JPS58112077A - 無機質塗料の塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多孔性無機質基材（以下基材と記す）又は金属
、ガラス等の非多孔・性無機質基材からなる無機質基材
面に水溶性アルカリ金属珪酸塩系無機質塗料を塗装仕上
げする方法に関するものである。

石綿セメント板や珪酸カルシウム板などの基材は、不燃
性で且つ耐久性に優れている為、広く使用されている。

通常これらの材料自体は美粧性に乏しい為、美粧性が要
求される場合には有機質塗料で塗装仕上げされている。

ところがこの有機質塗料は可燃性であり又耐久性に乏し
い為基材のもつ特徴を著しく−ねている。そこでこれら
の基材の特徴を生かすことができる不燃性の無機質塗料
が使われるようになった。しかしながら一般に無機質塗
料は有機質塗料に比べて耐熱性、不燃性などについては
優れているが可とう性、光沢平滑性などの点について劣
っている。特に石綿セメント板や珪酸カルシウム板のよ
うな基材は、気中の湿度変化あるいは吸水、乾燥による
膨張、収縮の寸法変化が大きく無機質塗膜はその寸法変
化に充分追従できる可とう性に乏しいためにクラックが
発生しやすく、またそのクラックに汚染物質が浸透付着
し耐汚染性が低下する。

本発明は、上記の如き欠陥のない優れた無機質゛塗、躾
を得る為の無機質塗料の塗装方法について研・究した結
果完成したものであり、耐汚染性に優れた光沢を有する
塗膜が得られるとともに耐エフロレッセンス性にも非常
に優れた塗装方法であり以下詳述する。本発明は、無機
質基材に水溶性アルカリ金属珪酸塩系の無機質塗料を塗
装する工程において、無機質′塗料を下塗りし第１層を
得、次に下塗り塗料が完全硬化する前に酸溶液中へ浸漬
し、あるいは酸溶液を塗布し酸処理を行った後、無機質
塗料を上塗りし第２層を得、その後完全硬化させる無機
質塗料の塗装方法に関するものである。

本発明における基材とは、石綿セメント板２石綿パーラ
イト板、ケイ酸カルシウム板１石綿セメントケイ酸カル
シウム板９石膏ボード、モルタル。

コンクリート、パルプセメント板、木毛セメント板、Ｇ
ＲＣ（ガラス繊維強化セメント）、ＣＦＲＣ（カーボン
繊維強化セメント）、へＬＣ，ロックウール無機質成形
体などである 本発明における無機質塗料は、一般式Ｍ２０・ＸＳｉ　
０２　　・ＹＨ２０（但し、Ｍは周期率表第１族に属す
るアルカリ金属、Ｘ及びＹは正数である。

）で表わされ菰水溶性アルカリ金属珪酸塩、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、あるいは、それらの混合物と硬化
剤とから構成され、必要に応じ充填剤、顔料が添加され
る。水溶性アルカリ金属珪酸塩には、珪酸ナトリウム、
珪酸カリウム。

珪酸リチウム等があり、Ｘの値は特に制限するものでは
ないが、２〜５が造膜性。耐久性等の点から好ましい。

Ｙの値についても特に−１限す菖ものではなく、最終的
に得られる組成物に適度な粘性？もたせる範囲、あるい
は、組成物を取り扱う上において支障がない範囲であれ
ばよい。変性水溶性アルカリ金属珪酸塩は、前記水溶性
アルカリ金属珪酸塩にマグネシウム、アルミニウム、カ
ルシウム、亜鉛、ジルコニウム等の多価金属の酸化物。

水酸化物、弗化物、炭酸塩、リン酸塩等の化合物の１種
あるいは２種以上を溶解反応させたものであり、塗膜の
耐水性、耐薬品性等の改善に寄与する。

上記の水溶性アルカリ金属珪酸塩あるいは変性水溶性ア
ルカリ金属珪酸塩の硬化剤には、酸化亜鉛、酸化マグネ
シウム、酸化アルミニウム等の多価金属酸化物、水酸化
マグネシウム、水°酸化アルミニウム等の多価金属水酸
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種あるいは２
種以上を用いる。

充填剤には、珪石、アルミナ、ガラス粉等の粒状物、粘
土、宴母等の偏平状物９石綿、ガラス繊維粉等の繊維状
物等がある。

顔料には、二酸化チタン、ベンガラ、黄鉛、クロムグリ
ーン、群青、マルスバイオレット、コノ＼ルトプルー、
カーボンブラック等がある。

その他の添加剤には公知の界面活性剤１分散剤。

増粘剤等があり、必要に応じて添加する。酸処理に用い
るｓｉ液はｐｉ−１０，５〜４の範囲が好ましくこの範
囲になる様に酸濃度を調整する。酸に６よ無＊ｍ及び有
機酸が使用でき無ａｍとしては塩酸。

