JPS6018221B2 - 多孔質基材の塗装方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、多孔質基村（以下単に、「基材」という）を
光硬化性もしくは電離放射線硬化性（以下単に「光硬化
性等」という）の塗料を用いて仕上げる際に、塗膜の白
化およびピンホールの発生を防止し、チヂミのない平滑
な塗膜を得る塗装方法に関する。

従来木材等の基材に光硬化性等の塗料を塗装して仕上げ
る場合、得られる硬化塗膜には著しい白化およびピンホ
ールが発生し、平滑性も悪いことが多かった。

白化、ピンホールなどの発生原因は、基材内部に存在す
る空気が活性光線照射時または電離放射線照射時に発生
する熱によって膨張し、基材表面の塗膜を内側から押し
上げるためであり、さらに、照射に伴なう急激な塗膜硬
化により基村内部の空気を塗膜外に拡散し難くし、空気
置換が円滑に行われないこともこれらの塗膜欠陥の多発
に寄与するものと考えられる。従って、たとえば光硬化
性塗料を基材に塗装する場合、熱を多量に発生しない低
エネルギーの活性光線を長時間照射して塗膜を徐々に硬
化させるか、触媒硬化型不飽和ポリエステル樹脂系、ポ
リウレタン樹脂系または繊維素ラッカー系等のサーフェ
ーサーで基材の目止め処理を十分に行った後、光硬化性
塗料で仕上げることが必要であった。

しかしこれらの方法では、光硬化法および電離放射線硬
化法の特長とする塗装工程の短縮・高能率化の利点を著
しく減殺し、合理的な対策とはならない。不透明着色さ
れた光硬化性塗料による塗装仕上げの場合、活性光線の
塗膜への透過率が小さいため塗膜の表面と内部との間に
硬化状態の差を生じ、その結果硬化塗膜にチヂミが発生
しやすい。

チヂミを防止するには塗装膜厚を薄くして塗り回数を増
せばほぼ解決できるが、塗装能率は極端に低下する。本
発明は、光硬化性等の塗料を用いて基材を仕上げる場合
、上述の欠陥を防止して秀れた美装性を得ることを目的
とし、この目的は、低粘度に調整した光硬化性等のシー
ラーを基材に所定の乾燥塗腹重量で塗装し、硬化後光硬
化性等の上塗り塗料で仕上げることによって達成される
。

すなわち本発明は、基材に光陵化性等のシーラーを室温
で１．０ポィズ以下の粘度で、かつ乾燥塗膜重量が２０
夕／れを越えないように下塗りし、これを硬化させた後
、光硬化性等の上塗り塗料で仕上げることを特徴とする
基材の塗装方法を要旨とし｛ィにの塗装方法において、
非反応性の樋性有機溶剤を含む光硬化性等のシーラーを
用い、‘ｏはた、｛机こおける非反応性の適性有機溶剤
がアルコール系溶剤、ェステル系溶剤およびケトン系溶
剤より選ばれた１種又は２種以上であることを実施態様
とするものである。

本発明における基材とは、表層ないし表層から内部に及
び導管、小孔、空隙又は細溝が多数介在する有機質ある
いは無機質の材料であって、それらは一般的に塗料のよ
うな液状物質に接するとそれを吸い込みやすい性質を有
し、建築・機械器具・什器・装飾品等に日常使用されて
いる天然木材、加工木材（たとえば合板、積層材、パー
ティクルボード、ファイバーボード等）、合板木材、無
機質繊維材（たとえばガラス繊維板、岩綿板）、セメン
トおよびコンクリート材（たとえば石綿スレート、石綿
セメント板、不毛セメント板、コンクリ−ト板など）、
石膏加工材（石膏ボード）などによって代表される。

