JPS62258779A - 無機質塗膜の形成法 - Google Patents

無機質塗膜の形成法

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JPS62258779A
JPS62258779A JP6494887A JP6494887A JPS62258779A JP S62258779 A JPS62258779 A JP S62258779A JP 6494887 A JP6494887 A JP 6494887A JP 6494887 A JP6494887 A JP 6494887A JP S62258779 A JPS62258779 A JP S62258779A
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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] 本発明は、多孔性無機質基材または金属、ガラス等の非
多孔性鉱物質基材からなる鉱物質基材(これらを総称し
て鉱物質基材という)面に、水溶性アルカリ金属珪酸塩
系無機質塗料を化粧塗装仕上げする無機質塗膜の形成法
に関する。 [従来の技術および問題点] 石綿セメント板や珪酸カルシウム板などの基材は、不燃
性で且つ耐久性に優れているため、広く建材その他に使
われている。通常これらの材料自体は美粧性に乏しいた
め、美粧性が要求される場合には有機質塗料で塗装仕上
げされている。ところがこの有機質塗膜は可燃性であり
又耐久性に乏\、 しい為、基材のもつ特徴を著しく損ぬている。そこでこ
れらの基材の特徴を生かすことができる不燃性の無殿質
塗料が使われるようになった。しかしながら一般に無搬
質塗料は有搬質塗料に比べて不燃性・耐熱性などには優
れているが可どう性、光沢、平滑性などの点については
劣っている。特に石綿セメント板や珪酸カルシウム板の
ような基材は、気中の湿度変化あるいは吸水、乾燥によ
る杉張、収縮の寸法変化が大きく、無芸質塗膜はその寸
法変化に充分追従できる可どう性に乏しいためクランク
が発生しやすく、またそのクラックに汚染物質が浸透付
着して耐汚染性が低下する。さらにクラックの発生によ
って、基材中の白華成分が塗膜表面に溶出して白華現象
を生起しがちであり、塗膜中に白華成分を含有する場合
は白華現象を完全に抑制するのが難しい。 建材等の化粧等に用いられる無狐質塗料には加熱硬化型
のものと常温硬化型のものがある。一般に、加熱硬化型
の塗料は約200〜300°Cに加熱しないと充分に硬
化した膜が得られないが、基材として石綿セメント板や
珪酸カルシウム板などを用いた場合、この加熱により基
材が強度劣化、変性、変色を起こしたりする問題がある
。常温硬化型のものは基材な劣化させることは少ないが
、充分な硬化膜を得るには約1週間以上の硬化期間を要
する。 上記の諸問題を解、決する一方法として、先に本発明者
等は、水溶性アルカリ金屈珪酸塩等を含有する塗料を下
塗りし、醒溶液にて処理し、談義を除去し、次いで該塗
料を上塗りした後、該塗膜を硬化させる工程を含む方法
を発明した(特願昭56−211612号)。これに対
し本発明は、一つの観点からはこの先行発明を改善した
発明であるということができる。 また特公昭49−47249号公報に、アルカリ金居珪
駁塩にかなりの門の無定形シリカな添加し長詩間加熱溶
解した高粘性塗料を基材に塗布し、酸等の強酸性処理液
で処理した浚に乾燥硬化させる方法が開示されている。 この発明は多口の無定形シリカ粉を加熱溶解した塗料を
使用したことを特徴とするものであり、同公報の比較例
等に明示されているように該シリカを溶解含有しない場
合には効果が発揮されない。この方法は該塗料の製造、
光沢性等に関して、若干の問題が存在し得る。 [問題点を解決するための手段1 本発明の主目的は、上記の問題点を改善した新規な方法
