JPS6129788B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はコンクリート製品・石綿ボートなどの
せんい入セメント製品・素焼陶磁器・木材等のご
とく、表面に微細な凹凸を有するとともに内部に
も多数の微細な空隙を有し、大気中に放置した状
態では表面や内部に水分や気体を吸着してかなり
の含水率を有するのが通常であるような多孔質物
品に、粉体塗装を適用して連続したピンホールの
ない平滑な塗膜を形成するための方法に関するも
ゐである。 厚型スレートなどのコンクリート製品・石綿ボ
ートなどのせんい入セメント製品・素焼陶磁器・
石膏ボート・木材などの如く表面が微細な凹凸を
有して平滑性に欠け内部に微細な空隙を有する物
品を、化学的安定性・耐候性・機械的性質にすぐ
れたアクリル系・ポリエステル系などの耐候性に
すぐれた合成樹脂塗料不透水性物質で塗装して表
面附近の空隙を埋めてやると、その耐久力が一段
と向上する。 またこれらの樹脂の塗装により物品の表面が平
滑化され着色も自由となるので美感上からも色々
好ましい結果が得られる。 この様な効果を得るための塗装法の一つとし
て、一度塗で厚い塗膜が得られ独持の質感を有す
る粉体塗装法はそのすぐれた塗膜性能と相俟つて
極めて有利な塗装方法と考えられ、特に屋根瓦の
場合の如く陶器にうわぐすりを焼付けて多量に製
造される物品に関しては、うわぐすりの代りに粉
体樹脂塗装を適用できれば、その焼付温度が著し
く低くてすみ省エネルギーの観点からも有利であ
り、一方コンクリートを加圧成型後養生して作つ
たセメント素瓦に粉体樹脂塗装を適用できれば、
厚膜によつて得られる特有のすぐれた質感と塗膜
の耐久力により、高級な屋根瓦が得られるという
利点がある。 一般に粉体塗装法においては、粉体樹脂塗料を
被塗物の表面に塗着後、通常150〜220℃の焼付温
度で塗料によつて決まる所定時間焼付をおこなつ
てそのあと冷却をして、被塗物表面に所期の性能
を有する塗膜が形成される。しかるに前述のごと
き多孔質物品に通常の粉体塗装法を適用すると、
焼付の工程で被塗物の温度が上昇するにつれ、物
品中に含まれる水分が蒸発し、細隙を通つて被塗
物表面に形成された溶融状態にある塗料層を押し
のけて空気中に放出されるので、塗膜が所謂あば
た状となり、所期の塗膜を得ることは困難である
とされていた。 この問題を解決するための方法として「スレー
ト瓦を200℃付近あるいはそれ以上に強制加熱し
た後、表面に粉体塗料を撤布溶融させ、所要時間
保持または自然冷却して塗膜の形成硬化を行なう
方法」が提案（特公昭52−3967号）されている。
そして、この方法では、粉体塗料撤布後において
再加熱することなく、粉体塗料撤布前の強制加熱
だけによつて塗膜を形成硬化させることを特徴と
し、その実施例ではエポキシ系粉体塗料を用いた
例が示されている。 しかし、上記方法を大工業規模の瓦塗装プラン
トに適用する場合、瓦の加熱工程と保温工程（焼
付工程）の間の粉体塗着工程およびその前後にお
いて瓦の冷却がさけられず（数十度Ｃ低下）、次
の保温工程において維持される温度が低くなり過
ぎて、セメント瓦に塗着することが必要とされる
アクリル系、ポリエステル系等の粉体塗料の焼付
硬化を実施することは事実上不可能となる。 このように、コンクリート製品などの多孔質物
品にアクリル系、ポリエステル系等の焼付温度が
比較的高い粉体塗料を用いて工業規模で粉体装を
行う場合、塗料撤布前の強制加熱のみで塗膜の形
成硬化焼付を充分に行うことは実際には実施不可
能である。 他方、セメント瓦に粉体塗装を適用するために
は、200℃以上に加熱したセメント素瓦を放冷し
て素地温度を150〜170℃になし、且この時の素地
含有水分が４〜５％になる様にし、これに粉体塗
料を塗着したのち加熱焼付を行なう方法がよいと
言われている。しかし、この方法では後述の実施
例に示すように素地含有水分量に関して不充分で
あり、水分の蒸発による形成塗膜の発泡はさけら
れずコンクリート製品にアクリル粉体塗料を適用
して良品を得ることは殆んど不可能である。 本願の発明者等は、以上に述べた問題点を解決
し、前述の如き多孔質物品にアクリル系ポリエス
テル系質の粉体樹脂塗装を適用して、平滑で気孔
などの欠陥がなく質感のすぐれた塗膜を工業的規
模において確実に得る方法を発明するにいたつた
ものである。 即ち、本発明は、被塗物の含水量を１％以下に
低減し、粉体塗着時に被塗物の温度が後述する塗
料のフロー温度以上に加熱されていること、さら
に、粉体塗着後に焼付温度まで昇温し塗装樹脂の
