
ンダムな凹凸模様を形成させたものが広く採用さ
れるようになつてきた。 このよう凹凸表面を有するセメント製品に塗料
を厚膜塗装すると塗料が、タレを生じ、凹部に塗
料がたまり、必要以上の厚膜となり、逆に凸部が
薄膜となり、均一塗膜の形成が困難であり、さら
に塗膜にワレが生じる等の欠点があつた。本発明
は上記の如き従来技術に鑑み、上記欠点のない優
れた塗膜性能を有する塗料を塗装することが可能
で、かつ施工期間を短縮したセメント製品の製造
方法を提供することを目的とするものである。 ＜問題点を解決するための手段＞ このような目的は、 (a)(i) アクリル酸又はメタクリル酸アルキルエス
テルの共重合エマルジヨン樹脂（アルキル基
は炭素数１〜８を有する）固形分
……２〜15重量％ (ii) ビスフエノール型エポキシエマルジヨン樹
脂固形分 ……１〜５重量％ (iii) 平均粒径30〜300μの中空状無機物粉末
……10〜40重量％ (iv) セメント ……20〜60重量％ (v) 着色顔料 ……１〜５重量％ (vi) 前記エポキシエマルジヨン樹脂の0.8〜1.2
当量のポリアミド樹脂又は脂肪族多価アミン
硬化剤、及びさらに必要に応じ充填剤添加剤
からなり、かつ〔(i)＋(ii)〕／(iv)の重量比が
0.15〜0.28の範囲である混合物100重量部 ならびに (b) 水15〜70重量部 からなる粘度50〜500ポイズの水性被覆組成物を
凹凸表面を有する未硬化セメント製品表面に塗布
し、該セメント製品及び塗膜を同時に養生硬化さ
せることを特徴とする、凹凸表面を有するセメン
ト製品の製造方法により達成される。 本発明の方法により凹凸表面を有する未硬化セ
メント製品にもただちに塗装出来るため工場ライ
ン塗装も可能であり、施工時間が短縮出来、また
常温もしくは強制乾燥で、タレ、ワレ等を生ずる
ことなく厚膜塗装が可能であり、かつ長期耐久
性、密着性、耐アルカリ性の優れた塗膜が得ら
れ、また上塗塗料として水系あるいは溶剤型塗料
を塗り重ねても前述の如き塗膜欠陥のない塗膜を
得ることが可能である。 本発明において用いられるアクリル酸又はメタ
クリル酸アルキルエステルの共重合エマルジヨン
樹脂を構成する成分であるアクリル酸の炭素数１
〜８のアルキルエステルモノマー、メタクリル酸
の炭素数１〜８のアルキルエステルモノマーのア
ルキル基としてはメチル、エチル、ｎ−ブチル、
イソブチル、ターシヤリーブチル、２−エチルヘ
キシル、ベンジル、プロピル、イソプロピル、
sec−ブチル等が代表的なものとして用いられる。
炭素数９以上のアルキル基は乳化重合時にゲル物
が発生したり、エマルジヨン粒子の疎水性が高く
なり、セメント混和用エマルジヨン樹脂の合成に
は不適である。又、これらのアクリル酸（又はメ
タクリル酸）アルキルエステルにはスチレンを30
重量％まで含めた共重合エマルジヨン樹脂を用い
てもよい。ただし、スチレンを30重量％以上用い
ると、出来たエマルジヨン塗膜の耐候性が著しく
低下するため耐久性の必要な屋外用エマルジヨン
樹脂としては好ましくない。 特に好ましいアクリル酸又はメタクリル酸アル
キルエステルとしてはメタクリル酸メチル、アク
リル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２
−エチルヘキシルであり、またスチレンを使用す
る場合は20重量％以下が特に好ましい。また必要
ならばアクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸
２−ヒドロキシエチル等の官能基モノマーを数重
