JPH1179870A - トップコート組成物、それを用いた耐食性、美粧性を有する基板材料およびその製造方法 - Google Patents

トップコート組成物、それを用いた耐食性、美粧性を有する基板材料およびその製造方法

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JPH1179870A
JPH1179870A JP23488797A JP23488797A JPH1179870A JP H1179870 A JPH1179870 A JP H1179870A JP 23488797 A JP23488797 A JP 23488797A JP 23488797 A JP23488797 A JP 23488797A JP H1179870 A JPH1179870 A JP H1179870A
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alkali
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Yukinori Muraoka
幸法 村岡
Hiroshi Takahashi
浩 高橋
Koichi Morita
光一 森田
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
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    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5076Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with masses bonded by inorganic cements
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗布層が完全無機系で、耐食性、美粧性を有
する珪酸カルシウムを主成分とする建材用または実験台
用基板材料およびその製造方法、ならびに珪酸カルシウ
ムを主成分とする板に塗布された無機質塗料の塗布層と
密着性に優れ耐食性のあるトップコート組成物を提供す
る。 【解決手段】 珪酸カルシウムを主成分とする板2に塗
布された珪酸アルカリをバインダとする無機質塗料の塗
布層3を形成し、さらにその上に一般式M2O・mLi2
O・nSiO2(但しMはNaまたはK、mは0.1〜
3、nは3〜10)で示される珪酸アルカリ100重量
部とアルカリ水溶性シリコーン3〜100重量部(いず
れも固形分換算)とを配合したトップコート組成物から
成る層4を形成し、150〜300℃で焼成した基板材
料。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、珪酸カルシウムを
主成分とする板(以下、ケイカル板と略称する)上に、
珪酸アルカリをバインダとして無機質塗料を塗布し、さ
らにその上に塗布されてケイカル板に耐食性、美粧性を
付与するトップコート組成物、ケイカル板にそれを塗布
した耐食性、美粧性に優れ、建材用または実験台用基板
材料および製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ケイカル板は不燃性で、加工が比較的容
易で、軽量かつコストも安価なことから、建材用内装
材、外装材として、また実験台の天板として多く使用さ
れている。最近の傾向として発癌性のアスベストを使用
しないノンアスベストタイプのケイカル板も使用され始
めている。これらのケイカル板の表面に塗布される塗膜
は、表面硬度、不燃化等の要請から無機系のものが望ま
れている。
【0003】一方、無機系の塗膜の欠点としては以下の
点を挙げることができる。 1)塗膜が多孔質となり、このため表面光沢があまりな
く美粧性に欠ける。 2)塗膜に通気性があるため腐食性の液、ガス等によっ
てケイカル板が劣化する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以下の点に鑑み、本発
明は塗布層が完全無機系でしかも高光沢で美粧性に優
れ、耐食性に優れた建材用、実験台用のケイカル板から
成る基板材料およびその製造方法を提供することを目的
とする。また、該基板材料を提供するために、耐食性、
美粧性に優れ、ケイカル板に塗布した無機質の塗布層と
の密着性に優れたトップコート組成物を提供することを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、ケイカル板