を提供することである。すなわち、本発明は従来の無機
質塗膜の持つ不燃性、耐熱性に加えて、有機質塗料やガ
ラス抽面並の光沢と平滑性を持ち、且つ無機質塗膜の欠
点であった可撓性、耐汚染性、耐白華性に優れた塗膜を
得るとともに、基材の加熱劣化をも生じさせない無機質
塗膜の形成方法を提供するものである。 本発明の代表的な態様を要約すると、鉱物質基材上に、
充填剤、顔料および硬化剤等から選ばれる粉体固形分を
含有する水溶性アルカリ金属珪酸塩系水溶液塗料(以下
に下塗り塗料という)を塗布して適度に乾燥した塗膜に
P H値35〜10゜0の酸・アンモニウム塩系水溶液
を適用し、水洗し適度に乾燥さけた後に、該粉体固形分
の含有量が該下塗り塗料よりも少量ないし零である該珪
酸塩系水溶液塗料(以下に上塗り塗料という)を塗布し
て適度に乾燥させた塗膜に、PH値約3.5〜l000
の酸・アンモニウム塩系水溶液を適用し、水洗しそして
乾燥することを特徴とする、無機質塗膜の形成方法であ
る。該塗料のうちの少なくとも下塗り塗料が有効量の硬
化剤を含有するのが好ましい。必要あれば、上記の二塗
料の中間の固形分含量を有する該珪酸塩系水溶液塗料を
両者の塗膜の間に塗装してなる塗膜を、同様に処理して
、本発明の無機質塗膜を形成することも当然可能である
。 【発明の詳しい記述】 前記の酸・アンモニウム塩系水溶液のPH値は、一般に
約3.5〜約10.0の範囲であり、好ましくは約4〜
約9の範囲であり、そしてより好ましくは約4.5〜約
8.5そして典型的には約5〜約8の範囲である。約3
.5〜10.0の範囲外では本発明の効果は一般に連成
困難である。 鎖酸・アンモニウム塩系水溶液としては、酸または酸性
塩とアンモニアまたはアンモニア水またはアンモニア化
合物との反応生成物または反応生成混合物である塩の水
溶液を摺称し、代表的には、(1)水に鎖酸・アンモニ
ウム塩を溶解するかまたは(2)水にMP=よびアンモ
ニア水またはアンモニアガスを添加する等によって調製
し得る。該水溶液を所望のPH値に調整するには、例え
ば該水溶液にアンモニア水もしくはアンモニアガスまた
は鎖酸を適度に添加すればよい。必要に応じて、所望の
PH値を効果的に維持するために適当な緩衝剤を添加す
ることも可能である。なお、醒・アンモニウム塩系水溶
液の塩成分は、二種類以上の塩の混合物であってもよい
。 鎖酸・アンモニウム塩系水溶液の塩の酸成分としては無
殿醒及び有礪酸またはこれらの酸性塩が使用でき、無灘
酸系としてはリン酸、塩醒、亜硫酸、硫酸、硝酸、塩化
アルミニウム、硫酸アルミニウム、第1リン酸アルミニ
ウム、第1リン酸カルシウム、F14Mアルミニウム等
が、そして有国酸としてはシュウ酸、クエン酸、酢酸、
酒石酸等が代表的に例示されるが、これらに限定されな
い。 なお、代表的な酸・アンモニウム塩として、リン酸アン
モニウム、fff+Mアンモニウム、硝酸アンモニウム
、塩化アンモニウム、酢酸アンモとラム等が例示できる
が、一般に、第一、第二および/または第三リン酸アン
モニウムが特に好適である。 本発明にあける基材の例には、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、6晋ボード、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(
ガラス環N ’J化セメント)ボード、CFRC(カー
ボン綴維強化セメント)ボード、5FRC(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
無殿質成形体、金冗仮、ガラス板等が含まれる。 本発明における無芸質塗料は、水溶性アルカリ全屈珪酸
塩系水溶液、および硬化剤、充填剤、顔料等の粉体固形
分を混合して形成される。前記の態様における下塗り塗
