JP2007032180A - Building board producing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は防汚処理剤によって表面を処理された建築板に関するものである。 The present invention relates to a building board whose surface is treated with an antifouling treatment agent.
〔発明の背景〕
例えば外壁材等の建築板にあっては、一般に表面に塗料によって塗装が施されているが、施工後表面に付着した汚れを除去するために、塗膜の上にセルフクリーニング機能を有する防汚膜を形成する防汚処理剤を塗布することが提案されている。
この種の防汚処理剤としては処理表面に超親水性を有する防汚膜を形成するものが使用され、該防汚処理剤を基材表面に塗布すると、上記超親水性防汚膜が形成され、基材表面に汚れが付着した場合、水をかけると該超親水性防汚膜に水が吸収され、その結果汚れが浮上って水と共に流れ落とされる（セルフクリーニング効果）。
BACKGROUND OF THE INVENTION
For example, in the case of building boards such as outer wall materials, the surface is generally painted with paint, but in order to remove dirt adhering to the surface after construction, antifouling having a self-cleaning function on the coating film. It has been proposed to apply an antifouling agent that forms a film.
This type of antifouling treatment agent is used to form a superhydrophilic antifouling film on the treated surface, and when the antifouling treatment agent is applied to the substrate surface, the superhydrophilic antifouling film is formed. If dirt adheres to the surface of the base material, when water is applied, the super hydrophilic antifouling film absorbs water, and as a result, the dirt rises and flows down with the water (self-cleaning effect).
〔従来の技術〕
上記基材表面に超親水性防汚膜を形成するには、従来主としてシリカ微粒子（コロイダルシリカ）の水性分散液からなる防汚処理剤が使用されていた。
上記防汚膜は建築板表面に塗布形成されている塗料の塗膜と良好な密着性を有することが要求される。該防汚膜と塗膜との密着性が乏しい場合には、該防汚膜が早期に剥離してしまって長期に渡り効果が得られ耐久性のある防汚処理が出来ない。
従来、該防汚膜と塗膜との密着性を高める試みとしては、塗膜に火炎や酸化剤によって酸化処理を施こす方法（例えば特許文献１参照）、塗膜の表面温度を６０℃以上に加熱しておいてから防汚処理剤を塗布する方法（例えば特許文献２参照）が提案されている。
[Conventional technology]
In order to form a superhydrophilic antifouling film on the substrate surface, an antifouling treatment agent mainly composed of an aqueous dispersion of silica fine particles (colloidal silica) has been conventionally used.
The antifouling film is required to have good adhesion to the paint film applied and formed on the building board surface. In the case where the adhesion between the antifouling film and the coating film is poor, the antifouling film peels off early and an effect is obtained over a long period of time, and a durable antifouling treatment cannot be performed.
Conventionally, as an attempt to increase the adhesion between the antifouling film and the coating film, a method of subjecting the coating film to an oxidation treatment with a flame or an oxidizing agent (see, for example, Patent Document 1), the surface temperature of the coating film is 60 ° C. or higher. A method of applying an antifouling treatment agent after heating to a temperature (for example, see Patent Document 2) has been proposed.
表面の造形性と塗料による微妙な風合いが要求される外壁材の表面の塗膜を火炎や酸化剤によって処理すると、塗膜が劣化して変色したり、光沢が失われたりすることで商品価値が低下したり、剥離や亀裂やピンホールを生じたりすることで性能劣化を生じるおそれがある。
また塗膜表面を６０℃以上に加熱することは、温度管理が難しく、処理にむらを生ずるおそれがあるし、エネルギー節約の観点からみても好ましいものではない。
When the paint film on the surface of the outer wall material, which requires a delicate surface texture and paint texture, is treated with a flame or oxidizer, the paint film deteriorates and discolors or loses its gloss. There is a risk that performance will be deteriorated due to decrease in the thickness, separation, cracks or pinholes.
Further, heating the surface of the coating film to 60 ° C. or more is difficult to control the temperature, may cause unevenness in the treatment, and is not preferable from the viewpoint of energy saving.
本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、建築板の表面に塗料を塗布して塗膜を形成し、該塗膜が未硬化状態においてシリカ微粒子を水性溶媒に分散した防汚処理剤を該塗膜の上から塗布した建築板を提供するものである。
該防汚処理剤はシリカ微粒子と、分散剤と、水性溶媒からなり、有機系樹脂等のバインダーを含有していないことが望ましい。
As a means for solving the above-mentioned conventional problems, the present invention applies a paint to the surface of a building board to form a coating film, and the coating film is uncured and silica fine particles are dispersed in an aqueous solvent in an uncured state. The building board which apply | coated the agent from this coating film is provided.
The antifouling treatment agent is preferably composed of silica fine particles, a dispersant, and an aqueous solvent and does not contain a binder such as an organic resin.
〔作用〕
本発明では塗膜が未硬化状態において防汚処理剤を塗布するから、塗膜が劣化するおそれはなく、また未硬化状態の塗膜に対しては防汚膜は強固に密着する。
また有機系樹脂等のバインダーを加えると、塗膜表面への密着性は向上するものゝ、添加した上記バインダーがシリカ微粒子を覆ったり、シリカ微粒子がバインダーに埋もれたりして親水性が阻害されることで防汚効果が低下する。
該防汚処理剤が、シリカ微粒子と、分散剤と、水性溶媒からなり、上記バインダーを含有していないと、上記バインダーによってシリカ微粒子の親水性が阻害されるおそれがなくなり、良好な親水性が得られる。本発明では上記したようにバインダーを添加しなくても防汚膜の塗膜表面への強固な密着性が確保される。
[Action]
In the present invention, since the antifouling agent is applied when the coating film is in an uncured state, the coating film is not likely to deteriorate, and the antifouling film adheres firmly to the uncured coating film.
In addition, when a binder such as an organic resin is added, the adhesion to the coating film surface is improved. However, the added binder covers the silica fine particles, or the silica fine particles are buried in the binder, so that hydrophilicity is inhibited. This reduces the antifouling effect.
When the antifouling treatment agent is composed of silica fine particles, a dispersant, and an aqueous solvent and does not contain the binder, there is no possibility that the hydrophilicity of the silica fine particles is inhibited by the binder, and good hydrophilicity is obtained. can get. In the present invention, as described above, strong adhesion to the coating surface of the antifouling film is ensured without adding a binder.
〔効果〕
本発明では、建築板表面の塗膜を劣化させることなく、耐久性のある防汚処理が保障される。
〔effect〕
In the present invention, a durable antifouling treatment is ensured without deteriorating the coating film on the surface of the building board.
本発明を以下に詳細に説明する。
〔シリカ微粒子〕
本発明に使用されるシリカ微粒子としては、非晶質のシリカ微粒子が望ましく、このような非晶質シリカ微粒子としては、コロイダルシリカ、シリカゲル、シリカゾル、ヒュームドシリカ等が例示され、特にコロイダルシリカやヒュームドシリカが望ましい。
コロイダルシリカの一次粒子は数ｎｍ〜数十ｎｍであるが、水溶性溶媒中に分散させるとこれらのコロイド粒子相互が凝集して数百ｎｍ〜数十ｎｍの二次粒子となりうる。
上記ヒュームドシリカは四塩化ケイ素等の揮発性ケイ素化合物の気相において、例えば酸素水素炎中で燃焼加水分解して製造される。該ヒュームドシリカの一次粒子の粒径は７〜４０ｎｍであるが、水性溶媒中に分散させると、粒子相互が会合して網目構造を形成し、数百ｎｍ（約５００ｎｍ）の二次粒子となる。
上記ヒュームドシリカの比表面積は約５００，０００〜２，０００，０００ｃｍ2 ／ｇであり、１ｎｍ2 あたり２〜３個のシングルシラノール基を有し、したがってヒュームドシリカは表面活性に富み、基材表面に高い超親水性を与える。
The present invention is described in detail below.
[Silica fine particles]
The silica fine particles used in the present invention are preferably amorphous silica fine particles. Examples of such amorphous silica fine particles include colloidal silica, silica gel, silica sol, and fumed silica. Fumed silica is preferred.
The primary particles of colloidal silica are several nm to several tens of nm, but when dispersed in a water-soluble solvent, these colloidal particles can aggregate to form secondary particles of several hundred nm to several tens of nm.
The fumed silica is produced by combustion hydrolysis in a gas phase of a volatile silicon compound such as silicon tetrachloride, for example, in an oxygen hydrogen flame. The primary particles of the fumed silica have a particle size of 7 to 40 nm, but when dispersed in an aqueous solvent, the particles associate with each other to form a network structure, and several hundred nm (about 500 nm) secondary particles and Become.
The specific surface area of the fumed silica is about 500,000 to 2,000,000 cm 2 / g and has 2 to 3 single silanol groups per 1 nm 2 , so that the fumed silica is rich in surface activity. High super hydrophilicity is given to the material surface.
〔水性溶媒〕
本発明において使用する水性溶媒としては、主として水単独が使用されるが、塗布後の乾燥を迅速に行なうことを目的として水に加えて水溶性アルコール等の水溶性有機溶媒が使用されることが望ましい。本発明に使用するアルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロパノール等が例示される。
[Aqueous solvent]
As the aqueous solvent used in the present invention, water alone is mainly used, but a water-soluble organic solvent such as a water-soluble alcohol may be used in addition to water for the purpose of quickly drying after coating. desirable. Examples of the alcohol used in the present invention include methanol, ethanol, isopropanol and the like.
〔分散剤〕
本発明の防汚処理剤には分散剤を添加することが望ましい。上記分散剤としては、通常のアニオン性、ノニオン性、カチオン性の界面活性剤が用いられる。該界面活性剤としては、例えば高級アルコールサルフェート（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルアリルスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩縮合物、アルキルフォスフェート、ジアルキルスルフォサクシネート、ロジン石鹸、脂肪酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）等のアニオン性界面活性剤があり、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フェノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキロールアミン、ポリオキシエチレンアルキルアマイド、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アルキルエステル等のノニオン性界面活性剤があり、オクタデシルアミンアセテート、イミダゾリン誘導体アセテート、ポリアルキレンポリアミン誘導体またはその塩、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチルアミノエチルアルキルアミドハロゲニド、アルキルピリジニウム硫酸塩、アルキルトリメチルアンモニウムハロゲニド等のカチオン性界面活性剤が例示される。また界面活性剤は二種以上混合使用されてもよい。また上記例示は本発明を限定するものではない。
該界面活性剤は本発明の防汚処理剤の表面張力を低下せしめ、更にシリカ微粒子を処理剤中に良好に分散せしめ、そして下地の塗膜との親和性も高める。
[Dispersant]
It is desirable to add a dispersant to the antifouling treatment agent of the present invention. As the dispersant, a normal anionic, nonionic or cationic surfactant is used. Examples of the surfactant include higher alcohol sulfate (Na salt or amine salt), alkylallyl sulfonate (Na salt or amine salt), alkyl naphthalene sulfonate (Na salt or amine salt), alkyl naphthalene sulfonate. There are anionic surfactants such as condensates, alkyl phosphates, dialkyl sulphosuccinates, rosin soaps, fatty acid salts (Na salts or amine salts), polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenol ethers, polyoxyethylenes Such as alkyl ester, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene alkylolamine, polyoxyethylene alkylamide, sorbitan alkyl ester, polyoxyethylene sorbitan alkyl ester, etc. Cations such as octadecylamine acetate, imidazoline derivative acetate, polyalkylenepolyamine derivatives or salts thereof, octadecyltrimethylammonium chloride, trimethylaminoethylalkylamide halide, alkylpyridinium sulfate, alkyltrimethylammonium halide, etc. Examples of the surfactant are exemplified. Two or more surfactants may be used in combination. Moreover, the above illustrations do not limit the present invention.
