JPH09241531A

JPH09241531A - 無機質塗膜形成用組成物及び無機質塗膜の形成方法

Info

Publication number: JPH09241531A
Application number: JP4744896A
Authority: JP
Inventors: Sou Nakadate; 創仲館; Masatsugu Miura; 正嗣三浦; Akito Suzuki; 昭人鈴木; Kazuko Kitamura; 和子北村
Original assignee: Inax Corp
Current assignee: Inax Corp
Priority date: 1996-03-05
Filing date: 1996-03-05
Publication date: 1997-09-16

Abstract

(57)【要約】【課題】アルカリ金属珪酸塩水溶液を基材表面に塗
着、乾燥後、脱アルカリ処理することにより、表面のク
ラック幅が小さい無機質塗膜を形成する。【解決手段】水溶性アルカリ金属珪酸塩の水溶液中
に、水溶性アルカリ金属珪酸塩の粉末を５〜５０重量％
分散させた無機質塗膜形成用組成物を用いる。【効果】アルカリ金属珪酸塩粉末は、充填材としての
効果を発揮し、クラック幅の減少、クラック長の短縮が
可能となる。また、同質のマトリックスである水溶性ア
ルカリ金属珪酸塩水溶液に部分的に溶解し、その濃度、
粘性を高め、塗膜を緻密化することにより、耐透水性を
高める。基材からの白華成分の溶出が防止され、従来に
ない耐白華性が発揮される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基材表面に珪酸質
の無機質塗膜を形成するための組成物とそれを用いた塗
膜形成方法に係り、特に水溶性アルカリ金属珪酸塩を用
いて該塗膜を形成するための組成物及び塗膜形成方法に
関する。さらに詳しくは、表面に生成するクラック幅が
小さく、また、白華が少なく透水性も良好な無機質塗膜
を形成するための組成物及び塗膜形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】珪酸ナトリウム等の水溶性アルカリ金属
珪酸塩の水溶液を基材表面に塗付すると共に脱アルカリ
処理して珪酸質の無機質塗膜を形成する方法は、特公昭
６４−８５９３号公報等により公知である。

【０００３】同号公報の方法は、水溶性アルカリ金属珪
酸塩等を含有する塗料を下塗りし、酸溶液にて処理し、
該酸の洗浄除去後再び該塗料を上塗りして硬化させる方
法である。

【０００４】また、これを改善したものとして、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
（下塗り塗料）を塗布して適度に乾燥させ、次いで粉体
固形分の含有量が下塗り塗料よりも少量或いは粉体固形
分を含有しない珪酸塩系水溶液塗料（上塗り塗料）を塗
布して適度に乾燥させた後、酸・アンモニウム塩系水溶
液で処理して水洗、乾燥する方法がある（特公昭６２−
３９０２７号公報）。

【０００５】更に、該下塗り塗料を適切な速度で昇温乾
燥した後、上塗り塗料を塗布し適切な速度で昇温乾燥さ
せ、酸・アンモニウム塩系水溶液で処理し、洗浄及び乾
燥をする方法が提案されている（特公平３−１８５１４
号公報）。この方法では、塗膜のクラック幅が０．４〜
０．８μｍ程度となり、水廻りにおいて耐汚染性を発揮
できる。

【０００６】また、下塗り塗料を乾燥の後、酸・アンモ
ニウム塩系水溶液で処理し、水洗、乾燥後に上塗り塗料
を塗布し、該水溶液で処理、水洗、乾燥をする方法も公
知である（特公平２−３６３１１号公報）。

【０００７】なお、従来において、塗料には、収縮を抑
えるために、充填材が添加されている。この充填材とし
ては、珪石、アルミナ、ガラス粉、粘土、雲母、石綿、
ガラス繊維等が挙げられる。また、着色のために添加さ
れる顔料も充填材としての作用を奏する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】これらの公知の無機質
塗膜の形成方法によって形成された塗膜は、その表面に
生じるクラックの幅が比較的大きく、それだけ塗膜に汚
染物が付着し易いという改良課題があった。

【０００９】また、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やすいという問題もあった。

【００１０】本発明は、表面のクラック幅が小さく、白
華が少なく透水性も良好な無機質塗膜を形成するための
組成物及びそれを用いた塗膜形成方法を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の無機質塗膜形成
用組成物は、水溶性アルカリ金属珪酸塩の水溶液を基材
表面に塗着した後乾燥させ、次いで脱アルカリ処理用溶
液と接触させた後、水洗し、その後乾燥させる工程を有
した基材表面に無機質塗膜を形成する用途に用いられる
無機質塗膜形成用組成物において、水溶性アルカリ金属
珪酸塩の水溶液中に、水溶性アルカリ金属珪酸塩の粉末
を、溶解している水溶性アルカリ金属珪酸塩に対して５
〜５０重量％分散させてなることを特徴とする。

