JPS6320800B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は耐候性その他の特性に優れた着色セメ
ント瓦の製造方法に関するものである。 近年住宅のプレハブ化及び低コスト化に伴い、
施工性及び製造コスト面の有利さから、従来の日
本瓦や西洋瓦に代つてセメント瓦の使用が急増し
ており、今後ますます需要が伸びるものと予想さ
れる。セメント瓦はセメント、硬質細骨材及び水
等を混和した上で加圧成形し、長期間養生を施し
て硬化せしめ製造される。この様なセメント瓦は
そのままで使用されることもあるが、最近では外
観上高級化をはかるため、着色されて用いられる
ことが殆んどである。着色法としては硬化剤のセ
メント瓦の表面に高分子材料からなる着色塗料を
塗布する方法が一般的である。しかしながらこの
様な高分子材料は焼付温度が高いという難点があ
り、更に退色現象や剥離現象を生ずる場合が多
く、満足すべきものではない。一方着色セメント
に水を加えたものや白セメントに着色顔料と水を
加えてなるものを塗布し着色層を形成せしめ養生
し更には必要に応じてその上に高分子材料よりな
る透明塗料を塗布し、高級感を出すという方法も
検討されている。しかしながらこれらの場合もエ
フロレツセンス等の変色が生じたり、セメント瓦
と着色層との密着性が不十分であり、クラツク剥
離等のトラブルが生じ易いという欠点がある。更
には、上記の如き着色セメント瓦のエフロレツセ
ンス及び変色を防止するため及び耐久性を付与す
るために溶剤型塗料又は水系塗料等の上塗々料を
塗装する場合があるが、この場合には着色層の塗
布後上塗塗装を施す迄の時間を適正に選ばないと
エフロレツセンス防止が困難であり、また上塗後
長時間経た場合、着色層と上塗塗膜層間に歪が、
生じたり層間の密着性が低下してフクレ、クラツ
ク及び剥離等のトラブルを生ずる事が多い。 以上の如く、従来のセメント瓦の着色被覆法及
び使用被覆材には性能上及び適用上種々の欠陥が
存在している。 本発明は、上記の如き従来技術に鑑みセメント
瓦の着色被覆を施すための優れた方法を提供する
ことを目的とするものである。 特に本発明においては、地瓦等のプレス直後の
セメント瓦及び役物瓦等の一次養生瓦（脱型直後
の瓦）等の未硬化セメント瓦への適用が可能でク
ラツク、ワレ等を生ずることなく厚い膜厚の形成
が可能で、且つエフロレツセンス防止効果等の優
れた塗膜特性をもつ被覆を形成する方法を目的と
する。このような目的は (a) (i) アクリル酸又はメタクリル酸エステル共
重合エマルジヨン樹脂（エステルは炭素数１
〜８のアルキル基）あるいは前記アクリル酸
又はメタクリル酸エステルとスチレンとの共
重合エマルジヨン樹脂（スチレン含量は30重
量％以下）固形分 ……２〜40重量％ (ii) ビスフエノール型エポキシエマルジヨン樹
脂固形分 ……0.5〜５重量％ (iii) 充填剤 ……10〜85重量％ (iv) セメント ……５〜60重量％ (v) 着色顔料 ……0.1〜15重量％ 及び前記エポキシエマルジヨン樹脂の0.8〜1.2
当量のポリアミド樹脂硬化剤または脂肪族多価
アミン硬化剤、さらに必要に応じ各種添加剤少
量からなり、かつ〔(i)＋(ii)〕／(iv)の重量比が
（0.1〜１）の範囲である混合物100重量部、な
らびに (b) 水30〜300重量部 からなる粘度５〜30ポイズの塗料組成物(A)を未
硬化セメント瓦表面に乾燥膜厚約40μ〜1000μ
になるよう塗布し、ついで (c) (i) アクリル酸又はメタクリル酸エステル共
重合樹脂（エステルは炭素数１〜８のアルキ
ル基）あるいは前記アクリル酸又はメタクリ
ル酸エステルとスチレンとの共重合樹脂（ス
チレン含量は30重量％以下）固形分
……55〜95重量％ (ii) 充填剤 ……０〜15重量％ (iii) 着色顔料 ……３〜20重量％ さらに必要に応じ各種添加剤少量からなる混合