The surfactant lowers the surface tension of the antifouling treatment agent of the present invention, further disperses silica fine particles well in the treatment agent, and increases the affinity with the underlying coating film.
本発明の防汚処理剤において、通常該シリカ微粒子は０．１〜１０質量％、好ましくは０．５〜６質量％、アルコールは１０質量％以下、上記分散剤は０．０５〜１．０質量％配合される。
上記アルコールが１０質量％を越えて含有されている場合には、溶媒の揮発性が大きくなり、塗装作業に悪影響がもたらされる。また上記分散剤が０．０５質量％よりも少なく添加されている場合には、分散剤による表面張力の低下効果やシリカ微粒子の分散効果が顕著でなくなり、また１．０質量％を越えて添加されている場合には形成される防汚層の強度、耐水性、耐久性等に悪影響がもたらされる。かくして該処理剤の表面張力は２５℃で２０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であることが望ましい。
In the antifouling treatment agent of the present invention, the silica fine particles are usually 0.1 to 10% by mass, preferably 0.5 to 6% by mass, the alcohol is 10% by mass or less, and the dispersant is 0.05 to 1.0%. It is blended by mass%.
When the alcohol is contained in an amount exceeding 10% by mass, the volatility of the solvent is increased, and the coating operation is adversely affected. In addition, when the dispersant is added in an amount of less than 0.05% by mass, the effect of reducing the surface tension by the dispersant and the effect of dispersing the silica fine particles are not remarkable, and the dispersant is added exceeding 1.0% by mass. In the case where it is formed, the strength, water resistance, durability and the like of the antifouling layer formed are adversely affected. Thus, the surface tension of the treating agent is desirably 20 dyne / cm or less at 25 ° C.
本発明の防汚処理剤が塗布される建築板基材としては、主として木片、木質繊維束、木質パルプ、木毛、木粉等の木質補強材とセメント系水硬性材料とを主体とする混合物を成形硬化した木質系セメント板、パルプセメント板、繊維強化セメント板、押出成形セメント板、窯業系サイディング等が使用され、その表面にはエンボス加工等によって凹凸模様が付されていてもよい。該基材の表面には塗装が施されている。上記塗装に使用する塗料としては、通常アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂等をビヒクルとした溶剤タイプあるいは水性エマルジョンタイプのものがある。該塗装は、通常下塗り塗装、中塗り塗装、上塗り塗装の三層塗装あるいは下塗り塗装、上塗り塗装の二層塗装が適用される。 As a building board substrate to which the antifouling treatment agent of the present invention is applied, a mixture mainly composed of a wood reinforcing material such as a piece of wood, a wood fiber bundle, wood pulp, wood wool, wood powder and a cement-based hydraulic material A wood-based cement board, pulp cement board, fiber reinforced cement board, extrusion-molded cement board, ceramic siding, or the like obtained by molding and hardening is used, and the surface may be provided with an uneven pattern by embossing or the like. The surface of the substrate is painted. As the paint used for the coating, there are usually solvent type or aqueous emulsion type using acrylic resin, acrylic urethane resin, acrylic silicon resin or the like as a vehicle. As the coating, usually, a three-layer coating of undercoating, intermediate coating, and topcoating, or a two-layer coating of undercoating and topcoating is applied.
本発明では上記基材表面に塗料を塗布して形成された塗膜が未硬化状態において、上記防汚処理剤を塗布する。二層または三層塗装の場合には上塗り塗装による塗膜が未硬化状態において、上記防汚処理剤を塗布する。 In the present invention, the antifouling treatment agent is applied in a state where a coating film formed by applying a paint on the surface of the substrate is in an uncured state. In the case of two-layer or three-layer coating, the antifouling treatment agent is applied in a state where the coating film by top coating is uncured.
塗膜が未硬化状態とは、溶剤タイプの塗料あるいは水性エマルジョンタイプの塗料による塗膜の場合には溶剤あるいは水が蒸発しない状態の基材表面に薄膜が形成されただけの未乾燥状態を云い、無溶剤塗料の場合には、塗料中の樹脂ビヒクル、あるいは無機質ビヒクルが硬化しない未硬化状態を云う。
通常上記未乾燥状態は、塗装して塗膜が形成された直後から数十秒の間に実現されるが、好ましくは直後から１０秒以内がよい。溶剤タイプの塗料あるいは水性エマルジョンタイプの塗料にあっては、この間に固形分濃度が３０〜５０質量％から６０〜８０質量％に高くなる。
上記した塗膜の未硬化状態においては、防汚処理剤中のシリカ微粒子が塗膜に若干めり込む状態となり、形成される防汚層の塗膜に対する密着力が向上し、かつ形成される防汚層と塗膜との間に混合が起らないので防汚層が塗膜に対して悪影響を及ぼさない。
The uncured state of the coating means an undried state in which a thin film is formed on the surface of the substrate in a state where the solvent or water does not evaporate in the case of a coating with a solvent type paint or an aqueous emulsion type paint. In the case of a solventless paint, it means an uncured state in which the resin vehicle or inorganic vehicle in the paint is not cured.
Usually, the undried state is realized within a few tens of seconds immediately after coating and a coating film is formed, but preferably within 10 seconds immediately after. In the case of solvent-type paints or aqueous emulsion-type paints, the solid content concentration increases from 30 to 50% by mass to 60 to 80% by mass during this period.
In the uncured state of the above-mentioned coating film, the silica fine particles in the antifouling treatment agent are slightly sunk into the coating film, the adhesion of the formed antifouling layer to the coating film is improved, and the antifouling formed Since no mixing occurs between the layer and the coating film, the antifouling layer does not adversely affect the coating film.
基材の表面に上記防汚処理剤を塗布する望ましい方法としては、霧化塗装法がある。該霧化塗装法としては、例えば低圧エアレススプレー法、ベル型塗装機による塗装法、静電塗装法等がある。更に塗装方法としては刷毛塗り、ロールコーター塗装、ナイフコーター塗装等が適用されてもよい。
上記霧化塗装法にあっては、該処理剤がミストとなって建築板の凹凸模様表面に付着するので、該表面に定着され易い。
As a desirable method of applying the antifouling treatment agent to the surface of the substrate, there is an atomization coating method. Examples of the atomizing coating method include a low-pressure airless spray method, a coating method using a bell-type coating machine, and an electrostatic coating method. Further, as a coating method, brush coating, roll coater coating, knife coater coating, or the like may be applied.
In the atomization coating method, the treatment agent becomes a mist and adheres to the surface of the concavo-convex pattern of the building board, and is thus easily fixed on the surface.
〔実施例（試料Ｎｏ．１〜６）、比較例（試料Ｎｏ．７〜１１）〕
表１に示す成分を水に投入して混合し防汚処理剤を調製した。
コロイダルシリカの分散にはビーズミルを使用した後、超音波にて更に４０分間の分散を行なった。なお本発明では上記のようにしてコロイダルシリカ分散液を調製することなく、市販されているコロイダルシリカの分散液（例えばスノーテックス（商品名）日産化学工業株式会社）を使用してもよい。５０×４０ｍｍの木繊維混合ケイ酸カルシウム板（建築板）の表面に水性スチレン・アクリル系塗料を塗布し、形成された塗膜が未硬化（未乾燥）状態の間に、表１に示す配合の防汚処理剤を５ｇ／尺2 になるように塗布し、ドライヤーにて乾燥させ試験に供した。
[Example (Sample Nos. 1 to 6), Comparative Example (Sample Nos. 7 to 11)]
The components shown in Table 1 were introduced into water and mixed to prepare an antifouling treatment agent.
For dispersion of colloidal silica, a bead mill was used, followed by dispersion for 40 minutes with ultrasonic waves. In the present invention, a commercially available colloidal silica dispersion (for example, Snowtex (trade name), Nissan Chemical Industries, Ltd.) may be used without preparing the colloidal silica dispersion as described above. 50x40mm wood fiber mixed calcium silicate board (architecture board) is coated with water-based styrene / acrylic paint and the composition shown in Table 1 while the formed film is uncured (undried) The antifouling treatment agent was applied at 5 g / scale 2 and dried with a dryer for the test.
比較例（試料Ｎｏ．７）は防汚処理剤を塗布しない試料である。
比較例（試料Ｎｏ．８〜１０）としては、形成された塗膜を完全に硬化（乾燥）させた後、比較例（試料Ｎｏ．１１）は塗料塗布１００秒後に防汚処理剤を同様に塗布し、常温で乾燥させて試験に供した。
The comparative example (sample No. 7) is a sample in which the antifouling treatment agent is not applied.
As a comparative example (sample Nos. 8 to 10), after the formed coating film was completely cured (dried), the comparative example (sample No. 11) was similarly applied with an antifouling treatment agent after 100 seconds of coating. It was applied and dried at room temperature for testing.
〔試験〕
上記防汚処理した建築板を防汚処理剤塗布後１日放置し、６０℃温水に１０日間浸漬して、その前後で防汚効果を調べた。防汚効果は、１質量％のカーボンブラックを分散した機械油を汚染液とし、該汚染液を建築板の防汚処理面に筆で塗布して汚染した後、該汚染個所に水をスプレーして汚染を流し落とすことによって評価した。
防汚性の評価基準は下記の通りである。
○：汚染が殆ど残らない。
△：やや汚染が残る。
×：汚染が残る。
結果を表１および写真を図１〜図１１に示す。
〔test〕
The antifouling-treated building board was left for one day after applying the antifouling treatment agent, immersed in 60 ° C. warm water for 10 days, and the antifouling effect was examined before and after that. The antifouling effect is that machine oil in which 1% by mass of carbon black is dispersed is used as a contaminated liquid. After the contaminated liquid is applied to the antifouling surface of the building board with a brush and contaminated, water is sprayed onto the contaminated area. And evaluated by flushing away the contamination.
The evaluation criteria for antifouling properties are as follows.
○: Almost no contamination remains.
Δ: Some contamination remains.
X: Contamination remains.
The results are shown in Table 1 and photographs are shown in FIGS.
表１および図１〜図１１の写真をみると、防汚性改良剤を添加しない比較例（試料Ｎｏ．７、図７）の試料は温水浸漬前から防汚性が劣り、塗膜を完全に硬化させた後防汚性改良剤を塗布した比較例（試料Ｎｏ．８〜１０、図８〜図１０）および塗膜が半乾燥状態の比較例（試料Ｎｏ．１１、図１１）は、未乾燥状態で防汚性改良剤を塗布した実施例（試料Ｎｏ．１〜６、図１〜図６）の試料に比較すると、温水浸漬後の防汚性に劣ることが認められる。
なお、比較例（試料Ｎｏ．７）は温水浸漬前の防汚性が劣るため温水浸漬後の防汚性試験は行わなかった。比較例（試料Ｎｏ．７）以外の温水浸漬前試料はすべて防汚性が良好であったので、防汚試験結果の図面代用写真は省略した。
From the photographs in Table 1 and FIGS. 1 to 11, the sample of the comparative example (sample No. 7 and FIG. 7) to which no antifouling property improving agent was added was inferior in antifouling property before immersion in warm water, and the coating film was completely Comparative Examples (Sample Nos. 8 to 10 and FIGS. 8 to 10) in which the antifouling property improving agent was applied after being cured to a semi-dried state (Sample Nos. 11 and 11) When compared with the samples of Examples (Sample Nos. 1 to 6 and FIGS. 1 to 6) in which the antifouling property improving agent was applied in an undried state, it is recognized that the antifouling property after immersion in hot water is inferior.
In addition, since the antifouling property before immersion in warm water was inferior in Comparative Example (Sample No. 7), the antifouling property test after immersion in warm water was not performed. Since all the samples before immersion in warm water other than the comparative example (sample No. 7) had good antifouling properties, the photo substitute for drawing of the antifouling test results was omitted.
