JPS62277182A - 多孔性無機質建材表面の多層発色仕上げ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多孔性無機質建材表面の多層発色仕上げ方法に
関し、さらに詳しくは多孔性無機質建材の表面層を下塗
である浸透型無機質系塗料を塗布することにより「濡れ
色にならない下地」を形成し又上塗であるフッ素樹脂系
塗料および（又は）ポリウレタン樹脂系塗料を色相の同
−又は異なるものをそれぞれ２回塗布し塗膜を形成せし
めることにより「色の均一性」、「色の深み」および「
色の鮮明性」のある仕上りが得られ、それに加えてフッ
素樹脂系塗料およびポリウレタン樹脂系塗料の高耐久性
を兼ね備えた多孔性無機質建材表面の多層発色仕上げ方
法に関する。

本明細書において「多孔性無機質建材」とは、セメント
系、ケイ酸カルシウム系、石膏系、石綿系などの無機質
多孔性の材料から主として構成されている建築用資材を
意味するものであり、具体的には、例えば、打ち放しコ
ンクリート、軽量コンクリート、プレキャストコンクリ
ート、軽量気泡コンクリート　（ＡＬＣ）　、モルタル
、石綿セメント板、ケイ酸カルシウム板、パルプセメン
ト板、木毛セメント板、石膏ボード、ハードボード、し
っくい、石膏プラスター、ドロマイトプラスター、硬プ
ラスター等が包含される。

上記多孔性無機質建材（以下単に「建材」ということが
ある）、特に打ち放しコンクリート、軽量コンクリート
、プレキャストコンクリート、軽量発泡コンクリート等
のような建材は一般の有機質系塗料、無機質系塗料又は
それぞれのクリヤー塗料を建材表面に塗布すると屈折率
の関係で濡れ色になりそのため上塗の色かにごり、鮮明
でなくなり「色の均一性」、「色の深み」も得られず又
得られたとしても耐久性上問題があった。

従来の無機質建材の塗装方法としては例えば、（１）　
　合成樹脂エマルション塗料をあらかじめ下塗りとし、
同系の塗料を上塗りとして建材に塗装する方法、 （２）　　ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹
脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂等を有機溶剤に溶解した
有機溶剤型のシーラーを下塗りとし、上記樹脂系塗料を
上塗りとして建材に塗装する方法、 （３）　　コロイド状シリカ又はケイ酸塩水溶液単独又
はエマルションをブレンドした処理液を下塗りとし、同
系の塗料を上塗りとして建材に塗装する方法、 （４）　　アルコキシシラン基とカルボキシル基を有す
る水溶性もしくは水分散性アクリル樹脂単独又はコロイ
ド状シリカをブレンドした水性組成物を下塗りとし、同
系もしくはウレタン樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹
脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂系の塗料を上塗りとして
建材に塗装する方法、 などが行われている。

しかしながら、エマルション塗料もしくはそのクリヤー
塗膜は屈折率の違いにより素地を濡れ色にさせるため、
上塗りと同系樹脂のカラークリヤーにした時、その色の
鮮明さが著しく低下し、良好な仕上りが得られないのに
加え長期的には建材とエマルション塗膜の付着性が徐々
に劣化する。

有機溶剤系のシーラーも同じく素地を濡れ色にさせるた
め上塗りに溶剤系カラークリヤーを塗布した時にその色
のあざやかさが著しく低下する。

コロイド状シリカまたはケイ酸塩水溶液を下塗りとして
用いた場合素地を濡れ色にさせる程度は小さいが、上塗
りに溶剤型塗料を用いた場合コロイド状シリカまたはケ
イ酸塩水溶液の塗膜自体を濡れ色にさせるだけでなく、
耐水性、付着性に劣り、長期的に安定な性能を確保する
ことが出来ない。

コロイド状シリカにアクリル樹脂をブレンドした系は濡
れ色の程度は有機溶剤系シーラーより優れているがコロ
イド状シリカ又はケイ酸塩水溶液系におよばないという
問題がある。

以上の如く、従来の方法ではいずれも欠陥があり又、耐
久性、仕上りの面でも十分に満足のいくものではなかっ
た。

そこで本発明者らは上記した如き欠点をもたない無機質
建材の表面層の強化を行うと同時に屈折率が同じか近似
した有機珪素縮合物である濡れ色にならない下塗塗料と
、高耐久性を持つ樹脂を成分とした上塗塗料の組合せに
より「色の鮮明性」「色の均一性」および「色の深み」
のある多層発色方式の表面塗装仕上げ方法を開発するこ
とを目的として鋭意研究を重ねた結果、特定の有機珪素
高縮合物をバインダー成分とする下塗塗料と、高耐久性
をもつフッ素樹脂系高重合物および（又は）ポリウレタ
ン樹脂をバインダー成分とする上塗塗料を組合せること
によって上記目的の達成が可能なことを見い出し本発明
を完成するに至ったものである。

