JPS6250436B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は適切な前処理と塗装条件を選定し、粉
体塗装を適用して種類の異る２層の合成樹脂塗膜
を形成させ、耐久性と質感にすぐれた樹脂塗装セ
メント瓦を経済的に製造する方法に関するもので
ある。

セメント素瓦（プレス、養生の終つたセメント
瓦）の表面に粉体塗装を適用すること、さらに、
その処理法によつては細藥瓦に似た重厚な勝れた
質感をもつ高級な樹脂塗装セメント瓦が得られる
ことはよく知られている。これに充分な耐久性
（耐候性、耐湿性、耐凍結融解性、表面硬度、接
着性、酸・アルカリに対する化学的耐久性等）を
持たせるための粉体塗装としてはアクリル系樹脂
を基剤とするもののみが実用性があり、しかも、
これを少くとも100μ、好ましくは150μ以上の厚
みに注意深い前処理と温度管理のもとにピンホー
ルのない塗着を行なうことが必要である。しかし
ながら数千枚／１日以上の大量生産を行う実用プ
ラント―特に静電粉体塗装を適用する場合―にお
いて、復雑な形状をなす瓦を高能率で塗装を行な
うにあたつては、粉体塗料は第１図に示される瓦
の凸部１０等は電界が強いので附着し易く厚膜と
なりやすく、また凹部１１等は電界が弱いので附
着しにくく薄膜となりやすい傾向がある。

この場合、耐凍結融解性に関しては凸部１０等
に於いて条件が苛酷であり、しかも塗膜が厚くな
ればなるほど条件は悪くなる。他方耐湿性、接着
性に関しては凹部１１において条件が苛酷であ
り、しかも塗膜が薄くなればなるほど条件は悪く
なる。

この厚みの不均一性の問題は粉体塗料を静電的
手段を用いないで塗着することにより解決するこ
とができるかに見受けられるが、実際問題として
は静電的手段を用いない場合は膜厚が全体として
厚くなつてしまうか、塗料の利用効率が低下する
などの点でゆきづまり解決策とはなりえない。

本発明においては種々研究の結果、上述の如き
問題を経済性を含めて著しく改善しうることを見
出し本発明に到達した。すなわち本発明において
は、セメント瓦の表面に粉体塗装により下塗と上
塗の二層の塗膜を一回の塗装工程で塗着し、一回
の焼付によつて塗装製品を得ることを基本とする
ものであり、これに伴う各種の問題点の具体的解
決に関する附加的解決法と一体となつてはじめて
改善されるものである。

適用される塗料として、上塗には耐久性に勝れ
た樹脂を用いることであり、その一例としてアク
リル系に属する樹脂が有効であり、これを少くと
も30μ以上の層厚に形成することが好ましく、ま
た下塗にはセメント素瓦と上塗層との両方に対し
良好な接着性を有する樹脂、さらに好ましくは多
少の伸び性を持つ樹脂、例えばエポキシ系、変性
ポリオレフイン系（架橋剤の混合を含む）等が好
適である。但し、上塗、下塗ともに上記例にのみ
限定されるものでなく、上記条件を満足する樹脂
粉体塗料であれば何れでもよい。なほ上塗樹脂中
には顔料の外に紫外線吸収剤を加えるとさらに耐
候性向上に効果的となる。本発明においては上記
樹脂乃至粉体塗料の選定のみによつて改善される
ものではなく、次に述べる方法を適用することに
よつて有効となるのである。

本発明塗装法の適用にあたつては、塗装直前の
セメント素瓦は先づ含有水分を少くとも２％以
下、好ましくは１％以下に乾燥し、且つ、少くと
も上塗下塗両塗料のフロー温度のうち高い方のフ
ロー温度より高い温度とし、両塗料の分解温度の
うち低い方の温度より低い範囲の温度、好ましく
は140゜〜190℃の範囲に予熱乃至は保持されてい
ることが必要である。このような温度条件のもと
において粉体塗料を適用するには、通常、粉体塗
料ブース内において先づ下塗塗料を少くとも平均
膜厚が50μ以上になるように静電塗着し、次い
で、または同時に上塗用粉体塗料を同様の方法に
よつて平均膜厚が少くとも30μ以上になるように
塗着する方法が用いられる。