また、本発明で用いられるシーラーおよび上塗り塗料に
おいて、光硬化性とは近紫外部以上５００の仏以下の可
視部の波長を有する紫外線、可視光線熱放射線等に属す
る活性光線を照射することによりラジカル重合反応を励
起して硬化する性質を言い、通常ラジカル重合可能な不
飽和樹脂組成物に少量の光増感剤を添加して活性光線を
照射し目的を達する。

光増感剤の例を挙げれば、Ｑ‐カルボニルアルコール（
たとえばペンゾイン）、アシロインエーテル（たとえば
ペンゾインエチルエ−テル）、Ｑ置換ァシロィン（たと
えばＱ−メチルベンゾイン）、キノン類（たとえば９，
１０ーアンスラキノン）、ポリケトン類（たとえばジア
セチル）、メルカプタン類（たとえば２−メルカプトペ
ンゾチアゾール）、ジズルフイド類（たとえばジフェニ
ルジズルフィド）、チオール類（たとえばチオフェノー
ル）、フェニルケトン類（たとえばペンゾフヱノン）な
どに属する化合物がある。さらに電離放射線硬化性とは
、ラジカル重合可能な不飽和樹脂組成物にＸ線、ｙ線、
８線、加速電子線などに照射することによりラジカル重
合反応を励起して硬化する性質を言い、工業的にはとく
に加速電子線を使用する方法が有用で、その照射エネル
ギーとしては５０〜１０００ＫＶの範囲を適当とし、好
ましくは１００〜１００ＫＶのエネルギーを有するもの
がよい。。本発明において用いられる光硬化性等のシー
ラーおよび上塗り塗料の基体となるべき重合性不飽和樹
脂は、上述の活性光線あるいは電離放射線の照射によっ
て重合、硬化させうるエチレン系もしくはポリェン系不
飽和基をその分子中に有る高分子化合物であって、たと
えば、不飽和ポリエステル系樹脂、不飽和アクリル系樹
脂、不飽和ウレタン系樹脂、不飽和ェボキシ系樹脂、不
飽和ブタジェン系樹脂、不飽和ポリアミド系樹脂、不飽
和アルキド・アミノ系樹脂などから選ばれた１種又は２
種以上であるが、これらの種類のみに限定されるもので
はない。

以上の重合性不飽和樹脂を重合性希釈剤であるエチレン
性不飽和単量体に溶解し、これに要すれば飽和結合を有
する重合性である樹脂、可塑剤、着色剤（顔料、染料等
）光増感剤、添加剤などを配合して光硬化性等のシーラ
ー又は上塗り塗料がつくられる。

また、該シーラー中の重合性希釈剤の一部、光硬化系内
もしくは電離放射線硬化系内では不活性（非反応性）の
極性有機添剤に層換えることによって、塗装時シーラー
の基材への浸透、吸収が著しくたかめられる。重合性希
釈剤としては、たとえばアクリル酸ェステル、メタクリ
ル酸ェステル、ジビニルスチレン、ジアクリルフタレー
ト、トリアリルシアヌレート、エチレングリコールジア
クリルレート、エチレングリコールジメタクリレート、
トリメチロールプロ／ぐントリメタクリレート、トリメ
チロ−ルプロパントリアクリレート、ベンタエリスリト
−ルトリアクリレート、ベンタエリスリトールテトラメ
タクリレート、１，６へキサンジオールジアクリレート
、１，６へキサンジオールジメタクリレート、１，３ブ
チレンジメタクリレート、酢酸ビニル、スチレン、ビニ
ルトルェンなどのエチレン性不飽和単量体の１種又は２
種以上が選ばれる。