硫酸、硝酸、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、第
１リン酸アルミニウム、第１リン酸カルシウム、硝酸ア
ルミニウム等があり、有機酸としては、シュウ蒙、クエ
ン酸、酢酸、酒石酸等がある。

酸処理にはこれらの蒙の１種に限らず２１以上併用して
もさしつかえない。

次に本発明の塗装方法を記すと、基材に水溶性アルカリ
金属珪酸塩系無機質塗料を塗装する工程において、下塗
り用塗料を塗装し第１層を得、第１１１が完全に硬化す
る前に酸溶液中へ浸漬する力λ、あるいは酸溶液を塗布
し数分間放置した後、蒙を水洗除去し、その後上塗り用
塗料を塗装し第２閣を得、しかる後筒１贋、第２層共に
完全硬化させる方法である。本発明の要点は第１層塗布
機該第１＠が完全に硬化する前に酸処理をすることであ
る。この理由を記すと、酸処理に、より第１層中のアル
カリ金属成分が溶出してポーラスな塗膜となりこれを乾
燥させると塗膜は収縮して微細なりうツクが均一に発生
する。微細なりラックが発生した第１層上に第２層の上
塗りを施こすとその一部は第１１１ｉ１１躾中に浸透し
微細なりランクの一部を埋め微細なりラックはさらに微
細なものとなりもはや水や汚染物質が入り込めなくなる
。また基材の気中の湿度変化あるいは吸水、乾燥による
膨張、収縮等の寸法変化やたわみが発生しても、その微
細なりラックにより応力は分散吸収されてしまうため、
もはや耐汚染性の低下をもたらす大きなりラックは発生
しない。また酸処理により、エフロレッセンス発生の一
原因であるアルカリ金属を除去し、さらに分散された微
細なりラックを通し基材から塗膜表面に溶出してくるエ
フロレッセンス成分を阻止し耐エフロレッセンス性を向
上させている。

第１層を形成する下塗り塗料は酸処理により微細なりラ
ックを均一に発生させたりアルカリ金属成分を溶出させ
易くするために充填剤などの固形物を多く添加した方が
良く、また基材との密着性や上塗り塗膜の硬化性を向上
させるために硬化剤を多く添加した方が良い。

第２層を形成する上塗り塗料には耐汚染性、光沢、平滑
性、美観性を付与するために充填剤や硬化剤はできるだ
け少なくし緻密な躾に仕上がるようにした方が良い。本
発明による塗装方法は、下塗りの塗膜がポーラスで硬化
剤が多くて未反応の充填剤に富んでいるので、上塗り塗
料は下塗り塗膜層まで適度に浸透し下塗り塗膜層の未反
応の硬化剤と反応し上塗り塗膜の硬化性が補われること
にも特徴があるのである。

下塗り用塗料の塗装後は完全硬化させない程度に気中放
置、加熱等を行なってから酸処理を行なうが、この放置
時間や加熱時間は硬化剤の種類によって違ってくる。例
えば酸性金属リン酸塩など完全硬化させるのに７２〜２
４０時間の気中放置を要する常温硬化型の硬化剤を用い
る場合は１２〜４８時間放置するのがよく、また金属酸
化物や金属水酸化物など完全硬化させるのに２００〜３
００℃の加熱を要する加熱硬化型の硬化剤を用いる場合
は、室温乃至２００℃の加熱を行なうのが良い。これは
長時間放置したり加熱温度が轟くなりすぎると塗膜が充
分強固になってしまい、次の工程である酸処理を行って
もアルカリ金属はほとんど溶出しなくなり充分ポーラス
な躾にならず微細なりラックも発生しなくなるからであ
る。また放置時間が短かすぎたり加熱温度が低すぎたり
すると酸処理時の塗膜自身の溶出が激しく塗膜強度や平
滑性等を著しく損ねてしまうから注意を要す。

使用する硬化剤の種類によって適度な放置時間、加熱温
度を選定することが必要である。

酸処理用の酸は、先に挙げたようなｐ　ｌ−１０，５〜
４を示し酸処理中にこのｐＨの範囲を保持できる緩衝性
のある酸が良い。酸処理については、下塗り塗膜□を浸
しすぎることなく、アルカリ金属成分を適度に溶出し、
ポーラスで微細なりラックが発生する条件を選定しなけ
ればならない。通常酸処理条件として、酸濃度は０．０
１〜１０重量％、液温は室温から６０℃、処理時間は１
分〜３０分の範囲が好ましい。また下塗り塗装した基材
を酸溶液中に浸漬させる場合は、その基材を損ねること
のない条件を付は加えなければならない。