か（して、本発明に従えば、多孔性無機質建材の表面に
、下記一般式〔Ａ〕　： Ｒ Ｒ−０−３ｔ　−０−Ｒ（但しＲは炭素数１〜８０　　
　　　　の炭化水素基） Ｒ・・・（Ａ） で示される有機珪素化合物および（又は）その低縮合物
と、 下記一般式〔Ｂ〕　： Ｒ’　　　　　　　（但しＲ′は炭素数１暑 Ｒ−０−３ｉ　−０−Ｒ〜１２の炭化水素基、■ ＯＲは上記に同じ） Ｒ・・・ＣＢ） で示される有機珪素化合物および（又は）その低縮合物
からなる混合物を酸触媒の存在下で加水分解した後、ア
ルカリ物質を用いてそのｐＨを７以上として縮合せしめ
てなる分子末端にシラノール基を有しない有機珪素高縮
合物をバインダー成分とする浸透型無機質系塗料を下塗
りとし、フッ素樹脂系高重合物および（又は）ポリウレ
タン樹脂をバインダー成分とする上塗塗料を組合せるこ
とを特徴とする多孔性無機質建材表面の多層発色仕上げ
方法が提供される。

本発明方法において、前記の有機珪素高縮合物をバイン
ダー成分とする塗料を無機質建材の基質表面に塗布した
場合、前記従来の下塗塗料に見られるような欠点がなく
、すみやかに基質に浸透し基質内部の水分によって硬化
されると同時に建材基質の表面において基質と一体とな
って硬化・固化するばかりでなく、前記基質の劣化防止
作用があり、乾燥後の仕上り色が基質と同じになる、所
謂濡れ色にならないすぐれた表面を得ることが出来る。

又、前記のフッ素樹脂系高重合物をバインダーとするフ
ッ素樹脂系上塗塗料は、本来付着性に劣るという問題が
あったが前記下塗塗料との組合せによって全く予期し得
ない長期の付着性に優れるばかりでなく色の発色性、高
耐久性、耐エフロレフセンス、耐水性、耐アルカリ性な
どにも優れるという特長を兼ねそなえている。

しかして、本発明方法は前記下塗塗料と上塗塗料の組合
せで、かつ上塗塗料を色相の同−又は異なるものをそれ
ぞれ２回塗り重ねることによる多層発色方法であるので
「色の鮮明性」、「色の均一性」および「色の深み」の
ある仕上りを得ることが出来る。

本発明において使用される無機質系塗料のバインダー成
分として用いられる分子末端にシラノール基を有しない
有機珪素高縮合物は下記一般式： Ｒ−０−３ｔ　−０−Ｒ（但しＲは炭素数１〜８０　　
　　　　の炭化水素基） 写 Ｒ・・・（Ａ） で示される有機珪素化合物および（又は）その低縮合物
と、 下記一般式〔Ｂ〕　： Ｒ’　　　　　　　（但しＲ′は炭素数１Ｒ−０−３１
−０−Ｒ〜１２の炭化水素基、ＯＲは上記に同じ） Ｒ・・・ＣＢ） で示される有機珪素化合物および（又は）その低縮合物
からなる混合物を酸触媒の存在下で加水分解した後、ア
ルカリ物質を用いてそのｐＨを７以上として縮合して得
られる。

上記一般式〔Ａ〕で表わされる有機珪素化合物における
Ｒは同−又は相異なる炭素数１〜８の炭化水素基であり
、この際の炭化水素基としてはメチル、エチル、プロピ
ル、ヘキシルなどのアルキル基、フェニル、トリル、キ
シリルなどの了り−ル基、シクロヘキシル、シクロブチ
ル、シクロペンチルなどのシクロアルキル基等である。

具体的な化合物としては、たとえばテトラメトキシシラ
ン、テトラエトキシシラン、テトラプロピオキシシラン
、テトラブトキシシラン、テトラフェノキシシラン等を
例示出来る。またその低縮合物とは重合度ＩＯ以下のオ
リゴマーを意味する。

