JPH02172877A - ケイ素アルコキシド系コーティング膜の形成方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ケイ素アルコキシド系コーティング膜の形
成方法に関し、詳しくは、各種の建築材料等として使用
されている無機硬化体の表面を保護するコーティング膜
であって、特に、耐候性や硬度等に優れたケイ素アルコ
キシド系コーティング材を塗装焼付けすることによって
コーティング膜を形成する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

例えば、セメントにバルブや繊維等を加えてスラリー状
にしたものを成形する等の方法で製造される無機硬化体
が、建築材料等として利用されている。一方、上記無機
硬化体を初めとする各種の基材に対して、表面保護等を
目的として有機系の塗料をコーティングすることが行わ
れている。

しかし、−船釣に、有機系塗料は耐候性が劣ることや、
硬度が低く傷付き易いという欠点があった。そこで、有
機系塗料よりも耐候性や硬度に優れた無機系コーティン
グ材を用いることが試みられている。

従来の無機系コーティング材のうち、前記耐候性や硬度
に優れたものとしてケイ素アルコキシド系コーティング
材があり、具体的には、例えば、特開昭４９−１１３２
６０号公報や特開昭６２−２７５１７０号公報に開示さ
れたものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、従来の無機系コーティング材を、使用時の環
境変化によって大きな寸法変化を伴う無機硬化体に通用
すると、無機系コーティング膜は硬いために無機硬化体
の寸法変化に対応できず、使用中にクランクや剥離を起
こし易いという問題があった。また、同じ無機系コーテ
ィング材を使用しても、塗装および焼付は工程における
作業条件によって、形成されるコーティング膜の性能が
大幅に変わるので、前記のような問題の発生にも大きく
関係してくる。

そこで、この発明の課題は、前記のような耐候性や硬度
に優れたケイ素アルコキシド系コーティング材を無機硬
化体に塗装焼付けしてコーティング膜を形成する方法に
おいて、形成されたコーティング膜にクラックや剥離の
発生しない方法を堤供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決する、この発明のケイ素アルコキシド系
コーティング膜の形成方法は、無機硬化体に対して、ケ
イ素アルコキシド系コーティング材を塗装し焼付けるこ
とによってケイ素アルコキシド系コーティング膜を形成
する方法において、１工程で塗装焼付けするケイ素アル
コキシド系コーティング材の塗膜厚みを３０ｎ以下とし
、焼付は時における塗膜面の昇温速度を２５℃／ｍｉｎ
以下、最高温度を１７０℃以下にする。

〔作　　用〕

１工程で塗装焼付けするケイ素アルコキシド系コーティ
ング材の塗膜厚みを制限することによって、焼付は時に
塗膜内部に発生する内部応力の増大を防いで、焼付けら
れたコーティング膜にクランク等が発生するのを防止で
きる。

焼付は時における塗膜面の昇温速度を制■することによ
って、塗膜の表面と内部における加熱や膜形成反応の不
均一を無くして、コーティング膜にクラック等が発生す
るのを防止できる。

焼付は時における最高温度を制限することによって、焼
付は時の高熱でコーティングする基材自体にクラックが
入るのを防ぎ、この基材のクラックによってコーティン
グ膜にクランクが入るのを防止できる。

〔実　施　例〕

この発明で用いるケイ素アルコキシド系コーティング材
としては、従来の各種組成からなるケイ素アルコキシド
系コーティング材が使用できるが、下記のような物質を
主原料とするものが一般的である。

ＲＲＳＡ　　（ＯＲ’）　４−Ｉｓ　、ｎ＝ｏ〜３Ｒ：
炭素数１〜４のアルキル基およびフェニル基、または、
これらにエポキシ基 、アミノ基、アクリル基を含んでいて もよい。