以下に実施例及び比較例によって本発明の詳細な説明す
る。

実施例１ （１）下塗り塗装 下記に示す調合の内球酸ナトリウム以外のものをボール
ミルで１６時間混合し、さらに珪酸ナトリウムを加えて
１０分間攪拌して下塗り塗料を得た。

下塗り調合 珪酸ナトリウム（３号）　　１００重最部酸化亜鉛　　
　　　　　　　　３５ 珪石粉　　　　　　　　　　　３５ コバルトブルー（顔料）１５ トリポリリン酸ナトリウム　　　２ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１１０これ
をケイ酸カルシウム板（厚さ３１ｍ）にエアスプレーに
より５０μ−の厚さに２回にわけて塗装し１５０℃で３
０分間加熱した。

（２）酸処理 （１）で得た下塗り塗装板を３０℃、０．１％のシュウ
酸液中（Ｄ１４１）に５９鴎浸漬させ水洗した４１！ｓ
ｏ℃で乾燥した。

（３）上塗り塗装 珪酸カリウム（固形分３０％）１００部に対して炭酸亜
鉛（Ｚｎ　Ｏとして１０％含有）　　０．４３部を加え
８０℃で８時間混合反応させて変性珪酸カリウムを得た
。この変性珪酸カリウムを使って下記に示す調合物をボ
ールミルで４時間混合して上塗り塗料を得た。

上塗り調合 食性珪酸カリウム　　　　　１００重量部第三酸リンマ
グネシウム　　　　３ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６０
界面活性剤（５％液）１．に れを（２）で得た酸処理済みの塗装板にエアスプレーに
より５μ麟の厚さに塗装し、２５０℃で３０分間加熱硬
化させた。　　。

実施例２ 実施例１の調合を下記のように蛮え、同様の工程を経て
２３０℃で３０分間加熱硬化させた。但し下塗り３０μ
ｍ、上塗りは、２０μ−の厚さに塗装した。

下塗り調合　　　　゛ 珪酸ナトリウム（３＠）−，１００ＩＩ農部酸化亜鉛　
　　　　　　、２５ 縮合第１リン酸アルミニウム　５ 二酸化チタン　　　　　　　１０ 炭酸リチウム　　　　　　　　２ 珪石粉　　　　　　　　　　２０ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６．５上
・塗り調合 珪酸ナトリウム（３号）１００１！量部酸化亜鉛　　　
　　　　　　　１２ 縮合第１リン酸アルミニウム　　４ 二酸化チタン　　　　　　　　　３ アエロジル　　　　　　　　　　１ トリポリリン酸ナトリウム　　　０．５アルミナ粉　　
　　　　　　　　　５ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２８界
面活性剤（５％液）１．５ 実施例３ （１）　下塗り塗装 下記に示す調合の内、珪酸ナトリウム、珪酸リチウム以
外のものをボールミル゛で２４峙藺混合しさらに珪酸ナ
トリウム、珪酸リチウムを加えて１０分間攪拌して下塗
り塗料を得た。

下塗り調合 珪酸ナトリウム（１＠＞　　　　　８０重量部珪酸リチ
ウム（ｒＢ形分２５％）２０ 酸化亜鉛　　　　　　　　　　　１５ 珪弗化ナトリウム　　　　　　　１０ 珪石粉　　　　　　　　　　　　２５ 二酸化チタン（顔料）１５ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７
５これを石綿セメント板〈厚さ３ｕ＋）にエアースプレ
ーにより５０μｍの厚さに２回にわけて塗装し室中に１
Ｗ１夜放置した。

（２）酸処理 （１）で得た下塗り塗装板に０．１％の塩酸溶液（ＥＩ
Ｈ２）をエアースプレーにより全面に吹付け２分放置後
水洗し乾燥した。

（３）上塗り塗装 下記に示す調合の内珪酸ナトリウム、珪酸リチウム以外
のものをボールミルで４８１１ｆ［混合しさらに珪酸カ
リウム、珪酸リチウムを加えて１５分間攪拌して上塗り
塗料を得た。

上塗（１）調合 珪酸ナトリウム（３号）　　　８０μ霞量部珪酸リチウ
ム（固形１１分２５％）　　２０酸化亜鉛　　　　　　
　　　　１０ 珪弗化ナトリウム　　　　　　　５ 二酸化チタン（顔料）　　　　　３ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２０こ
れを（２）で得た酸処理済みの塗装板にエアスプレーに
より１０μ霞の厚さに塗装し、２００℃で３０分間加熱
硬化させた。

