JPS5829154B2 - ムキトリヨウトマクノアトシヨリホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はケイ酸塩系バインダを用いた無機塗料により形
成された塗膜の後処理方法に関する。

本来、塗料は下地表面を被覆するために用いられるもの
であり、下地の物理的、化学的損傷を防止する目的およ
び美感を高める目的を有している。

したがって塗料によって形成された塗膜には何の後処理
も施こさないのが普通である。

しかし塗料の性質と、これが塗布される下地の性質によ
っては塗膜の後処理を行った方が、塗膜の性能を一層良
好にする場合があることを知った。

本発明はかかる観点からなされたものであり、たとえば
スレート、セメント硬化体などの下地材上に、ケイ酸塩
系バインダを用いた無機塗料を塗布し、焼付により塗膜
を形成した後、表面処理する方法を提供するものである
。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明はケイ酸塩系バインダを用いた無機塗料を塗布し
、焼付形成された塗膜を対象とする。

ここでケイ酸塩系バインダを用いた無機塗料は、限定す
る主旨ではないが、たとえばケイ酸塩としてＭ２Ｏ−Ｘ
ＳｉＯ２・ｙＨ２０（ただしＭは周期律表第１Ａ族に属
するアルカリ金属、Ｎ（Ｃ２Ｈ４０Ｈ）３゜Ｎ（ＣＨ２
０Ｈ）、、Ｎ（Ｃ２Ｈ４０Ｈ）４゜Ｃ（ＮＨ３）２ＮＨ
を表わし、ｘ、ｙは正数）で表わされる水溶性ケイ酸塩
またはこれらを変性剤で変性したものが用いられる。

前記水溶性ケイ酸塩としては、たとえばケイ酸ナトリウ
ム、ケイ酸カリ、ケイ酸トリエタノールアミン、ケイ酸
テトラメタノールアンモニウムなどがある。

また、前記変性ケイ酸塩としては、変性剤として以下の
ものを用いて変性したものが用いられる。

（１）アルミニウム、周期律表第２Ａ族に属する金属あ
るいは遷移金属から選ばれた金属の酸化物または（およ
び）水酸化物等。

（２）周期律表第２，３に属する金属から選ばれた金属
弗化物、周期律表第１．２，３族に属する金属のケイ弗
化物等。

上記（１）の具体例としては水酸化アルミニウム、酸化
アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水
酸化カルシウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、水酸化
バナジウムなど。

（２）の例としては弗化カルシウム、弗化アルミニウム
、ケイ弗化カルシウム、弗化マグネシウム、弗化ナトリ
ウム、フルオロ亜鉛錯塩などがある。

変性方法は限定する主旨ではないが、ケイ酸塩と変性剤
を水の存在下で、５０〜１００°Ｃで３〜７２時間反応
させる。

反応比はケイ酸塩１０重量部に対して変性剤０．０５〜
３．０重量部が好ましい。

以上のケイ酸塩系バインダは硬化剤を用いることにより
焼付硬化させるが、硬化剤としては限定はしないが、リ
ン酸、リン酸塩、縮合リン酸塩あるいはこれらを変性し
たもの等のリン酸系化合物が用いられる。

たとえばリン酸塩としては一般式Ｍ′ｉ０ｊ−ｍＰ２０
５・ｎＨ２Ｏ（たゾしＭ′は金属、ｉ 、 ｊ 、ｍは
正数でかつｉ／ｊ＝２／Ｍ’の価数、ｍ≧０．２５、ｎ
はＯまたは正数）で表わされるものが用いられる。

具体例としては第１リン酸カルシウム、第１リン酸マグ
ネシウム、第１リン酸アルミニウム、第１リン酸銅、第
１リン酸鉄、第１リン酸マンガン、第１リン酸亜鉛、第
１リン酸チタン、第１リン酸ジルコニウム、２Ａ１２０
３３Ｐ２０５・３Ｈ２０，２ＣａＯ−Ｐ２Ｏ５・Ｈ２Ｏ
。

