JPS6327315B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は耐候性その他の特性に優れたメタリツ
ク外観を有する着色セメント瓦の製造方法に関す
るものである。 近年住宅のプレハブ化及び低コスト化に伴い、
施工性及び製造コスト面の有利さから、従来の日
本瓦や西洋瓦に代つてセメント瓦の使用が急増し
ており、今後ますます需要が伸びるものと予想さ
れる。セメント瓦はセメント、硬質細骨材及び水
等を混和した上で加圧成形し、長期間養生を施し
て硬化せしめ製造される。この様なセメント瓦は
そのままで使用されることもあるが、最近では外
観上高級化をはかるため、着色されて用いられる
ことが殆んどである。着色法としてはセメント瓦
の表面に一液アクリル又は二液アクリルウレタン
樹脂からなる着色塗料を塗布する方法が一般的で
ある。しかしながら、この様な高分子材料は原材
料費が高くなるという難点があり、更に退色現象
や剥離現象を生ずる場合が多く、満足すべきもの
ではない。一方着色セメントに水を加えたものや
白セメントに着色顔料と水を加えてなるものを塗
布し着色層を形成せしめ養生し更には必要に応じ
てその上に高分子材料よりなる透明塗料を塗布
し、高級感を出すという方法も検討されている。
しかしながらこれらの場合もエフロレツセンス等
の変色が生じたり、セメント瓦と着色層との密着
性が不十分であり、クラツク剥離等のトラブルが
生じ易いという欠点がある。更には、上記の如き
着色セメント瓦のエフロレツセンス及び変色を防
止するため及び耐久性を付与するために溶剤型塗
料又は水系塗料等の上塗塗料を塗装する場合があ
るが、この場合には着色層の塗布後上塗塗装を施
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、また上塗後長期間経た場合、
着色層と上塗塗膜層間に歪が、生じたり層間の密
着性が低下してフクレ、クラツク及び剥離等のト
ラブルを生じる事が多い。またこれら従来の塗料
は、１コート仕上げで厚膜塗装するとワキ、チヂ
ミ等が生じやすいので通常２コート仕上げがなさ
れていた。 以上の如く、従来のセメント瓦の着色被覆法及
び使用被覆材には性能上及び適用上種々の欠陥が
存在しており、更に塗装上の欠陥も存在してい
る。 本発明は、上記の如き従来技術に鑑みセメント
瓦のメタリツク外観を有する着色被覆を施すため
の優れた方法を提供することを目的とするもので
ある。特に本発明においては、１コート仕上げで
ワキ、チヂミが生じにくい比較的厚い膜厚（約60
〜300μ）が得られ、且つセメント瓦との密着性
等の良好な優れた塗膜特性をもち、さらに光沢ム
ラのないメタリツク外観を有し、また長期間にわ
たつて風雨にさらされ、表面が磨耗してきても塗
膜内部に存在する金属粉が下層に行く程、リツチ
に存在しているため常にメタリツク外観が保持出
来る塗膜を形成することを目的とする。 このような目的は (a)(i) アクリル酸又はメタクリル酸エステル共重
合エマルジヨン樹脂（エステルは炭素数１〜
８のアルキル基）あるいは前記アクリル酸又
はメタクリル酸エステルとスチレンとの共重
合エマルジヨン樹脂（スチレン含量は30重量
％以下）固形分 ………20〜80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 ………0.5〜４重量％ (iii) 充填剤 ………５〜40重量％ (iv) セメント ………４〜20重量％ (v) 着色顔料 ………０〜15重量％ (vi) 金属粉または金属箔粉 ………５〜40重量％ (vii) 鱗片状マイカ粉 ………１〜５重量％ (viii) 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または脂肪族多価アミ
ン硬化剤、 及びさらに必要に応じ各種添加剤少量からな
りかつ〔(i)＋(ii)〕／(iv)の重量比が２〜９の範囲
である混合物100重量部、ならびに (b) 水70〜300重量部 を混練して得られた塗料組成物をセメント瓦表面
に塗装する着色セメント瓦の製造方法により達成
される。 塗料組成物において用いられるアクリル酸又は
メタクリル酸エステル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
エステルとしてはメチル、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以上のエステル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
下適である。又、これらのアクリル酸（又はメタ
クリル酸）エステルとスチレンとの共重合エマル
ジヨン樹脂も用いられるが、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）エステル共重合エマルジヨン樹脂又はアクリ
ル酸（又はメタクリル酸）エステルとスチレンと
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アルキルフエノールポリエチ
レンエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエー
テル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテ
ル、ポリエチレングリコールオレイルエーテル等
のエーテル類；ソルビタンアルキルエステル、ポ
リオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポ
リグリコール脂肪酸エステル等のエステル類；ポ
リプロピレングリコールポリエチレングリコール