料に含有される該粉体固形分の凹は、該塗料の重量に基
き、約10%以上そして好ましくは約20%以上から該
珪酸塩水溶液ベヒクルにて塗料として保持される困(例
えば約8o重量%)までの範囲である。一般に約20〜
約60重H%の範囲の量が用いられる。前記の態様にお
ける上塗り塗料の該粉体固形分の量は、約20重量%以
下そして好ましくは約10%以下から零までの範囲であ
る。 水溶性アルカリ全屈珪酸塩は、一般゛式〜120・xS
i 02  ・yH20(但し、Mは周期律表第1族に
屈するアルカリ金属、×及びyは正の数である。)で表
わされるが、この水溶性アルカリ金腐珪B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を用い
てもよい。水溶性アルカリ全屈珪酸塩には、珪酸ナトリ
ウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム等があり、×の値は
持に制限するものではないが、2〜5が造膜性、耐久性
等の観点から好ましい。yの値についても特に制限する
ものではなく、R終的に得られる組成物塗料に適度な粘
性をもたせる範囲、あるいは該組成物な取り扱う上にお
いて支障がない範囲であればよい。 変性水溶性アルカリ金ヱ珪酸塩は、前記水溶性アルカリ
金属珪酸塩にマグネシウム、アルミニウム、カルシウム
、亜鉛、ジルコニウム等の多価金属の酸化物、水酸化物
、弗化物、炭酸塩、リンM塩等の化合物の1種あるいは
2種以上を溶解反応させたものであり、塗膜の耐水性、
耐薬品性等の改善に寄与する。本発明における無機質塗
料には、これらの水溶性アルカリ金属珪酸塩あるいは変
性水溶性アルカリ全屈珪酸塩の1種あるいは2種以上を
混合して用いることができる。実用的には珪酸ナトリウ
ムが造膜性、接着性、低コスト性等の点で優れており、
本発明では珪酸ナトリウム1種を用いても優れた無機質
塗膜が得られる。なお、銭アルカリ全屈珪酸塩の添加量
は、該塗料の重量に基き、約7%以上、好ましくは灼1
0%以上、更に好ましくは約15%以上、そして典型的
、には釣15%〜約60%の範囲である。 上記の水溶性アルカリ金属珪酸塩あるいは変性水溶性ア
ルカリ金篇珪酸名の硬化剤には、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、富水醇
化物;炭酸亜鉛、炭該マグネシウム等の多価金層炭酸塩
;リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜
鉛等の多面金1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
の有搬化合物等があり、これらの硬化剤の1種類あるい
は2種以上を用いる。硬化剤の有効凹は、該塗料の重量
の約1%以上、好ましくは約3%以上、典型的には約5
%以上である。 充填剤には、珪石、アルミナ、ガラス粉等の粒状物;粘
土、雲母等の偏平状物;石綿、ガラス楳維粉等の鐵維状
物等がある。 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ある。 その他の添加剤としては、公知の界面活性剤、分散剤、
消泡剤、増粘剤等があり、必要に応じて添加する。 [作用および効果〕 本発明において、硬化剤、充填剤、顔料等を添加した水
溶性アルカリ金属珪酸塩系塗料を塗布して第1層を得、
これを乾燥した後にPH値が3゜5〜10.0の酸・ア
ンモニウム塩系水溶液を適用し、水洗しそして1次乾燥
後、硬化剤、充填剤、顔料等粉体固形分を含まないか、
あるいは硬化剤、充填剤、顔料、増粘剤等を小量含む水
溶性アルカリ金属珪酸塩系塗料を塗布して第2 F!を
得、2次乾燥した後、前記のP H値の酸・アンモニウ
ム水溶液に浸漬し、さらに水中に浸漬して最後に乾燥し
て無機質塗膜が形成できる。 上記の態様において、第1層は硬化剤、充填剤、顔料等