本発明の防汚処理剤で処理した建築板の表面の塗装塗膜は殆んど劣化がなく、また塗膜表面は耐久性のある防汚性を示し、屋外に曝露される外壁材等に有用である。 The coating film on the surface of the building board treated with the antifouling treatment agent of the present invention has almost no deterioration, and the surface of the coating film exhibits a durable antifouling property. Useful.
図１〜図８は本発明の実施例の防汚効果の試験結果を示す建築板の図面代用写真である。
本発明は防汚処理剤によって表面を処理された建築板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a building board whose surface is treated with an antifouling agent.
〔発明の背景〕
例えば外壁材等の建築板にあっては、一般に表面に塗料によって塗装が施されているが、施工後表面に付着した汚れを除去するために、塗膜の上にセルフクリーニング機能を有する防汚膜を形成する防汚処理剤を塗布することが提案されている。
この種の防汚処理剤としては処理表面に超親水性を有する防汚膜を形成するものが使用され、該防汚処理剤を基材表面に塗布すると、上記超親水性防汚膜が形成され、基材表面に汚れが付着した場合、水をかけると該超親水性防汚膜に水が吸収され、その結果汚れが浮上って水と共に流れ落とされる（セルフクリーニング効果）。
BACKGROUND OF THE INVENTION
For example, in the case of building boards such as outer wall materials, the surface is generally painted with paint, but in order to remove dirt adhering to the surface after construction, antifouling having a self-cleaning function on the coating film. It has been proposed to apply an antifouling agent that forms a film.
This type of antifouling treatment agent is used to form a superhydrophilic antifouling film on the treated surface, and when the antifouling treatment agent is applied to the substrate surface, the superhydrophilic antifouling film is formed. If dirt adheres to the surface of the base material, when water is applied, the super hydrophilic antifouling film absorbs water, and as a result, the dirt rises and flows down with the water (self-cleaning effect).
〔従来の技術〕
上記基材表面に超親水性防汚膜を形成するには、従来主としてシリカ微粒子（コロイダルシリカ）の水性分散液からなる防汚処理剤が使用されていた。
上記防汚膜は建築板表面に塗布形成されている塗料の塗膜と良好な密着性を有することが要求される。該防汚膜と塗膜との密着性が乏しい場合には、該防汚膜が早期に剥離してしまって長期に渡り効果が得られ耐久性のある防汚処理が出来ない。
従来、該防汚膜と塗膜との密着性を高める試みとしては、塗膜に火炎や酸化剤によって酸化処理を施こす方法（例えば特許文献１参照）、塗膜の表面温度を６０℃以上に加熱しておいてから防汚処理剤を塗布する方法（例えば特許文献２参照）が提案されている。
[Conventional technology]
In order to form a superhydrophilic antifouling film on the substrate surface, an antifouling treatment agent mainly composed of an aqueous dispersion of silica fine particles (colloidal silica) has been conventionally used.
The antifouling film is required to have good adhesion to the paint film applied and formed on the building board surface. In the case where the adhesion between the antifouling film and the coating film is poor, the antifouling film peels off early and an effect is obtained over a long period of time, and a durable antifouling treatment cannot be performed.
Conventionally, as an attempt to increase the adhesion between the antifouling film and the coating film, a method of subjecting the coating film to an oxidation treatment with a flame or an oxidizing agent (see, for example, Patent Document 1), the surface temperature of the coating film is 60 ° C. or higher. A method of applying an antifouling treatment agent after heating to a temperature (for example, see Patent Document 2) has been proposed.
表面の造形性と塗料による微妙な風合いが要求される外壁材の表面の塗膜を火炎や酸化剤によって処理すると、塗膜が劣化して変色したり、光沢が失われたりすることで商品価値が低下したり、剥離や亀裂やピンホールを生じたりすることで性能劣化を生じるおそれがある。
また塗膜表面を６０℃以上に加熱することは、温度管理が難しく、処理にむらを生ずるおそれがあるし、エネルギー節約の観点からみても好ましいものではない。
When the paint film on the surface of the outer wall material, which requires a delicate surface texture and paint texture, is treated with a flame or oxidizer, the paint film deteriorates and discolors or loses its gloss. There is a risk that performance will be deteriorated due to decrease in the thickness, separation, cracks or pinholes.
Further, heating the surface of the coating film to 60 ° C. or more is difficult to control the temperature, may cause unevenness in the treatment, and is not preferable from the viewpoint of energy saving.
本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、建築板の表面に塗料を塗布して塗膜を形成し、塗膜形成直後から１０秒以内の該塗膜が未硬化状態においてシリカ微粒子を水に分散した防汚処理剤を該塗膜の上から塗布する建築板の防汚処理方法を提供するものである。
該防汚処理剤はシリカ微粒子と、分散剤と、水からなり、有機系樹脂等のバインダーを含有していないことが望ましい。
As a means for solving the above-described conventional problems, the present invention forms a coating film by applying a coating to the surface of a building board, and the silica fine particle is in an uncured state within 10 seconds immediately after the coating is formed. An antifouling treatment method for a building board is provided in which an antifouling treatment agent dispersed in water is applied from above the coating film.
Antifouling treatment agent and silica particles, a dispersant, water or Rannahli, it is desirable not contain a binder such as an organic resin.
〔作用〕
本発明では塗膜形成直後から１０秒以内で塗膜が未硬化状態において防汚処理剤を塗布するから、塗膜が劣化するおそれはなく、また未硬化状態の塗膜に対しては防汚膜は強固に密着する。
また有機系樹脂等のバインダーを加えると、塗膜表面への密着性は向上するものゝ、添加した上記バインダーがシリカ微粒子を覆ったり、シリカ微粒子がバインダーに埋もれたりして親水性が阻害されることで防汚効果が低下する。
該防汚処理剤が、シリカ微粒子と、分散剤と、水からなり、上記バインダーを含有していないと、上記バインダーによってシリカ微粒子の親水性が阻害されるおそれがなくなり、良好な親水性が得られる。本発明では上記したようにバインダーを添加しなくても防汚膜の塗膜表面への強固な密着性が確保される。
[Action]
In the present invention, the antifouling treatment agent is applied within 10 seconds from immediately after the formation of the coating film in the uncured state. Therefore, the coating film is not likely to deteriorate, and the uncured coating film is antifouling. The film adheres firmly.
In addition, when a binder such as an organic resin is added, the adhesion to the coating film surface is improved. However, the added binder covers the silica fine particles, or the silica fine particles are buried in the binder, so that hydrophilicity is inhibited. This reduces the antifouling effect.
Antifouling treatment agent, and silica particles, a dispersant, water or Rannahli and does not contain the binder, there is no possibility that the hydrophilicity of the silica fine particles is inhibited by the binder, good hydrophilicity can get. In the present invention, as described above, strong adhesion to the coating surface of the antifouling film is ensured without adding a binder.
〔効果〕
本発明では、建築板表面の塗膜を劣化させることなく、耐久性のある防汚処理が保障される。
〔effect〕
In the present invention, a durable antifouling treatment is ensured without deteriorating the coating film on the surface of the building board.
本発明を以下に詳細に説明する。
〔シリカ微粒子〕
本発明に使用されるシリカ微粒子としては、非晶質のシリカ微粒子が望ましく、このような非晶質シリカ微粒子としては、コロイダルシリカ、シリカゲル、シリカゾル、ヒュームドシリカ等が例示され、特にコロイダルシリカやヒュームドシリカが望ましい。
コロイダルシリカの一次粒子は数ｎｍ〜数十ｎｍであるが、水中に分散させるとこれらのコロイド粒子相互が凝集して数百ｎｍ〜数十ｎｍの二次粒子となりうる。
上記ヒュームドシリカは四塩化ケイ素等の揮発性ケイ素化合物の気相において、例えば酸素水素炎中で燃焼加水分解して製造される。該ヒュームドシリカの一次粒子の粒径は７〜４０ｎｍであるが、水中に分散させると、粒子相互が会合して網目構造を形成し、数百ｎｍ（約５００ｎｍ）の二次粒子となる。
上記ヒュームドシリカの比表面積は約５００，０００〜２，０００，０００ｃｍ2 ／ｇであり、１ｎｍ2 あたり２〜３個のシングルシラノール基を有し、したがってヒュームドシリカは表面活性に富み、基材表面に高い超親水性を与える。
The present invention is described in detail below.
[Silica fine particles]
The silica fine particles used in the present invention are preferably amorphous silica fine particles. Examples of such amorphous silica fine particles include colloidal silica, silica gel, silica sol, and fumed silica. Fumed silica is preferred.
The primary particles of colloidal silica are several nanometers to several tens of nanometers. However, when dispersed in water , these colloidal particles can aggregate to form secondary particles of several hundred nanometers to several tens of nanometers.
The fumed silica is produced by combustion hydrolysis in a gas phase of a volatile silicon compound such as silicon tetrachloride, for example, in an oxygen hydrogen flame. The primary particles of the fumed silica have a particle size of 7 to 40 nm, but when dispersed in water , the particles associate with each other to form a network structure and become secondary particles of several hundred nm (about 500 nm).
The specific surface area of the fumed silica is about 500,000 to 2,000,000 cm 2 / g and has 2 to 3 single silanol groups per 1 nm 2 , so that the fumed silica is rich in surface activity. High super hydrophilicity is given to the material surface.
〔溶媒〕
本発明において使用する溶媒としては、主として水単独が使用される。
[Solvent]
The Solvent to use in the present invention, Ru mainly water alone is used.
〔分散剤〕
本発明の防汚処理剤には分散剤を添加することが望ましい。上記分散剤としては、通常のアニオン性、ノニオン性、カチオン性の界面活性剤が用いられる。該界面活性剤としては、例えば高級アルコールサルフェート（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルアリルスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩縮合物、アルキルフォスフェート、ジアルキルスルフォサクシネート、ロジン石鹸、脂肪酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）等のアニオン性界面活性剤があり、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フェノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキロールアミン、ポリオキシエチレンアルキルアマイド、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アルキルエステル等のノニオン性界面活性剤があり、オクタデシルアミンアセテート、イミダゾリン誘導体アセテート、ポリアルキレンポリアミン誘導体またはその塩、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチルアミノエチルアルキルアミドハロゲニド、アルキルピリジニウム硫酸塩、アルキルトリメチルアンモニウムハロゲニド等のカチオン性界面活性剤が例示される。また界面活性剤は二種以上混合使用されてもよい。また上記例示は本発明を限定するものではない。
該界面活性剤は本発明の防汚処理剤の表面張力を低下せしめ、更にシリカ微粒子を処理剤中に良好に分散せしめ、そして下地の塗膜との親和性も高める。
[Dispersant]
It is desirable to add a dispersant to the antifouling treatment agent of the present invention. As the dispersant, a normal anionic, nonionic or cationic surfactant is used. Examples of the surfactant include higher alcohol sulfate (Na salt or amine salt), alkylallyl sulfonate (Na salt or amine salt), alkyl naphthalene sulfonate (Na salt or amine salt), alkyl naphthalene sulfonate. There are anionic surfactants such as condensates, alkyl phosphates, dialkyl sulphosuccinates, rosin soaps, fatty acid salts (Na salts or amine salts), polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenol ethers, polyoxyethylenes Such as alkyl ester, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene alkylolamine, polyoxyethylene alkylamide, sorbitan alkyl ester, polyoxyethylene sorbitan alkyl ester, etc. Cations such as octadecylamine acetate, imidazoline derivative acetate, polyalkylenepolyamine derivatives or salts thereof, octadecyltrimethylammonium chloride, trimethylaminoethylalkylamide halide, alkylpyridinium sulfate, alkyltrimethylammonium halide, etc. Examples of the surfactant are exemplified. Two or more surfactants may be used in combination. Moreover, the above illustrations do not limit the present invention.