比較例１ 実施例１の工程の内（２）（３）を省き２５０℃で３０
分間加熱硬化させた。

比較例２ 実施例１の工程の内（２）を省いて製作した。

比較例３ 実施例１の下塗り調合の内珪石粉量を１０重器部に代え
て顎作した。

比較例４ 下記に示した調合物をボールミルで２時間混合して塗布
液を得た。

調合 珪酸ナトリウム（３号）　　　　１００重量部酸化亜鉛
　　　　　　　　　　　２０ 輪合第１リン酸アルミニウム　　　５ 炭酸リチウム　　　　　　　　　　２ ガラス粉　　　　　　　　　　　　５ ベンガラ（顔料）１０ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００こ
れをケイ酸カルシウム板（厚さ３ｍ−）にエアスプレー
により５０μ膳の厚さに塗装し、２３０℃で３０分９加
熱硬化させた。

以上の試験による塗膜性能゛を記すと、耐水性。

促進耐候性、耐沸騰水性、耐酸性はすべて実施例、比較
例共に異常なし、密着性も共に１００％、耐エフロレッ
センス性は比較例１．２は特に悪く比較例３．４はやや
悪〈実施例はすべては異常なし、耐汚染性は実施例はす
べて異常なしであったが比較例はすべて汚れが残り、光
沢では比較例、１は悪く比較例４はや、や悪いが他はす
べて良好であり、最大クラック幅は実施例１　．２　．
３が夫々０．４．０．９．０．８　（μｍ）で比較例１
　．２　．３　　。

４は夫々９　．１０．７　．９　（μｍ）であった。

上述の如く、本発明の塗装方法により、多孔性無機質基
材の気中の湿度変化あるいは吸水・乾燥による膨張・収
縮等の寸法変化が生じても耐汚染性は低下せず同時に耐
エフロレッセンス性・光沢・耐候性等に優れた無機質塗
膜が得られる。

また本発明は、言うまでもなく他の非多孔性無機質基材
すなわち金属、ガラス、陶磁器などのにも適用できる。

金属、ガラス、陶磁器等の場合には、たわみ、曲げ加工
又は熱膨張による寸法変化によるクラック発生が防止で
き、同時に耐エフロレッセンス性、光沢、耐候性等に優
れた無゛機質塗躾が得られる。

但し塗膜性能の試験“方法は次の通りである。

１）　耐水性：２０℃の上水中に２４０時間浸漬２）　
促進耐候性：サンシャインウエザーメー３）　耐沸騰水
性：１００℃の沸騰した上水中に５時間浸漬 ４）　耐エフロレッセンス性：試料の裏面を−調下にお
いて１日放置した後１日風乾 させることを１サイクルとし、１０サイクルを行う。

５）最大クラック幅＝　３ケ月械中放置後、電子６）　
耐汚染性：カーボンプラックを１０％混合したワセリン
を塗り、１日放置後セッ ケン水を浸したカーゼでふき□とる。

７）　光沢：目視 ８）　耐酸性：１０％ＨＣＩ水溶液を１５分間密―９）
　耐アルカリ性＝１０％Ｎａ　ＯＨ水溶液を１５分間密
着 １０）密着性：ゴバン目試験（目数は２Ｘ２１１のちの
を１００個） 手続補正書（１劃 特許庁長官　殿 １　事件の表示　　特願昭５６−２１１６１２号２　発
明の名称　　無機質塗料の塗装方法３　補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 所在地　　　愛知県常渭市鯉江本町３丁目６番地名称　
（０４７）伊奈製陶株式会社 代表者　　　代表取締役　　伊　奈　輝　三４代理人 大阪市北区梅田１丁目２番２−１２００号７　添附書類
の目録 （１）全文訂正明細書（別紙）　　　　　　　　１通（
２）委任状（写）　　　　　　　　　　　　　１通なお
、委任状原本は本日同時提出に係る代理人受任届に添附
済みです。

全　　文　　訂　　正 明　　　細　　　書 １、発明の名称 無機質塗料の塗装方法 ２、特許請求の範囲 １、無機質基材に無機質塗料を塗布する方法において、
水溶性アルカリ金属珪酸塩、変性水溶性アルカリ金属珪
酸塩又はこれらの混合物と比較的多量の硬化剤等とから
成る下塗り用無機質塗料を無機質基材に塗布し、この塗
布によって得られた下塗り塗膜を酸処理後乾燥させるこ
とによって、該下塗り塗膜に極細のクラックを多数形成
させた後、水溶性アルカリ金属珪酸塩、変性水溶性アル
カリ金属珪酸塩又はこれらの混合物と比較的少量の硬化
剤等とから成る上塗り用無機質塗料を前記極細クラック
の形成された下塗り塗膜の上に薄く塗布して仕上り塗膜
を形成することを特徴とする無機質′塗料の塗装方法。

