JPH09234423A - 無機質塗膜の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水溶性アルカリ金属珪酸塩の水溶液を基材表
面に塗着して乾燥後、脱アルカリ処理用溶液と接触させ
て、水洗、乾燥することにより、表面のクラック幅が小
さい無機質塗膜を形成する。 【解決手段】 水洗後の乾燥を相対湿度４０〜９０％の
雰囲気中で温度４０〜９０℃にて行う。 【効果】 水分の塗膜からの蒸発速度を適切にコントロ
ールすることによって亀裂の増大を防ぎ、更にはクラッ
ク幅を狭くする。これにより、無機質塗膜の耐汚染性、
耐沸騰水性、耐透水性の向上を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基材表面に珪酸質
の無機質塗膜を形成する方法に係り、特に水溶性アルカ
リ金属珪酸塩の水溶液を用いて該塗膜を形成する方法に
関する。更に詳しくは、表面に生成するクラック幅が小
さい該塗膜を形成する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】珪酸ナトリウム等の水溶性アルカリ金属
珪酸塩の水溶液を基材表面に塗付すると共に脱アルカリ
処理して珪酸質の無機質塗膜を形成する方法は、特公昭
６４−８５９３号公報等により公知である。

【０００３】同号公報の方法は、水溶性アルカリ金属珪
酸塩等を含有する塗料を下塗りし、酸溶液にて処理し、
該酸の洗浄除去後再び該塗料を上塗りして硬化させる方
法である。

【０００４】また、これを改善したものとして、粉体固
形分を含有する水溶性アルカリ金属珪酸塩系水溶液塗料
（下塗り塗料）を塗布して適度に乾燥させ、次いで粉体
固形分の含有量が下塗り塗料よりも少量或いは粉体固形
分を含有しない珪酸塩系水溶液塗料（上塗り塗料）を塗
布して適度に乾燥させた後、酸・アンモニウム塩系水溶
液で処理して水洗、乾燥する方法がある（特公昭６２−
３９０２７号公報）。

【０００５】更に、該下塗り塗料を適切な速度で昇温乾
燥した後、上塗り塗料を塗布し適切な速度で昇温乾燥さ
せ、酸・アンモニウム塩系水溶液で処理し、洗浄及び乾
燥をする方法が提案されている（特公平３−１８５１４
号公報）。この方法では、クラック幅が０．４〜０．８
μｍ程度となり、水廻りにおいて耐汚染性を発揮でき
る。

【０００６】また、下塗り塗料を乾燥の後、酸・アンモ
ニウム塩系水溶液で処理し、水洗、乾燥後に上塗り塗料
を塗布し、該水溶液で処理、水洗、乾燥をする方法も公
知である（特公平２−３６３１１号公報）。

【０００７】なお、従来において、この水洗後の最終乾
燥は、通常、８０℃程度の加熱乾燥又は気中乾燥が行わ
れており、この乾燥条件について、形成される無機質塗
膜のクラックとの関係において検討はなされていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】これらの公知の無機質
塗膜の形成方法によって形成された塗膜は、その表面に
生じるクラックの幅が比較的大きく、それだけ塗膜に汚
染物が付着し易いという改良課題があった。

【０００９】本発明は、表面のクラック幅が小さい無機
質塗膜を形成する方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の無機質塗膜の形
成方法は、水溶性アルカリ金属珪酸塩の水溶液を基材表
面に塗着した後乾燥させ、次いで脱アルカリ処理用溶液
と接触させた後、水洗し、その後乾燥させる工程を有し
た基材表面に無機質塗膜を形成する方法において、前記
水洗後の乾燥を相対湿度４０〜９０％の雰囲気中で温度
４０〜９０℃にて行うことを特徴とする。

【００１１】種々の研究の結果、最終的な乾燥時の相対
湿度及び温度を上記範囲とすることにより、形成される
珪酸質塗膜のクラック幅がかなり小さなものとなること
が見出された。

【００１２】無機質塗膜の形成において、その表面にク
ラックが発生するのは、基材表面に塗着された、まだ水
分を含んで膨潤している水溶性アルカリ金属珪酸塩の水
溶液（以下「塗料」と称する場合がある。）が、最終的
な乾燥によって水分の蒸発とともに収縮することによる
ものである。従って、この収縮速度、即ち水分の塗膜か
らの蒸発速度を適切にコントロールすることによって亀
裂の増大を防ぎ、更にはクラック幅を狭くすることが可
能となり、その結果、無機質塗膜の耐汚染性、耐沸騰水
性、耐透水性の向上を図ることができる。