The surfactant lowers the surface tension of the antifouling treatment agent of the present invention, further disperses silica fine particles well in the treatment agent, and increases the affinity with the underlying coating film.
本発明の防汚処理剤において、通常該シリカ微粒子は０．１〜１０質量％、好ましくは０．５〜６質量％、上記分散剤は０．０５〜１．０質量％配合される。
上記分散剤が０．０５質量％よりも少なく添加されている場合には、分散剤による表面張力の低下効果やシリカ微粒子の分散効果が顕著でなくなり、また１．０質量％を越えて添加されている場合には形成される防汚層の強度、耐水性、耐久性等に悪影響がもたらされる。かくして該処理剤の表面張力は２５℃で２０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であることが望ましい。
In antifouling treatment agent of the present invention, usually the silica fine particles 0.1 to 10 mass%, preferably from 0.5 to 6 wt%, the upper Symbol dispersing agent is formulated from 0.05 to 1.0 wt%.
When the upper Symbol dispersing agent is added less than 0.05% by mass, the dispersion effect of lowering effect or silica fine particles in the surface tension caused by the dispersant is not remarkable, also added in excess of 1.0 mass% In the case where it is formed, the strength, water resistance, durability and the like of the antifouling layer formed are adversely affected. Thus, the surface tension of the treating agent is desirably 20 dyne / cm or less at 25 ° C.
本発明の防汚処理剤が塗布される建築板基材としては、主として木片、木質繊維束、木質パルプ、木毛、木粉等の木質補強材とセメント系水硬性材料とを主体とする混合物を成形硬化した木質系セメント板、パルプセメント板、繊維強化セメント板、押出成形セメント板、窯業系サイディング等が使用され、その表面にはエンボス加工等によって凹凸模様が付されていてもよい。該基材の表面には塗装が施されている。上記塗装に使用する塗料としては、通常アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂等をビヒクルとした溶剤タイプあるいは水性エマルジョンタイプのものがある。該塗装は、通常下塗り塗装、中塗り塗装、上塗り塗装の三層塗装あるいは下塗り塗装、上塗り塗装の二層塗装が適用される。 As a building board substrate to which the antifouling treatment agent of the present invention is applied, a mixture mainly composed of a wood reinforcing material such as a piece of wood, a wood fiber bundle, wood pulp, wood wool, wood powder and a cement-based hydraulic material A wood-based cement board, pulp cement board, fiber reinforced cement board, extrusion-molded cement board, ceramic siding, or the like obtained by molding and hardening is used, and the surface may be provided with an uneven pattern by embossing or the like. The surface of the substrate is painted. As the paint used for the coating, there are usually solvent type or aqueous emulsion type using acrylic resin, acrylic urethane resin, acrylic silicon resin or the like as a vehicle. As the coating, usually, a three-layer coating of undercoating, intermediate coating, and topcoating, or a two-layer coating of undercoating and topcoating is applied.
本発明では上記基材表面に塗料を塗布して形成された塗膜が未硬化状態において、上記防汚処理剤を塗布する。二層または三層塗装の場合には上塗り塗装による塗膜が未硬化状態において、上記防汚処理剤を塗布する。 In the present invention, the antifouling treatment agent is applied in a state where a coating film formed by applying a paint on the surface of the substrate is in an uncured state. In the case of two-layer or three-layer coating, the antifouling treatment agent is applied in a state where the coating film by top coating is uncured.
塗膜が未硬化状態とは、溶剤タイプの塗料あるいは水性エマルジョンタイプの塗料による塗膜の場合には溶剤あるいは水が蒸発しない状態の基材表面に薄膜が形成されただけの未乾燥状態を云い、無溶剤塗料の場合には、塗料中の樹脂ビヒクル、あるいは無機質ビヒクルが硬化しない未硬化状態を云う。
通常上記未乾燥状態は、塗装して塗膜が形成された直後から１０秒以内の間に実現される。溶剤タイプの塗料あるいは水性エマルジョンタイプの塗料にあっては、この間に固形分濃度が３０〜５０質量％から６０〜８０質量％に高くなる。
上記した塗膜の未硬化状態においては、防汚処理剤中のシリカ微粒子が塗膜に若干めり込む状態となり、形成される防汚層の塗膜に対する密着力が向上し、かつ形成される防汚層と塗膜との間に混合が起らないので防汚層が塗膜に対して悪影響を及ぼさない。
The uncured state of the coating means an undried state in which a thin film is formed on the surface of the substrate in a state where the solvent or water does not evaporate in the case of a coating with a solvent type paint or an aqueous emulsion type paint. In the case of a solventless paint, it means an uncured state in which the resin vehicle or inorganic vehicle in the paint is not cured.
Usually the undried state, Ru is achieved during 10 seconds immediately after the coating film is formed by coating. In the case of solvent-type paints or aqueous emulsion-type paints, the solid content concentration increases from 30 to 50% by mass to 60 to 80% by mass during this period.
In the uncured state of the above-mentioned coating film, the silica fine particles in the antifouling treatment agent are slightly sunk into the coating film, the adhesion of the formed antifouling layer to the coating film is improved, and the antifouling formed Since no mixing occurs between the layer and the coating film, the antifouling layer does not adversely affect the coating film.
基材の表面に上記防汚処理剤を塗布する望ましい方法としては、霧化塗装法がある。該霧化塗装法としては、例えば低圧エアレススプレー法、ベル型塗装機による塗装法、静電塗装法等がある。更に塗装方法としては刷毛塗り、ロールコーター塗装、ナイフコーター塗装等が適用されてもよい。
上記霧化塗装法にあっては、該処理剤がミストとなって建築板の凹凸模様表面に付着するので、該表面に定着され易い。
As a desirable method of applying the antifouling treatment agent to the surface of the substrate, there is an atomization coating method. Examples of the atomizing coating method include a low-pressure airless spray method, a coating method using a bell-type coating machine, and an electrostatic coating method. Further, as a coating method, brush coating, roll coater coating, knife coater coating, or the like may be applied.
In the atomization coating method, the treatment agent becomes a mist and adheres to the surface of the concavo-convex pattern of the building board, and is thus easily fixed on the surface.
〔実施例（試料Ｎｏ．１〜３）、比較例（試料Ｎｏ．７〜１１）〕
表１に示す成分を水に投入して混合し防汚処理剤を調製した。
コロイダルシリカの分散にはビーズミルを使用した後、超音波にて更に４０分間の分散を行なった。なお本発明では上記のようにしてコロイダルシリカ分散液を調製することなく、市販されているコロイダルシリカの分散液（例えばスノーテックス（商品名）日産化学工業株式会社）を使用してもよい。５０×４０ｍｍの木繊維混合ケイ酸カルシウム板（建築板）の表面に水性スチレン・アクリル系塗料を塗布し、形成された塗膜が未硬化（未乾燥）状態の間に、表１に示す配合の防汚処理剤を５ｇ／尺2 になるように塗布し、ドライヤーにて乾燥させ試験に供した。
[Example (Sample Nos. 1 to 3 ), Comparative Example (Sample Nos. 7 to 11)]
The components shown in Table 1 were introduced into water and mixed to prepare an antifouling treatment agent.
For dispersion of colloidal silica, a bead mill was used, followed by dispersion for 40 minutes with ultrasonic waves. In the present invention, a commercially available colloidal silica dispersion (for example, Snowtex (trade name), Nissan Chemical Industries, Ltd.) may be used without preparing the colloidal silica dispersion as described above. 50x40mm wood fiber mixed calcium silicate board (architecture board) is coated with water-based styrene / acrylic paint and the composition shown in Table 1 while the formed film is uncured (undried) The antifouling treatment agent was applied at 5 g / scale 2 and dried with a dryer for the test.
比較例（試料Ｎｏ．７）は防汚処理剤を塗布しない試料である。
比較例（試料Ｎｏ．８〜１０）としては、形成された塗膜を完全に硬化（乾燥）させた後、比較例（試料Ｎｏ．１１）は塗料塗布１００秒後に防汚処理剤を同様に塗布し、常温で乾燥させて試験に供した。
The comparative example (sample No. 7) is a sample in which the antifouling treatment agent is not applied.
As a comparative example (sample Nos. 8 to 10), after the formed coating film was completely cured (dried), the comparative example (sample No. 11) was similarly applied with an antifouling treatment agent after 100 seconds of coating. It was applied and dried at room temperature for testing.
〔試験〕
上記防汚処理した建築板を防汚処理剤塗布後１日放置し、６０℃温水に１０日間浸漬して、その前後で防汚効果を調べた。防汚効果は、１質量％のカーボンブラックを分散した機械油を汚染液とし、該汚染液を建築板の防汚処理面に筆で塗布して汚染した後、該汚染個所に水をスプレーして汚染を流し落とすことによって評価した。
防汚性の評価基準は下記の通りである。
○：汚染が殆ど残らない。
△：やや汚染が残る。
×：汚染が残る。
結果を表１および写真を図１〜図８に示す。
〔test〕
The antifouling-treated building board was left for one day after applying the antifouling treatment agent, immersed in 60 ° C. warm water for 10 days, and the antifouling effect was examined before and after that. The antifouling effect is that machine oil in which 1% by mass of carbon black is dispersed is used as a contaminated liquid. After the contaminated liquid is applied to the antifouling surface of the building board with a brush and contaminated, water is sprayed onto the contaminated area. And evaluated by flushing away the contamination.
The evaluation criteria for antifouling properties are as follows.
○: Almost no contamination remains.
Δ: Some contamination remains.
X: Contamination remains.
The results are shown in Table 1 and photographs in FIGS. 1 to 8.
表１および図１〜図８の写真をみると、防汚性改良剤を添加しない比較例（試料Ｎｏ．７、図４）の試料は温水浸漬前から防汚性が劣り、塗膜を完全に硬化させた後防汚性改良剤を塗布した比較例（試料Ｎｏ．８〜１０、図５〜図７）および塗膜が半乾燥状態の比較例（試料Ｎｏ．１１、図８）は、未乾燥状態で防汚性改良剤を塗布した実施例（試料Ｎｏ．１〜３、図１〜図３）の試料に比較すると、温水浸漬後の防汚性に劣ることが認められる。
なお、比較例（試料Ｎｏ．７）は温水浸漬前の防汚性が劣るため温水浸漬後の防汚性試験は行わなかった。比較例（試料Ｎｏ．７）以外の温水浸漬前試料はすべて防汚性が良好であったので、防汚試験結果の図面代用写真は省略した。
From the photographs in Table 1 and FIGS. 1 to 8, the samples of the comparative examples (sample No. 7 and FIG. 4 ) to which the antifouling property improving agent is not added are inferior in antifouling properties before immersion in warm water, and the coating film is completely Comparative Examples (Sample Nos. 8 to 10 and FIGS. 5 to 7 ) and a comparative example (Sample Nos. 11 and 8 ) in which the coating film was semi-dried were applied after the antifouling property improving agent was applied. When compared with the samples of Examples (Sample Nos. 1 to 3 and FIGS. 1 to 3 ) in which the antifouling property improving agent is applied in an undried state, it is recognized that the antifouling property after immersion in warm water is inferior.
In addition, since the antifouling property before immersion in warm water was inferior in Comparative Example (Sample No. 7), the antifouling property test after immersion in warm water was not performed. Since all the samples before immersion in warm water other than the comparative example (sample No. 7) had good antifouling properties, the photo substitute for drawing of the antifouling test results was omitted.