量％共重合することも可能である。本発明に用い
られるアクリル酸（又はメタクリル酸）アルキル
エステルの共重合エマルジヨン樹脂はセメントと
混和されるため、耐アルカリ性を有し、セメント
混和安定性に優れているものがよく、そのために
は乳化重合時の乳化剤としてノニオン界面活性剤
が好適である。これらアクリルエマルジヨン樹脂
の分子量は５万〜30万、好ましくは10万〜20万で
あるのが有利である。また最低造膜温度は５℃以
下が好ましく、それ以上になると成膜時にワレが
生じやすくなる。またアクリルエマルジヨン樹脂
は固形分40重量％の時の粘度が100cps以下が好ま
しい。それ以上になると水の量を多くし粘度を下
げる必要があり、そのため固形分が低下し塗膜乾
燥時のヤセによりワレが生じやすくなる。 これらの樹脂は上記混合物(a)中において固形分
２〜15重量％の割合で配合される。樹脂が２重量
％未満であると塗膜の初期硬度、耐候性が低下
し、エフロレツセンスが生じ易くなる。一方樹脂
が15重量％を越えると厚膜塗装（約0.5〜10mm）
が出来ず、ワレが生じ易くなる。 本発明において用いられるビスフエノール型エ
ポキシエマルジヨン樹脂としては、ビスフエノー
ルＡとエピクロルヒドリンから得られる芳香族ジ
グリシジエルエーテル類で平均分子量350〜1000
の樹脂を乳化剤を用いて、水分散型にしたもので
あり、樹脂固形分として、上記混合物(a)中に１〜
５重量％が用いられる。樹脂が１重量％未満であ
ると、素地との密着性が低下し、５重量％を越え
ると、形成された塗膜の耐候性が著しく低下す
る。 本発明において用いられる中空状無機物粉末
は、内部が完全に中空でその中空部が殻で完全に
閉ざされている粉末、あるいは軽石の如く内部に
隔壁のある独立もしくは連続気泡状の粉末であ
り、その平均粒径は30〜300μ程度のものが適当
である。なお、平均粒径が30μ以下であるとワレ
が生じやすく、また塗膜強度が低下し300μを越
えるとタレやすく、また塗膜の平滑性を欠き、美
観低下する。 中空状無機物粉末としては、ガラスバルーン、
シラスバルーン、アルミノシリケートバルーン、
シリカバルーン、アルミナバルーン、ジルコニア
バルーン、カーボンバルーン等が代表的なものと
して例示出来る。特に塗膜強度の点から、50％破
壊静水圧が10Kg／cm²以上のものが望ましく、具体
例としてガラスバルーン、アルミノシリケートバ
ルーン、アルミナバルーン、ジルコニアバルーン
が挙げられる。この中空状無機物粉末は、厚膜塗
膜においてもタレ、ワレのない塗膜を得、またも
ろさの改良、増量のため配合されるものであり、
さらに被覆組成物の比重を小さくし、塗装作業性
をよくする効果をも有する。なお通常の体質顔
料、骨材等の充填剤のみでは凹凸表面を有するセ
メント製品に厚膜塗装した場合、タレ、ワレが防
止出来ない。中空状無機物粉末は、上記混合物(a)
中において10〜40の割合で配合され、この範囲に
おいて前記効果が得られる。 本発明において用いられるセメントとしてはポ
ルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメ
ント、アルミナセメント等が例示できるが、その
種類は特に制限はない。セメントは本発明におい
ては上記の混合物(a)中において20〜60重量％の割
合で配合される。セメントが20重量％未満だと厚
膜時ワレが生じやすくなり、また密着性が低下す
る。一方、60重量％を越えると塗膜がもろくな
り、またエフロレツセンスが生じやすくなる。 本発明において用いられる着色顔料としては一