さらに、上記の非反応性の極性有機溶剤は、誘電率（２
０つ０）約５以上の揮発性有機溶剤の１種又は２種以上
であって、一般には重分性不飽和樹脂に対する溶解力が
よく、基材への浸透性と浸透・吸収後の揮発性との調和
のとれたアルコール系溶剤（たとえばエタノール）、ェ
ステル系溶剤（たとえば酢酸ブチル、酢酸エチル等），
ケトン系溶剤（たとえばアセトン、メチルエチルケトン
等）およびこれらの混合物などが使用される。本発明に
おいては、光硬化性等のシーラーを用いて基村を下地処
理する工程に重点が置かれる。すなわち、該シーラー中
に含まれる硬化成分が基材の表面に連続塗膜を形成しな
いように、該シーラーの粘度を室温で１．０ポィズ以下
、好ましくは０．５ポィズ以下に保ち、乾燥塗膜重量２
０夕／〆以下で塗装して基材の表層から内部へとよく浸
透させ、基材中の空隙部の空気を該シーラーで置換・充
填させる。この状態で活性光線または電離放射すると、
照射時の発熱による基材内文の空気膨張に伴なう前述の
ような塗膜欠陥の防止することができる。基材内部の該
シーラーの浸透性をさらに改善するには、該シーラーに
含まれる重合性希釈剤の一部を非反応性の極性有機溶剤
で置換すると効果的である。

とくに基材が天然木材、加工木材等の場合には、シーラ
−の浸透性が顕著に向上し、かつ照射時の発熱により該
有機溶剤の揮発が円滑に行なわれるため、溶剤残留によ
る悪影響を受けることがない。該シーラーの塗装におい
て、乾燥塗膜重量が２０夕／で以上になると基材表面に
連続塗膜を形成しやすくなり、仕上り塗膜の白化、ピン
ホールの発生を防止することができない。

また、該シーラ−の粘度が１．０ポィズ以上では、該シ
ーラーの基材内部への浸透性が低下し、本発明の目的に
沿わない。上述の方法で下地処理した基材の上に、光硬
化性等の上塗り塗料を任意の膜厚（通常は３０〜５００
ｒ）に塗装し、活性光線または電離放射線を照射する。

この塗装方法によれば、下地処理の効果で空隙中の空気
の熱膨張が極めて少なく、白化およびピンホールのない
平滑な仕上り塗膜が得られる。基村の塗装には、透明仕
上げのほか半透明ないし不透明着色仕上げを必要とする
場合が多い。

この場合には、活性光線の透過を妨げない程度に染料・
顔料等を配合して着色した光硬化性等のシーラーを使用
し、つぎに活性光線の透過を妨げない程度に染料・顔料
等を配合して着色した光硬化性等の上塗り塗料で仕上げ
ればよい。着色した光硬化性等のシーラーにおける非反
応性の極性有機溶剤の使用、塗装粘度および乾燥塗膜重
量については、前述の光硬化性等のシーラ−での設定条
件に準じる。このシーラーを基村に塗装し、活性光線ま
たは電離放射線を照射して硬化させた後、上記の着色し
た光硬化性等の上塗り塗料を塗り同様に照射して硬化さ
せれば、仕上り塗膜の表面と内部との間に硬化状態の差
を生じることがなく、チヂミの発生が防止される。

またシーラーによる下地処理効果で白化およびピンホー
ルが発生することもない。さらにこの塗装方法において
、素地の着色程度に応じ着色剤を含まない無色透明な上
塗り塗料を施すことも、もちろん可能である。本発明を
実施する場合の塗装装置または塗装機器は何等特定のも
のを必要としない。

基材の材質、形状、サイズ等に応じ適宜スプレー塗装後
、フ。−コート法、浸債塗装法、ロールコート法等従来
公知の装置・方式を選定すればよい。また、活性光線は
高圧水銀灯、けし、光ランプ、キセノンランプ、アーク
灯等の光源から得られる。以上のように光硬化性等の塗
料を用いる基材の塗装において本発明を実施することに
より、仕上げ塗膜の白化、ピンホールが防止されるほか
、カーボンブラック等を使用した光硬化性樹脂塗料の塗
装における硬化性、チヂミ等の問題をも解決できるとい
う利点がある。すなわち実装性、塗装能率を何等低下さ
せることなく光硬化法および電離放射線硬化法の特長を
発揮することが可能である。つぎに本発明を具体的に説
明するため製造例、実施例および比較例を挙げる。