２Ｍｇｏ−Ｐ２Ｏ５・Ｈ２Ｏのような第２リン酸塩、Ａ
ｌ２Ｏ３・２Ｐ２０．・３Ｈ２０のようなセスキリン酸
塩、ＣａＨ２Ｐ２Ｏ７などがある。

縮合リン酸塩は前記のリン酸塩と周期律表第２〜４族の
金属、あるいはこれら以外の遷移金属等の金属から選ば
れた２種以上の金属からなる複合酸化物を反応させ、あ
るいはこれらの混合物を焼成して粉砕したものが用いら
れる。

本発明において対象とするケイ酸塩系バインダを用いた
無機塗料中には前記ケイ酸塩の他に硬化剤を必要とし、
さらに要すれば充填剤、補強材、顔料等の添加物を加え
てもよい。

以上の塗料をスレート板等の下地材に塗装するが、その
具体的方法は、限定する主旨ではなく通常の方法、たと
えばスプレ塗装、刷毛塗り、ローラコート塗装などが採
用される。

塗装後は、加熱により塗膜を硬化させるが、その場合約
１８０〜３００°Ｃで、約１５〜６０分間焼付ける。

焼付の場合、通常８〜１３％含まれている下地材中の水
分が蒸発し、その含水率が低下する。

含水率が低下した塗装物をそのま＼使用して壁面等に固
定すると、外気の水分を徐々に吸収して、平衝水分まで
回復する。

このような場合下地材が反りを起す。また焼付中の水分
蒸発に伴って乾燥ムラが生ずることによっても反りが生
ずる。

本発明は以上の欠点を除去するために、塗装し。

かつ焼付の終った後、塗膜表面に水を含む表面処理剤液
を供給しつつ回転バフロールにより研磨することを特徴
とする。

本発明において用いられる処理剤としては以下のような
ものが用いられる。

（１） ホウ酸、ホウ酸塩、 （２）周期律表第■、第■族から選ばれた金属のハロゲ
ン化物、 （３） （２）の金属の硫酸塩、 （４） （２）の金属の硝酸塩、 （５） （２）の金属の有機酸塩、 （６）ハロゲン化水素、硫酸、硝酸、有機酸のアンモニ
ウム塩、 以上の各処理剤はそれぞれ単独で用いてもよくあるいは
２種以上併用してもよい。

これらの処理剤は水溶液または水に懸濁させて液状とし
て用いる。

この場合の濃度は限定する主旨ではないが０．５〜２０
重量％が好ましい。

本発明において用いる回転バフロールは適当な繊維質の
基材、たとえば綿布、合成繊維布などに金剛砂、カーボ
ランダム、炭化ケイ素、炭化タングステンなどのいわゆ
る砥材を合成樹脂結合剤で結合してなるロール状のパフ
を用いる。

以上の回転バフロールを用いて、ケイ酸塩系無機塗料塗
膜を処理する場合、シャワーなどで処理剤液を注ぎなが
ら研磨すると、回転バフロールの目詰りが起らず、長時
間安定して作業が可能である。

さらにこの処理により反りが改良され、かつ塗膜の耐エ
フロレッセンス性が改良される。

以上の場合、単に処理剤液を塗膜に補給するのみではさ
きの効果は充分達成できず、また回転バフロール処理に
よるのみでも、さきの効果の達成はできない。

これらの理由については明らかではないがスレート板な
どのように下地材が多孔質であり、一定の平衝水分を保
持している下地材に対しては処理剤液を塗膜面から供給
しながら研磨することにより、水分を塗膜表面からスム
ーズに下地材の方へ移行させることが可能で、かつ水切
りも同時に可能となる。

このことにより適量の水分を効果的に下地材の方へ移行
させることができ、焼付により乾燥状態となっている下
地材の水分を平衝水分にまでもどすことができるのであ
る。

これを単に処理剤液中に塗膜を浸すとか、シャワーする
のみでは下地材の平衝水分以上に含水率が上り、かえっ
て悪い効果を与える。

また、塗膜に処理剤液を供給しながら回転バフロールを
施こすと、塗膜表面部分に存在するケイ酸塩系塗料に由
来する未反応の水可溶性成分や、顔料分が安定化あるい
は除去され耐エフロレッセンス性が向上するものと理解
される。