【００１３】本発明では、上記特定条件で乾燥を行っ
て、乾燥雰囲気の湿度を高めることによって塗膜からの
水分の蒸発速度を遅くする。これにより、膨潤している
塗膜中での水の蒸発による毛細管力が弱められ、クラッ
ク幅の増大が抑えられるものと考えられる。

【００１４】本発明において、水溶性アルカリ金属珪酸
塩は、珪酸ナトリウム又は珪酸カリウムであることが好
ましく、脱アルカリ処理用溶液はアンモニウム塩、リン
酸塩及びシュウ酸塩の１種又は２種以上を含む水溶液で
あることが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。

【００１６】本発明において、無機質塗膜を形成する基
材には特に制限はなく、多孔質、非多孔質を問わずま
た、無機質及び有機質のすべての成形体を用いることが
できる。代表的な例としては、石綿セメント板、石綿パ
ーライト板、珪酸カルシウム板、石綿セメント珪酸カル
シウム板、石膏ボード、モルタルボード、コンクリート
ボード、パルプセメント板、木片セメント板、ＧＲＣ
（ガラス繊維強化セメント）ボード、ＣＦＲＣ（カーボ
ン繊維強化セメント）ボード、ＳＦＲＣ（スチール繊維
強化セメント）ボード、ＡＬＣボード、ロックウール無
機質成形体、金属板、セラミック板、ガラス板等を挙げ
ることができる。

【００１７】このような基材に塗着する水溶性アルカリ
金属珪酸塩の水溶液、即ち塗料としては、特に、基材に
直接塗着させる下塗り塗料と、この下塗り塗料を塗装し
た基材に塗着される上塗り塗料とを用いるのが好まし
く、この場合、下塗り塗料は、主に、水溶性アルカリ金
属珪酸塩又は該水溶性アルカリ金属珪酸塩を多価金属化
合物で変性した変性水溶性アルカリ金属珪酸塩或いはそ
れらの混合物と硬化剤とから構成され、必要に応じて充
填材及び／又は顔料が添加される。更に、公知の界面活
性剤、分散剤、消泡剤、増粘剤などの添加剤を必要に応
じて添加することも可能である。

【００１８】水溶性アルカリ金属珪酸塩としては、珪酸
リチウム、珪酸ナトリウム、珪酸カリウムなどが挙げら
れるが、成膜性、塗着性、コスト等の面で珪酸ナトリウ
ム又は珪酸カリウム、特に珪酸ナトリウムを用いるのが
好ましい。

【００１９】塗料中の水溶性アルカリ金属珪酸塩の含有
量は、７重量％以上、特に１０重量％以上、とりわけ１
５〜６０重量％であることが好ましい。

【００２０】硬化剤としては、酸化亜鉛、酸化マグネシ
ウム、酸化アルミニウム等の多価金属酸化物；水酸化マ
グネシウム、水酸化アルミニウム等の多価金属水酸化
物；炭酸亜鉛、炭酸マグネシウム等の多価金属炭酸塩；
リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛
等の多価金属リン酸塩；珪弗化亜鉛、珪弗化アルミニウ
ム等の珪弗化物；グリオキザール、シュウ酸アミド等の
有機化合物等があり、これらの硬化剤の１種類又は２種
以上が用いられる。塗料中の硬化剤の含有量は、１重量
％以上、特に３重量％以上、とりわけ５重量％以上であ
ることが好ましい。

【００２１】充填材には、珪石、アルミナ、ガラス粉等
の粒状のもの；粘土、雲母等の偏平状物；石綿、ガラス
繊維粉等の繊維状物等が用いられる。

【００２２】顔料には、二酸化チタン、ベンガラ、黄
鉛、クロムグリーン、群青、マルスバイオレット、コバ
ルトブルー、カーボンブラック等が用いられる。

【００２３】上塗り塗料としても、水溶性アルカリ金属
塩水溶液又は変性水溶性アルカリ金属塩水溶液を用いる
が、硬化剤や充填材の粉末固形物は添加しないか、或い
は加熱時の発泡防止、着色等のために要求特性を低下さ
せない程度の少量の硬化剤、顔料等を添加する。一般的
には、必要最低量の硬化剤を添加することもあり、水溶
性の硬化剤（グリオキザール）の併用も望ましい。