【００１２】また、本発明の無機質塗膜の形成方法は、
このような本発明の無機質塗膜形成用組成物を基材表面
に塗着した後乾燥させ、次いで脱アルカリ処理用溶液と
接触させた後、水洗し、その後乾燥させるものである。

【００１３】水溶性アルカリ金属珪酸塩の水溶液中に分
散させた水溶性アルカリ金属珪酸塩粉末は、まず、充填
材としての効果を発揮し、クラック幅の減少、クラック
長の短縮が可能となる。しかも、水溶性アルカリ金属珪
酸塩粉末は、特に、透水量の抑制に対して大きな効果を
発揮する。これは、固形の粉体であるアルカリ金属珪酸
塩粉末が、クラックの成長を抑えているためであると共
に、同質のマトリックスである水溶性アルカリ金属珪酸
塩水溶液に部分的に溶解し、その濃度、粘性を高め、塗
膜を緻密化することによるものであると考えられる。こ
のように透水性が抑制されるので、基材からの白華成分
の溶出が防止され、従来にない耐白華性が発揮される。
更に、マトリックスと充填材が同質のアルカリ金属珪酸
塩であるために、塗膜表面層で光の乱反射が起こらず、
充填材を添加したにもかかわらず、塗膜に透明性が失わ
れることはなく、良好な光沢を出すことができる。

【００１４】これに対して、従来用いられている通常の
充填材では、クラックの抑制効果を得ることはできる
が、マトリックスと充填材の屈折率が異なるものとなる
ため、塗膜の透明性が失われてしまう。

【００１５】本発明において、水溶性アルカリ金属珪酸
塩は、珪酸ナトリウム又は珪酸カリウムであることが好
ましい。

【００１６】また、脱アルカリ処理用溶液は、アンモニ
ウム塩、リン酸塩及びシュウ酸塩の１種又は２種以上の
水溶液であることが好ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。

【００１８】まず、本発明の無機質塗膜形成用組成物に
ついて説明する。

【００１９】本発明において、無機質塗膜形成用組成
物、即ち、塗料は、水溶性アルカリ金属珪酸塩又は該水
溶性アルカリ金属珪酸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或いはそれらの混合物の水
溶液に、水溶性アルカリ金属珪酸塩粉末と、更に必要に
応じて硬化剤、充填材、顔料、界面活性剤、分散剤、消
泡剤、増粘剤などの添加剤、及び濃度調整用の水が、下
記配合で添加されて調製される。

【００２０】水溶性アルカリ金属珪酸塩水溶液：１００重量部水溶性アルカリ金属珪酸塩粉末：水溶性アルカリ金属珪
酸塩水溶液に溶解している水溶性アルカリ金属珪酸塩に
対して５〜５０重量％硬化剤：１０重量部以下充填材：５０重量部以下顔料：５０重量部以下その他の添加剤：５重量部以下水：０〜２００重量部水溶性アルカリ金属珪酸塩水溶液及び水溶性アルカリ金
属珪酸塩粉末の水溶性アルカリ金属珪酸塩としては、珪
酸リチウム、珪酸ナトリウム、珪酸カリウムなどが挙げ
られるが、成膜性、塗着性、コスト等の面で珪酸ナトリ
ウム、珪酸カリウム、特に珪酸ナトリウムを用いるのが
好ましい。

【００２１】なお、水溶性アルカリ金属珪酸塩水溶液の
水溶性アルカリ金属珪酸塩と、水溶性アルカリ金属珪酸
塩粉末の水溶性アルカリ金属珪酸塩とは、異なるアルカ
リ金属珪酸塩の場合であっても効果はあるが、同一のも
のを用いるのが好適である。

【００２２】上記水溶性アルカリ金属珪酸塩水溶液の水
溶性アルカリ金属珪酸塩濃度は、７重量％以上、特に１
０重量％以上、とりわけ１５〜６０重量％であることが
好ましい。また、水溶性アルカリ金属珪酸塩粉末の添加
量は、水溶性アルカリ金属珪酸塩水溶液中の水溶性アル
カリ金属珪酸塩、即ち、溶解している水溶性アルカリ金
属珪酸塩に対して０．５〜５０重量％とする。この水溶
性アルカリ金属珪酸塩粉末の添加量が０．５重量％未満
でも５０重量％を超えても、水溶性アルカリ金属珪酸塩
粉末添加による本発明の効果が十分に得られない。本発
明においては、特に、塗料中に溶解及び分散している全
水溶性アルカリ金属珪酸塩量が５〜８０重量％程度とな
るようにするのが好ましい。