３、発明の詳細な説明 本発明は珪酸カルシウム、石綿セメント等の多孔性無機
質基材又は金属、ガラス等の非多孔性無機質基材の表面
に無機質塗料、殊に水溶性アルカリ金属珪酸塩系の無機
質塗料を塗装する方法に関するものである。

石綿セメント板や珪酸カルシウム板などの無−賀基材は
、不燃性で且つ耐久性に優れている為、広く使用されて
いる。しかし通常これらの材料自体は美粧性に乏しい為
、美粧性が要求される場合には有機質塗料を用いて塗装
仕上げされている。

ところがこの有−賀塗躾は可燃性であり又耐久性に乏し
い為、無機質基材のもつ特徴を著しく損ねる。そこでこ
れらの基材の特徴を生かすことができる不燃性の無機質
塗料が使われるようになった。

しかしながら一般に無機質塗料は、有機質塗料に比べて
耐熱性、不燃性などについては優れているが、可撓性、
光沢平滑性などの点について劣っている。特に石綿セメ
ント板や珪酸カルシウム板のような多孔性の基材は、気
中の湿度変化あるいは吸水、乾燥による膨張、収縮の寸
法変化が大きいのに対し、その上に塗布された無機質塗
膜は可撓性に乏しいため、その寸法変化に充分追随する
ことができず仕上り塗膜面にクラックが発生しやすい。

また一度クラックが発生すると、そのクランクに汚染物
質が浸透付着するので仕上り塗膜面が汚染され、美観が
損われる。

本発明は、仕上り表面に上記の如き欠陥を生じることの
ない優れた無機質塗膜を得る為の無機質塗料の塗装方法
について研究した結果完成したものであり、耐汚染性に
優れた光沢を有する塗膜が得られるとともに耐エフロレ
ッセンス性にも非常に優れた塗膜が得られる極めて有用
な塗装方法である。以下に本発明を詳述すると次のとう
りである。本発明は、無機質基材に無機質塗料を塗布す
る方法において、水溶性アルカリ金属珪酸塩、変性水溶
性アルカリ金属珪酸塩又はこれらの混合物と比較的多量
の硬化剤等とから成る下塗り用無機質塗料を無機質基材
に塗布し、この塗布によって得られた下塗り塗膜を酸処
理後乾燥させることによって、該下塗り塗膜に極細のク
ラックを多数形成させた後、水溶性アルカリ金属珪酸塩
、変性水溶性アルカリ金属珪酸塩又はこれらの混合物と
比較的少最の硬化剤等とから成る上塗り用無機質塗料を
前記極細クラックの形成された下塗り塗膜の上に薄く塗
布して仕上り塗膜を形成することを特徴とするものであ
る。

本発明に言う無機質基材とは、石綿セメント板、石綿パ
ーライト板、珪酸カルシウム板０石綿セメント珪酸カル
シウム板０石膏ボード、モルタル板、コンクリート板、
パルプセメント板、木毛セメント板、ＧＲＣ（ガラス繊
維強化セメント）板、ＣＦＲＣ（カーボン繊維強化セメ
ント）板、ＡＬＣ板、ロックウール無機質成形体などの
多孔性無機質基材は勿論のこと、金属、ガラス、＠器等
の非多孔性無機質基材をも包含する概念で、ある。

本発明における無機質塗料は、一般式Ｍ２０・ｘＳ１０
２・ＹＨ２０（但し、Ｍｕ周期率表１１１１族に属する
アルカリ金属、Ｘ及びＹは正の数である）で表わされる
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１Ｅあるいは、それらの混合物と硬化剤とから構
成され、必要に応じ充填剤及び／又は顔料が添加される
。

前記水溶性アルカリ金属珪酸塩としては、珪酸ナトリウ
ム、珪酸カリウム、珪酸リチウム等があり、Ｘの値は特
に＄１１３１１するものではないが、Ｘの値は２〜５が
造膜性、耐久性等の点から好ましい。Ｙの値についても
特に制限するものではなく、最終的に得られる組成物が
適度な粘性門示し得る範囲、あるいは、該組成物を取り
扱う上において支障がない範囲であればよい。前記変性
水溶性アルカリ金属珪酸塩は、水溶性アルカリ金°属珪
酸塩にマグネシウム、アルミニウム、カルシウム、亜鉛
、ジルコニウム等の多価金属の酸化物、水酸化物、弗化
物、炭酸塩、燐酸塩等の化合物′の１種あるいは２種以
上を溶解反応させたものであり、塗膜の耐水性、耐薬品
性等の改善に寄与する。

上記の水溶″性アルカリ金属珪酸塩あるいは変性水溶性
アルカリ金属珪酸塩を硬化・させるための硬化剤として
は、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等
の多価金属水酸化物や、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、燐酸マグネシウム、燐酸
アルミニウム、燐酸亜鉛等の多価金属燐酸塩、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種あるいは２種以上を用いる。