般の無機質顔料が代表的であるが、色によつて
は、耐アルカリ性及び耐候性を有する有機顔料で
もよい。たとえば黒く着色する場合には、カーボ
ンブラツク、酸化鉄等、赤の場合には弁柄等、緑
の場合には酸化クロム等、青の場合にはシアニン
ブルー等、白の場合には二酸化チタン等が例示で
きる。着色顔料は上記の混合物(a)中において１〜
５重量％の割合で配合され、この範囲内での配合
により充分に着色する事が出来る。 本発明に用いられるエポキシ樹脂用硬化剤とし
ては、ジアミン又はジアミン誘導体等と二塩基酸
又は二塩基酸誘導体等の重縮合によつて得られる
ポリアミド樹脂あるいはエチレンジアミン、ジエ
チレントリアミン、トリエチレンテトラミン等の
脂肪族多価アミンあるいはフエノール樹脂、エポ
キシ樹脂等で変性した脂肪族多価アミンが適当で
ある。硬化剤の使用量はエポキシ樹脂のエポキシ
基の0.8〜1.2当量になる様に使用する必要があ
る。0.8当量未満及び1.2当量を越えると本来のエ
ポキシ樹脂の特性例えば密着性、可撓性が著しく
低下しその他耐久性等の性能も低下するので好ま
しくない。 本発明において用いられる添加剤としては、た
とえば顔料分散性、塗装作業性及び保存性等を良
好なものとするための分散剤、消泡剤、増粘剤、
防腐剤、防カビ剤また塗膜の成膜性をよくするた
めの成膜助剤等が例示できる。 なお、本発明において塗膜のもろさの改良、増
量のため炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タル
ク、クレー等の体質顔料、珪砂等の粒径300μ以
下の骨材などの充填剤を上記の混合物(a)中に40重
量％以下の範囲にて配合することも可能である。 上記混合物(a)中の(i)アクリル酸（又はメタクリ
ル酸）アルキルエステルの共重合エマルジヨン樹
脂固形分と、(ii)エポキシエマルジヨン樹脂の固形
分との和と、(iv)セメントとの重量比は〔(i)＋
(ii)〕／(iv)＝0.15〜0.28である。この比率が0.15よ
り小さい場合には、塗膜の初期硬度が出ずエフロ
レツセンスが発生し、塗膜性能の良い状態での厚
膜を形成することが出来ず、一方この比率が0.28
より大きい場合には厚膜時、ワレが生じやすくな
る。 前記〔(ii)＋(vi)〕／〔(i)＋(ii)＋(vi)〕の重量比
は特
に0.2〜0.45が好ましく、この比率が0.2より小さ
い場合は密着性が低下し、一方この比率が0.45よ
り大きい場合には耐候性が低下する。 本発明の水性被覆組成物は、上記混合物(a)100
重量部に対して水15〜70重量部を配合し組成物粘
度50〜500ポイズにしたものである。この範囲内
であればセメントの硬化性及び塗装作業性が良好
であるからである。なお、水の量が15重量部未満
だとセメント混和時にアクリルエマルジヨンが凝
集しやすくなり、一方70重量部を越えると固形分
が低下し乾燥時にヤセを生じワレが生じやすくな
る。 なお、本発明者等はエマルジヨン樹脂として酢
酸ビニル樹脂、酢酸ビニル−アクリル樹脂、エチ
レン−酢酸ビニル樹脂等の酢酸ビニル系エマルジ
ヨン樹脂あるいはスチレン−ブタジエン系エマル
ジヨン樹脂等塗料業界において代表的に使用され
ているエマルジヨン樹脂についても検討したが、
例えば前者においては耐候性、耐アルカリ性が劣
り、さらに長期耐久性に欠け、また後者において
は耐候性等が劣り、本発明においては適当でない
ことが判明した。 次に本発明のセメント製品の製造方法につき説
明する。 プレス成形直後の凹凸表面を有するセメント製
品及び脱型のため一次養生された未硬化の凹凸表