なお、例中の部は重量部を、％は重量％を意味する。製
造例 ビスフェノールＡ型ジェポキシ化合物（シェル化学会社
製、ェピコート８２＆分子力３８０）１モルにアクリル
酸２モルを常法により付加反応させて得られた酸価２０
の重合性不飽和樹脂を生成物（１）、無水マレィン酸６
モル、無水フタル酸４モル、ネオベンチルグリコール５
モル、１，６−へキサンジオール６モルを常法により縮
合させた酸価４５の重合性不飽和樹脂を生成物（０）と
する。

表１に示す配合により、生成物（１）および（０）を用
いて７種類の光硬化性等のシーラ−を製造した。また、
カーボンブラック添加のものも含む光硬化性等の上塗り
塗料４種を表２に示す配合によって製造した。表 １
（シーラ−） 任）西独．ＢＡＳＦ社製の黒色染料 表 ２ （上塗り塗料） 任）製造例１０および１１では．スチールボールミルで
粒度１０〃Ｋ分散した。

実施例 １カバ合板（約３００×１５０×１５側）を基
村とし、これを常温で製造例３のシーラー中に３の砂間
浸潰して下塗りした。

このとき基材に塗布されたシーラーの乾燥塗膜重量は実
測により１５夕／めであった。基材をシーラーから引上
げて１分間放置した後、２ＫＷ高圧水銀灯（東京芝浦電
気会社製）を用い照射距離３０肌で３町砂間照射して得
られた硬化塗膜は、基材表面に連続塗膜を形成せず木目
が浮き彫りにされた状態であり、白化、ピンホールが全
く認められなかった。ついでこの上に製造例８の上塗り
塗料を１０叫のバーコーターで塗り、直ちに下塗りと同
様な照射条件で紫外線を照射したところ、白化、ピンホ
ールの全くない鉛筆硬度犯の光沢のある仕上り塗膜が得
られた。なお、上塗り塗料の乾燥塗膜重量は６８夕／め
であった。比較例 １実施例１と同じカバ合板に製造例
８の上塗り塗料を１０岬のバーコーターで塗布し、直ち
に実施例１の照射方法に準じて紫外線を照射した。

得られた硬化塗膜には白化、ピンホールの発生が甚しく
、全く実用性のない仕上りであった。また、上記の上塗
り塗料を塗布後常温で１０分間放置して基材に浸透させ
るようにし、ついで上記と同一の条件で紫外線を照射し
たが、得られた塗膜には白化が認められ、ピンホールも
多数発生した。

これは製造例８の上塗り塗料の粘度が高く基材の木目へ
の浸透が不充分であったこと、乾燥塗膜重量が過多で基
材表面に連続塗膜が形成されたこと等に起因する。実施
例２〜４および比較例２〜４ 表３に示した各種のシーラ−と上塗り塗料を用い、実施
例１と同様な基材、塗装方法および紫外線照射条件によ
ってそれぞれ仕上げた。

シーラーの乾燥塗膜重量、塗膜の状態、硬度及び密着性
は表３のとおりである。表 ３ 注）（１）白化．ピンホ−ノし、チヂミおよび色調は肉
眼により群徒したもので．言白弓は次の敵孫責を表わす
。

◎優、 〇良． ◎可． △やや不良． ×不良（２
鉛筆硬度の試験はＪＩＳＫ５４００，６．１４に準じて
行った。（３）密着性：ナ↑フで塗膜面をクｏスカット
し．塗膜の基材杭態にょり次のように評価した。◎優．
○良．＠可．△やや不良． ×不良基材への浸透性の良
好な非反応性の極性有機溶剤を使用した実施例２および
３では、白化、ピンホールが全く認められなかった。一
方、粘度１６０センチポイズ（２５００）のシーラー（
製造例１）を使用した比較例２は、該シーラーの基材へ
の浸透が不充分でかつ塗布量過多のため白化、ピンホー
ルが激しく、実用性に欠ける仕上り塗膜となった。基村
に不透明着色仕上げを施す場合、実施例４で着色剤を含
むシーラー（製造例６）の上に半透明の上塗り塗料（製
造例１０）を塗布して、塗膜欠陥のない良好な色調の硬
化塗膜を得た。