本発明の防汚処理剤で処理した建築板の表面の塗装塗膜は殆んど劣化がなく、また塗膜表面は耐久性のある防汚性を示し、屋外に曝露される外壁材等に有用である。 The coating film on the surface of the building board treated with the antifouling treatment agent of the present invention has almost no deterioration, and the surface of the coating film exhibits a durable antifouling property. Useful.
図１〜図３は本発明の実施例の防汚効果の試験結果を示す建築板の図面代用写真である。
本発明は防汚処理剤によって表面を処理された建築板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a building board whose surface is treated with an antifouling agent.
〔発明の背景〕
例えば外壁材等の建築板にあっては、一般に表面に塗料によって塗装が施されているが、施工後表面に付着した汚れを除去するために、塗膜の上にセルフクリーニング機能を有する防汚膜を形成する防汚処理剤を塗布することが提案されている。
この種の防汚処理剤としては処理表面に超親水性を有する防汚膜を形成するものが使用され、該防汚処理剤を基材表面に塗布すると、上記超親水性防汚膜が形成され、基材表面に汚れが付着した場合、水をかけると該超親水性防汚膜に水が吸収され、その結果汚れが浮上って水と共に流れ落とされる（セルフクリーニング効果）。
BACKGROUND OF THE INVENTION
For example, in the case of building boards such as outer wall materials, the surface is generally painted with paint, but in order to remove dirt adhering to the surface after construction, antifouling having a self-cleaning function on the coating film. It has been proposed to apply an antifouling agent that forms a film.
This type of antifouling treatment agent is used to form a superhydrophilic antifouling film on the treated surface, and when the antifouling treatment agent is applied to the substrate surface, the superhydrophilic antifouling film is formed. If dirt adheres to the surface of the base material, when water is applied, the super hydrophilic antifouling film absorbs water, and as a result, the dirt rises and flows down with the water (self-cleaning effect).
〔従来の技術〕
上記基材表面に超親水性防汚膜を形成するには、従来主としてシリカ微粒子（コロイダルシリカ）の水性分散液からなる防汚処理剤が使用されていた。
上記防汚膜は建築板表面に塗布形成されている塗料の塗膜と良好な密着性を有することが要求される。該防汚膜と塗膜との密着性が乏しい場合には、該防汚膜が早期に剥離してしまって長期に渡り効果が得られ耐久性のある防汚処理が出来ない。
従来、該防汚膜と塗膜との密着性を高める試みとしては、塗膜に火炎や酸化剤によって酸化処理を施こす方法（例えば特許文献１参照）、塗膜の表面温度を６０℃以上に加熱しておいてから防汚処理剤を塗布する方法（例えば特許文献２参照）が提案されている。
[Conventional technology]
In order to form a superhydrophilic antifouling film on the substrate surface, an antifouling treatment agent mainly composed of an aqueous dispersion of silica fine particles (colloidal silica) has been conventionally used.
The antifouling film is required to have good adhesion to the paint film applied and formed on the building board surface. In the case where the adhesion between the antifouling film and the coating film is poor, the antifouling film peels off early and an effect is obtained over a long period of time, and a durable antifouling treatment cannot be performed.
Conventionally, as an attempt to increase the adhesion between the antifouling film and the coating film, a method of subjecting the coating film to an oxidation treatment with a flame or an oxidizing agent (see, for example, Patent Document 1), the surface temperature of the coating film is 60 ° C. or higher. A method of applying an antifouling treatment agent after heating to a temperature (for example, see Patent Document 2) has been proposed.
表面の造形性と塗料による微妙な風合いが要求される外壁材の表面の塗膜を火炎や酸化剤によって処理すると、塗膜が劣化して変色したり、光沢が失われたりすることで商品価値が低下したり、剥離や亀裂やピンホールを生じたりすることで性能劣化を生じるおそれがある。
また塗膜表面を６０℃以上に加熱することは、温度管理が難しく、処理にむらを生ずるおそれがあるし、エネルギー節約の観点からみても好ましいものではない。
When the paint film on the surface of the outer wall material, which requires a delicate surface texture and paint texture, is treated with a flame or oxidizer, the paint film deteriorates and discolors or loses its gloss. There is a risk that performance will be deteriorated due to decrease in the thickness, separation, cracks or pinholes.
Further, heating the surface of the coating film to 60 ° C. or more is difficult to control the temperature, may cause unevenness in the treatment, and is not preferable from the viewpoint of energy saving.
本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、建築板の表面に塗料を塗布して塗膜を形成し、塗膜形成直後から１０秒以内の該塗膜が未硬化状態においてシリカ微粒子を水に分散した防汚処理剤を該塗膜の上から塗布する建築板の防汚処理方法を提供するものである。
該防汚処理剤はシリカ微粒子と、分散剤と、水からなり、有機系樹脂等のバインダーを含有していないことが望ましい。
As a means for solving the above-described conventional problems, the present invention forms a coating film by applying a coating to the surface of a building board, and the silica fine particle is in an uncured state within 10 seconds immediately after the coating is formed. An antifouling treatment method for a building board is provided in which an antifouling treatment agent dispersed in water is applied from above the coating film.
Antifouling treatment agent and silica particles, a dispersant, water or Rannahli, it is desirable not contain a binder such as an organic resin.
〔作用〕
本発明では塗膜形成直後から１０秒以内で塗膜が未硬化状態において防汚処理剤を塗布するから、塗膜が劣化するおそれはなく、また未硬化状態の塗膜に対しては防汚膜は強固に密着する。
また有機系樹脂等のバインダーを加えると、塗膜表面への密着性は向上するものゝ、添加した上記バインダーがシリカ微粒子を覆ったり、シリカ微粒子がバインダーに埋もれたりして親水性が阻害されることで防汚効果が低下する。
該防汚処理剤が、シリカ微粒子と、分散剤と、水からなり、上記バインダーを含有していないと、上記バインダーによってシリカ微粒子の親水性が阻害されるおそれがなくなり、良好な親水性が得られる。本発明では上記したようにバインダーを添加しなくても防汚膜の塗膜表面への強固な密着性が確保される。
[Action]
In the present invention, the antifouling treatment agent is applied within 10 seconds from immediately after the formation of the coating film in the uncured state. Therefore, the coating film is not likely to deteriorate, and the uncured coating film is antifouling. The film adheres firmly.
In addition, when a binder such as an organic resin is added, the adhesion to the coating film surface is improved. However, the added binder covers the silica fine particles, or the silica fine particles are buried in the binder, so that hydrophilicity is inhibited. This reduces the antifouling effect.
Antifouling treatment agent, and silica particles, a dispersant, water or Rannahli and does not contain the binder, there is no possibility that the hydrophilicity of the silica fine particles is inhibited by the binder, good hydrophilicity can get. In the present invention, as described above, strong adhesion to the coating surface of the antifouling film is ensured without adding a binder.
〔効果〕
本発明では、建築板表面の塗膜を劣化させることなく、耐久性のある防汚処理が保障される。
〔effect〕
In the present invention, a durable antifouling treatment is ensured without deteriorating the coating film on the surface of the building board.
本発明を以下に詳細に説明する。
〔シリカ微粒子〕
本発明に使用されるシリカ微粒子としては、非晶質のシリカ微粒子が望ましく、このような非晶質シリカ微粒子としては、コロイダルシリカ、シリカゲル、シリカゾル、ヒュームドシリカ等が例示され、特にコロイダルシリカやヒュームドシリカが望ましい。
コロイダルシリカの一次粒子は数ｎｍ〜数十ｎｍであるが、水中に分散させるとこれらのコロイド粒子相互が凝集して数百ｎｍ〜数十ｎｍの二次粒子となりうる。
上記ヒュームドシリカは四塩化ケイ素等の揮発性ケイ素化合物の気相において、例えば酸素水素炎中で燃焼加水分解して製造される。該ヒュームドシリカの一次粒子の粒径は７〜４０ｎｍであるが、水中に分散させると、粒子相互が会合して網目構造を形成し、数百ｎｍ（約５００ｎｍ）の二次粒子となる。
上記ヒュームドシリカの比表面積は約５００，０００〜２，０００，０００ｃｍ2 ／ｇであり、１ｎｍ2 あたり２〜３個のシングルシラノール基を有し、したがってヒュームドシリカは表面活性に富み、基材表面に高い超親水性を与える。
The present invention is described in detail below.
[Silica fine particles]
The silica fine particles used in the present invention are preferably amorphous silica fine particles. Examples of such amorphous silica fine particles include colloidal silica, silica gel, silica sol, and fumed silica. Fumed silica is preferred.
The primary particles of colloidal silica are several nanometers to several tens of nanometers. However, when dispersed in water , these colloidal particles can aggregate to form secondary particles of several hundred nanometers to several tens of nanometers.
The fumed silica is produced by combustion hydrolysis in a gas phase of a volatile silicon compound such as silicon tetrachloride, for example, in an oxygen hydrogen flame. The primary particles of the fumed silica have a particle size of 7 to 40 nm, but when dispersed in water , the particles associate with each other to form a network structure and become secondary particles of several hundred nm (about 500 nm).
The specific surface area of the fumed silica is about 500,000 to 2,000,000 cm 2 / g and has 2 to 3 single silanol groups per 1 nm 2 , so that the fumed silica is rich in surface activity. High super hydrophilicity is given to the material surface.
〔溶媒〕
本発明において使用する溶媒としては、主として水単独が使用される。
[Solvent]
The Solvent to use in the present invention, Ru mainly water alone is used.
〔分散剤〕
本発明の防汚処理剤には分散剤を添加することが望ましい。上記分散剤としては、通常のアニオン性、ノニオン性、カチオン性の界面活性剤が用いられる。該界面活性剤としては、例えば高級アルコールサルフェート（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルアリルスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩縮合物、アルキルフォスフェート、ジアルキルスルフォサクシネート、ロジン石鹸、脂肪酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）等のアニオン性界面活性剤があり、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フェノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキロールアミン、ポリオキシエチレンアルキルアマイド、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アルキルエステル等のノニオン性界面活性剤があり、オクタデシルアミンアセテート、イミダゾリン誘導体アセテート、ポリアルキレンポリアミン誘導体またはその塩、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチルアミノエチルアルキルアミドハロゲニド、アルキルピリジニウム硫酸塩、アルキルトリメチルアンモニウムハロゲニド等のカチオン性界面活性剤が例示される。また界面活性剤は二種以上混合使用されてもよい。また上記例示は本発明を限定するものではない。
該界面活性剤は本発明の防汚処理剤の表面張力を低下せしめ、更にシリカ微粒子を処理剤中に良好に分散せしめ、そして下地の塗膜との親和性も高める。
[Dispersant]
It is desirable to add a dispersant to the antifouling treatment agent of the present invention. As the dispersant, a normal anionic, nonionic or cationic surfactant is used. Examples of the surfactant include higher alcohol sulfate (Na salt or amine salt), alkylallyl sulfonate (Na salt or amine salt), alkyl naphthalene sulfonate (Na salt or amine salt), alkyl naphthalene sulfonate. There are anionic surfactants such as condensates, alkyl phosphates, dialkyl sulphosuccinates, rosin soaps, fatty acid salts (Na salts or amine salts), polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenol ethers, polyoxyethylenes Such as alkyl ester, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene alkylolamine, polyoxyethylene alkylamide, sorbitan alkyl ester, polyoxyethylene sorbitan alkyl ester, etc. Cations such as octadecylamine acetate, imidazoline derivative acetate, polyalkylenepolyamine derivatives or salts thereof, octadecyltrimethylammonium chloride, trimethylaminoethylalkylamide halide, alkylpyridinium sulfate, alkyltrimethylammonium halide, etc. Examples of the surfactant are exemplified. Two or more surfactants may be used in combination. Moreover, the above illustrations do not limit the present invention.