また、上記一般式ＣＢ）で表わされる有機珪素化合物に
おけるＲは上記一般式（Ａ）の場合と同様である。一方
Ｒ′は炭素−ケイ素結合によりケイ素に結合する炭素数
１〜１２の炭化水素基であり、炭化水素基としてはメチ
ル、エチル、プロピル、ヘキシル、オクチルなどのアル
キル基、フェニル、トリル、キシリル、ナフチルなどの
了り−ル基、シクロヘキシル、シクロブチル、シクロペ
ンチルなどのシクロアルキル基などである。

具体的な化合物としては、メチルトリメトキシシラン、
メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラ
ン、フェニルトリエトキシシランなどを挙げることがで
きる。

上記一般式（Ａ）およびＣＢ）で表わされる有機珪素化
合物及び（又は）その低縮合物の混合物を縮合せしめる
に際しては、まず該化合物及び（又は）低縮合物の混合
物を水溶性溶媒たとえばアルコール系溶媒、セロソルブ
系溶媒、セロソルブアセテート系溶媒、グライム系溶媒
などに添加し、塩酸、硫酸、リン酸等の鉱酸あるいはギ
酸、酢酸等の有機酸の存在下に、好ましくはｐ）１６以
下で、Ｓｉに結合しているＲＯ基１モルに対し０．２〜
２ｍ０１の割合で水を加え、２０〜１００°Ｃ程度で３
０分〜１０時間程度攪拌下に反応せしめ、加水分解と縮
合反応を行なう。

次いで水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩基
類、水溶性溶剤に可溶で且つ塩基性を示すホウ酸、モリ
ブデン酸などの弱酸のアルカリ金属又はアルカリ土類金
属塩類（例えばホウ酸ナトリウム、モリブデン酸ナトリ
ウムなど）、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリ
エチルアミン等の脂肪族アミン類、アンモニアなどのア
ルカリ性物質を添加して系のｐＨを７以上、好ましくは
７．５〜８．５にして縮合反応を０．５〜１０時間進行
せしめる。反応終了後蒸留、共沸等により残存する水を
除去することによって容易に目的の有機珪素高縮合物を
得ることができる。

前記一般４（Ａ）およびＣＢ）を用いて高縮合物を得る
に際し、両成分の配合割合は、重量を基準にして下記の
割合で配合するのが適当である。

一般式（Ａ）化合物：５〜９５重量％ 好ましくは２０〜８０重量％ 一般式ＣＢ）化合物＝５〜９５重量％ 好ましくは２０〜８０重量％ 上記配合において、（Ａ）化合物の量が５重量％未満の
場合、すなわち（Ｂ）化合物が９５重量％を超える場合
には、この縮合物を用いて形成される無機質塗料の硬化
性が劣り、しかも上塗り性が悪くなる。また、（Ｂ）化
合物の量が５重量％未満の場合、すなわち（Ａ）化合物
の量が９５重量％を超える場合には、この縮合物を用い
て厚塗り塗装すると塗膜が剥離を起こしやすくなる傾向
がある。

かくして得られる高縮合物は三次元縮合物であって少な
くとも縮合度は２０以上で分子量約３０００以上のもの
であり、塗料の無ａ質バインダーとして充分な性能を有
し、たとえばそのままクリヤー塗装しても５０〜１００
μ程度の膜厚の塗膜を形成出来る。

前記した有機珪素高縮合物は、分子末端に縮合反応しや
すいシラノール基を有していないので貯蔵安定性が非常
にすぐれており、また該高縮合物はテトラアルコキシシ
ランとトリアルコキシシランとの併用によって形成され
ているので配合割合を変えることによって架橋密度を適
当に調節することができ、その結果硬化性と厚塗り性の
バランスのすぐれた、すなわち硬化時に剥離のないすぐ
れた無機質塗膜をクリヤー塗装でも５０〜１００μの高
厚膜で形成することができる。さらに硬化塗膜は主骨格
が一３ｉ−〇−３ｉ−結合であるので耐熱性、耐食性、
耐薬品性、耐候性などの性能にすぐれたものである。

前記した有機珪素高縮合物は有機溶剤に可溶で通常、固
形分含量１０〜３０重量％、好ましくは１５〜２０重量
％の範囲で製造され、そのまま無機質系塗料として使用
することができる。

本発明において無機質系塗料を用いての無機質建材表面
の塗布は通常の方法、例えば刷毛塗り、吹付は塗り、ロ
ーラー塗り、浸漬などにより行なうことができ、その際
の塗布量は特に制限はないが、一般に９０〜３００　ｇ
／ｍ”で充分である。