に、珪酸アルカリをバインダとする無機質塗料を塗布
し、さらにその上に塗布されて、前記板に耐食性、美粧
性を付与するトップコート組成物であって、一般式M2
O・mLi2O・nSiO2(MはKまたはNa、mは
0.1〜3、nは3〜10)で示される珪酸アルカリを
固形分換算で100重量部と、アルカリ水溶性シリコー
ンを固形分換算で3〜100重量部とを配合したことを
特徴とするトップコート組成物である。
【0006】また本発明は、ケイカル板に、珪酸アルカ
リをバインダとした無機質塗料の塗布層を形成し、さら
にその上層に前記トップコート組成物から成る層を形成
したことを特徴とする耐食性、美粧性を有する基板材料
である。
【0007】また本発明は、ケイカル板に、珪酸アルカ
リをバインダとした無機質塗料を塗布し、乾燥後、前記
トップコート組成物を塗布し、150〜350℃で焼成
することを特徴とする耐食性、美粧性を有する基板材料
の製造方法である。
【0008】本発明に従うトップコート組成物は、従来
技術で説明したケイカル板上に塗布された無機質塗料に
よる塗膜の上にさらに塗布され、無機質塗膜の欠点を補
って、ケイカル板を耐食性、美粧性に優れた基板材料と
する。
【0009】ケイカル板から成る基板材料は、建材用と
して実験台の天板として多用されている。またケイカル
板は、補強材にアスベストを使用した従来品と、アスベ
ストを使用しないノンアスベスト板とがあるが、最近で
は発癌性の問題から後者のものに置換えられつつある。
【0010】ケイカル板の例としては、日光化成製の商
品名NCボード、神島化学工業製の商品名プライシリカ
NAS、日本煉瓦製の商品名ケラミットなどがある。ケ
イカル板の密度も様々であり、0.8〜2.5くらいま
で広い範囲にわたっている。特に板の密度が小さい場合
には無機塗料を塗布する際に板の内部にバインダが吸込
まれやすく塗布層が著しく劣化するため、シーラ材を予
め塗布するか塗布時のケイカル板の温度により調整する
ことが必要である。
【0011】無機質塗料は珪酸アルカリ系のバインダを
成分とすることが必要である。燐酸アルミニウムなどの
燐酸塩系のバインダは酸性であり、ケイカル板の主成分
である珪酸カルシウムと反応するため好ましくない。ま
たシリカゾルなどのゾル系のバインダは接着強度があま
りなく耐久性に欠けるため好ましくない。ケイカル板に
適するバインダとしての珪酸アルカリの種類は珪酸ナト
リウム、珪酸カリウム、珪酸リチウムなどがあるが、珪
酸リチウムは接着強度が小さいため単独使用は好ましく
なく、使用する場合には珪酸ナトリウムまたは珪酸カリ
ウムとの組合せで使用する。
【0012】無機質塗料は、前記バインダと耐火物を混
合したものであるが、耐火物としては通常アルミナ、ム
ライト、石英ガラス、ジルコニア、珪酸ジルコニウム、
ケイ砂、珪酸アルミニウム等の粉末およびシリカ・アル
ミナファイバ、シリカファイバ、アルミナファイバなど
の繊維状耐火物を挙げることができ、これらは単独また
は混合物として用いることができる。
【0013】耐火物粉末は0.5〜50μmの粒子径を
有するものが、繊維状耐火物の場合には繊維長0.5〜
100μm、繊維長さと繊維径の比が3〜100の形状
を有するものが用いられる。耐火物の粒子径または繊維
長さが0.5μm未満となると、加熱硬化時に発砲が起
こったり、亀裂の入る原因となり、一方粒子径が50μ
m、繊維長さが100μmを越すようになると塗布後の
外観、作業性が悪くなるという不都合を生ずる。
【0014】また、200〜250℃の比較的低温で硬
化をし耐水性等の物性を得るためには通常硬化剤が使用
される。このような目的に使用する硬化剤としてはZ
n、Mg、Caの酸化物、水酸化物、珪フッ化物、燐酸
塩などを挙げることができる。硬化剤は予め混合すると
経時的にバインダとの反応が生じ、物性が変化するので
使用時に混合することが好ましい。
【0015】無機質塗料の混合はボールミル、撹拌器な
どの通常の方法を用いることができる。塗布はスプレー
などにより行うが、膜厚は通常20〜100μmであ
る。
【0016】無機質塗料は、このまま乾燥、焼成したの
では非常に多孔質で光沢もなく、美粧性、耐食性に乏し
いため、その上に本発明のトップコート組成物で処理が
される。
【0017】トップコート組成物に要求されるのは、下
地の無機質塗料に対する密着性、なじみ性と、それ自体
の酸、アルカリなどの薬品に対する耐食性である。また
トップコート組成物は、焼成後それ自体で耐水性を有す
る必要があるが、ケイカル板の耐熱性から通常250℃
以下、好ましくは230℃以下の温度で焼成され、その