充填剤としては、珪石、アルミナ、ガラス粉等の粒状物
や、粘土、！ｌ母等の偏平状物又は石綿。

ガラス繊維粉等の繊維状物等がある。

顔料としては、二酸化チタン、ベンガラ、黄鉛、クロム
グリーン、群青、マルスバイオレット。

コバルトブルー、カーボンブラック等がある。

公知の界面活性剤９分数剤、増粘剤等の添加剤を、必要
に応じて添加することも可能である。酸処理に用いる酸
溶液の水素イオン濃度は、ｐＨ０，５〜６の範囲が好ま
しく、予めこの範囲になる様に酸１１度を調整しておく
ことが望ましい。酸としては無機酸及び有機酸の双方又
は一方が使用でき、無Ｉｌｌとしては塩酸、硫酸、硝酸
、塩化アルミニラム、硫酸アルミニウム、第１１１酸ア
ルミニウム、第１燐酸カルシウム、第１燐酸アンモニウ
ム、硝酸アルミニウム等があり、有機酸としては、シュ
ウ酸、クエン酸、酢酸、酒石酸等がある。酸処理にはこ
れらの酸の１種に限らず２種以上併用してもさしつかえ
ない。

次に本発明の塗装方法を記すと、無機質基材に無機質ｉ
料を塗布する方法において、水溶性アルカリ金属珪酸塩
、変性水溶性アル〃り金属珪酸塩又はこれらの混合物と
比較的多量の硬化剤等とから成る下塗り用無機質塗料を
無機質基材に塗布し、この塗布によって得られた下塗り
塗膜を酸処理後乾燥させることによって、該下塗り塗膜
に極細のクラックを多数形成させた後、水、溶性アルカ
リ金属珪酸塩、変性水溶性アルカリ金属珪酸塩又はこれ
らの混合物と比較的委量の硬化剤等とから成る上塗り用
無機質塗料を前記極細クラックの形成された下塗り塗膜
の上に薄＜Ｉａｉして仕上り塗膜を形成することである
。

本発明の要詠は、第２塗膜層の形成前に、予め下塗り塗
膜を酸溶液で酸処理し、酸処理済みの下塗り塗膜層を乾
燥させることによって、該塗膜層に極細のクラックを多
数形成させることにある。

極細クララ゛りの形成メカニズムは次のとうりである。

下塗り塗膜を酸溶液で処理すると、下塗り塗膜中に含ま
れているアルカ“り金属成分が酸により溶出するので該
塗膜にはアルカリ金属成分の溶出によって生じた非常に
小さい空孔が多数生じ、極めてポーラスな塗膜となる。

塗膜表面に残存するＩＩＷＩ液を洗浄除去した後、この
ポーラスな下塗り塗膜を１００℃前後の熱風で乾燥させ
ると、このポーラスな塗膜は収縮し、塗膜全面に略々均
一に分布した極細のクラックが多数形成される。ここに
極細のクラックとは、最大幅が１０μ−以下のクラック
を指す。該極細クラックの深さは下塗り塗膜の全膜厚に
達するものであることが望ましい。このクラックの疎密
は、下塗り塗膜■の表面上め任意の一点と咳点から１−
一離れた任意の点とを結んで得られる１霞１長さの線分
に交叉するクラックの本数によって表現することができ
る。

本発明者らの実験によると、任意方向の線分１１長さ当
り３〜１０本のクラックが交叉する程度のクラック密度
であることが望ましい。

上記の如き極細のクラックを、多数且つ塗膜全面に形成
するためには７、アルカリ金属成分が出来るだけ多量且
つ均一に溶出するようにすることが望ましいので、下塗
り用の無機質塗料には充填剤等の固形物を多く添加して
おき、該塗料の塗布後はこの下塗り塗膜が完全硬化しな
い程度に気中放置や加熱等による硬化工程を行ってから
酸処理を行うことが推奨される。

若しも下塗り塗膜が完全硬化してしまうと、次の酸処理
工程を行ってもアルカリ金属成分の十分な溶出が期待し
難いため、極細のクランクを多数形成することができる
程に充分ポーラスな塗膜が得難いし、逆に下塗り塗膜の
気中放置時間が短ｆ’Ｘ過ぎたり、加熱濃度が低すぎた
りすると、次工程での酸処理時に、アルカリ金属成分だ
！すが溶出するようにすることはできず、下塗り塗膜自
体が激しく溶出するようになり、その結果、塗膜の薄弱
化を生じたり、平滑性を看るしく損ねてしまうからであ
る。もつとも、下塗り塗膜の最適な放置時間や加熱時間
は硬化剤の種類によって変化するものである。例えば、
完全硬化させるのに７２〜２４０峙閤の気中放置を要す
る常温硬化型の硬化剤（酸性金属燐酸塩など）を用いる
場合は、１２〜４８時園程度気中放置することになるし
、完全硬化させるのに２００〜３００℃の加熱を必要と
する加熱硬化型の硬化剤（金属酸化物や金属水酸化物な
ど）を用いる場合は、室１〜２００℃の加熱を行うこと
になる。