本発明において使用されるフッ素樹脂系塗料のバインダ
ー成分として用いられる分子中にフッ素原子を有する高
重合物はテトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロ
ペン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ヒニリデン
あるいはフッ化ビニルの如きフルオロオレフィンの単独
重合体または共重合体、これらフルオロオレフィンとエ
チレン、プロピレンの如きオレフィン及び／又はフルオ
ロビニルエーテルとの共重合体（但しフルオロオレフィ
ンを少なくとも５０重量％含有）などをいい、融点が２
００℃以下のものが使用される。フッ素樹脂の具体例と
しては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリ
フルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化
ビニル、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロ
ペン共重合体、エチレン／クロロトリフルオロエチレン
共重合体、テトラフルオロエチレン／フルオロビニルエ
ーテル共重合体、エチレン／テトラフルオロエチレン／
フルオロビニルエーテル共重合体などが挙げられる。

該フッ素系高重合物の分子中には、ウレタン反応または
エポキシ反応を起させる官能基が導入される場合もある
。

フッ素樹脂系塗膜は主骨格にフッ素原子を含有している
ので耐久性、耐食性、耐候性、耐薬品性、耐熱性などの
性能のすぐれたものである。

また、本発明において用いられるポリウレタン樹脂系塗
料は、従来から公知のものを用いることができ、例えば
ポリオール成分としてはアクリルポリオール、ポリエス
テルポリオール、セルロース誘導体、アクリルグラフト
セルロース誘導体が用いられ、イソシアネート成分とし
ては、脂肪族系、脂環族系、芳香族系のポリイソシアネ
ートが用いられる。

前記したフッ素樹脂系高重合物およびポリウレタン樹脂
は有機溶剤に可溶で通常、固形分含量４０〜８０重量％
、好ましくは４５〜６０重量％の範囲で製造され、その
まま上塗塗料として使用することができる。さらにこの
ものに必要に応じて、着色剤例えばチタン白、カーボン
ブラック、ペンカラ、黄鉛、紺青、群青など；体質顔料
例えばタルク、炭酸カルシウム、マイカ、クレー等：の
常用の添加物を含ませることができる。

本発明においてフッ素樹脂系塗料やポリウレタン樹脂系
塗料を用いての無機質系下塗塗膜の塗布は通常の方法、
例えば刷毛塗り、吹付は塗り、ローラー塗り、浸漬など
により行なうことができ、その際の塗布量は特に制限は
ないが、一般に９０〜３００ｇ／ｍ”で充分である。

製造例１ 反応容器に、テトラエトキシシラン６２ｇ１メチルトリ
エトキシシラン１２５ｇ及びエチルアルコール１８７ｇ
を加え、内容物を攪拌しながら加熱して８０℃になった
のち０．２　Ｎ−塩酸３０ｇを添加し８０℃で１０時間
反応させた。ついで、この反応生成物にトリエチルアミ
ン３０ｇを添加してｐＨを７以上に上げて８０℃で２時
間槽合反応を行ない、その後ベンゼン１００ｇを添加し
不揮発分が４０％になるまで脱溶剤を行なった。

かくして得られた反応生成物（ワニス）は透明で、粘度
５．８センチボイズであった。

製造例２ 反応容器に、テトラブトキシシラン１３２ｇ、フェニル
トリブトキシシラン１３８ｇ及びブチルアルコール２７
０ｇを加え、内容物を攪拌しながら加熱して１００℃に
なったのち５％ギ酸水溶液６６ｇを添加し１００℃で１
時間反応させた。ついで、この反応生成物にＮ−メチル
モルホリン３０ｇを添加してｐＨを７以上に上げて９０
℃で２時間槽合反応を行ない、その後トルエン１００ｇ
を添加し不揮発分が４０％になるまで脱溶剤を行なった
。

かくして得られた反応生成物（ワニス）は透明で、粘度
２８．８センチホイズであった。

実施例１ 打ち放しコンクリートに製造例１のワニスを使用した浸
透型無機質系塗料を下塗りし、上塗りとして酸化チタン
５　ＰＨＲを含むフッ素カラークリヤー（商品名“カン
ペフロン力う−クリヤー”、関西ペイント社製）を１回
目に、赤系顔料３　ＰＨＲ−を含むフッ素カラークリヤ
ー（カンベフロン力う−クリヤー）を２回目にスプレー
塗布した。それぞれの上塗塗布量は１１０　ｇ／ｍ”で
温度２０度、湿度７５％の恒温恒湿槽に７日間セツティ
ングした。このものを表−１に示す各種性能について試
験を行なった。