温度で所定の物性が得られることが必要である。この条
件を満足するトップコート組成物として、耐水性を付与
した珪酸アルカリが考えられる。耐水性付与剤として通
常燐酸アルミニウムなどの硬化剤が用いられるが、耐水
性付与剤は美粧性、光沢性の面から透明溶液状である必
要があり、珪酸アルカリに対し通常用いられる燐酸アル
ミニウムなどの硬化剤は、スラリー状となるので好まし
くない。したがって、本発明のトップコート組成物に用
いる耐水性付与剤は、固形の硬化剤でなく水溶性の珪酸
リチウムと珪酸ナトリウムまたは珪酸カリウムとの組合
せが必要である。この場合のLiとNaまたはKの比
は、NaまたはK1に対し、Liは0.1〜3であり、
珪酸アルカリ全体としては次のようになる。 M2O・mLi2O・nSiO2 (ここにMはNaまたはK、mは0.1〜3、nは3〜
10である。) これらのm,nの数値は、本発明が実験によって求めた
ものである。
【0018】またトップコート組成物には、アルカリ水
溶性シリコーンが、前記珪酸アルカリ100重量部に対
し、3〜100重量部、好ましくは5〜80重量部(い
ずれも固形分換算)配合される。アルカリ水溶性シリコ
ーンとしては、RSi(OH)3OMの一般式で示され
る物質が用いられる。(ここにRはCn2n+1、nは1
〜10のアルキル基またはフェニル基、その他の有機
基、MはNa,K,Liなどのアルカリ金属である。)
【0019】アルカリ水溶性シリコーンの役割は、下地
の無機質の塗膜との密着性を良くし、光沢性を向上す
る。アルカリ水溶性シリコーンが3重量部未満では、下
地の無機質塗膜との密着性、光沢性などに効果がなく、
100重量部を越えると塗膜物性が低下する。
【0020】トップコート組成物の処理方法としては、
下地の無機質塗膜を焼成硬化した後、トップコート組成
物を塗布し、さらに焼成硬化するツーベーク方式と下地
の無機質塗膜を焼成しないでトップコート組成物を塗布
した後、焼成硬化するワンベーク方式とがある。どちら
の方法でも可能であるが、下地の無機質塗料とトップコ
ート組成物とが略同じ温度で焼成できるので製造コスト
面から後者の方が適している。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、実施例によって、本発明を
より詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。
【0022】図1は、本発明の基板材料1の断面図であ
る。基板材料1はケイカル板2に、珪酸アルカリをバイ
ンダとした無機質塗料を塗布して塗膜3を形成し、さら
にその上に本発明のトップコート組成物から成る層4を
形成し、150〜350℃で焼成したものである。
【0023】(実施例1)3号水ガラス(固形分濃度3
6%)530部と、水150部とを混合し、これに珪酸
ジルコニウム110部、黒色顔料(酸化コバルト/酸化
鉄)95部、硬化剤として燐酸アルミニウム12部、酸
化亜鉛粉末110部を添加し、1時間ボールミル混合し
た。この塗布剤をA剤とする。
【0024】3号水ガラス(固形分濃度36%)100
部と、珪酸リチウム(固形分濃度22%、モル比:Si
2/Li2O=4.5)50部とを混合した。このとき
の組成は、式Na2O・mLi2O・nSiO2で表した
ときのmの値は0.26、n値は4.5であった。
【0025】これにさらにナトリウムメチルシリコネー
ト(固形分濃度32%、Na2O:10%、CH3SiO
1.5:20%)30部を撹拌器で30分撹拌した。得ら
れた塗布剤をB剤とする。
【0026】ケイカル板として日光化成製のNCボード
を使用し、この板(大きさ、1m×1.5m×厚さ5m
m)にA剤をスプレーガンにてスプレー塗布した。乾燥
後の膜厚は50μmであった。次いでA剤を塗布した上
にB剤を膜厚で5μmになるようにスプレーガンでスプ
レー塗布した。これを焼成炉に挿入し、230℃で20
分間焼成硬化した。得られた塗布膜の物性を表1に示
す。
【0027】(比較例1)実施例と同じケイカル板に、
実施例1と同じA剤を実施例1と同じ方法で塗布し、2
30℃で20分間焼成硬化した。得られた塗布膜の物性
を表1に示す。
【0028】
【表1】
【0029】(実施例2〜6)A剤は実施例1のものを
使用し、B剤は下記に示す本発明のトップコート組成物
を使用し、膜厚は表2に示す膜厚とした他は、実施例1
と同様な方法で塗布、硬化した。得られた塗布膜の物性
を表3に示す。
【0030】
【表2】
【0031】
【表3】
【0032】(比較例2〜3)A剤は実施例1のものを
使用し、B剤は下記に示すナトリウムメチルシリコネー