Ｒ′：炭素数１〜４のアルキル基 この主原料の他に、必要に応じて、コロイド状シリカ、
無機物からなるフィラー、着色剤、界面活性剤、増粘剤
等が加えられる。

上記のような成分から調整されたケイ素アルコキシド系
コーティング材は、触媒および硬化剤の存在下で、加水
分解および縮合させられる。このときに使用される触媒
および硬化剤、さらには必要に応じて添加される硬化促
進剤は、通常のケイ素アルコキシド系コーティング材の
製造に用いられているものが使用できる。例えば、触媒
としては、ギ酸、酢酸、クロロ酢酸等の有機酸の希薄溶
液等からなる酸性触媒、上記各酸の第４級アンモニウム
塩もしくはアミン塩、有機スズ化合物等の有機金属化合
物等が挙げられ、硬化剤としては、水等が挙げられる。

これらの触媒や硬化剤は、単独もしくは複数種を併用し
て使用できる。

また、ケイ素アルコキシド系コーティング材を希釈する
希釈溶液としては、通常の希釈溶液が使用でき、具体的
には、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコー
ル（ＩＰＡ）、等のアルコール、エチレングリコール、
エチレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられ、
これらの希釈溶液を単独もしくは複数併用して使用され
る。

上記のようなケイ素アルコキシド系コーティング材にお
いて、さらに安定した塗膜を得るために、下記の（２）
〜（ａ成分からなるものを用いることが好ましい。

（２）一般式Ｒ３λ　（ＯＲ’）、で表されるケイ素化
合物および／またはコロイド状シリカを２０〜２００重
量部 （Ｂ）一般式Ｒ３λ　（ＯＲ’：）＊で表されるケイ素
化合物１００重量部 （Ｑ一般式ＲＳム　（ＯＲ’）ｔ、で表されるケイ素化
合物０〜８０重量部 上記（２）〜（Ｏ成分の配合比が、上記範囲を外れると
、塗膜が硬くなり過ぎたり、逆に柔らかくなり過ぎたり
する。

上記のような配合成分からなるケイ素アルコキシド系コ
ーティング材を、ブライマーが塗装乾燥された無機硬化
体に塗装した後、焼付けることによって、ケイ素アルコ
キシド系コーティング材からなるコーティング膜が形成
される。

ブライマーとしては、アルリル系、ウレタン系、変形シ
リコーン系、その他、通常のブライマーが使用できるが
、そのうち、変性シリコーン系ブライマーが、基材とな
る無機硬化体およびケイ素アルコキシド系コーティング
膜との密着性が良好で好ましい。

ブライマーが塗装乾燥された上に、　ケイ素アルコキシ
ド系コーティング材を塗装する方法としては、スプレー
塗装、ロール塗装、フローコータ塗装、浸漬塗装等、通
常の無機コーティング材の塗装に採用されている塗装方
法が自由に適用できる。

塗装されたケイ素アルコキシド系コーティング材を焼付
けるには、熱風乾燥機、ジェット乾燥機、遠赤外線乾燥
機等、通常の乾燥焼付は装置が使用できるが、この発明
においては、焼付は条件が重要になる。

まず、無機硬化体にブライマー処理を行った後、顔料入
りのケイ素アルコキシド系コーティング材を使用して、
着色コーティング膜を形成する場合には、１工程で塗装
焼付けするコーティング材の塗膜厚みを３０μｍ以下に
するとともに、焼付は工程において塗膜面の昇温速度を
２５℃／ｍｉｎ以下、最高温度を１７０℃以下に設定し
て焼付けを行う。昇温速度が２０℃／ｍｉｎ以下であれ
ばより好ましい。

上記条件のうち、１工程で形成する塗膜厚みが３０μ暑
を超えると、焼付は後のコーティング膜にクラック′が
入り易くなる。また、昇温速度が２５”Ｃ／ｍｉｎを超
えると、やはりコーティング膜にクラックが入り易くな
る。なお、昇温速度が５℃／ｌｌｌ１ｎ以下では焼付け
に時間が掛かる割に塗膜性能の改善効果の増大があまり
認められず、作業能率が悪くなる。焼付は時の最高温度
が１７０℃を超えると、基材自体にクランクが入る可能
性があるので好ましくない。