従って、下塗り用無機質塗料中に含有されている硬化剤
の種類に応じて、気中放置時間又は加熱温度は、決定さ
れなければならない。また、下塗り塗膜を浸し過ぎるこ
となく、該塗膜中のアルカリ金属成分を出来るだけ多量
に溶出させるためには、酸処理工程で使用する酸溶液の
濃度は０．０１〜１０重置％、液温は室温乃至６０℃の
範囲にあることが望ましい。水素イオン濃度については
前述の如くｐＨｏ、ｓ〜６の範囲にあることが望ましく
、更に欲を言えば、ｐＨ値は、酸処理が行われている間
中、ずっとこの範囲内に維持されていることが望ましい
。酸処理の時間は、各種原料の相違により、１分乃至１
０時間の間で決定される。、３％燐酸アンモニウム（ｐ
Ｈ４，５）を使用する場合は８時間積度の処理時間が最
適である。

酸処理が終了′すると、下塗り塗膜に残存している酸溶
液を水で洗い流した後、１００℃前後の熱風で該塗膜を
乾燥させる。これによりポーラスな下塗り塗膜が収縮し
て、該塗膜に極細のクラックが多数形成される。最後に
、極細クラックの形成されたこの下塗り塗膜の上から上
塗り用無機質塗料を薄く塗布して・、仕上り塗膜を形成
するのであるが、このとき上塗り用無機質塗料は前記極
細クラックの中に流れ込み、この極細クラックを埋める
ように作用する。しかしながら、ここで重要なことは、
上塗り用塗料の塗布厚は決して、前記極細クラックを完
全に埋め尽くしてしまう程に厚いものであってはならな
い、ということである。上塗り用塗料は、前記極細クラ
ックのクラック幅を０．１μｓ〜１μ−程度にまで狭く
する作用を営まねばならないが、これを完全に埋め尽く
してしまうように作用してはならない。このようにコン
トロールされた上塗り用塗料の薄い塗布を行うと、結局
のところ、上塗り用塗料の塗布によって得られる仕上り
塗膜それ自体にも、前記下塗り塗膜の、狭くされた極細
クラックと構造的に上下に重なり合う超極細のクラック
が多数形成され、その結果、下塗り塗膜及び上塗り塗膜
を合わせた塗膜の全厚に及ぶ深さの、幅０．１μ−〜１
μｍの超極細クラックが多数形成されることになる。要
するに、この発明に係る無機質塗料の塗布方法によれば
、塗膜全体が超極細クラックによって、多数の小片に分
割され、各小片同志の連結が断たれた状態になる。従っ
て、無機質基材が気中の湿度変化や吸水、乾燥によって
膨張収縮等の比較的大きな寸法変化を起こしたり、外力
によりたわんだりしたとしても、塗膜自体が超極細クラ
ックによって多数の小片に分断されているため、基材か
ら塗膜に加えられる応力は各小片により分散吸収されて
しまうため、もはや塗膜には新らたな、太い幅のクラッ
クが生じることはない。

このようにして本発明によれば、長年月に亘って太い幅
のクラックの生じない鍵しい塗膜を得ることができるの
である。これらの超極細クラックは、前述した如り０．
１〜１μ■の幅しか有しないため、仕上り塗膜表面を染
料で着色するというような特別の操作をしない限り、肉
眼では見えないから、仕上り塗１Ｉｆｉｉとして通常要
求される美観は決して損われるものでないのみならず、
通常、塗膜汚染の原因となる穫々の粉塵等も到底入り込
めないから、従来の如く、太いクラックを生じそこに汚
染物質が入り込んで美観を損うということもない。

また、本発明によれば、下塗り塗膜中のアルカリ金属成
分が十分に除去され、しかも基材や下塗り塗膜の中に含
まれる。エフロレッセンス成分が仕上り塗膜表面に溶出
するために必要な太い幅の通路（クラック）がほとんど
形成され得ないのであるから、塗膜の耐エフロレッセン
ス性も従来に比して一段と向上するものである。