しかし、比較例３のように、シーラーを着色せず上塗り
塗料のみで隠ベイ性を与えようとすると、上塗り塗料へ
の紫外線透過率が低下してチヂミが発生する。また、チ
ヂミが発生しない程度に藤ベイ性を調節した上塗り塗料
を用いた比較例４では、下地着色を欠くため色調が十分
でなく、良好な仕上りとはならなかった。

実施例 ５ 製造例５のシーラーをカバ合板（実施例１と同じもの）
に実施例１と同様な塗装方法によって下塗りした後、チ
ッ素気流中で３０皿Ｖの電子線加速機を用い照射距離１
５弧、照射線量５メガラッドの条件で照射して硬化させ
、ついで製造例９の上塗り塗料を実施例１の塗装方法に
準じて塗布する。

これを下塗りと同様な照射条件で電子線照射して硬化さ
せた。得られた仕上り塗膜は平滑で、白化およびピンホ
ールが全く認められなかった。

なお、この場合のシーラーの乾燥塗膜重量は１２２／め
であった。比較例 ５製造例２のシーラーおよび製造例
９の上塗り塗料を使用し、実施例５と同様な方法で塗装
および電子線照射を行って得られた仕上り塗膜は、シー
ラ−の塗布量が過多でかつ基材への浸透が不十分なため
、白化、ピンホールの発生が甚しく実用性のないもので
あった。

なお、この場合のシーラ−の乾燥塗膜重量は２５タノめ
であった。実施例 ６ 石こう基村（約１５０×１５０××９職）表面に製造例
６のシーラをローフコーターにより下塗りした後、実施
例５と同様の方法で電子線を照射して硬化させた（シー
ラーの乾燥塗膜重量は約１２タノで）。

ついで、該石こう基村の上に、下記の電子線硬化型塗料
をェアレススプレー塗装により塗布量が約１３０夕／れ
（塗膜厚約１３０凶）になるように塗布し、シーラーと
同様の照射条件で電子線照射して硬化させた。

得られた仕上がり塗膜は、白化、ピンホール、チヂミの
全くない、鉛筆硬度斑で光沢のあるタイル状の仕上りで
あった。

電子線硬化型塗料の調製： メチルメタクリレート〜ブチルアクリレート〜グリシジ
ルアクリレート共重合体（数平均分子量約１０，０００
）にアクリル酸を付加して不飽和度１．０（樹脂１００
０夕あたりの不飽和基のモル数）の不飽和アクリル樹脂
ワニスを得た（樹脂７０％を含むメチルメタクリレート
溶液）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多孔質基材に光硬化性もしくは電離放射線硬化性の
   シーラーを室温で１．０ポイズ以下の粘度で、かつ乾燥
   塗膜重量が２０ｇ／ｍ＾２を越えないように下塗りし、
   これを硬化させた後、光硬化性もしくは電離放射線硬化
   性の上塗り塗料で仕上げることを特徴とする多孔質基材
   の塗装方法。 ２ 光硬化性もしくは電離放射線硬化性のシーラーが非
   反応性の極性有機溶剤を含有する特許請求の範囲第１項
   記載の多孔質基材の塗装方法。 ３ 非反応性の極性有機溶剤がアルコール系溶剤、エス
   テル系溶剤およびケトン系溶剤より選ばれた１種又は２
   種以上である特許請求の範囲第２項記載の多孔質基材の
   塗装方法。