物100重量部、ならびに (d) 溶剤60〜200重量部 からなる溶剤型アクリル樹脂塗料組成物(B)を乾
燥膜厚約15〜50μになるよう塗り重ね、必要に
応じ低温加熱後、セメント瓦及び塗膜を同時に
養生硬化させる方法により達成される。 塗料組成物(A)において用いられるアクリル酸又
はメタクリル酸エステル共重合エマルジヨン樹脂
を構成する成分であるアクリル酸の炭素数１〜８
のアルキルエステルモノマー、メタクリル酸の炭
素数１〜８のアルキルエステルモノマーのアルキ
ルエステルとしてはメチル、エチル、ｎ―ブチ
ル、イソブチル、ターシヤリーブチル、２―エチ
ルヘキシル、ベンジル、プロピル、イソプロピ
ル、sec―ブチル等が代表的なものとして用いら
れる。炭素数９以上のエステルは乳化重合時にゲ
ル物が発生したり、エマルジヨン粒子の疎水性が
高くなり、セメント混和用エマルジヨン樹脂の合
成には不適である。又、これらのアクリル酸（又
はメタクリル酸）エステルとスチレンとの共重合
エマルジヨン樹脂も用いられるが、スチレンを30
重量％以上用いると、出来たエマルジヨン塗膜の
耐候性が著しく低下するため耐久性の必要な屋外
用エマルジヨン樹脂としては好ましくない。 特に好ましいアクリル酸又はメタクリル酸エス
テルとしてはメタクリル酸メチル、アクリル酸エ
チル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２―エチル
ヘキシルであり、またスチレンを使用する場合は
20重量％以下が特に好ましい。また必要ならば、
アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸２―ヒ
ドロキシエチル等の官能基モノマーを数重量％共
重合することも可能である。本発明に用いられる
アクリル酸（又はメタクリル酸）エステル共重合
エマルジヨン樹脂又はアクリル酸（又はメタクリ
ル酸）エステルとスチレンとの共重合エマルジヨ
ン樹脂はセメントと混和されるため、耐アルカリ
性を有し、セメント混和安定性に優れているもの
がよく、そのためには乳化重合時の乳化剤として
アルキルフエノールポリエチレンエーテル、ポリ
オキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエ
チレンアルキルアリルエーテル、ポリエチレング
リコールオレイルエーテル等のエーテル類；ソル
ビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソ
ルビタン脂肪酸エステル、ポリグリコール脂肪酸
エステル等のエステル類；ポリプロピレングリコ
ールポリエチレングリコール重合体、ポリオキシ
エチレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンア
ルキルアミンなどのノニオン界面活性剤単独又は
アニオン界面活性剤との併用でもノニオン界面活
性剤が多くアニオン界面活性剤は少量で使用する
ことが必要である。これら、アクリルエマルジヨ
ン樹脂の分子量は５万〜30万好ましくは10万〜20
万であるのが有利である。また、最底造膜温度は
０〜30℃が好ましい。30℃より高いと硬化塗膜が
硬くなりすぎクラツクが生じやすくなるので好ま
しくない。これらの樹脂は上記混合物(a)中におい
て固形分２〜40重量％の割合で配合される。樹脂
が２重量％未満であると上塗塗膜との密着性が悪
くなり、更に樹脂成分が少ないため可撓性に欠け
長期間経過後に塗膜にクラツク及び剥離現象が生
じ易くなる。一方樹脂が40重量％を越えるとセメ
ントの硬化及び樹脂の硬化が遅れ十分な塗膜強度
が得られず塗膜の耐水性が低下する。樹脂の好ま
しい配合割合は10〜30重量％である。 塗料組成物(A)において用いられるビスフエノー
ル型エポキシエマルジヨン樹脂としては、ビスフ
エノールＡとエピクロルヒドリンから得られる芳