上記の条件は、顔料入りのケイ素アルコキシド系コーテ
ィング材を用いる場合であるが、顔料を含まないクリヤ
ー（透明）のケイ素アルコキシド系コーティング材を用
いる場合には、さらに厳密な条件で実施するのが好まし
い。クリヤーのケイ素アルコキシド系コーティング材は
、ブライマーの上に直接クリヤーコーティング膜を形成
したり、顔料入りのケイ素アルコキシド系コーティング
材からなる着色コーティング膜を形成した上を、クリヤ
ーコーティング膜で保護する場合に使用される。

クリヤーのケイ素アルコキシド系コーティング材の塗装
焼付は条件は、１工程で塗装焼付けする塗膜厚みを１５
ｍ以下にし、焼付は時の昇温速度を２０℃／ｌｌｌ１ｎ
以下で最高温度を１７０℃以下にする。ｌ工程の塗膜厚
みが１５ｕ−を超えたり、昇温速度が２０℃／ｍｉｎを
超えると、焼付は後のコーティング膜にクラックが入り
易い。昇温速度は、好ましくは１５℃／ｍｉｎで実施す
る。昇温速度が５℃／ｌｌｌ１ｎ以下であると、前記し
たように、性能改善がそれほど認められない割に作業能
率が悪くなる。

焼付は時の最高温度が１７０℃を超えると、やはり基材
にクラックが入りる可能性が高くなる。

なお、塗装焼付けするケイ素アルコキシド系コーティン
グ材としては、必要な配合成分を２種類のコーティング
液に分割して配合しておき、この２種類のコーティング
液を使用前に混合して塗装焼付けする２包装形のものと
、予め全ての配合成分が混合されている１包装形のもの
の何れの形態をとってもよい。

一具体的実施例 つぎに、上記した、この発明にかかるケイ素アルコキシ
ド系コーティング膜の形成方法を用いて、無機硬化体に
コーティング膜を形成した具体的実施例について説明す
る。

ケイ素アルコキシド系コーティング材からなるコーティ
ング液として、以下の３種類を作製したくコーティング
液Ｃ−１〉 メチルトリメトキシシラン１００重量部、テトラエトキ
シシラン１０重量部、ＩＰＡシリカゾル（触媒化成工業
社１ｉ！！０３ＣＡＬ　１４３２．５ｉＯ８含有量３０
重量％）１０５重量部、ジメチルジメトキシシラン２０
重量部およびＩＰＡ１００重量部を混合した後、この混
合溶液に触媒となるＩＮ塩酸０．８５重量部と水５重量
部を加えたものをＡ液とした。なお、上記配合成分の混
合は２５℃において５００ｒｐｍで３０分間攪拌した。

上記のように調整されたＡ液を、密栓状態にして２５℃
で１週間以上保存し、使用時に、Ａ液１００重量部に対
して、水４３重量部、ＩＰＡ４３重量部を加え、２５℃
において５０Ｏｒｐｍで１０分間攪拌してコーティング
液Ｃ−１を得た。

〈コーティング液Ｃ−２〉 メチルトリメトキシシラン１００重量部、ＩＰＡシリカ
ゾル（前記０３ＣＡＬ１４３２）１００重量部、ジメチ
ルジメトキシシラン２０重量部およびＩＰＡ１００重量
部を混合した後、この混合溶液に触媒となるＩＮ塩酸０
．７重量部と水５重量部を加えたものをＡ′液とした。

なお、上記配合成分の混合は２５℃において５００ｒｐ
ｍで３０分間攪拌した。

上記のように調整されたＡ′液を、密栓状態にして２５
℃で１週間以上保存し、使用時に、Ａ′液１００重量部
に対して、水４０重量部、ＩＰＡ４０重量部を加え、２
５℃において５００ｒｐ…で１０分間攪拌してコーティ
ング液Ｃ−２を得た。