の粉体固形分を比較的多量に含んでいるために、比較的
ポーラスな硬化した=5ができる。 この第1層に粉体固形分を含まないか、あるいは硬化剤
、顔料、増粘剤等小量を含む水溶性アルカリ金属珪酸塩
系塗料を塗布すると、一部分は第1層に浸透して第1層
は緻密な層となりまた、一部分は第1層の上部表面に粉
体固形分を含まないかあるいは小量含む透明釉薬コ4の
薄膜を第2層として形成する。その後、第2層が発泡し
ない程度の温度で2次乾燥を行い、さらに前記のP H
値の酸・アンモニウム塩水溶液中に浸漬させて塗膜中の
アルカリ金属を酸イオンにより選択的、強制的に除去し
て塗膜を硬化させるとともに、−・部分の核酸は塗膜中
の成分とも反応して硬化作用をもたらすものと考えられ
る。その後、塗膜を水中に浸漬させることにより、塗膜
や基材中の残留未反応酸・アンモニウム塩等の物質を除
去し、これを乾燥させると塗膜は収縮して微細、なりラ
ックが均一に発生する。従って、代表的に下記の効果が
有利に達成される。 (1)塗膜の表面が透明抽薬凋になり、美観、肌ざわり
がよい。 (2)弱酸性から中性付近の酸・アンモニウム塩水溶液
で薬液硬化させて塗、漠を製造すると、加熱硬化法に比
べ塗膜の硬化が均一でゆるやかであるため、塗膜に均一
に微細なりラックが発生する。 こうして発生したクラックは汚染物質が入り込めないほ
ど微細であり、また基材の吸水膨張、乾燥収縮等の寸法
変化やたわみが発生してもその均一なりラックにより応
力を分散吸収させてしまうたあ、もはや耐汚染性の低下
をもたらす大きなりラックは発生せず耐汚染性がよい。 (3)酸・アンモニウム塩水溶液で処理・することによ
り白華成分となる塗膜中のアルカリ金属を除去するので
、耐白華性に優れた塗膜ができること等が挙げられる。 更に、本発明の基材として石綿セメント板や珪酸カルシ
ウム板などの°セメント質のものを用いる場合には、高
温加熱を必要とせず比較的低温加熱での乾燥後、前記の
PH値の醒・アンモニウム塩水溶液により硬化させるも
のであるため基材な劣化させることがない。また、基材
中の白菜成分となる遊ff1ca成分を酸により固定す
ることができるので、耐白華性を向上させることができ
る。また、補強材として石綿やガラス繊維が含有されて
いる基材についても、劣化させることはない。 【発明の具体的な態様】 第1層を形成する下塗り塗料は、基材との密着性や上塗
り塗膜の硬化性を向上させるために硬化剤を添加した方
がよく、また塗膜としての強度、耐久性等の機能を持た
せたり、微細なりラックを均一に発生させたりするため
に充填剤等の固形物を添加した方がよい。このように下
塗り塗膜層は、塗膜としての機能を備えるとともに、上
塗り塗料を適度に浸透させ、下塗り塗膜層中の未反応の
硬化剤と反応させて上塗り塗膜の硬化を補う役割も果た
すのである。なお、必要に応じて界面活性剤、消泡剤、
増粘剤などを加えてもよい。 第2層を形成する上塗り塗料にも水溶性アルカリ金属珪
酸塩を用いるが、緻密な膜に仕上げ耐汚染性、光沢、平
滑性、美観性等を付与するために、硬化剤や充填剤等の
固形物は添加しないか、あるいは加熱時の発泡防止、着
色等のため硬化剤、顔下塗り塗料を塗装しそして塩水溶
液の適用前の塗膜の乾燥は、下記の2次乾燥と同程度で
ありそして例えば室温〜約150℃で15分〜48時間
程度である。下塗り塗膜の水洗後の1次乾燥は、下塗り
塗料が均一に乾く程度でよく、室温〜約I00℃で1分
〜60分間程度保持すればよい。 上塗り塗料の塗装後の2次乾燥は、硬化剤の種類により
異なるが、塗膜を完全硬化させず、次の薬液処理工程に
おいてアルカリ金属成分が選択的に効率よく溶出除去で
き、且つ上塗り塗膜層が発泡しない範囲の条件で行う。 通常、室温〜約150℃で30分〜48時間程度保持す
ればよい。 酸・アンモニウム水溶液のPH値が約3.5以下では、