重合体、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポ
リオキシエチレンアルキルアミンなどのノニオン
界面活性剤単独又はアニオン界面活性剤との併用
でもノニオン界面活性剤が多くアニオン界面活性
剤は少量で使用することが必要である。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、その成膜温度は０〜30℃であるのが好まし
く、30℃を越える場合には硬化塗膜が硬くなり過
ぎてクラツクを生じやすくなり好ましくない。こ
れらの樹脂は上記混合物(a)中において固形分20〜
80重量％の割合で配合される。樹脂が20重量％未
満であると塗料組成物中における濃度が低すぎて
充填剤、セメント金属粉または金属箔粉及び着色
顔料との比重差により浮上してくる樹脂により形
成される塗膜表面がポーラスな状態となり、緻密
性に欠けるためエフロレツセンスがおこり易く、
更に樹脂成分が少ないため可撓性に欠け長期間経
過後に塗膜にクラツク及び剥離現象が生じ易くな
る。一方、樹脂が80重量％を越えるとセメントの
硬化及び樹脂の硬化が遅れ十分な塗膜強度が得ら
れず塗膜の耐水性が低下する。樹脂の好ましい配
合割合は30〜60重量％である。 塗料組成物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ルから得られる芳香
族ジグリシジ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
0.5〜４重量％が用いられる。樹脂が0.5重量％未
満であると、素地との密着性が低下し、４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。樹脂の好ましい配合割合は１〜３重量％
である。 塗料組成物において用いられる充填剤としては
炭酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウ
ム、タルク、クレー等の無機質系粒状物が例示出
来る。この充填剤は、もろさの改良及び増量のた
め配合されるものであり、粒径50μ以下に混練し
たものが好ましい。充填剤は、上記混合物(a)中に
おいて５〜40重量％の割合で配合される。これら
はこの範囲において塗膜の緻密性、もろさ及び耐
久性その他を改善する効果が大きいからである。 塗料組成物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。セ
メントは本発明方法においては上記の混合物(a)中
において４〜20重量％の割合で配合される。セメ
ントが４重量％未満だと塗膜硬度の向上が十分で
なく、下地との密着性が低下する。一方、セメン
トが20重量％を越えると、セメント硬化に必要な
水分が十分に供給されず従つて水和反応が十分に
進行しないので、緻密で硬い塗膜が得られずエフ
ロレツセンスが生じ易くもろくなる。 塗料組成物において用いられる着色顔料として
は一般の塗料用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。着色顔料は粒径50μ以下に混練
したものが好ましい。なお、着色顔料は必ずしも
添加する必要ないが、混合物(a)中に15重量％以下
の割合で配合することが出来る。 塗料組成物において用いられる金属粉あるいは
金属箔粉（以下両者を単に金属粉という）として
は、金、銀、銅、鉄、亜鉛、ニツケルあるいはこ
れらの酸化物、これらる主成分とする合金（例え
ば真鍮、ステンレス等）等の通常30〜400メツシ
ユパス程度の粒度のものが用いられる。金属粉
は、得られる塗膜にメタリツク外観を出すために
配合されるが、上記の混合物(a)中において５〜40
重量％の割合で配合される。金属粉が５重量％未
満だとメタリツク外観が得られず、一方40重量％
を越えると塗膜の可撓性（伸び衝撃）が著しく低
下する。 塗料組成物において用いられる鱗片状マイカ粉
としては、マイカ粉表面を二酸化チタン、オキシ
塩化ビスマス等で処理したもの、その他未処理マ
イカ粉が用いられる。具体的には、市販されてい
るものとしてイリオジン（エー・メルク社製）、
マールメイド、ナクローマー、マーライト、ムラ
ノカラー（以上マール社製）、パールグレイズ
（日本光研工業社製）、アフレア（イー・アイ・デ
ユポン社製）等が挙げられる。鱗片状マイカ粉は
金属粉と異なり、多重反射により複雑な色合の光
彩効果を有するため金属粉と併用することにより
光沢ムラのないメタリツク外観塗膜が得られる。
鱗片状マイカ粉は、上記の混合物(a)中において１
〜５重量％の割合で配合される。鱗片状マイカ粉
が１重量％未満であると光沢ムラのないメタリツ
ク外観塗膜が得られず、一方５重量％を越えると
塗膜の可撓性が著しく低下する。なお、前記金属
箔粉及び鱗片状マイカ粉は、塗膜内部へ紫外線の
侵入、水の浸透等を防止する効果を有するため塗
膜の耐久性を向上させる効果をも有する。 塗料組成物において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。 塗料組成物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、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。 更に、塗料組成物において、上記混合物(a)中(i)
アクリル酸（又はメタクリル酸）エステル共重合
エマルジヨン樹脂又はアクリル酸（又はメタクリ
ル酸）エステルとスチレンとの共重合エマルジヨ
ン樹脂の固形分と(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)＝２〜９である。この比率が２より小さ