The surfactant lowers the surface tension of the antifouling treatment agent of the present invention, further disperses silica fine particles well in the treatment agent, and increases the affinity with the underlying coating film.
本発明の防汚処理剤において、通常該シリカ微粒子は０．１〜１０質量％、好ましくは０．５〜６質量％、上記分散剤は０．０５〜１．０質量％配合される。
上記分散剤が０．０５質量％よりも少なく添加されている場合には、分散剤による表面張力の低下効果やシリカ微粒子の分散効果が顕著でなくなり、また１．０質量％を越えて添加されている場合には形成される防汚層の強度、耐水性、耐久性等に悪影響がもたらされる。かくして該処理剤の表面張力は２５℃で２０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であることが望ましい。
In antifouling treatment agent of the present invention, usually the silica fine particles 0.1 to 10 mass%, preferably from 0.5 to 6 wt%, the upper Symbol dispersing agent is formulated from 0.05 to 1.0 wt%.
When the upper Symbol dispersing agent is added less than 0.05% by mass, the dispersion effect of lowering effect or silica fine particles in the surface tension caused by the dispersant is not remarkable, also added in excess of 1.0 mass% In the case where it is formed, the strength, water resistance, durability and the like of the antifouling layer formed are adversely affected. Thus, the surface tension of the treating agent is desirably 20 dyne / cm or less at 25 ° C.
本発明の防汚処理剤が塗布される建築板基材としては、主として木片、木質繊維束、木質パルプ、木毛、木粉等の木質補強材とセメント系水硬性材料とを主体とする混合物を成形硬化した木質系セメント板、パルプセメント板、繊維強化セメント板、押出成形セメント板、窯業系サイディング等が使用され、その表面にはエンボス加工等によって凹凸模様が付されていてもよい。該基材の表面には塗装が施されている。上記塗装に使用する塗料としては、通常アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂等をビヒクルとした溶剤タイプあるいは水性エマルジョンタイプのものがある。該塗装は、通常下塗り塗装、中塗り塗装、上塗り塗装の三層塗装あるいは下塗り塗装、上塗り塗装の二層塗装が適用される。 As a building board substrate to which the antifouling treatment agent of the present invention is applied, a mixture mainly composed of a wood reinforcing material such as a piece of wood, a wood fiber bundle, wood pulp, wood wool, wood powder and a cement-based hydraulic material A wood-based cement board, pulp cement board, fiber reinforced cement board, extrusion-molded cement board, ceramic siding, or the like obtained by molding and hardening is used, and the surface may be provided with an uneven pattern by embossing or the like. The surface of the substrate is painted. As the paint used for the coating, there are usually solvent type or aqueous emulsion type using acrylic resin, acrylic urethane resin, acrylic silicon resin or the like as a vehicle. As the coating, usually, a three-layer coating of undercoating, intermediate coating, and topcoating, or a two-layer coating of undercoating and topcoating is applied.
本発明では上記基材表面に塗料を塗布して形成された塗膜が未硬化状態において、上記防汚処理剤を塗布する。二層または三層塗装の場合には上塗り塗装による塗膜が未硬化状態において、上記防汚処理剤を塗布する。 In the present invention, the antifouling treatment agent is applied in a state where a coating film formed by applying a paint on the surface of the substrate is in an uncured state. In the case of two-layer or three-layer coating, the antifouling treatment agent is applied in a state where the coating film by top coating is uncured.
塗膜が未硬化状態とは、溶剤タイプの塗料あるいは水性エマルジョンタイプの塗料による塗膜の場合には溶剤あるいは水が蒸発しない状態の基材表面に薄膜が形成されただけの未乾燥状態を云い、無溶剤塗料の場合には、塗料中の樹脂ビヒクル、あるいは無機質ビヒクルが硬化しない未硬化状態を云う。
通常上記未乾燥状態は、塗装して塗膜が形成された直後から１０秒以内の間に実現される。溶剤タイプの塗料あるいは水性エマルジョンタイプの塗料にあっては、この間に固形分濃度が３０〜５０質量％から６０〜８０質量％に高くなる。
上記した塗膜の未硬化状態においては、防汚処理剤中のシリカ微粒子が塗膜に若干めり込む状態となり、形成される防汚層の塗膜に対する密着力が向上し、かつ形成される防汚層と塗膜との間に混合が起らないので防汚層が塗膜に対して悪影響を及ぼさない。
The uncured state of the coating means an undried state in which a thin film is formed on the surface of the substrate in a state where the solvent or water does not evaporate in the case of a coating with a solvent type paint or an aqueous emulsion type paint. In the case of a solventless paint, it means an uncured state in which the resin vehicle or inorganic vehicle in the paint is not cured.
Usually the undried state, Ru is achieved during 10 seconds immediately after the coating film is formed by coating. In the case of solvent-type paints or aqueous emulsion-type paints, the solid content concentration increases from 30 to 50% by mass to 60 to 80% by mass during this period.
In the uncured state of the above-mentioned coating film, the silica fine particles in the antifouling treatment agent are slightly sunk into the coating film, the adhesion of the formed antifouling layer to the coating film is improved, and the antifouling formed Since no mixing occurs between the layer and the coating film, the antifouling layer does not adversely affect the coating film.
基材の表面に上記防汚処理剤を塗布する望ましい方法としては、霧化塗装法がある。該霧化塗装法としては、例えば低圧エアレススプレー法、ベル型塗装機による塗装法、静電塗装法等がある。更に塗装方法としては刷毛塗り、ロールコーター塗装、ナイフコーター塗装等が適用されてもよい。
上記霧化塗装法にあっては、該処理剤がミストとなって建築板の凹凸模様表面に付着するので、該表面に定着され易い。
As a desirable method of applying the antifouling treatment agent to the surface of the substrate, there is an atomization coating method. Examples of the atomizing coating method include a low-pressure airless spray method, a coating method using a bell-type coating machine, and an electrostatic coating method. Further, as a coating method, brush coating, roll coater coating, knife coater coating, or the like may be applied.
In the atomization coating method, the treatment agent becomes a mist and adheres to the surface of the concavo-convex pattern of the building board, and is thus easily fixed on the surface.
〔実施例（試料Ｎｏ．１〜３）、比較例（試料Ｎｏ．７〜１１）〕
表１に示す成分を水に投入して混合し防汚処理剤を調製した。
コロイダルシリカの分散にはビーズミルを使用した後、超音波にて更に４０分間の分散を行なった。なお本発明では上記のようにしてコロイダルシリカ分散液を調製することなく、市販されているコロイダルシリカの分散液（例えばスノーテックス（商品名）日産化学工業株式会社）を使用してもよい。５０×４０ｍｍの木繊維混合ケイ酸カルシウム板（建築板）の表面に水性スチレン・アクリル系塗料を塗布し、形成された塗膜が未硬化（未乾燥）状態の間に、表１に示す配合の防汚処理剤を５ｇ／尺2 になるように塗布し、ドライヤーにて乾燥させ試験に供した。
[Example (Sample Nos. 1 to 3 ), Comparative Example (Sample Nos. 7 to 11)]
The components shown in Table 1 were introduced into water and mixed to prepare an antifouling treatment agent.
For dispersion of colloidal silica, a bead mill was used, followed by dispersion for 40 minutes with ultrasonic waves. In the present invention, a commercially available colloidal silica dispersion (for example, Snowtex (trade name), Nissan Chemical Industries, Ltd.) may be used without preparing the colloidal silica dispersion as described above. 50x40mm wood fiber mixed calcium silicate board (architecture board) is coated with water-based styrene / acrylic paint and the composition shown in Table 1 while the formed film is uncured (undried) The antifouling treatment agent was applied at 5 g / scale 2 and dried with a dryer for the test.
比較例（試料Ｎｏ．７）は防汚処理剤を塗布しない試料である。
比較例（試料Ｎｏ．８〜１０）としては、形成された塗膜を完全に硬化（乾燥）させた後、比較例（試料Ｎｏ．１１）は塗料塗布１００秒後に防汚処理剤を同様に塗布し、常温で乾燥させて試験に供した。
The comparative example (sample No. 7) is a sample in which the antifouling treatment agent is not applied.
As a comparative example (sample Nos. 8 to 10), after the formed coating film was completely cured (dried), the comparative example (sample No. 11) was similarly applied with an antifouling treatment agent after 100 seconds of coating. It was applied and dried at room temperature for testing.
〔試験〕
上記防汚処理した建築板を防汚処理剤塗布後１日放置し、６０℃温水に１０日間浸漬して、その前後で防汚効果を調べた。防汚効果は、１質量％のカーボンブラックを分散した機械油を汚染液とし、該汚染液を建築板の防汚処理面に筆で塗布して汚染した後、該汚染個所に水をスプレーして汚染を流し落とすことによって評価した。
防汚性の評価基準は下記の通りである。
○：汚染が殆ど残らない。
△：やや汚染が残る。
×：汚染が残る。
結果を表１および写真を図１〜図８に示す。
〔test〕
The antifouling-treated building board was left for one day after applying the antifouling treatment agent, immersed in 60 ° C. warm water for 10 days, and the antifouling effect was examined before and after that. The antifouling effect is that machine oil in which 1% by mass of carbon black is dispersed is used as a contaminated liquid. After the contaminated liquid is applied to the antifouling surface of the building board with a brush and contaminated, water is sprayed onto the contaminated area. And evaluated by flushing away the contamination.
The evaluation criteria for antifouling properties are as follows.
○: Almost no contamination remains.
Δ: Some contamination remains.
X: Contamination remains.
The results are shown in Table 1 and photographs in FIGS. 1 to 8.
表１および図１〜図８の写真をみると、防汚性改良剤を添加しない比較例（試料Ｎｏ．７、図４）の試料は温水浸漬前から防汚性が劣り、塗膜を完全に硬化させた後防汚性改良剤を塗布した比較例（試料Ｎｏ．８〜１０、図５〜図７）および塗膜が半乾燥状態の比較例（試料Ｎｏ．１１、図８）は、未乾燥状態で防汚性改良剤を塗布した実施例（試料Ｎｏ．１〜３、図１〜図３）の試料に比較すると、温水浸漬後の防汚性に劣ることが認められる。
なお、比較例（試料Ｎｏ．７）は温水浸漬前の防汚性が劣るため温水浸漬後の防汚性試験は行わなかった。比較例（試料Ｎｏ．７）以外の温水浸漬前試料はすべて防汚性が良好であったので、防汚試験結果の図面代用写真は省略した。
From the photographs in Table 1 and FIGS. 1 to 8, the samples of the comparative examples (sample No. 7 and FIG. 4 ) to which the antifouling property improving agent is not added are inferior in antifouling properties before being immersed in warm water, and the coating film is completely Comparative Examples (Sample Nos. 8 to 10 and FIGS. 5 to 7 ) and a comparative example (Sample Nos. 11 and 8 ) in which the coating film was semi-dried were applied after the antifouling property improving agent was applied. When compared with the samples of Examples (Sample Nos. 1 to 3 and FIGS. 1 to 3 ) in which the antifouling property improving agent is applied in an undried state, it is recognized that the antifouling property after immersion in warm water is inferior.
In addition, since the antifouling property before immersion in warm water was inferior in Comparative Example (Sample No. 7), the antifouling property test after immersion in warm water was not performed. Since all the samples before immersion in warm water other than the comparative example (sample No. 7) had good antifouling properties, the photo substitute for drawing of the antifouling test results was omitted.
本発明の防汚処理剤で処理した建築板の表面の塗装塗膜は殆んど劣化がなく、また塗膜表面は耐久性のある防汚性を示し、屋外に曝露される外壁材等に有用である。 The coating film on the surface of the building board treated with the antifouling treatment agent of the present invention has almost no deterioration, and the surface of the coating film exhibits a durable antifouling property. Useful.