焼付硬化を行うものである。この場合、粉体塗着
前の被塗物の温度分布は出来うる限り均一にする
ことが好ましい。 従来多孔質物品の粉体塗装の問題点は、内部水
分の温度上昇による気化噴出による塗膜の破壊に
よるものとされていた。しかし本願発明者等の研
究結果によれば、上述の原因のほかに、被塗物が
予め粉体樹脂のフロー温度程度に加熱されていて
も塗料粉体が塗着されるとき被塗物の主として端
部にみられる温度降下によつて、この部分に被塗
物を覆う連続した気密性の熔融した塗料の液膜の
形成が不完全となり、これを通つて内部の細隙に
吸入された気体が、塗料焼付時の再加熱によつて
膨脹し、熔融した塗膜を通して噴出することによ
つて塗膜の欠陥が発生するものであることが明か
となつた。従つて、粉体塗料が塗着された時に、
被塗物の温度がある一定の温度（塗料・膜厚・被
塗物によつて定まる）以上に保持されていて、被
塗物を覆う連続した気密性の熔融した塗料の液膜
の形成（この現象を以下フローと略称しこの温度
をフロー温度と呼ぶことにする）が直ちに確実に
起るようになつていることが極めて重要である。 この条件が満足されても次に述べる被塗物含有
水分が１％以下の条件を満足されない限り、形成
塗膜に気泡の発生を完全に防止することは出来な
い。さらに、多孔質物品にアクリル系ポリエステ
ル系等の粉体塗料によつて充分な焼付硬化を行つ
て粉体塗装を適用する場合、決して気泡を発生さ
せないための条件は、被塗物の含有水分が１％以
下好ましくは0.5％以下になつていることであつ
て、これと前述の粉体塗料が塗着されるとき被塗
物の温度が被塗物全体にわたつて直ちに確実にフ
ローが起る様な温度に保持されていることの両者
の条件が必要なのである。この理由を次の実施例
について説明する。 第１表にはセメント素瓦にアクリル粉体塗料を
塗着する場合に、塗料焼付時の気泡発生率（気泡
による不良品が100枚の塗装瓦あたり何枚発生す
るかを示す。）が塗着前の素瓦含水率によつて如
何に変化するかを示したものである。尚本実験は
瓦の部位による温度の分布がなるべく小さくなる
様に特に注意して行なつたものである。第１表よ
り明かな如く、良好な結果を得るためには塗着前
の素瓦の含水率が１％以下好ましくは0.5℃以下
であることが必要とされることが明かである。素
瓦を所要の含水率にする為の温度履歴は結果に殆
んど影響を及ぼすことはなく、例えば250℃の気
流乾燥炉、130℃の気流乾燥炉の何れを適用して
も、それによつて得られる含水率が同一であれば
ほぼ同一の良品率が得られる。

【表】 以上の如く塗着時の瓦表面温度が塗料のフロー
温度以上で且含水率が１％以下になつていさえす
れば、その後にアクリル系ポリエステル系粉体塗
料が通常必要とする200℃、20〜30分程度の加熱
焼付を行つて充分な耐久力と外観をもつ良品を得
ることができる。 また粉体塗料塗着時の被塗物温度がどのような
影響をするかをフロー温度と関連する実験例につ
いて述べる。 第２表に示したのは、セメント素瓦にアクリル
系粉体塗料を適用する場合−塗料のフロー温度は
120℃−に、塗着時の物品表面温度が気泡発生率
に如何なる影響をもつかを示したものである。尚
本表の数値を得るために行つた実験

【表】 においては瓦の部位による温度の分布がなるべく
少なくなる様に注意して行つたものである。第２
表より明かな如く、良好な結果を得るためには素
瓦の含水率が0.5％以下であつても塗料のフロー
温度より高い温度で塗着を行なはなければならな
いことが明かである。尚第２表中の120℃、130℃
の発泡は特に端部にのみにみられるもので、これ
は端部の温度が中心部より低くなりやすいことの
影響であり、これより瓦は塗着直前までなるべく
均一な温度に保持−即ち熱平衡の状態に保持し−
その直後に塗着を行うことがのぞましく、塗着直
前に放冷が行なはれない様にすることが必要とな
る。 これによつて塗着時の素瓦の中心部と端部の温
度差が最少に保たれ、その結果素瓦の予熱温度を
下げることができ、装置の小型化と運転エネルギ
ーの節減が可能となる。 例えばアクリル等粉体塗料を120μｍの膜厚に
静電粉体塗装する場合、塗料のフロー温度が120
℃のときには、被塗物の温度が150℃に均一に予
熱された状態で且含有水分が0.5％以下になつて
いれば、これを焼付のために200℃で20分間後加
熱を行うことよつて、極めて良好な塗装を実施す
ることができる。 実際の工程では被塗物の温度は端部と中心部で
はかなり異つた値になりやすく、加温中は端部が
中心部にくらべて高温になりがちであり、逆に冷
却中においては端部が低温になりやすく、これら