面を有するセメント製品に上記被覆組成物を通常
の塗装方法、たとえばスプレー塗装、ローラー塗
装、流し塗り等により膜厚約0.5〜10mm程度に塗
装する。 本発明の方法において、塗布された被塗物は次
に養生され硬化される。養生法としてはたとえば
次の様な方法があり、これらのうちいづれを用い
ても又併用してもよい。(1)自然養生（大気雰囲気
で自然養生硬化させる）、(2)水中養生（温度５〜
30℃の水に、２時間以上浸漬し更に必要に応じて
自然養生硬化させる）、(3)蒸気養生（温度40〜60
℃）湿度95〜100％の雰囲気中で２時間以上蒸気
養生し、更に必要に応じて自然養生、オートクレ
ーブ養生硬化させる）。 本発明の方法におけるこれらの養生方法の前処
理としては次の様なものがある。 (1) 未硬化セメント製品に被覆組成物を塗布し、
指触乾燥後60〜100℃雰囲気中で５〜60分加熱
乾燥し、上記自然養生、水中養生、蒸気養生す
る方法。 この方法では指触乾燥後加熱乾燥する必要が
あり、指触乾燥前であると塗膜表面にワレを生
じる場合があり好ましくない。雰囲気温度が
100℃以上で加熱乾燥時間が60分をこえると、
セメントの硬化に必要な水分が著しく低下し塗
膜の密着性が著しく低下する。又、雰囲気温度
が60℃未満で加熱乾燥時間が５分未満では、水
中養生、蒸気養生した場合、塗膜が流れ出す。
又、塗布された未硬化セメント製品を自然養
生、水中養生するため、セメント製品を縦に重
ねるのはブロツキングを起こし好ましくない。 (2) 未硬化セメント製品に被覆組成物を塗布し、
30〜50℃雰囲気中で１〜３時間放置後上記自然
養生、水中養生、蒸気養生をする方法。 この方法では塗布した塗膜の指触乾燥をまた
ずして加熱乾燥出来る特徴があり、雰囲気温度
が50℃をこえると塗膜表面にクラツクを生じ
る。又、雰囲気温度50℃で３時間を越えると、
セメントの硬化に必要な水分が著しく低下し、
塗膜の密着性が著しく低下する。又、雰囲気温
度が30℃未満で乾燥時間が１時間未満では水中
養生、蒸気養生した場合、塗膜が流れ出す。 (3) 未硬化セメント製品に被覆組成物を塗布し、
大気雰囲気中で３時間以上放置後、水中養生、
蒸気養生する方法。 大気雰囲気中での放置が３時間未満であると
被膜形成が不充分なため水中養生、蒸気養生す
ると塗膜が流れ出す。 本発明は以上の通り製造され、得られたセメン
ト製品は更に上塗塗料を良好に塗布することが出
来る。 上塗塗料として使用されるものは、例えばアク
リル酸エステル系共重合樹脂、スチレン−アクリ
ル酸エステル共重合体等のスチレン系、酢酸ビニ
ル−アクリル酸エステル共重合体等の酢酸ビニル
系及び塩化ビニル−アクリル酸エステル共重合体
等の塩化ビニル系の溶液重合より得られるもの及
びアクリル酸エステル系のアクリルウレタン、ス
チレン−アクリル酸エステル系のアクリルウレタ
ン樹脂、フルオロオレフインとビニルエーテルを
必須の成分とし、かつ架橋部位を有する含フツ素
共重合樹脂をベースとする溶剤型塗料、アクリル
酸エステル系、スチレン−アクリル酸エステル共
重合体等のスチレン系、酢酸ビニル−アクリル酸
エステル共重合体等の酢酸ビニル系等のエマルジ
ヨン樹脂をベースとする水系塗料、不飽和ポリエ
ステル、ポリエステル（メタ）アクリレート、ウ
レタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）
アクリレート、アクリル（メタ）アクリレート樹
脂タイプの紫外線硬化型塗料が例示できる。 ＜発明の効果＞ 本発明の方法により凹凸表面を有する未硬化セ