香族ジグリシジルエーテル類で平均分子量350〜
1000の樹脂を乳化剤を用いて、水分散型にしたも
のであり、樹脂固形分として、上記混合物(a)中に
0.5〜５重量％が用いられる。樹脂が0.5重量％未
満であると、素地との密着性が低下し、５重量％
を越えると、形成された塗膜の耐候性が著しく低
下する。樹脂の好ましい配合割合は１〜３重量％
である。 塗料組成物(A)において用いられる充填剤は体質
顔料としては炭酸カルシウム、硫酸バリウム、炭
酸マグネシウム、タルク、クレー等の無機質系粒
状物が例示出来、骨材としては硅砂等である。こ
の充填剤は、もろさの改良、増量のため、配合さ
れるものである。充填剤は、上記混合物(a)中にお
いて10〜85重量％の割合で配合される。これはこ
の範囲において塗膜の緻密性、もろさ及び耐久性
その他を改善する効果が大きいからであり、更に
好ましくは40〜80重量％配合される。 塗料組成物(A)において用いられるセメントとし
てはポルトランドセメント、高炉セメント、シリ
カセメント、アルミナセメント等が例示できる
が、その種類はとくに制限はない。セメントは本
発明方法においては上記の混合物(a)中において５
〜60重量％の割合で配合される。セメントが５重
量％未満だと、塗膜硬度の向上が十分ではない。
一方セメントが60重量％を越えると、セメント硬
化が必要な水分が十分に供給されず従つて水和反
応が十分に進行しないので、緻密で硬い塗膜が得
られず、もろくなる。 塗料組成物(A)において用いられる着色顔料とし
ては一般の無機質顔料が代表的であるが、色によ
つては、耐アルカリ性及び耐候性を有する有機顔
料でもよい。たとえば黒く着色する場合には、カ
ーボンブラツク、酸化鉄等、赤の場合には弁柄
等、緑の場合には酸化クロム等、青の場合にはシ
アニンブルー等、白の場合には二酸化チタン等が
例示できる。着色顔料は本発明方法においては上
記の混合物(a)中において0.1〜15重量％の割合で
配合され、この範囲内での配合により充分に着色
する事が出来る。 塗料組成物(A)において用いられる添加剤として
は、たとえば顔料分散性、塗装作業性及び保存性
等を良好なものとするための分散剤、消泡剤、増
粘剤、防腐剤、防カビ剤があり塗膜の成膜性をよ
くするための成膜助剤等が例示できる。 塗料組成物(A)に用いられるエポキシ樹脂用硬化
剤としては、ジアミン又はジアミン誘導体等と二
塩基酸又は二塩基酸誘導体等の重縮合によつて得
られるポリアミド樹脂あるいはエチレンジアミ
ン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラ
ミン、メタキシレンジアミン等の脂肪族多価アミ
ンあるいはフエノールホルマリン樹脂やエポキシ
樹脂で変性した脂肪族多価アミン等が用いられ
る。硬化剤の使用量はエポキシ樹脂のエポキシ基
の0.8〜1.2当量になる様に使用する必要がある。
0.8当量未満及び1.2当量を越えると本来のエポキ
シ樹脂の特性例えば密着性、可撓性が著しく低下
しその他耐久性等の性能も低下するので好ましく
ない。 さらに、塗料組成物(A)において、上記混合物(a)
中(i)アクリル酸（又はメタクリル酸）エステル共
重合エマルジヨン樹脂又はアクリル酸（又はメタ
クリル酸）エステルとスチレンとの共重合エマル
ジヨン樹脂の固形分と(ii)エポキシエマルジヨン樹
脂の固形分との和と、(iv)セメントとの重量比は
〔(i)＋(ii)〕／(iv)＝0.1〜１である。この比率が0.1
より小さい場合には、塗膜の耐候性、密着性が悪
くなり、塗膜性能の良い状態での厚膜を形成する
ことが出来ず、一方この比率が１より大きい場合
には、塗膜の密着性が悪く、溶剤型アクリル樹脂
塗料組成物(B)中の溶剤の影響により、チヂミが生
じやすく、硬度が不足し、厚膜の形成ができな
い。 本発明において使用する塗料組成物(A)は上記混
合物(a)100重量部に対して水30〜300重量部を配合