実施例２ 軽量コンクリートに製造例２のワニスを使用した浸透型
無機質系塗料を下塗りし、上塗りとしてフン素クリヤー
（カンペフロンクリヤー）を１回目に、黄系顔料６　Ｐ
ＨＲを含むフッ素カラークリヤー（カンペフロン力う−
クリヤー）を２回目にスプレーで塗布した。それぞれの
上塗り塗布量は１２０ｇ／ｍ”で温度２０度、湿度７５
％の恒温恒湿槽に７日間セツティングした。

このものを表−１に示す各種性能について試験を行なっ
た。

実施例３ 軽量気泡コンクリートに製造例２のワニスを使用した浸
透型無機質系塗料を下塗りし、上塗りとしてオレンジ系
顔料７　Ｐ）ＩＲを含むフッ素カラークリヤー（カンペ
フロン力う−クリヤー）を１回目に、黄系顔料３　ＰＨ
Ｒを含むフッ素カラークリヤー（カンペフロン力う−ク
リヤー）を２回目にスフ。

レー塗布した。それぞれの上塗塗布量は９０ｇ／ｍ２で
温度２０度、湿度７５％の恒温恒湿槽に７日間セツティ
ングした。

このものを表−１に示す各種性能について試験を行なっ
た。

実施例４ 打ち放しコンクリートに製造例１のワニスを使用した浸
透型無機質系塗料を下塗りし、上塗りとして酸化チタン
４　Ｐ）ＩＲを含むポリウレタン樹脂系カラークリヤー
（商品名：ＵＣカラークリヤー。

関西ペイント社製）を１回目に、黄系顔料３　ＰＨＲを
含むポリウレタン樹脂系カラークリヤー（ＵＣカラーク
リヤー関西ペイント社製）を２回目にスプレー塗布した
。それぞれの上塗塗布量は１２０ｇ　／　ｍ　Ｚで温度
２０度、湿度７５％の恒温恒温槽に７日間セツティング
した。このものを表−１に示す各種性能について試験を
行なった。

表　　　−１ 水　溶剤系アクリル樹脂クリヤーである関西ペイント社
製ＡＰクリヤを下塗りに、上塗りに溶剤系アクリルカラ
ークリヤーである関西ペイント社製ＡＰカラークリヤー
を用い打ち放しコンクリート面に塗布した。

拭鼠左基： 付着性：試験板の表面に基材に達する切り込みをクロス
状にナイフでキズつけ、ガムテープ（住友スリーエム社
製）をはりつけ、直ちに引きはがすことによって、被膜
の基材に対する付着性を評価した。

◎：全くはがれない ○：僅かにはがれが認められる 耐水性：耐凍結融解試験と同様の試験片を上水に４日間
浸漬し、塗膜の異常（フクレ、軟化、など）を評価した
。

フクレの評価は日本塗料検査協会の評 価基準に従った。

◎：全く異常なし Ｏ：僅かに軟化 色の鮮明性：試験板に対し垂直方向から肉眼で観察した
。

◎：鮮明度が非常に優れている Ｏ：鮮明度が優れている ◎：鮮明度がやや劣る 色の均一性：ｌｍＸ１ｍの試験片について色の均一性を
肉眼で観察した。

◎二色ムラが全く認められない ◎：実用上問題がないが色ムラが僅か認められる 色の深み：色の深みについて観察 ◎：非常に優れている Ｏ：′９通 耐久性：サンシャインウエザオメータ４０００時間 ◎：異常なし Ｏ：僅かにつやびけ ０：つやびけ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 多孔性無機質建材の表面に下記一般式〔Ａ〕：▲数式、
   化学式、表等があります▼（但しＲは炭素数１〜８の炭
   化水素基）・・・〔Ａ〕で示される有機珪素化合物およ
   び（又は）その低縮合物と、 下記一般式〔Ｂ〕： ▲数式、化学式、表等があります▼（但しＲ′は炭素数
   １〜１２の炭化水素基Ｒは上記に同じ）・・・〔Ｂ〕で
   示される有機珪素化合物および（又は）その低縮合物か
   らなる混合物を酸触媒の存在下で加水分解した後、アル
   カリ物質を用いてそのｐＨを７以上として縮合せしめて
   なる分子末端にシラノール基を有しない有機珪素高縮合
   物をバインダー成分とする浸透型無機質系塗料を下塗り
   にし、その上にフッ素樹脂系高重合物および（又は）ポ
   リウレタン樹脂をバインダー成分とする上塗塗料を塗布
   して発色せしめることを特徴とする多孔性無機質建材表
   面の多層発色仕上げ方法。