【００２３】硬化剤としては、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属水酸化
物；炭酸亜鉛、炭酸マグネシウム等の多価金属炭酸塩；
リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛
等の多価金属リン酸塩；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
有機化合物等があり、これらの硬化剤の１種又は２種以
上が用いられる。

【００２４】充填材には、珪石、アルミナ、ガラス粉等
の粒状のもの；粘土、雲母等の偏平状物；石綿、ガラス
繊維粉等の繊維状物等が用いられる。

【００２５】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用いられる。

【００２６】なお、本発明に係る塗料は、基材に直接塗
着させる下塗り塗料と、この下塗り塗料を塗装した基材
に塗着される上塗り塗料とからなるものであっても良
い。

【００２７】次に、このような本発明の無機質塗膜形成
用組成物を用いる本発明の無機質塗膜の形成方法につい
て説明する。

【００２８】本発明において、無機質塗膜を形成する基
材には特に制限はなく、多孔質、非多孔質を問わずま
た、無機質及び有機質のすべての成形体を用いることが
できる。代表的な例としては、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、石膏ボード、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
（ガラス繊維強化セメント）ボード、ＣＦＲＣ（カーボ
ン繊維強化セメント）ボード、ＳＦＲＣ（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
機質成形体、金属板、セラミック板、ガラス板等を挙げ
ることができる。

【００２９】本発明においては、まず、このような基材
上に塗料を塗着して乾燥する。

【００３０】塗料の塗装は、スプレー、浸漬、ロールコ
ーター、カーテンコーター等により行うことができる。

【００３１】また、塗料塗装後の乾燥は、４０〜１５０
℃で１分〜４８時間程度行われる。

【００３２】このようにして形成される塗膜の厚さは２
０〜２５０μｍであることが好ましい。

【００３３】なお、下塗り塗料と上塗り塗料とを用いる
場合には、下塗り塗料を塗装後、乾燥し、次いで上塗り
塗料を塗装後、乾燥すれば良い。

【００３４】この場合、下塗り塗膜の厚さは２０〜２５
０μｍ、上塗り塗膜の厚さは５０μｍ以下とするのが好
ましい。

【００３５】このようにして塗料の塗装及び乾燥を行っ
た後は、脱アルカリ処理用溶液と接触させて脱アルカリ
処理を行う。なお、脱アルカリ処理は、下塗り塗料の塗
装及び乾燥後、上塗り塗料の塗装前にも実施しても良
い。

【００３６】この脱アルカリ処理において、脱アルカリ
処理用溶液としては、各種の有機酸塩又は無機酸塩の水
溶液を用いることができるが、特に、アンモニウム塩、
リン酸塩及びシュウ酸塩の１種又は２種以上、具体的に
は、リン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウム、リン酸
カリウム、リン酸水素カリウム、リン酸アンモニウム、
リン酸水素アンモニウム、シュウ酸ナトリウム、シュウ
酸カリウム、シュウ酸アンモニウム、塩化アンモニウ
ム、酢酸アンモニウム、ヨウ化アンモニウム等の水溶
液、とりわけ、リン酸アンモニウムの水溶液を用いるの
が好適である。

【００３７】この脱アルカリ処理用溶液のｐＨは３．５
〜１０、塩濃度は１〜２０重量％であることが好まし
く、また、液温は室温〜６０℃の範囲であることが好ま
しい。

【００３８】このような脱アルカリ処理用溶液による処
理時間、即ち、接触時間は、用いる基材や塗料の種類や
塗装条件、その後の乾燥条件等によっても異なるが、一
般的には、１０分〜８時間であることが好ましい。

【００３９】また、接触工程は、基材を処理用溶液中に
浸漬する浸漬法又は、基材に処理用溶液を注ぎかける幕
掛け法或いは塗布法等により行うことができる。この接
触工程において、基材は必ずしも水平に配置する必要は
なく斜めに立てかけても良い。

【００４０】このような脱アルカリ処理後は、常法に従
って、水洗した後、乾燥して、無機質塗膜を形成した基
材を得る。

【００４１】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。

【００４２】実施例１〜６，比較例１〜３下記調合で混
合撹拌することにより塗料を調製した。

【００４３】塗料の調合（重量部）珪酸ナトリウム水溶液（４０重量％液）１００水１００界面活性剤（５重量％液）１消泡剤（５重量％液）１珪酸ナトリウム粉末珪酸ナトリウム水溶液中の珪酸ナトリウムに対して表１に示す割合この塗料を、セメント質基材（厚さ１０ｍｍ）にエアー
スプレーで乾燥後の膜厚が約３０μｍとなるように塗装
し、１３５℃の雰囲気に投入して約１時間保持して乾燥
した。次に、ｐＨ６．５のリン酸アンモニウム水溶液
（第１リン酸アンモニウム：７．５重量％，第２リン酸
アンモニウム：７．５重量％、４０℃）中に１２０分浸
漬し、続いて水中に３０分間浸漬して水洗した後８０℃
で乾燥した。