くコーティング液Ｃ−３〉 前記コーティング液Ｃ−１のＡ液１００重量部に対して
、顔料となる市販の酸化チタン７．５重量部、微粉末シ
リカ（日本アエロジル社製、アエロジルＲ９７２）０．
３重量部を添加した後、デイスパー（分散機）において
、ガラスピーズとともに２００Ｏｒｐｍで１５分間攪拌
して顔料等を分散させたものをＡ“液とした。このＡ＃
液を２５℃において３日間密栓状態で保存した。使用時
に、Ａ＃液１００重量部に対して、水２７重量部、ＩＰ
Ａ２７重量部および触媒となるＩＮ塩酸２重量を加え、
２５℃において５０．Ｏｒｐｍで１０分間攪拌してコー
ティング液Ｃ−３を得た。

つぎに、塗料を塗装するための基材を下記のようにして
作製した。高炉セメント、珪砂、パルプ、アスベスト、
ビニロン繊維を主体としたスラリー状の組成物を抄造し
てプレス成形し、さらにこれを蒸気養生して嵩密度１．
８　ｇ／ｃｍ″の無機硬化体を作製した。この無機硬化
体の表面に、東芝シリコーン社製変性シリコーンプライ
マー（ＸＣ７０７６）を１０ｎの膜厚になるように塗装
し、６０℃で３０分処理して基材（３ＱｃｍＸ　３０ｃ
ａ＋Ｘ　９ｍｍ）を得た。

前記コーティング液を基材の表面にスプレー塗装で塗装
した後、ジェット乾燥機を用いて焼付けを行い、コーテ
ィング膜を形成した。各コーティング液に対する塗装焼
付は条件を種々に変えて、コーティング膜を形成した結
果を第１表に示している。実施例および比較例のうち、
実施例１．２および比較例１〜３は、顔料入りのケイ素
アルコキシド系コーティング材を用いた場合、実施例３
．４は顔料入りケイ素アルコキシド系コーティング材か
らなるコーティング膜の上にクリヤーのケイ素アルコキ
シド系コーティング材を用いた場合、実施例５および比
較例４〜６はブライマーの上に直接クリヤーのケイ素ア
ルコキシド系コーティング材を用いた場合である。コー
ティング膜の評価は、焼付けた基材を１週間放置した後
、コーティング膜の状態を観察した結果を「試験前」の
項目に記載し、その後、６０℃の温水に８時間浸漬およ
び風乾１６時間を１サイクルにして、合計１０サイクル
繰り返した後のコーティング膜の状態を「試験後」 の項目に記載している。

上記第１表の結果から、ケイ素アルコキシド系コーティ
ング材の塗装時の塗膜厚み、焼付は時の昇温速度、最高
温度によって、形成されたコーティング膜の性能に大き
な違いが生じ、この発明にかかる塗装焼付は条件を適用
することによって、長期にわたってクランクや剥離が発
生しない高品質のケイ素アルコキシド系コーティング膜
が得られることが実証できた。

〔発明の効果〕

以上に述べた、この発明にかかるケイ素アルコキシド系
コーティング膜の形成方法は、ケイ素アルコキシド系コ
ーティング材を無機硬化体に塗装焼付けする際に、１工
程で塗装する塗膜厚み、焼付は時の昇温速度および最高
温度を一定の範囲に限定することによって、形成された
コーティング膜にクランクが入ったり剥離するのを、確
実に防止することができる。したがって、従来、ケイ素
アルコキシド系コーティング材からなるコーティング膜
の形成に適していなかった無機硬化体に対して、耐候性
や硬度に優れるとともに環境変化等によってもクランク
等が発生することのない、品質性能の極めて高いコーテ
ィング膜を形成することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　無機硬化体に対して、ケイ素アルコキシド系コーテ
   ィング材を塗装し焼付けることによってケイ素アルコキ
   シド系コーティング膜を形成する方法において、１工程
   で塗装焼付けするケイ素アルコキシド系コーティング材
   の塗膜厚みを３０μｍ以下とし、焼付け時における塗膜
   面の昇温速度を２５℃／ｍｉｎ以下、最高温度を１７０
   ℃以下にすることを特徴とするケイ素アルコキシド系コ
   ーティング膜の形成方法。