トの配合割合が本発明の範囲外のトップコート組成物を
使用し、膜厚は表4に示す膜厚とした他は、実施例1と
同様な方法で塗布、硬化した。得られた塗布膜の物性を
表5に示す。
【0033】
【表4】
【0034】
【表5】
【0035】なお、実施例および比較例における物性評
価は以下の方法により行った。 1)密着性 2mmの碁盤目テスト後、セロハンテープで剥離テスト
を行い、評価する。 ○ 正方形の剥がれが認められない。 △ 欠損部の面積が10%以内。 × 欠損部の面積が10%以上。 2)光沢度 日本電色工業(株)製光沢計で60度鏡面光沢度を測定
する。 3)耐沸騰水性 沸騰水中に8時間浸漬し、その後の沸騰状態を観察し
た。 ○ 異常なし。 × 膨れ、剥がれが認められる。 4)耐食性(HCl,NaOH) 20%HCl、20%NaOH溶液を用いて、スポット
テスト48時間後の塗膜状態を観察した。 ○ 異常なし。 △ 跡が認められる。 × 膨れ、剥がれが認められる。
【0036】以上の実施例、比較例からケイカル板に珪
酸アルカリをバインダとした無機質塗料(A剤)を塗布
し、その上に本発明のトップコート組成物(B剤)を塗
布し、焼成した基板材料は、A剤のみを塗布して焼成し
たもの(比較例1)に比し、光沢度が格段によく、酸ア
ルカリに対する耐食も優れている。またナトリウムメチ
ルシリコネート(アルカリ水溶性シリコーン)の配合割
合が本発明の範囲外のトップコート組成物を塗布したも
の(比較例2,3)は、本発明のトップコート組成物を
塗布したものに比し、光沢度はほとんど変わらないが、
酸、アルカリに対する耐食性が劣ることがわかる。
【0037】
【発明の効果】以上のように、本発明による基板材料は
ケイカル板に珪酸アルカリをバインダとした無機質塗料
を塗布し、さらにその上に本発明のトップコート組成物
から成る層を形成し、150〜350℃で焼成したもの
であり、トップコート組成物がM2O・mLi2O・nS
iO2(ここにMはNaまたはK、mは0.1〜3、n
は3〜10)の一般式で示される珪酸アルカリ100重
量部とアルカリ水溶性シリコーン3〜100重量部とを
配合したものであるので、トップコート組成物は下地の
無機塗料の塗膜と密着性がよく、また前記塗膜に生じる
細孔を完全に封止する。
【0038】さらに本発明のトップコート組成物は、1
50〜350℃で焼成されると耐食性の透明なガラス質
となり、基板材料に耐食性と美粧性とを付与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基板材料1の断面図である。
【符号の説明】
1 基板材料 2 ケイカル板 3 珪酸アルカリをバインダとした無機質塗料の塗膜 4 トップコート組成物から成る層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 珪酸カルシウムを主成分とする板に、珪
    酸アルカリをバインダとする無機質塗料を塗布し、さら
    にその上に塗布されて、前記板に耐食性、美粧性を付与
    するトップコート組成物であって、 一般式M2O・mLi2O・nSiO2(MはKまたはN
    a、mは0.1〜3、nは3〜10)で示される珪酸ア
    ルカリを固形分換算で100重量部と、アルカリ水溶性
    シリコーンを固形分換算で3〜100重量部とを配合し
    たことを特徴とするトップコート組成物。
  2. 【請求項2】 珪酸カルシウムを主成分とする板に、珪
    酸アルカリをバインダとした無機質塗料の塗布層を形成
    し、さらにその上層に請求項1記載のトップコート組成
    物から成る層を形成したことを特徴とする耐食性、美粧
    性を有する基板材料。
  3. 【請求項3】 珪酸カルシウムを主成分とする板に、珪
    酸アルカリをバインダとした無機質塗料を塗布し、乾燥
    後、請求項1記載のトップコート組成物を塗布し、15
    0〜350℃で焼成することを特徴とする耐食性、美粧
    性を有する基板材料の製造方法。
JP23488797A 1997-08-29 1997-08-29 トップコート組成物、それを用いた耐食性、美粧性を有する基板材料およびその製造方法 Pending JPH1179870A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009132603A (ja) * 2007-11-08 2009-06-18 Ashford Japan Kk コンクリート基材の劣化防止方法

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