【００４４】形成された塗膜性能を下記方法により調
べ、結果を表１に示した。

【００４５】最大クラック幅電子顕微鏡で観察して測定した。１μｍ以下のものを○
とし、１μｍを超えるものを×とした。

【００４６】耐透水性ＪＩＳＡ６９１０に準じて試験片を水平に保持し、直
径約７５ｍｍのロートを逆さに試験片上にシーリング剤
で固定する。次に、水をロートに満たし２４時間後まで
の透水量を測定した。１．５ｍｌ以下のものを○とし、
１．５ｍｌを超えるものを×とした。

【００４７】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
することを１サイクルとし、１０サイクル行う。異常の
ないものを○とし、白華が生じたものを×とした。

【００４８】

【表１】

【００４９】比較例４〜３１珪酸ナトリウム粉末の代りに、珪石、アルミナ、ガラス
又はチタン白の粉末を表２〜５に示す割合で用いたこと
以外は実施例１と同様に行って塗膜を形成し、その性能
の測定結果を表２〜５に示した。

【００５０】

【表２】

【００５１】

【表３】

【００５２】

【表４】

【００５３】

【表５】

【００５４】実施例７〜１２，比較例３２〜３４珪酸ナトリウム粉末の代りに、珪酸カリウム粉末を表６
に示す割合で用いたこと以外は実施例１と同様に行って
塗膜を形成し、その性能の測定結果を表６に示した。

【００５５】

【表６】

【００５６】実施例１３〜１８，比較例３５〜３７珪酸ナトリウム水溶液の代りに、珪酸カリウム水溶液を
用い、珪酸ナトリウム粉末の代りに珪酸カリウム粉末を
表７に示す割合で用いたこと以外は実施例１と同様に行
って塗膜を形成し、その性能の測定結果を表７に示し
た。

【００５７】

【表７】

【００５８】実施例１９〜２４，比較例３８〜４０塗料の調合に当り、更にチタン白を５重量部配合し、珪
酸ナトリウム粉末を表８に示す割合で用いたこと以外は
実施例１と同様に行って塗膜を形成し、その性能の測定
結果を表８に示した。

【００５９】

【表８】

【００６０】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の無機質塗膜
形成用組成物及び無機質塗膜の形成方法によれば、耐汚
染性を低下させるようなクラックの発生や白華を抑え
て、光沢のある良好な無機質塗膜を形成することができ
る。

【００６１】本発明において、水溶性アルカリ金属珪酸
塩は、珪酸ナトリウム又は珪酸カリウムであることが好
ましい。

【００６２】また、脱アルカリ処理用溶液は、アンモニ
ウム塩、リン酸塩及びシュウ酸塩の１種又は２種以上の
水溶液であることが好ましい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者北村和子愛知県常滑市鯉江本町５丁目１番地株式会社イナックス内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水溶性アルカリ金属珪酸塩の水溶液を基
材表面に塗着した後乾燥させ、次いで脱アルカリ処理用
溶液と接触させた後、水洗し、その後乾燥させる工程を
有した基材表面に無機質塗膜を形成する用途に用いられ
る無機質塗膜形成用組成物において、水溶性アルカリ金属珪酸塩の水溶液中に、水溶性アルカ
リ金属珪酸塩の粉末を、溶解している水溶性アルカリ金
属珪酸塩に対して５〜５０重量％分散させてなることを
特徴とする無機質塗膜形成用組成物。
【請求項２】請求項１において、前記水溶性アルカリ
金属珪酸塩は、珪酸ナトリウム又は珪酸カリウムである
ことを特徴とする無機質塗膜形成用組成物。
【請求項３】請求項１又は２の組成物を基材表面に塗
着した後乾燥させ、次いで脱アルカリ処理用溶液と接触
させた後、水洗し、その後乾燥させる工程を有した無機
質塗膜の形成方法。
【請求項４】請求項３において、前記脱アルカリ処理
用溶液が、アンモニウム塩、リン酸塩及びシュウ酸塩よ
りなる群から選ばれる１種又は２種以上の水溶液である
ことを特徴とする無機質塗膜の形成方法。