い場合には、塗膜の耐候性、密着性が悪くなりエ
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
９より大きい場合には、塗膜の密着性が悪く、硬
度が不足し、厚膜の形成ができない。 本発明において使用する塗料組成物は上記混合
物(a)100重量部に対して水70〜300重量部を配合し
塗料粘度５〜30秒（20℃岩田カツプ）にしたもの
である。この範囲内であればセメントの硬化及び
塗装作業性が良好であるからである。 尚、本発明者等はエマルジヨン樹脂として酢酸
ビニル樹脂、酢樹ビニル−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
が劣り更に長期耐久性に欠け、また後者において
は耐候性が劣り、いづれも本発明においては不適
当であることが判明した。 以上の如き塗料組成物は、エアースプレー、エ
アレススプレー、ローラー、流し塗り等の塗装手
段によりセメント瓦表面に塗布され、自然乾燥も
しくは加熱乾燥される。 特に本発明においてはセメント瓦表面を40〜70
℃に予熱しておくと、塗膜が速く流動性を失うた
め比重の大きい金属粉の沈降が防止出来、金属粉
の分布が均一となるので望ましい。 なお、本発明の方法においては、未硬化のセメ
ント瓦にも適用出来、その場合は、セメント瓦と
塗膜を同時に自然養生もしくはそれと水中あるい
は蒸気養生との組合せで乾燥硬化させる。 以上の如き本発明方法では次の如き特徴を有し
ている。 (イ) １コート仕上げでワレ、チヂミ等のない約60
〜300μ程度の厚膜塗膜が得られる。 (ロ) 塗料組成物の構成成分としてエポキシ樹脂及
びセメントを含んでいるので被塗物であるセメ
ント瓦との密着性に優れ、緻密で硬い塗膜を得
ることが出来、夏の日照条件下においても塗膜
の流動がなく耐久性のよい塗膜が得られる。 (ハ) 光沢ムラのないメタリツク外観の塗膜が得ら
れ、かつ塗膜表面が摩耗してきてもメタリツク
外観が失なわれず、むしろしぶい独特のメタリ
ツク外観が得られる。 (ニ) 鱗片状マイカ粉、金属箔粉等を含み、かつ塗
膜が緻密化されているので水や紫外線に対する
蔽断性があり、エフロレツセンスを防止出来
る。 以下実施例により本発明を説明する。尚実施例
において部及び％はそれぞれ重量部及び重量％で
ある。 第１表の塗料組成物を表面温度約50℃に予熱し
たセメント瓦の表面へ、乾燥膜厚約200μになる
よう吹付け塗布し、１週間大気中に放置した。得
られた着色セメント瓦の密着性、硬度、エフロレ
ツセンス促進試験、凍結融解サイクル試験、耐候
性試験、塗膜外観の各試験結果を第１表の下段に
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
プハクリ試験 評価：◎………50／50、 〇………49／50〜26／50、 ×………25／50以下 (2) 硬度 試験方法：鉛筆硬度 評価：◎………HB以上、 〇………2B〜Ｂ、 ×………3B以下 (3) 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〕40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 (4) 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（クラツク有） (5) 耐候性試験 試験方法：屋外１ケ年暴露 評価：◎………全く異常なし、 〇………極く一部異常あり、 ×………全面異常有（チヨーキング発生、不
均質なメタリツク外観等） (6) 塗膜外観 試験方法：目視判定 評価：◎………光沢ムラのない均質なメタリツ
ク外観を有する。 ×………光沢ムラのある不均質なメタリツク
外観を有する。 第１表より明らかの通り本発明の方法により得
られた塗膜は優れたメタリツク外観、性能を有し
ていた。一方セメントリツチの比較例１、マイカ
粉を含まない比較例２、エポキシエマルジヨンを
含まない比較例３は、いずれもエフロレツセンス
が発生し、耐候性が悪かつた。

【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エステル
   共重合エマルジヨン樹脂（エステルは炭素数
   １〜８のアルキル基）あるいは前記アクリル
   酸又はメタクリル酸エステルとスチレンとの
   共重合エマルジヨン樹脂（スチレン含量は30
   重量％以下）固形分 ………20〜80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 ………0.5〜４重量％ (iii) 充填剤 ………５〜40重量％ (iv) セメント ………４〜20重量％ (v) 着色顔料 ………０〜15重量％ (vi) 金属粉または金属箔粉 ………５〜40重量％ (vii) 鱗片状マイカ粉 ………１〜５重量％ (viii) 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または脂肪族多価アミ
   ン硬化剤、 及びさらに必要に応じ各種添加剤少量からな
   りかつ〔(i)＋(ii)〕／(iv)の重量比が２〜９の範囲
   である混合物100重量部、ならびに (b) 水70〜300重量部 を混練して得られた塗料組成物をセメント瓦表面
   に塗装することを特徴とする着色セメント瓦の製
   造方法。 ２ 上記塗料組成物を表面温度40〜70℃に予熱し
   たセメント瓦表面に塗装することを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項記載の着色セメント瓦の製
   造方法。