塗膜中のアルカリ金属成分の溶出速度が急激になったり
、アルカリ金属成分以外の塗膜成分の溶出も激しくなり
、大クラックの発生や強度、耐久性、光沢、平滑性、美
観性の低下の原因となる。また基材としてセメント質の
ものや補強材として石綿などが添加しであるものは浸さ
れやすくなる。該PH値が約10.0以上になるとアル
カリ金属成分以外の成分の溶出が多くなり、塗膜の光沢
、平滑性、美観性が低下する。通常、薬液処理条件とし
て酸・アンモニウム塩水溶液1度は前記のPH範囲に調
整、することな条件として約0゜2〜約20重量%そし
て典型的には約0.5〜約10重量%程度、処理液温度
は!温〜約60℃、処理時間は約1〜24時間行度が望
ましい。要するに、薬液処理条件は、塗膜中のアルカリ
金属成分が適度な溶出速度で選択的に除去でき、且つ基
材成分が浸されにくいPlaの薬液含使用することが必
要である。 酸・アンモニウム塩水溶液による葉液処理後は、塗膜を
水中浸漬させて塗膜や基材中の未反応の酸・アンモニウ
ム塩等の水可溶性物質を除去する。 通常、水中浸漬は約1〜24時間行なえばよい。 なお、水中浸漬を行なう代わりに含塩水等に浸漬させれ
ば、浸漬除去時間を約半分に短縮することができる。 すなわち、水洗に際して水のかわりに、残存する該アン
モニウム塩等に作用して除去を促進(例えば化学反応に
よる分解)しかつ該塗膜に実質的に無影響である強塩基
/強酸・塩(例えばNaC1またはKCI)の粉氷溶液
(例えば0.1〜5重量%程度)を使用すると、水洗時
間が短縮される。 以下に実施例及び比較例によって本発明の代表的な具体
例を詳細に説明する。 実施例1 (1)塗料の調合 下塗り塗料は下記に示す調合の内、珪酸ナトリウム水溶
液、界面活性剤、消泡剤以外のものをボットミルで24
時間混合し、さらに残りを加えて15分間スクリュー撹
はんして調製した。 下塗り塗料の調合 珪酸ナトリウム水溶液  +00  [重量部](40
%液) 酸化亜鉛         3o   〃珪石粉   
       4o   〃トリポリリン酸ナトリウム
  2 【重量部】チタン白         20 
  〃水                   90
     〃界面活性剤(5%液)    1   〃
消泡剤(5%液)      l   〃上塗り塗料は
下記に示す調合で混合撹はんにより調製した。 上塗り塗料の調合 珪酸ナトリウム水溶液  100 【重量部】(40%
液) 水                   100  
   〃界面活性剤(5%液)    1   〃消泡
剤(5%液)      1   〃(2)塗装 下塗り塗料を珪酸カルシウム板(厚さ3 m m )に
エアースプレーにより2回に分けて乾燥膜厚を約50ミ
クロンの厚さになるように塗装し、130℃で3時間乾
燥させ、30’Cのリン酸アンモニウム水溶液(第1リ
ン酸アンモニウム2,5%、および第2リン酸アンモニ
ウム2.5%、PH6゜5)中に8時間浸漬しさらに水
中に12時間浸漬後水洗し80℃で10分間乾燥させた
。次に下塗りして薬液処理した該塗装板に、上塗り塗料
をエアースプレーにより乾燥膜厚を約5ミクロンの厚さ
になるように塗装し、130℃で1時間乾燥を行った。 これを上記の30℃のリン酸アンモニウム水溶液中に2
時間浸゛漬し、さらに水中に12時間浸漬した後水洗し
80℃で乾燥した。結果を下表に示す。 なお、本発明の範囲に属する他の無機質塗料および酸ア
ンモニウム塩系処理液を用いて本発明が効果的に実施で
きることは、特開昭、?? −7j?77号(特願昭5
7−206675号)の実施例から当業者に自明である
。 比較例1 (1)塗料の調合 実施例1と同様 (2)塗装 下塗り塗料を珪酸カルシウム板(厚さ3 m m )に
エアースプレーにより2回に分けて乾燥膜厚が約50ミ
クロンの厚さになるように塗装し、80℃で10分間乾