し塗料粘度５〜30ポイズしたものである。この範
囲内であればセメントの硬化及び塗装作業性が良
好であるからである。 次に、本発明において上塗塗料として使用する
溶剤型アクリル樹脂塗料組成物(B)において用いら
れる樹脂としてはアクリル酸又はメタクリル酸エ
ステル共重合樹脂（エステルは炭素数１〜８のア
ルキル基）あるいは前記アクリル酸又はメタクリ
ル酸エステルとスチレンとの共重合樹脂（スチレ
ン含量は30重量％以下）を使用する。但し、前記
樹脂は上塗りに使用されるためガラス転移温度
（Tg）が20〜55℃であるのが特に好ましい。Tg
が20℃より低いと夏期におけるゴミの付着等汚染
が著しくなり、逆に55℃より高くなると塗膜が硬
すぎ、クラツク等が発生しやすくなるので適当で
ない。 前記樹脂は上記混合物(c)中において固形分55〜
95重量％の割合で配合される。 溶剤型アクリル樹脂塗料組成物(B)において用い
られる充填剤は炭酸カルシウム、硫酸バリウム、
炭酸マグネシウム、タルク、クレー等の体質顔料
が使用出来る。充填剤は上記混合物(c)中において
０〜15重量％の割合で配合される。 また、着色顔料は上記塗料組成物(A)で使用され
るものと同様な無機顔料、有機顔料が使用出来
る。着色顔料は上記混合物(c)中において３〜20重
量％の割合で配合される。 充填剤や着色顔料が前記範囲より多くなると、
仕上り塗膜の光沢が低下し、また塗膜のエフロレ
ツセンス防止効果が低下するため好ましくない。 溶剤型アクリル樹脂塗料組成物(B)にはさらに必
要に応じ分散剤、表面調整剤、防カビ剤、紫外線
吸収剤、消泡剤、成膜助剤等の添加剤を使用す
る。 本発明において使用する溶剤型アクリル樹脂塗
料組成物(B)は上記混合物(c)100重量部に対して溶
剤60〜200重量部配合したものである。 溶剤としては前記樹脂を溶解するものであれば
特に制限ないが、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエ
ステル系溶剤；メチルエチルケトン、メチルイソ
ブチルケトン等のケトン系溶剤；ソルベツソ100，
150等の石油ナフサ等の水に対する溶解度の小さ
い溶剤が代表的なものとして例示される。特に本
発明においては、下塗塗膜とのなじみを良くする
ため溶剤中約３〜15重量％程度エタノール、イソ
プロピルアルコール、ブタノール、エチレングリ
コールモノエチルエーテル、エチレングリコール
モノブチルエーテル等の親水性アルコール系溶剤
を配合することが望ましい。なお、親水性アルコ
ール系溶剤が過剰になると、未硬化のセメント
瓦、下塗塗膜中の水にじみ出、そのため、セメン
トの硬化に必要な水分が不足する傾向にあるため
避けた方が望ましい。 以上の如き塗料組成物(A)は通常の塗装方法たと
えば吹付塗装、ローラー塗装、流し塗り等により
セメント瓦表面に塗布される。膜厚は乾燥膜厚で
約40μ〜1000μ、好ましくは80〜300μとする。被
塗物のセメント瓦としてはプレス成形直後の瓦及
び脱型のため一次養生された未硬化のもの等であ
り、これらに対して良好な被覆を施すことができ
る。これは未硬化セメント瓦に塗布された上記塗
料組成物(A)がセメント瓦の養生中に瓦のセメント
組成物と同時硬化し、また上記塗料組成物(B)は、
上記塗料組成物(A)中のセメント成分の硬化に必要
な水分の蒸発を防止することによつて下塗塗膜が
より強固となり、塗料組成物(A)中の樹脂成分は上
塗塗膜との密着性を良好とし、優れた塗膜の密着
性が出るからである。また同時に下塗塗膜の水分
の表面蒸発を防止することができるため従来不可
能であつた1000μ程度の膜厚でもクラツクやワレ
等が生じることなく厚膜が可能となる。 塗料組成物(A)を塗布し、下塗塗膜が湿潤してい
る間に、好ましくは、ただちに溶剤型アクリル樹
脂塗料組成物(B)を塗り重ねる。塗装方法として