すなわち、一般にケイ酸塩系バインダを用いた塗料は優
れた耐水性、耐候性を示す反面、空気中の水蒸気あるい
は炭酸ガスの影響で塗膜が風化（エフロレッセンス）す
る傾向があり存下地材に対する密着性が低下するか、塗
膜自体が崩壊するのである。

このような風化の起る原因としてはバインダであるケイ
酸塩系化合物と、硬化剤であるたとえばリン酸系化合物
などの反応により生成したアルカリ性塩が塗膜中におい
て結晶化ないし炭酸化し、塗膜構造を急激に変化させる
ものと考えられる。

この場合、回転バフロール処理と共に、さきの処理剤液
を供給することにより、これと塗膜中のアルカリ性塩が
反応し、不溶性の安定な化合物に変化するものと推考さ
れる。

これらの効果により塗装外観性能は無処理の場合に比べ
て一層改良されるのである。

なお、処理剤液の供給条件は限定する趣旨ではなく、塗
装物を通常は移動させつつ回転バフロール処理するので
、その移動速度により単位時間当りの供給量は変動する
が、塗膜１−当り、０．１〜１０４程度が好ましい。

なお、処理剤液を供給しつつ回転バフロール処理した後
、水で洗浄しつつ第２の回転バフロール処理を施こすと
一層効果が大きく、かつ洗浄工程も同時に遠戚できる。

なお、本発明の塗膜形成の対象とされる下地材について
は限定する趣旨ではないが、たとえばスレートなどのセ
メント硬化体、ケイ酸カルシウム板、あるいは石コウを
一成分とする硬化体など、通常は無機質の板体が対象と
される。

そし、て一定の平衝水分を有していて、焼付後反りを生
ずるような下地材に対して本発明は有効な場合が多く、
さらには表面が比較的粗面のものに本発明の処理効果が
より多く認められる。

勿論これらは限定する主旨ではなく、たとえば有機質の
下地材に適用することも可能である。

また、回転バフロールの処理条件についても限定するも
のではなく、任意であり、処理効率を勘、案じて適宜決
定するが、好ましくは回転バフロールの回転速度は５０
０〜１５００ ｒ、ｐ、ｍ、これに対する塗膜の移動速
度は回転バフロールの回転方向に逆らって５〜８０ｍ／
分、回転バフロールの押付圧力は５００ｇ〜２．５ ｋ
ｇ／ｃｒｉｔ程度である。

以下実施例を述べる。

なお、以下で部、％とあるのは重量基準を意味し７てい
る。

実施例 １ ケイ酸カルシウム水溶液 ５８．２部（固形分
２７．３％） ケイ酸ソーダ水溶液 １４．７部（固形分
３７．６％） 亜鉛華 ５．７〃セライト
４，９／／カオリンクレ
ー ４．９〃顔料（チタン白）
１１．６／／以上の組成の無機塗料を
スレート板（１８００Ｘ４５０Ｘ５間）に塗装し、予備
乾燥を１５０°Ｃで１５分行い、ついで２３０℃で３０
分間焼付けを行った。

同様にして焼付塗装板１００枚を作成した。

それぞれにつき処理剤液として１０％塩化カルシウム水
溶液を供給しつつ回転バフロール処理をした。

その条件は該ロールの直径８５ＣｒＩＬ、長さ６０ＣＩ
ｒＬ１ ロール回転数７０Ｏｒ、ｐｏｍ 、塗装板の移
動速度１０ｍ／分、ロール押付圧力２ｋｇ／ｃｒ？ｔ、
処理剤液供給量３７１７分であり、回転バフロールは砥
材として金剛砂を使用し、これを綿布にフェノール樹脂
で結合させたものを使用した。

実施例 ２ 反応釜中に、ケイ酸ナトリウム（ｘ＝２）の５０％水溶
液１００部と酸化亜鉛１部と水１０部を混合し、カクハ
ンしながら、８０℃で７２時間反応を行ない、変性ケイ
酸ナトリウム水溶液（バインダ）を得た。

つぎにＰ２Ｏ，：ＭｇＯがモル比で１＝１になるように
水酸化マグネシウムとリン酸を反応させた。

反応生成物を乾燥後、３００℃で２時間焼成したものを
粉砕した。

こうして得たリン酸マグネシウム６０部と酸化チタン１
５部と５０％ケイ酸ソーダ水溶液３０部と水８０部をペ
ブルミルに仕込み１５時間を要して反応分散せしめて（
ファイネスゲージで３０μ以下）、白色スラリー状の硬
化剤を得た。