の温度差は冷却又は加温の速度により大きくなり
やすい。従つて良好な塗装結果を得るためには、
被塗物の温度分布をなるべく均一にすることが重
要であり、被塗物をなるべく塗料を塗着する直前
まで熱平衡に近い状態に保持しておくことが好ま
しい。このためには塗着装置の直前において被塗
物を所要される温度に一定時間保持するための均
熱工程を設けるのがよく、この具体的方法として
は充分な断熱をほどこした気流炉等の公知の方法
を適用すればよい。また同じ目的により、塗装ブ
ース中でおこる塗着のための空気の流動による被
塗物端部の冷却を防止するために、塗着中あるい
は塗着直前の被塗物に対して赤外線を照射するこ
とにより好適な結果が得られる。 被塗物の水分含有率を所定値以下にする方法と
しては、加熱脱水・真空脱水等の周知の適当な方
法によればよく、コンクリート・石綿ボードの如
きセメント製品の場合には、養生工程にオートク
レープを適用することにより脱水工程の短縮と製
品の均一化をはかることができる。素焼陶器の場
合には窯より搬出された被塗物を所定温度まで冷
却して均熱工程を通すことにより含有水分のない
状態にあるので、直ちに粉体塗着を実施すればよ
い。 塗着の行われた物品に所要温度所要時間の焼付
を行う工程及びその後にくる冷却工程は周知の気
流・転射あるいはこれらの複合式等の焼付炉、及
び気流・水冷あるいはこれらの複合型等の周知の
工程を適用すればよい。粉体塗料を塗着する工程
としては、静電粉体塗着法が最も実用性が高い
が、その他流動浸漬法・吹付法・ふりかけ法等の
何れを適用してもよい。 適用する粉体塗料はアクリル・ポリエステル等
耐候性にすぐれた粉体塗料が用いられるが、これ
らと同程度の耐候性を保有する様にエポキシ・ウ
レタン等で変性されたアクリル系・ポリエスチル
系粉体塗料も、予熱した多孔質物品に塗着後昇温
して焼付を行なう本発明による方法を適用するこ
とができる。 実施例 １ アクリル系粉体塗料を用いて焼付後の平均膜厚
が120μｍになる如くセメント素瓦の粉体塗装を
実施するにあたり、この場合のフロー温度が120
℃であつた。養生が終つて大気中に放置してあつ
た被塗物を250℃の空気中で40分予熱乾燥を行つ
て残留水分を0.4％としたのち190℃の均熱工程を
通した直後に静電粉体ガンによつて粉体塗料を吹
付け、200℃20分の焼付を行つたのち空冷し、表
面の中心部は勿論、端部までも充分に平滑で発泡
や気孔のない美観にすぐれた耐久性のよい粉体塗
装セメント瓦を安定に製造することができた。 実施例 ２ 実施例１と同一の粉体塗料を用い、養生の終つ
たセメント素瓦を130℃で15時間気流乾燥して残
留水分を0.36％としたのち、150℃の均熱工程を
通した直後に、静電粉体ガンによつて焼付後の平
均膜厚が120μｍとなるごとくその表面及び側面
に塗着をおこない、次いで200℃20分の焼付を行
つたのち空冷し、実施例１と同様な高品質の粉体
塗装セメント瓦を安定に製造することができた。 実施例 ３ 実施例１と同一の粉体塗料を用い、オートクレ
ープ養生を適用したセメント素瓦の粉体塗装を適
用するにあたり、170℃の気流予熱炉で25分予熱
して含水率を0.6％とし、その直後に静電粉体ガ
ンによつて粉体塗料を塗着し、200℃20分の焼付
を行つたのち空冷し、実施例１と同様の高品質の
粉体塗装セメント瓦を安定に製造することができ
た。 尚本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば塗着前の水分含有量は１％以下とした
が、これは標準のセメント素瓦についてであり、
配合や骨材の種類などの相違により１％を多少越
えても本発明の効果を奏する場合もあり、いずれ
にしても再加熱で含水分が蒸発しない含水分であ
れば必ずしも１％以下に限定されるものではな
い。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 多孔質物品に、アクリル系・ポリエステル系
   等の粉体塗料による塗装を適用するにあたり、上
   記粉体塗料の塗着を行なうまえに上記物品の含有
   水分が１％以下になる様にする工程、上記粉体塗
   料の塗着時に上記物品の被塗装面の全部が上記粉
   体塗料のフロー温度以上で且均一な温度分布をも
   つ様にするための熱平衡による均熱化工程、均熱
   化工程の直後に上記物品に上記粉体塗料を塗着す
   る工程、粉体塗料が塗着された物品を上記粉体塗
   料の焼付温度で所要時間焼付ける工程、及び焼付
   工程の後で物品を冷却する工程よりなる多孔質物
   品の粉体塗装方法。