は、前記塗料組成物(A)と同様な手段で塗装する。 本発明の方法において、塗布された被塗物は次
に養生され硬化される。養生法としてはたとえば
次の様な方法があり、これらのうちいずれを用い
ても又併用してもよい。(1)自然養生（大気雰囲気
で自然養生効果させる）、(2)水中養生（温度５〜
30℃の水に、２時間以上浸漬し更に必要に応じて
自然養生硬化させる）、(3)蒸気養生（温度40〜60
℃、湿度95〜100％の雰囲気中で２時間以上蒸気
養生し、更に必要に応じて自然養生、オートクレ
ーブ養生硬化させる。） 本発明の方法におけるこれらの養生方法の前処
理としては自然養生の場合必ずしも必要ないが、
次の様な低温加熱処理が適当である。すなわち、
未硬化セメント瓦に塗料組成物(A)(B)を塗布し、指
触乾燥後30〜60℃雰囲気中で５〜20時間加熱乾燥
し、上記水中養生、蒸気養生する方法が適当であ
る。雰囲気温度が60℃以上で加熱乾燥時間が20時
間をこえると、セメントの硬化に必要な水分が著
しく低下し塗膜の密着性が著しく低下する。又、
雰囲気温度が30℃未満で加熱乾燥時間が５時間未
満では被膜の形成が充分に行われないので水中養
生、蒸気養生した場合、塗膜が流れ出す。又、塗
布された未硬化セメント瓦を自然養生、水中養生
するため、瓦を縦に重ねるのはブロツキングを起
こし好ましくない。なお、養生工程に入る前、塗
布された被塗物を長時間放置する場合は必ずしも
低温加熱処理は不要である。 以上の如き本発明方法では塗料組成物(A)の構成
成分としてエポキシ樹脂及びセメントを含んでい
るので被塗物セメント瓦との密着性に優れ緻密で
硬い塗膜を得ることができ、夏の日照条件下にお
いても塗膜が流動せず密着性が良好である。更に
本発明方法においては塗料組成物(A)の樹脂成分が
充填剤中に十分に分散して塗膜を緻密化し、水、
熱及び紫外線に対する耐久性を向上させるとがで
き、変色及び塗膜剥離が防止できる。さらに、未
硬化のセメント瓦、未硬化のエマルジヨン塗料塗
膜に直接溶剤型塗料を塗り重ねることは困難とさ
れていたが、本発明においては、特定の上記塗料
組成物(A)を使用することにより、溶剤型塗料組成
物(B)を塗り重ねることが可能となり、そのため下
塗塗膜中の水分の表面蒸発が防止でき、従つて厚
膜塗装してもセメントの硬化に必要な水分が保持
されるためクラツク、ワレ等が生じない。また、
本発明方法は塗布形成した塗膜の緒特性が良好で
あることの上に、未硬化セメント瓦に塗布してセ
メント瓦本体と同時に塗膜の養生を行うことがで
きるので養生セメント瓦の製造工程を短縮するこ
とができるという利点もある。 以下実施例により本発明を説明する。なお、実
施例中で部及び％はそれぞれ重量部及び重量％で
ある。 第１表の下塗塗料組成物を未硬化セメント瓦の
表面に乾燥膜厚約300μになるように吹付塗布し、
次いでただちに第２表の上塗塗料組成物を乾燥膜
厚約30μになるように吹付塗布し、35℃で10時間
加熱後、第３表に示す養生法によりセメント瓦及
び塗膜を硬化せしめた。 なお、第３表中、自然養生は大気中に10日間放
置、水中養生は20℃の水中に１日浸漬後１週間大
気中に放置、蒸気養生は温度40℃、湿度98％中に
12時間放置の条件下で行なつた。 得られた着色セメント瓦の密着性、エフロレツ
センス促進試験、凍結融解サイクル試験、促進耐
候性試験の各試験結果を第３表の下段に示した。
なお試験方法及び評価は下記の通り行なつた。 (1) 密着性 試験方法：塗膜の１mmゴバン目セロフアンテー
プハクリ試験 評価：◎…50／50、○…49／50〜26／50、×…
25／50以下 (2) エフロレツセンス促進試験 試験方法：飽和消石灰雰囲気にて 〔５℃×16時間→20℃×８時間〕20サイクル 評価：◎…全く異常なし、○…極く一部異常あ
り、×…全面異常あり (3) 凍結融解サイクル試験 試験方法：〔−20℃×16時間凍結→室温×８時
間〕35サイクル 評価：◎…全く異常なし、○…極く一部異常あ