バインダ１００部と硬化剤１５０部を混合して塗料を作
った。

この塗料を１００枚のスレート板（１８００Ｘ４５０Ｘ
５關）に塗布し、１５０’Ｃで２０分間焼付した。

つぎに処理剤液として５％ホウ酸水溶液を毎分４１の水
を注ぎながら回転バフロール処理した。

その他の処理条件は実施例１と同じであった。

実施例 ３ ５０％酸性リン酸アルミニウム水溶液１００部と合成ケ
イ酸アルミニウム５０部をよく混合し、８５０℃で５時
間焼成して得たリン酸アルミニウム複合物４０部と、酸
化チタン４０部、５５％ケイ酸ナトリウム水溶液（Ｎａ
２０ ／ Ｓ ｉ ０２−１７２ ）１００部、３０％
ケイ酸テトラエタノールアンモニウム水溶液３０部、水
５０部を混合し、コロイドミルで分散させて無機塗料を
得た。

上記塗料をスプレーガンを用いてスレート板に膜厚約３
０μ程度に塗装した。

つぎに２３０℃で３０分間焼付硬化を行った。

得られた塗膜の表面に５％硝酸アルミニウムと２％酢酸
亜鉛の１：１混合液を処理剤液として注ぎながら回転バ
フロール処理を行った。

それらの条件は実施例１と同様であった。

比較例 １ 実施例１において処理剤液を用いずに回転バフロールの
みを施こしたもの。

比較例 ２ 実施例１において処理剤液の代りに水を使用し・たもの
。

比較例 ３ 実施例２において処理剤液を施こさないもの。

比較例 ４ 実施例２において処理剤液の代りに水を使用したもの。

以上の実施例、比較例で得た塗装スレート板の性能試験
を行い、表にその結果を示した。

表より明らかなように実施例１〜３においては塗装スレ
ート板全部について、各塗膜性能は良好な結果を示し、
光沢値も一定の値を示した。

しかし比較例１，３においては処理数２０枚目程度まで
は、実施例と比べて耐エフロレツセンス性以外ははマ同
程度の性能を示している。

しかし処理数４０枚目以後においては性能に欠陥のある
ものが目立ち、特に外観で光沢ムラが目立ち、未処理塗
膜の方がむしろすぐれていた。

また処理剤液が単なる水処理と異る点についても比較例
２，４において明らかにされている。

以上のようにスレート等の下地材上にケイ酸塩系無機塗
料により形成した塗膜を処理剤液を供給しつつ回転バフ
ロール処理することにより、反り、耐エフロレッセンス
性の改良ができることが了解される。

なお、表中の各試験方法は以下のようである。

（１）耐エフロレッセンス性 内容積１００１のポリエチレン製長方体状の容器に水深
５ＣＩｒＬの水を入れ、さらに水中に２ｋｇのドライア
イスを投入してＣＯ２ガスを発生させ、湿気中にＣＯ２
が充満した状態の雰囲気に試料を置き、２０℃で２４時
間放置する試験を６回くり返した後、塗膜状態を観察し
た。

（２）耐薬品性 ３％塩酸水溶液に２４時間浸漬した後塗膜状態を観察し
た。

（３）外観 肉眼判定によった。

（４）耐候性 ウエザオメータ（カーボンアーク）を使用し試験条件は
ＪＩＳ−に−５４００，６，１６によって行った。

照射条件は５００時間であった。（５）光沢値 ＪＩＳ −に−５４００，６，４によった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ケイ酸塩系バインダを用いた無機塗料により焼付形
   成された塗膜に、ホウ酸、ホウ酸塩、周期律表第■、■
   族から選ばれた金属またはアンモニアのハロゲン化物、
   硫酸塩、硝酸塩、有機酸塩からなる群から選ばれた１種
   または２種以上の化合物と水からなる処理剤液を供給し
   つつ回転バフロール処理することを特徴とする無機塗料
   塗膜の後処理法。