【００２４】本発明においては、まず、基材上に下塗り
塗料を塗着して乾燥した後、上塗り塗料を塗着して乾燥
する。

【００２５】下塗り及び上塗り塗料の塗装はスプレー、
浸漬、ロールコーター、カーテンコーター等により行う
ことができる。

【００２６】また、下塗り塗料塗装後の１次乾燥は、４
０〜１５０℃で１分〜４８時間程度行われ、上塗り塗装
後の２次乾燥は、４０〜１５０℃で１０分〜４８時間程
度行われる。

【００２７】このようにして形成される下塗り塗膜の厚
さは２０〜２５０μｍ、上塗り塗膜の厚さは５０μｍ以
下であることが好ましい。

【００２８】このようにして下塗り塗料の塗装、１次乾
燥及び上塗り塗料の塗装、２次乾燥を行った後は、脱ア
ルカリ処理用溶液と接触させて脱アルカリ処理を行う。
なお、脱アルカリ処理は、１次乾燥の上塗り塗料の塗装
前にも実施しても良い。

【００２９】この脱アルカリ処理において、脱アルカリ
処理用溶液としては、各種の有機酸塩又は無機酸塩の水
溶液を用いることができるが、特に、アンモニウム塩、
リン酸塩及びシュウ酸塩の１種又は２種以上、具体的に
は、リン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウム、リン酸
カリウム、リン酸水素カリウム、リン酸アンモニウム、
リン酸水素アンモニウム、シュウ酸ナトリウム、シュウ
酸カリウム、シュウ酸アンモニウム、塩化アンモニウ
ム、酢酸アンモニウム、ヨウ化アンモニウム等の水溶
液、とりわけ、リン酸アンモニウムの水溶液を用いるの
が好適である。

【００３０】この脱アルカリ処理用溶液のｐＨは３．５
〜１０、塩濃度は１〜２０重量％であることが好まし
く、また、液温は室温〜６０℃の範囲であることが好ま
しい。

【００３１】このような脱アルカリ処理用溶液による処
理時間、即ち、接触時間は、用いる基材や塗料の種類や
塗装条件、その後の乾燥条件等によっても異なるが、一
般的には、１０分〜８時間であることが好ましい。

【００３２】また、接触工程は、基材を処理用溶液中に
浸漬する浸漬法又は、基材に処理用溶液を注ぎかける幕
掛け法或いは塗布法等により行うことができる。この接
触工程において、基材は必ずしも水平に配置する必要は
なく斜めに立てかけても良い。

【００３３】このような脱アルカリ処理後は、常法に従
って、水洗した後、乾燥するが、本発明においては、こ
の乾燥を、相対湿度４０〜９０％の雰囲気中で４０〜９
０℃で行う。

【００３４】乾燥時の相対湿度が上記範囲を超える場
合、或いは、温度が上記範囲より低い場合には、硬化反
応が十分に進行せず、形成される無機質塗膜の耐沸騰水
性が劣るものとなる。逆に、乾燥時の相対湿度が上記範
囲より低い場合、或いは、温度が上記範囲より高い場合
には、形成される無機質塗膜のクラック幅が大きくな
る。

【００３５】本発明において、水洗後の乾燥は、上記乾
燥条件にて１０分〜８時間、特に、３０分〜４時間行う
のが望ましい。

【００３６】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。

【００３７】なお、用いた塗料の調製方法は次の通りで
ある。

【００３８】 下塗り塗料の調製 下記配合で下塗り塗料を調製した。調製に際しては、ま
ず、珪酸ナトリウム水溶液、界面活性剤及び消泡剤以外
のものをポットミルで２４時間混合し、その後、残りの
ものを加えて１５分間スクリュー撹拌した。

【００３９】下塗り塗料配合（重量部） 珪酸ナトリウム水溶液（４０重量％液） １００ 酸化亜鉛 ３０ 珪石粉 ４０ トリポリリン酸ナトリウム ２ チタン白 ２０ 水 ９０ 界面活性剤（５重量％液） １ 消泡剤（５重量％液） １ 上塗り塗料の調製 下記配合で混合撹拌することにより上塗り塗料を調製し
た。