り、×…全面異常あり （クラツク有） (4) 促進耐候性試験 試験方法：サンシヤインカーボン2000時間照射 評価：◎…全く異常なし、○…極く一部異常あ
り、×…全面異常有 （チヨーキング有）

【表】

【表】 注２） 分散剤、消泡剤、成膜助剤、防腐防カビ剤か
らなる混合物。

【表】

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) (i) アクリル酸又はメタクリル酸エステ
   ル共重合エマルジヨン樹脂（エステルは炭素
   数１〜８のアルキル基）あるいは前記アクリ
   ル酸又はメタクリル酸エステルとスチレンと
   の共重合エマルジヨン樹脂（スチレン含量は
   30重量％以下）固形分 ……２〜40重量％ (ii) ビスフエノール型エポキシエマルジヨン樹
   脂固形分 ……0.5〜５重量％ (iii) 充填剤 ……10〜85重量％ (iv) セメント ……５〜60重量％ (v) 着色顔料 ……0.1〜15重量％ 及び前記エポキシエマルジヨン樹脂の0.8〜1.2
   当量のポリアミド樹脂硬化剤、または脂肪族多
   価アミン硬化剤、さらに必要に応じ各種添加剤
   少量からなり、かつ〔(i)＋(ii)〕／(iv)の重量比が
   （0.1〜１）の範囲である混合物100重量部、な
   らびに (b) 水30〜300重量部 からなる粘度５〜30ポイズの塗料組成物(A)を未
   硬化セメント瓦表面に乾燥膜厚約40μ〜1000μ
   になるよう塗布し、ついで (c) (i) アクリル酸又はメタクリル酸エステル共
   重合樹脂（エステルは炭素数１〜８のアルキ
   ル基）あるいは前記アクリル酸又はメタクリ
   ル酸エステルとスチレンとの共重合樹脂（ス
   チレン含量は30重量％以下）固形分
   ……55〜95重量％ (ii) 充填剤 ……０〜15重量％ (iii) 着色顔料 ……３〜20重量％ さらに必要に応じ各種添加剤少量からなる混合
   物100重量部、ならびに (d) 溶剤60〜200重量部 からなる溶剤型アクリル樹脂塗料組成物(B)を乾
   燥膜厚約15〜50μになるよう塗り重ね、必要に
   応じ低温加熱後、セメント瓦及び塗膜を同時に
   養生硬化させることを特徴とする、着色セメン
   ト瓦の製造方法。 ２ 溶剤型アクリル樹脂塗料組成物(B)を構成する
   上記共重合樹脂のガラス転移温度が20〜55℃であ
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載
   の着色セメント瓦の製造方法。 ３ 溶剤型アクリル樹脂塗料組成物(B)を構成する
   上記溶剤が、親水性アルコール系溶剤を約３〜15
   重量％含むことを特徴とする、特許請求の範囲第
   １項記載の着色セメント瓦の製造方法。 ４ 溶剤型アクリル樹脂塗料組成物(B)を塗り重ね
   た後30〜60℃雰囲気中で５〜20時間乾燥させた
   後、セメント瓦及び塗膜を同時に養生硬化させる
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の
   着色セメント瓦の製造方法。 ５ 大気雰囲気下で放置する自然養生法で養生硬
   化させることを特徴とする、特許請求の範囲第１
   項又は第４項記載の着色セメント瓦の製造方法。 ６ 温度５〜30℃の水中に２時間以上浸漬する水
   中養生法で養生硬化させ、さらに必要に応じて自
   然養生硬化させることを特徴とする、特許請求の
   範囲第４項記載の着色セメント瓦の製造方法。 ７ 温度40〜60℃、湿度95〜100％の雰囲気中で
   ２時間以上放置する蒸気養生法で養生硬化させ、
   さらに必要に応じて自然養生又はオートクレープ
   養生硬化させることを特徴とする、特許請求の範
   囲第４項記載の着色セメント瓦の製造方法。