上塗の適用は上下両塗料の混合が起らない様な
条件が満足されておれば（この目的には装置的な
手段を用いてもよいが、それ以外に両塗料の物性
―例えば両塗料の親和性パラメータ・溶融時の表
面張力差・相溶性―等を適切な関係に選定する方
法によつてもよい）下塗直後に行つてもよいし、
両塗料の物性値の選定によつては、上塗と下塗樹
脂の粉体塗料を混合した状態で塗着を行つても２
層に分離した塗膜を得ることができる。しかし何
れにしても瓦の含有水分と適用温度を上述の条件
に選んだ場合にのみ、下塗の高接着性と上塗の高
耐久性が補完しあつて塗装瓦全体としての耐久性
と良好な質感を得ることができる。即ち、水分が
２％より多い場合には次の焼付工程で塗膜に発泡
によるピンホールやわきが発生して不良品ができ
易くなり、特にこの現象は瓦の端部に顕著に表わ
れる。塗料適用時の温度が前述の条件より低すぎ
る場合には塗料のフローが不充分で塗着から焼付
工程に入るまでの間に瓦が特にその端部において
冷却して気体を吸着し、これが焼付工程に入つて
から塗膜を破つて再放出されピンホールの原因と
なり、耐久性をそこなうとともに美観上も好まし
くなく、またフローが不充分なため表面の不規則
な凹凸がはげしく高級な質感を得ることができな
い。さらに温度が低過ぎる場合には下塗層が瓦表
面の凹凸にフローせず充分なアンカー効果が発揮
されないので、切角接着性の良い樹脂を使つても
その効果が充分発揮されず、全体としての厚膜部
１０における塗膜のはがれや、薄膜部１１におけ
る耐湿性低下によるブリスターの発生を防止する
ことができない。

粉体塗着適用時の瓦の温度が高過ぎる場合、特
に素瓦の表面が上下何れかの塗料の分解温度以上
になつている場合は、塗料の分解によつて所期の
塗膜性能が得られないのは当然のことである。そ
れ以下の温度でも、温度が高過ぎると硬化前のフ
ロー粘度が下りすぎ、製品の塗膜表面がセメント
素瓦表面の凹凸を忠実に再現し過ぎて厚いうわぐ
すりに似た重厚な質感を得ることができない。こ
の点に関し通常使用されるエポキシ系、アクリル
系樹脂の場合、温度の上限は200℃以下が好まし
い。この事情は一層のアクリル粉体塗料を適用す
る場合でも同様の傾向が認められ、質感にすぐれ
た製品を得るための塗着温度は150〜170℃のせま
い範囲に保持する必要があり、質感だけに関して
も高級品を得るには最低100μ、好ましくは150μ
の塗膜厚を必要とする。

これに対し、本発明による二重塗装を適用すれ
ば、特に、下塗後に上塗を行なう場合において
は、瓦表面温度の高い間に先づ下塗を行つて充分
に塗料のフローを行なわせて、接着とアンカー効
果を充分得たうえで表面が平滑化され、その後上
塗を行うので塗料塗着時の温度範囲を140〜190℃
とアクリル単層の場合の150〜170℃に比較して２
倍以上にとることができ、作業管理の容易さ、あ
るいは瓦の端部と中心部の温度差を小さくするた
めの均熱化の手段の簡易化または省略化ができ、
ひいては製品の歩止りを著しく向上する。

また高級な質感を得るに必要な膜厚は最少80
μ、好ましくは120μと全膜厚が薄くすむので樹
脂の節約も著しく、塗料コストを40〜50％程度も
節約が可能となる。なほ、上塗と下塗との粉体を
混合して一度に塗着するよりも、これを分離して
別々に順次塗着する方が有利な場合が多い。この
場合、同一ブース内で被塗瓦の進行方向に関して
数十センチ乃至1.5ｍ程度の間隔をもつ別個の粉
体塗装ガンをレシプロ運動させつつ両粉体を塗着
させることができ、上塗と下塗との塗着される時
間間隔は数十秒乃至２〜３分程度で可能である。
この場合、必要に応じて気流、隔壁、排気口を適
切に配置して両塗料の混合を防止すると未塗着回
収粉体塗料を有効に利用可能となる。なほ、この
工程は液体塗料による二層塗に見られるような一
層毎に乾燥、焼付などの工程は全く必要がなく、
下塗と上塗との二層が殆ど一工程で形成しうるの
で、一層毎に乾燥焼付を行なう従来の工程と比較
してエネルギの消費量を軽減でき、また上塗設備
で下塗を行なうので下塗の設備が不要となるか
ら、エネルギの消費量の軽減と相俟つて製品コス
トを大巾に下げることができるのが本発明の大き
な特徴である。また、この工程では前述のセメン
ト瓦の水分と温度に関する諸条件を満足すること
が前提であり、セメント瓦の熱容量をも有効に利
用することができ、各層間の接着力にすぐれた耐
久性の良好な製品が経済性をもつて得られるので
ある。

上述の塗料粉体の塗着は下塗、上塗の両者共に
塗着後数秒後にフローして二層に成膜するが、こ
の後は通常の温度塗装と同様に、焼付炉において
塗料樹脂によつて指定されている焼付温度付近で
所要時間の処理を行つて硬化焼付を行なう。下塗
塗料としてエポキシ系樹脂を用いると、所謂ラピ
ツドキユーアタイプのものが得やすいので焼付時
間の短縮が可能となる。さらに、上塗塗料として
アクリル系を用いた場合、焼付は200℃で15分程
度でよい。このようにして焼付硬化の終つた瓦は
冷却後直ちに製品として出荷可能である。