燥を行った。次に上塗り塗料を、下塗りした塗装板にエ
アースプレーにより乾燥膜厚が約5ミクロンの厚さにな
るように塗装し、130℃で3時間乾燥を行った。これ
を30’Cの5%リン酸水溶液中に8時間浸漬し、さら
に水中に12時間浸漬した後水洗し80℃で乾燥した。 比較例2 (1)塗料の調合 実施例1と同様 (2)塗装 比較例1の内、薬処理液として5%第1リン酸アンモニ
ウム水溶液(PH値2)を用いて同様の塗装を行った。 比較例3 (1)塗料の調合 実施例1と同様 (2)塗装 比較例1の内、薬処理液としてリン酸アンモニウム水溶
液(5%リン酸液に濃アンモニア水を加えPHHIO2
5に調整)を用いて同様の塗装を行った。 上記の実施例1および比較例1〜3の塗装物の塗膜につ
いて、後記の試験方法に従ってテストした結果を下表に
示す。 最大クラック幅 0.5 5,11 2.9 4.0【
ミクロン】 (評価)○・良い、△:やや悪い、×:悪い(注)実:
実施例、比、比較例 なお、上記の塗膜性能の試験方法は次の通りである。 (+)耐水性=20℃の水中に240時間浸漬。 (2)促進耐候性:サンンヤインウェザーメーターで5
00時間照射。 (3)耐沸騰水性: I’00℃の沸騰水中に5時間浸
漬。 (4)耐白華性:試料の裏面を湿潤下において1日放置
した後1日風乾させることを1サイクルとし、】0サイ
クルを行う。 (5)耐汚染性:カーポンブラックをIO%混合したワ
セリンを塗り、1日放置後セッケン水を浸したガーゼで
ふきとる。 (6)光沢、目視。 (7)耐酸性=10%HCI水溶液を15分間密着。 (8)耐アルカリ性:lO%N a OH水溶液を15
分間密着。 (9)密着性:ゴバン目試験(目数は2X2mmのもの
を100個)。 (10)最大クラック幅:3ケ月気中放置後、電子顕微
鏡により測定。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鉱物質基材上に、粉体固形分を含有する下塗り用
    の水溶性アルカリ金属珪酸塩系水溶液塗料を塗布して適
    度に乾燥した塗膜にPH値が3.5〜10.0の酸・ア
    ンモニウム塩系水溶液を適用し、水洗し適度に乾燥させ
    た後に、該下塗り用塗料よりも該粉体固形分の含有量が
    実質的に小量ないし零である上塗り用の水溶性アルカリ
    金属珪酸塩系水溶液塗料を塗布して適度に乾燥させた塗
    膜に、PH値が3.5〜10.0の酸・アンモニウム塩
    系水溶液を適用し、水洗し、そして乾燥することを特徴
    とする無機質塗膜の形成方法。
  2. (2)該塗料の少なくとも下塗り用塗料が有効量の硬化
    剤を含有する、特許請求の範囲第1項の塗膜の形成方法
  3. (3)該酸・アンモニウム塩系水溶液のPHが4〜9の
    範囲である、特許請求の範囲第1または第2項の塗膜の
    形成方法。
  4. (4)該下塗り用塗料に含有される該粉体固形分の量が
    20重量%以上から該珪酸塩水溶液ベヒクルにて塗料と
    して保持される量までの範囲である、特許請求の範囲第
    1、第2または第3項の塗膜の形成方法。
  5. (5)水洗に使用する水が強塩基/強酸塩の希水溶液で
    ある、特許請求の範囲第1〜4項のいずれかの塗膜の形
    成方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012097507A (ja) * 2010-11-04 2012-05-24 Js Corp 内装改修方法

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JPH0236311B2 (ja) 1990-08-16

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