メント製品にただちに塗装し、かつ同時に養生硬
化させるため、工場ライン塗装可能であり、施工
時間が短縮出来る。 また本発明の方法により、タレ、ワレ等を生ず
ることなく厚膜塗装が可能であり、かつ長期耐久
性、密着性、耐アルカリ性の優れた塗膜が得ら
れ、上塗り特性も優れている。 以下、本発明を実施例により更に詳述する。な
お、実施例及び比較例中の組成割合は重量部で示
す。 実施例１〜４及び比較例１〜５ 第１表の水性被覆組成物を、平均高低差約７mm
の波形の凹凸表面を有するようセメント組成物を
プレス成形した未硬化セメント板の表面に、乾燥
膜厚約2.0mmになるよう吹付塗布し、第１表に示
す養生法によりセメント板及び塗膜を養生硬化せ
しめた。 なお、表中の自然養生は大気中に10日間放置、
水中養生は20℃の水中に１日浸漬後１週間大気中
に放置、蒸気養生は温度40℃、湿度98％中に12時
間放置の条件下で行なつた。 得られた着色セメント板の密着性、エフロレツ
センス促進、凍結融解サイクル、促進耐候性、塗
膜外観の各試験結果を第１表下段に示した。なお
試験方法及び評価は下記の通り行なつた。 (1) 密着性 試験方法：塗膜の２mmゴバン目セロフアンテー
ブハクリ試験 評価：◎…50／50、〇…49／50〜26／50、×…
25／50以下 (2) エフロレツセンス促進試験 試験方法：飽和消石灰雰囲気にて〔５℃×16時
間→20℃×８時間〕20サイクル 評価：◎…全く異常なし、〇…極く一部異常あ
り、×…全面異常あり (3) 凍結融解サイクル試験 試験方法：〔−20℃×16時間凍結→室温×８時
間〕35サイクル 評価：◎…全く異常なし、〇…極く一部異常あ
り、×…全面異常あり（ワレ有） (4) 促進耐候性試験 試験方法：サンシヤインカーボン2000時間照射 評価：◎…全く異常なし、〇…極く一部異常あ
り、×…全面異常有（チヨーキング有） (5) 塗膜外観 試験方法：目視判定 評価：◎…均一塗膜形成 〇…極く一部タレ、
ワレ発生 ×…多くタレ、ワレ発生 第１表より明らかの如く本発明の方法により得
られた塗膜は優れた塗膜性能を有していたが、セ
メントを過剰に添加した比較例１、中空状無機物
粉末を含まない比較例２、エポキシ樹脂を含まな
い比較例３、アクリル樹脂を含まない比較例４、
酢酸ビニル樹脂を使用した比較例５は、いずれも
塗膜性能が劣つていた。

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a)(i) アクリル酸又はメタクリル酸アルキル
   エステルの共重合エマルジヨン樹脂（アルキ
   ル基は炭素数１〜８を有する）固形分
   ……２〜15重量％ (ii) ビスフエノール型エポキシエマルジヨン樹
   脂固形分 ……１〜５重量％ (iii) 平均粒径30〜300μの中空状無機物粉末
   ……10〜40重量％ (iv) セメント ……20〜60重量％ (v) 着色顔料 ……１〜５重量％ (vi) 前記エポキシエマルジヨン樹脂の0.8〜1.2
   当量のポリアミド樹脂又は脂肪族多価アミン硬
   化剤、及びさらに必要に応じ充填剤、添加剤か
   らなり、 かつ〔(i)＋(ii)〕／(iv)の重量比が0.15〜0.28の
   範囲である混合物100重量部 ならびに (b) 水15〜70重量部 からなる粘度50〜500ポイズの水性被覆組成物を
   凹凸表面を有する未硬化セメント製品表面に塗布
   し、該セメント製品及び塗膜を同時に養生硬化さ
   せることを特徴とする、凹凸表面を有するセメン
   ト製品の製造方法。