以上の説明では被塗物の温度が均一の場合であ
るが、実際の工程では被塗物の温度は端部と中心
部ではかなり相違し、加温中は端部の方が高温と
なり、逆に冷却中は端部が低温になりやすい。こ
れらの温度差は加温又は冷却の速度により大きく
なる。このため、被塗物の温度分布を均一にする
ことは良好な塗装結果を得るために重要であり、
塗料の塗着および焼付工程では被塗物を出来うる
限り熱平衡に近い状態とすることが好ましい。そ
れ故、塗着装置の直前に被塗物を所要温度に一定
時間保持する均熱工程を設けることは好ましい。
具体的には充分な断熱をほどこした気流炉等、公
知の装置を用いればよい。また、同じ目的から、
塗装ブース中で起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の照射は
好結果が得られる。

被塗物の水分含有率を所定値以下にする方法と
しては加熱あるいは真空脱水等の周知の手段によ
ればよい。本発明の場合、含水率は２％以下でピ
ンホールの出来にくい塗装膜が得られ、アクリル
単層膜の場合の１％以下に比較して、乾燥工程の
諸設備費と運転コストを大巾に低下することがで
きる。これは下塗層を設けたことによつて単層膜
の場合よりもより良好なシール効果を得ることが
できるためである。瓦の養生工程にオートクレー
ブを適用することは脱水工程の短縮と製品の均一
化をもたらすことができる。そして、この養生終
了後炭酸ガス、亜硫酸ガス等で表面を処理して素
瓦表面を中性化したり、原料中に予め珪酸質を配
合したうえでオートクレーブ養生を行い、数瓦全
体を中性化することによつて、下塗塗料との接着
性をより向上させることができる。このように調
製されたセメント素瓦は本発明に適用するとより
効果を増大する。

比較例１ （アクリル樹脂単層塗装瓦） アクリル系粉体塗料を用いて焼付後の平均膜厚
が150μになるようにセメント素瓦の粉体塗装を
実施するにあたり、養生が終つて野外に放置して
あつたセメント素瓦を240℃の炉で60分間予熱乾
燥を行つて残留水分を0.4％とした後、160℃の均
熱炉を通した直後、静電粉体塗装ガンによつてフ
ロー温度が120℃の粉体塗料を吹付けた後、200
℃、20分間焼付を行つたのち空冷して、アクリル
樹脂の塗装されたセメント瓦を得た。この瓦の表
面は中心部は勿論、端部まで充分平滑であり、発
泡や気孔のない美観にすぐれたものであつた。

このようにして得られた瓦に寒熱サイクル試験
（水浸漬後−20℃で３時間、80℃で３時間、加熱
冷却を繰返す）を30サイクルで行つたところ、10
個のうち２個について厚膜部１０に亀裂およびは
がれが発生した。また、耐湿性試験（50℃の湿空
凾に24時間保存と50℃で24時間乾燥を最高30サイ
クル繰返す）を行つたところ、10個のうち８個に
ついて薄膜部１１を中心としてブリスターが発生
した。その他耐候性、表面硬度、化学的耐久性、
接着性の試験は良好であつた。

実施例 １ 比較例１に用いたものと同じセメント素瓦を
240℃の炉で60分予熱乾燥を行つて残留水分を0.4
％とした後、160℃の均熱炉を通した直後に静電
粉体塗装ガンによつてエポキシ粉体塗料を平均膜
厚が90μになるように吹付け、次いで、下地エポ
キシ樹脂と接着性のよいアクリル粉体塗料を平均
膜厚が60μになるように吹付後、直ちに200℃の
加熱炉中で20分間焼付を行つた後空冷し、エポキ
シ樹脂とアクリル樹脂の二層に塗装されたセメン
ト瓦を得た。得られた瓦は比較例１と同様に美観
にすぐれたものであつた。

このようにして得られた瓦に対し、比較例１と
同じ試験を行つたところ、耐寒熱性、耐湿性、耐
候性、表面硬度、化学的耐久性、接着性の何れの
試験にも良好な結果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図イはセメント瓦の俯敢図を示し、ロはイ
のＡ―A′部の断面図を示す。 １…セメント瓦素地、２…樹脂層膜、１０…塗
装膜の厚膜部、１１…塗装膜の薄膜部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下塗と上塗の２種類の粉体塗料をセメント素
   瓦の所要表面に２重塗装する方法に於て、養生後
   のセメント素瓦を含有水分が２％以下になるよう
   に乾燥すると共に該セメント素瓦を前記各粉体塗
   料のフロー温度の高い方の温度よりも高く且つ各
   粉体塗料の分解温度の低い方の温度よりは低い均
   一な温度に保つよう均熱工程を通して加熱し、均
   一に加熱されたセメント素瓦の所要表面に下塗粉
   体塗料を塗着し、その直後に上塗粉体塗料を塗着
   し、その二重塗着層が形成されたセメント瓦を所
   要温度で所要時間焼付塗装及び冷却することを特
   徴とする樹脂塗装セメント瓦の製造方法。 ２ セメント素瓦に粉体塗料を塗着する工程にお
   いて、セメント素瓦の表面温度が140℃〜190℃の
   範囲に保たれ、且つ下塗塗料としてエポキシ系粉
   体塗料を上塗塗料としてアクリル系粉体塗料を塗
   着することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の樹脂塗装セメント瓦の製造方法。