図１〜図３は本発明の実施例の防汚効果の試験結果を示す建築板の図面代用写真である。
本発明は防汚処理剤によって表面を処理された建築板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a building board whose surface is treated with an antifouling agent.
〔発明の背景〕
例えば外壁材等の建築板にあっては、一般に表面に塗料によって塗装が施されているが、施工後表面に付着した汚れを除去するために、塗膜の上にセルフクリーニング機能を有する防汚膜を形成する防汚処理剤を塗布することが提案されている。
この種の防汚処理剤としては処理表面に超親水性を有する防汚膜を形成するものが使用され、該防汚処理剤を基材表面に塗布すると、上記超親水性防汚膜が形成され、基材表面に汚れが付着した場合、水をかけると該超親水性防汚膜に水が吸収され、その結果汚れが浮上って水と共に流れ落とされる（セルフクリーニング効果）。
BACKGROUND OF THE INVENTION
For example, in the case of building boards such as outer wall materials, the surface is generally painted with paint, but in order to remove dirt adhering to the surface after construction, antifouling having a self-cleaning function on the coating film. It has been proposed to apply an antifouling agent that forms a film.
This type of antifouling treatment agent is used to form a superhydrophilic antifouling film on the treated surface, and when the antifouling treatment agent is applied to the substrate surface, the superhydrophilic antifouling film is formed. If dirt adheres to the surface of the base material, when water is applied, the super hydrophilic antifouling film absorbs water, and as a result, the dirt rises and flows down with the water (self-cleaning effect).
〔従来の技術〕
上記基材表面に超親水性防汚膜を形成するには、従来主としてシリカ微粒子（コロイダルシリカ）の水性分散液からなる防汚処理剤が使用されていた。
上記防汚膜は建築板表面に塗布形成されている塗料の塗膜と良好な密着性を有することが要求される。該防汚膜と塗膜との密着性が乏しい場合には、該防汚膜が早期に剥離してしまって長期に渡り効果が得られ耐久性のある防汚処理が出来ない。
従来、該防汚膜と塗膜との密着性を高める試みとしては、塗膜に火炎や酸化剤によって酸化処理を施こす方法（例えば特許文献１参照）、塗膜の表面温度を６０℃以上に加熱しておいてから防汚処理剤を塗布する方法（例えば特許文献２参照）が提案されている。
[Conventional technology]
In order to form a superhydrophilic antifouling film on the substrate surface, an antifouling treatment agent mainly composed of an aqueous dispersion of silica fine particles (colloidal silica) has been conventionally used.
The antifouling film is required to have good adhesion to the paint film applied and formed on the building board surface. In the case where the adhesion between the antifouling film and the coating film is poor, the antifouling film peels off early and an effect is obtained over a long period of time, and a durable antifouling treatment cannot be performed.
Conventionally, as an attempt to increase the adhesion between the antifouling film and the coating film, a method of subjecting the coating film to an oxidation treatment with a flame or an oxidizing agent (see, for example, Patent Document 1), the surface temperature of the coating film is 60 ° C. or higher. A method of applying an antifouling treatment agent after heating to a temperature (for example, see Patent Document 2) has been proposed.
表面の造形性と塗料による微妙な風合いが要求される外壁材の表面の塗膜を火炎や酸化剤によって処理すると、塗膜が劣化して変色したり、光沢が失われたりすることで商品価値が低下したり、剥離や亀裂やピンホールを生じたりすることで性能劣化を生じるおそれがある。
また塗膜表面を６０℃以上に加熱することは、温度管理が難しく、処理にむらを生ずるおそれがあるし、エネルギー節約の観点からみても好ましいものではない。
When the paint film on the surface of the outer wall material, which requires a delicate surface texture and paint texture, is treated with a flame or oxidizer, the paint film deteriorates and discolors or loses its gloss. There is a risk that performance will be deteriorated due to decrease in the thickness, separation, cracks or pinholes.
Further, heating the surface of the coating film to 60 ° C. or more is difficult to control the temperature, may cause unevenness in the treatment, and is not preferable from the viewpoint of energy saving.
本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、建築板の表面に塗料を塗布して塗膜を形成し、塗膜形成直後から１０秒以内の該塗膜が未硬化状態においてコロイダルシリカまたはヒュームドシリカを水に分散した防汚処理剤を該塗膜の上から塗布する建築板の防汚処理方法を提供するものである。
該防汚処理剤はコロイダルシリカまたはヒュームドシリカと、分散剤と、水からなり、有機系樹脂等のバインダーを含有していないことが望ましい。
As a means for solving the above-mentioned conventional problems, the present invention forms a coating film by applying a coating to the surface of a building board, and the coating film within 10 seconds immediately after the coating is formed is colloidal silica in an uncured state. Or the antifouling processing method of the building board which apply | coats the antifouling processing agent which disperse | distributed the fumed silica in water from said coating film is provided.
The antifouling agent is preferably composed of colloidal silica or fumed silica , a dispersant, and water, and does not contain a binder such as an organic resin.
〔作用〕
本発明では塗膜形成直後から１０秒以内で塗膜が未硬化状態において防汚処理剤を塗布するから、塗膜が劣化するおそれはなく、また未硬化状態の塗膜に対しては防汚膜は強固に密着する。
また有機系樹脂等のバインダーを加えると、塗膜表面への密着性は向上するものゝ、添加した上記バインダーがコロイダルシリカまたはヒュームドシリカを覆ったり、コロイダルシリカまたはヒュームドシリカがバインダーに埋もれたりして親水性が阻害されることで防汚効果が低下する。
該防汚処理剤が、コロイダルシリカまたはヒュームドシリカと、分散剤と、水からなり、上記バインダーを含有していないと、上記バインダーによってコロイダルシリカまたはヒュームドシリカの親水性が阻害されるおそれがなくなり、良好な親水性が得られる。本発明では上記したようにバインダーを添加しなくても防汚膜の塗膜表面への強固な密着性が確保される。
[Action]
In the present invention, the antifouling treatment agent is applied within 10 seconds from immediately after the formation of the coating film in the uncured state. Therefore, the coating film is not likely to deteriorate, and the uncured coating film is antifouling. The film adheres firmly.
Also the addition of a binder such as an organic resin, which improves the adhesion to the coating surfaceゝ, the binder or over the colloidal silica or fumed silica was added, or colloidal silica or fumed silica is buried in a binder And antifouling effect falls because hydrophilicity is inhibited.
If the antifouling treatment agent is composed of colloidal silica or fumed silica , a dispersant, and water and does not contain the binder, the hydrophilicity of the colloidal silica or fumed silica may be inhibited by the binder. And good hydrophilicity is obtained. In the present invention, as described above, strong adhesion to the coating surface of the antifouling film is ensured without adding a binder.
〔効果〕
本発明では、建築板表面の塗膜を劣化させることなく、耐久性のある防汚処理が保障される。
〔effect〕
In the present invention, a durable antifouling treatment is ensured without deteriorating the coating film on the surface of the building board.
本発明を以下に詳細に説明する。
〔コロイダルシリカまたはヒュームドシリカ〕
本発明においてはコロイダルシリカまたはヒュームドシリカが使用される使用される。
コロイダルシリカの一次粒子は数ｎｍ〜数十ｎｍであるが、水中に分散させるとこれらのコロイド粒子相互が凝集して数百ｎｍ〜数十ｎｍの二次粒子となりうる。
上記ヒュームドシリカは四塩化ケイ素等の揮発性ケイ素化合物の気相において、例えば酸素水素炎中で燃焼加水分解して製造される。該ヒュームドシリカの一次粒子の粒径は７〜４０ｎｍであるが、水中に分散させると、粒子相互が会合して網目構造を形成し、数百ｎｍ（約５００ｎｍ）の二次粒子となる。
上記ヒュームドシリカの比表面積は約５００，０００〜２，０００，０００ｃｍ2 ／ｇであり、１ｎｍ2 あたり２〜３個のシングルシラノール基を有し、したがってヒュームドシリカは表面活性に富み、基材表面に高い超親水性を与える。
The present invention is described in detail below.
[ Colloidal silica or fumed silica ]
Oite the present invention is used colloidal silica or fumed silica is used.
The primary particles of colloidal silica are several nanometers to several tens of nanometers. However, when dispersed in water, these colloidal particles can aggregate to form secondary particles of several hundred nanometers to several tens of nanometers.
The fumed silica is produced by combustion hydrolysis in a gas phase of a volatile silicon compound such as silicon tetrachloride, for example, in an oxygen hydrogen flame. The primary particles of the fumed silica have a particle size of 7 to 40 nm, but when dispersed in water, the particles associate with each other to form a network structure and become secondary particles of several hundred nm (about 500 nm).
The specific surface area of the fumed silica is about 500,000 to 2,000,000 cm 2 / g and has 2 to 3 single silanol groups per 1 nm 2 , so that the fumed silica is rich in surface activity. High super hydrophilicity is given to the material surface.
〔溶媒〕
本発明において使用する溶媒としては、水単独が使用される。
〔solvent〕
As the solvent used in the present invention , water alone is used.
〔分散剤〕
本発明の防汚処理剤には分散剤を添加することが望ましい。上記分散剤としては、通常のアニオン性、ノニオン性、カチオン性の界面活性剤が用いられる。該界面活性剤としては、例えば高級アルコールサルフェート（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルアリルスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩縮合物、アルキルフォスフェート、ジアルキルスルフォサクシネート、ロジン石鹸、脂肪酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）等のアニオン性界面活性剤があり、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フェノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキロールアミン、ポリオキシエチレンアルキルアマイド、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アルキルエステル等のノニオン性界面活性剤があり、オクタデシルアミンアセテート、イミダゾリン誘導体アセテート、ポリアルキレンポリアミン誘導体またはその塩、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチルアミノエチルアルキルアミドハロゲニド、アルキルピリジニウム硫酸塩、アルキルトリメチルアンモニウムハロゲニド等のカチオン性界面活性剤が例示される。また界面活性剤は二種以上混合使用されてもよい。また上記例示は本発明を限定するものではない。
該界面活性剤は本発明の防汚処理剤の表面張力を低下せしめ、更にコロイダルシリカまたはヒュームドシリカを処理剤中に良好に分散せしめ、そして下地の塗膜との親和性も高める。
[Dispersant]
It is desirable to add a dispersant to the antifouling treatment agent of the present invention. As the dispersant, a normal anionic, nonionic or cationic surfactant is used. Examples of the surfactant include higher alcohol sulfate (Na salt or amine salt), alkylallyl sulfonate (Na salt or amine salt), alkyl naphthalene sulfonate (Na salt or amine salt), alkyl naphthalene sulfonate. There are anionic surfactants such as condensates, alkyl phosphates, dialkyl sulphosuccinates, rosin soaps, fatty acid salts (Na salts or amine salts), polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenol ethers, polyoxyethylenes Such as alkyl ester, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene alkylolamine, polyoxyethylene alkylamide, sorbitan alkyl ester, polyoxyethylene sorbitan alkyl ester, etc. Cations such as octadecylamine acetate, imidazoline derivative acetate, polyalkylenepolyamine derivatives or salts thereof, octadecyltrimethylammonium chloride, trimethylaminoethylalkylamide halide, alkylpyridinium sulfate, alkyltrimethylammonium halide, etc. Examples of the surfactant are exemplified. Two or more surfactants may be used in combination. Moreover, the above illustrations do not limit the present invention.
The surfactant lowers the surface tension of the antifouling treatment agent of the present invention, further disperses colloidal silica or fumed silica in the treatment agent, and increases the affinity with the underlying coating film.