【００４０】上塗り塗料配合（重量部） 珪酸ナトリウム水溶液（４０重量％液） １００ 水 １００ 界面活性剤（５重量％液） １ 消泡剤（５重量％液） １ また、形成された塗膜性能等の試験方法は次の通りであ
る。

【００４１】 最大クラック幅 電子顕微鏡により観察、測定した。

【００４２】 耐汚染性 油性の黒のマーキングペンで着色し、２４時間後にエタ
ノールで拭き取り、色差計で試験前後の色差（ΔＥ）を
測定した。

【００４３】 耐沸騰水性 沸騰水中に８時間浸漬して、塗膜の表面状態を目視によ
り観察すると共に赤色のインクを塗り表面が乾燥した後
濡れ布巾で拭き取り着色状態を見た。そして、光沢の低
下及び着色のないものを○、あるものを×とした。

【００４４】実施例１〜５，比較例１〜８ 下塗り塗料をセメント質基材（厚さ１０ｍｍ）にエアー
スプレーで乾燥後の膜厚が約５０μｍとなるように塗装
し、８０℃で１０分間１次乾燥した。次に、上塗り塗料
を下塗りした塗装基材にエアスプレーにより乾燥膜厚が
約７μｍの厚さになるように塗装した。２次乾燥は上塗
り終了後の塗装基材を１３５℃の雰囲気に投入して約１
時間保持することにより行った。

【００４５】２次乾燥を終えた塗装基材をｐＨ６．５の
リン酸アンモニウム水溶液（第１リン酸アンモニウム：
７．５重量％，第２リン酸アンモニウム：７．５重量
％，４０℃）中に１２０分浸漬して接触工程を行い、続
いて水中に３０分間浸漬して水洗した後、表１に示す条
件で乾燥した。

【００４６】形成された塗膜性能等の試験結果及び判定
結果を表１に示す。

【００４７】表１より、本発明に従って、水洗後の乾燥
を行うことにより、良好な塗膜を形成することができる
ことがわかる。

【００４８】

【表１】

【００４９】実施例５〜８ 脱アルカリ処理をｐＨ３．５のリン酸アンモニウム水溶
液（第１リン酸アンモニウム：１５重量％，４０℃）を
用いて６０分間行ったこと以外は、実施例１〜４と同様
にして塗膜を形成し、その性能等の試験結果を表２に示
した。

【００５０】

【表２】

【００５１】実施例９〜１３ 脱アルカリ処理を表３に示す水溶液（ｐＨ６．５，４０
℃）を用いて行ったこと以外は、実施例４と同様にして
塗膜を形成し、その性能等の試験結果を表３に示した。

【００５２】

【表３】

【００５３】実施例１４，１５ 珪酸ナトリウムの代りに表４に示すアルカリ金属珪酸塩
を用いて調製した塗料を用いたこと以外は、実施例４と
同様にして塗膜を形成し、その性能等の試験結果を表４
に示した。

【００５４】

【表４】

【００５５】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の無機質塗膜
の形成方法によれば、耐汚染性を低下させるようなクラ
ックの発生を抑えて、良好な無機質塗膜形成することが
できる。

【００５６】本発明において、水溶性アルカリ金属珪酸
塩は、珪酸ナトリウム又は珪酸カリウムであることが好
ましく、脱アルカリ処理用溶液はアンモニウム塩、リン
酸塩及びシュウ酸塩の１種又は２種以上の水溶液である
ことが好ましい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北村 和子 愛知県常滑市鯉江本町５丁目１番地 株式 会社イナックス内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水溶性アルカリ金属珪酸塩の水溶液を基
   材表面に塗着した後乾燥させ、次いで脱アルカリ処理用
   溶液と接触させた後、水洗し、その後乾燥させる工程を
   有した基材表面に無機質塗膜を形成する方法において、 前記水洗後の乾燥を相対湿度４０〜９０％の雰囲気中で
   温度４０〜９０℃にて行うことを特徴とする無機質塗膜
   の形成方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記水溶性アルカリ
   金属珪酸塩は、珪酸ナトリウム又は珪酸カリウムである
   ことを特徴とする無機質塗膜の形成方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記脱アルカ
   リ処理用溶液はアンモニウム塩、リン酸塩及びシュウ酸
   塩よりなる群から選ばれる１種又は２種以上を含む水溶
   液であることを特徴とする無機質塗膜の形成方法。