本発明の防汚処理剤において、通常該コロイダルシリカまたはヒュームドシリカは０．１〜１０質量％、好ましくは０．５〜６質量％、上記分散剤は０．０５〜１．０質量％配合される。
上記分散剤が０．０５質量％よりも少なく添加されている場合には、分散剤による表面張力の低下効果やコロイダルシリカまたはヒュームドシリカの分散効果が顕著でなくなり、また１．０質量％を越えて添加されている場合には形成される防汚層の強度、耐水性、耐久性等に悪影響がもたらされる。かくして該処理剤の表面張力は２５℃で２０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であることが望ましい。
In the antifouling treatment agent of the present invention, the colloidal silica or fumed silica is usually added in an amount of 0.1 to 10% by mass, preferably 0.5 to 6% by mass, and the dispersant is added in an amount of 0.05 to 1.0% by mass. Is done.
When the dispersant is added in an amount of less than 0.05% by mass, the effect of reducing the surface tension by the dispersant and the effect of dispersing colloidal silica or fumed silica are not significant, and 1.0% by mass is added. If added in excess, it will adversely affect the strength, water resistance, durability, etc. of the antifouling layer formed. Thus, the surface tension of the treating agent is desirably 20 dyne / cm or less at 25 ° C.
本発明の防汚処理剤が塗布される建築板基材としては、主として木片、木質繊維束、木質パルプ、木毛、木粉等の木質補強材とセメント系水硬性材料とを主体とする混合物を成形硬化した木質系セメント板、パルプセメント板、繊維強化セメント板、押出成形セメント板、窯業系サイディング等が使用され、その表面にはエンボス加工等によって凹凸模様が付されていてもよい。該基材の表面には塗装が施されている。上記塗装に使用する塗料としては、通常アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂等をビヒクルとした溶剤タイプあるいは水性エマルジョンタイプのものがある。該塗装は、通常下塗り塗装、中塗り塗装、上塗り塗装の三層塗装あるいは下塗り塗装、上塗り塗装の二層塗装が適用される。 As a building board substrate to which the antifouling treatment agent of the present invention is applied, a mixture mainly composed of a wood reinforcing material such as a piece of wood, a wood fiber bundle, wood pulp, wood wool, wood powder and a cement-based hydraulic material A wood-based cement board, pulp cement board, fiber reinforced cement board, extrusion-molded cement board, ceramic siding, or the like obtained by molding and hardening is used, and the surface may be provided with an uneven pattern by embossing or the like. The surface of the substrate is painted. As the paint used for the coating, there are usually solvent type or aqueous emulsion type using acrylic resin, acrylic urethane resin, acrylic silicon resin or the like as a vehicle. As the coating, usually, a three-layer coating of undercoating, intermediate coating, and topcoating, or a two-layer coating of undercoating and topcoating is applied.
本発明では上記基材表面に塗料を塗布して形成された塗膜が未硬化状態において、上記防汚処理剤を塗布する。二層または三層塗装の場合には上塗り塗装による塗膜が未硬化状態において、上記防汚処理剤を塗布する。 In the present invention, the antifouling treatment agent is applied in a state where a coating film formed by applying a paint on the surface of the substrate is in an uncured state. In the case of two-layer or three-layer coating, the antifouling treatment agent is applied in a state where the coating film by top coating is uncured.
塗膜が未硬化状態とは、溶剤タイプの塗料あるいは水性エマルジョンタイプの塗料による塗膜の場合には溶剤あるいは水が蒸発しない状態の基材表面に薄膜が形成されただけの未乾燥状態を云い、無溶剤塗料の場合には、塗料中の樹脂ビヒクル、あるいは無機質ビヒクルが硬化しない未硬化状態を云う。
通常上記未乾燥状態は、塗装して塗膜が形成された直後から１０秒以内の間に実現される。溶剤タイプの塗料あるいは水性エマルジョンタイプの塗料にあっては、この間に固形分濃度が３０〜５０質量％から６０〜８０質量％に高くなる。
上記した塗膜の未硬化状態においては、防汚処理剤中のシリカ微粒子が塗膜に若干めり込む状態となり、形成される防汚層の塗膜に対する密着力が向上し、かつ形成される防汚層と塗膜との間に混合が起らないので防汚層が塗膜に対して悪影響を及ぼさない。
The uncured state of the coating means an undried state in which a thin film is formed on the surface of the substrate in a state where the solvent or water does not evaporate in the case of a coating with a solvent type paint or an aqueous emulsion type paint. In the case of a solventless paint, it means an uncured state in which the resin vehicle or inorganic vehicle in the paint is not cured.
Usually, the undried state is realized within 10 seconds immediately after coating and forming a coating film. In the case of solvent-type paints or aqueous emulsion-type paints, the solid content concentration increases from 30 to 50% by mass to 60 to 80% by mass during this period.
In the uncured state of the above-mentioned coating film, the silica fine particles in the antifouling treatment agent are slightly sunk into the coating film, the adhesion of the formed antifouling layer to the coating film is improved, and the antifouling formed Since no mixing occurs between the layer and the coating film, the antifouling layer does not adversely affect the coating film.
基材の表面に上記防汚処理剤を塗布する望ましい方法としては、霧化塗装法がある。該霧化塗装法としては、例えば低圧エアレススプレー法、ベル型塗装機による塗装法、静電塗装法等がある。更に塗装方法としては刷毛塗り、ロールコーター塗装、ナイフコーター塗装等が適用されてもよい。
上記霧化塗装法にあっては、該処理剤がミストとなって建築板の凹凸模様表面に付着するので、該表面に定着され易い。
As a desirable method of applying the antifouling treatment agent to the surface of the substrate, there is an atomization coating method. Examples of the atomizing coating method include a low-pressure airless spray method, a coating method using a bell-type coating machine, and an electrostatic coating method. Further, as a coating method, brush coating, roll coater coating, knife coater coating, or the like may be applied.
In the atomization coating method, the treatment agent becomes a mist and adheres to the surface of the concavo-convex pattern of the building board, and is thus easily fixed on the surface.
〔実施例（試料Ｎｏ．１〜３）、比較例（試料Ｎｏ．７〜１１）〕
表１に示す成分を水に投入して混合し防汚処理剤を調製した。
コロイダルシリカの分散にはビーズミルを使用した後、超音波にて更に４０分間の分散を行なった。なお本発明では上記のようにしてコロイダルシリカ分散液を調製することなく、市販されているコロイダルシリカの分散液（例えばスノーテックス（商品名）日産化学工業株式会社）を使用してもよい。５０×４０ｍｍの木繊維混合ケイ酸カルシウム板（建築板）の表面に水性スチレン・アクリル系塗料を塗布し、形成された塗膜が未硬化（未乾燥）状態の間に、表１に示す配合の防汚処理剤を５ｇ／尺2 になるように塗布し、ドライヤーにて乾燥させ試験に供した。
[Example (Sample Nos. 1 to 3), Comparative Example (Sample Nos. 7 to 11)]
The components shown in Table 1 were introduced into water and mixed to prepare an antifouling treatment agent.
For dispersion of colloidal silica, a bead mill was used, followed by dispersion for 40 minutes with ultrasonic waves. In the present invention, a commercially available colloidal silica dispersion (for example, Snowtex (trade name), Nissan Chemical Industries, Ltd.) may be used without preparing the colloidal silica dispersion as described above. 50x40mm wood fiber mixed calcium silicate board (architecture board) is coated with water-based styrene / acrylic paint and the composition shown in Table 1 while the formed film is uncured (undried) The antifouling treatment agent was applied at 5 g / scale 2 and dried with a dryer for the test.
比較例（試料Ｎｏ．７）は防汚処理剤を塗布しない試料である。
比較例（試料Ｎｏ．８〜１０）としては、形成された塗膜を完全に硬化（乾燥）させた後、比較例（試料Ｎｏ．１１）は塗料塗布１００秒後に防汚処理剤を同様に塗布し、常温で乾燥させて試験に供した。
The comparative example (sample No. 7) is a sample in which the antifouling treatment agent is not applied.
As a comparative example (sample Nos. 8 to 10), after the formed coating film was completely cured (dried), the comparative example (sample No. 11) was similarly applied with an antifouling treatment agent after 100 seconds of coating. It was applied and dried at room temperature for testing.
〔試験〕
上記防汚処理した建築板を防汚処理剤塗布後１日放置し、６０℃温水に１０日間浸漬して、その前後で防汚効果を調べた。防汚効果は、１質量％のカーボンブラックを分散した機械油を汚染液とし、該汚染液を建築板の防汚処理面に筆で塗布して汚染した後、該汚染個所に水をスプレーして汚染を流し落とすことによって評価した。
防汚性の評価基準は下記の通りである。
○：汚染が殆ど残らない。
△：やや汚染が残る。
×：汚染が残る。
結果を表１および写真を図１〜図８に示す。
〔test〕
The antifouling-treated building board was left for one day after applying the antifouling treatment agent, immersed in 60 ° C. warm water for 10 days, and the antifouling effect was examined before and after that. The antifouling effect is that machine oil in which 1% by mass of carbon black is dispersed is used as a contaminated liquid. After the contaminated liquid is applied to the antifouling surface of the building board with a brush and contaminated, water is sprayed onto the contaminated area. And evaluated by flushing away the contamination.
The evaluation criteria for antifouling properties are as follows.
○: Almost no contamination remains.
Δ: Some contamination remains.
X: Contamination remains.
The results are shown in Table 1 and photographs are shown in FIGS.
表１および図１〜図８の写真をみると、防汚性改良剤を添加しない比較例（試料Ｎｏ．７、図４）の試料は温水浸漬前から防汚性が劣り、塗膜を完全に硬化させた後防汚性改良剤を塗布した比較例（試料Ｎｏ．８〜１０、図５〜図７）および塗膜が半乾燥状態の比較例（試料Ｎｏ．１１、図８）は、未乾燥状態で防汚性改良剤を塗布した実施例（試料Ｎｏ．１〜３、図１〜図３）の試料に比較すると、温水浸漬後の防汚性に劣ることが認められる。
なお、比較例（試料Ｎｏ．７）は温水浸漬前の防汚性が劣るため温水浸漬後の防汚性試験は行わなかった。比較例（試料Ｎｏ．７）以外の温水浸漬前試料はすべて防汚性が良好であったので、防汚試験結果の図面代用写真は省略した。
From the photographs in Table 1 and FIGS. 1 to 8, the sample of the comparative example (sample No. 7, FIG. 4) to which no antifouling property improving agent is added is inferior in antifouling property before immersion in warm water, and the coating film is completely The comparative example (sample No. 8-10, FIG. 5 to FIG. 7) in which the antifouling property improving agent was applied after being cured on the surface and the comparative example (sample No. 11, FIG. 8) in which the coating film was in a semi-dry state When compared with the samples of Examples (Sample Nos. 1 to 3 and FIGS. 1 to 3) in which the antifouling property improving agent was applied in an undried state, it is recognized that the antifouling property after immersion in hot water is inferior.
In addition, since the antifouling property before immersion in warm water was inferior in Comparative Example (Sample No. 7), the antifouling property test after immersion in warm water was not performed. Since all the samples before immersion in warm water other than the comparative example (sample No. 7) had good antifouling properties, the photo substitute for drawing of the antifouling test results was omitted.
本発明の防汚処理剤で処理した建築板の表面の塗装塗膜は殆んど劣化がなく、また塗膜表面は耐久性のある防汚性を示し、屋外に曝露される外壁材等に有用である。 The coating film on the surface of the building board treated with the antifouling treatment agent of the present invention has almost no deterioration, and the surface of the coating film exhibits a durable antifouling property. Useful.
図１〜図３は本発明の実施例の防汚効果の試験結果を示す建築板の図面代用写真である。
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