なお、前記上塗り用塗料は、充填剤や硬化剤の含有量が
出来るだけ少ない方がよい。これらの充填剤・硬化剤が
下塗り用塗料の場合と同じ程度以上に含まれていると、
仕上り塗膜自体の光沢や美観、又は平滑性や耐汚染性に
同一を生ずるからである。もつとも、上塗り用塗料に含
まれる硬化剤の量が不足するために、仕上り塗膜自体の
硬化性が損われるようなことがあってはならないことは
勿論であるから、これを補うため、前記した如く下塗り
用塗料には、予めやや過剰の硬化剤を含有させておく。

このようにしておけば−酸処理済みの下塗り塗膜は極細
クラックを多数有し、しかも内部に未反応の硬化剤を多
く含有しているため、この上に塗布した上塗り塗料の一
部は下塗り塗膜の極細クラックを通って下塗り塗膜層の
内部にまで適度に浸透し、そこで未反応の硬化剤と反応
するので、これによって上塗り塗膜の硬化性はかなりの
程度に補われるのである。

以下に実施例及び比較例によって本発明を更に詳細に説
明する。

〔実施例１〕 （ａ＞下塗り塗膜の形成 下記に示す調合の内、珪酸ナトリウム以外のものをボー
ルミルで１６時ｌｌ１ｍ合し、さらに珪酸ナトリウムを
加えて１０分間攪拌して下塗り用塗料を得た。

く下塗り用塗料の調合〉 珪酸ナトリウム（３号）１００重量部 酸化亜鉛　　　　　　　　　　３５ 珪石粉　　　　　　　　　　　３５ コバルトブルー（顔料）１５ トリポリリン酸ナトリウム　　　２ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１１０この
塗料を珪酸カルシウム板（厚さ３■−）にエアースプレ
ーにより５０μｍの厚さに２回にわけて塗装し１５０℃
で３０分間加熱した。

（、ｂ）酸処理　　　　　　−□゛ （ａ）で得た下塗り塗装板を３０℃　、０．７％のシュ
ウ酸溶液（ｐＨ１）中に５分間浸漬さく　ｃ）仕上り塗
膜の形成 珪酸カリウム（固形分３０％）、　　１００部に対して
炭酸亜鉛（Ｚｏｏとして７０％含有）　　０．４３部を
加−え８０℃で８時＠混合反応させて変性珪酸カリウム
を得た。この変性珪酸カリウムを使って下記に示す調合
物をボールミルで４時閣混合して上塗り用塗料を得た。

〈上塗り用塗料の調合〉 変性珪酸カリウム　　　　　　１００重量部第三り゛ン
酸マグネシウム　　　３ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６０界面
活性剤（５％液）１．に の塗料を（ｂ）で得た一処理済みの＊＊板にエアースプ
レーにより５μｍの厚さに塗装し、２５９℃で３０分間
加熱硬化させた。

〔実施例２〕 実施例１の調合を下記のように変え、同様の工程を経て
２３０℃で３０分間加熱硬化させた。

但し下塗り塗膜は３０μｍ、仕上り塗膜は、２０μ■の
厚さに塗装した。

く下塗り用塗料の調合〉 珪酸ナトリウム（３号）１００重量部 酸化亜鉛　　　　　　　　　　２５ 縮合第１リン酸アルミニウム　５ 二酸化チタン　　　　　　　　１０ 炭酸り≠ラム　　　　　　　　　２ 珪石粉　　　　　　　　　　　２０ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６５く上
塗り用塗料の調合〉 珪酸ナトリウム（３号）１００重量部 酸化亜鉛　　　　　　　　　　１２ ゛縮合第１リン酸アルミニウム　４ 二酸化チタン　　　　　　　　３ アエロジル　　　　　　　　　　１ トリポリリン酸ナトリウム　　　０．５アルミナ粉　　
　　　　　　　　５ オド 界面活性剤（５％液）１．５ 〔実施例３〕 （ａ）下塗り塗膜の形成 下記に示す調合の内、珪酸ナトリウム°、珪酸リチウム
以外のものをボールミルで２４１１１混合し、更に珪酸
ナトリウム、珪酸リチウムを加えて１０分間攪拌して下
塗り用塗料を得た。

〈下塗り用塗料の調合〉 珪酸ナトリウム（１号）　　　　８０重一部珪酸リチウ
ム（固形分２５％）　　２０酸化亜鉛　　　　　　　　
　　１５ 珪弗化ナトリウム　　　　　　１０ 珪石粉　　　　　　　　　　　２５ 二酸化チタン（顔料）１５ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７５こ
の塗料を石綿セメント板（厚さ３−一）にエアースプレ
ーにより５０μ■の厚さに、２＠にわけて、塗装し室中
にｉ１１夜放置した。

（、ｂ）酸処理 ＜　ａ＞で得た下塗り塗装板に０．１％の塩酸溶液＜　
ＯＨ２）をエアースプレーにより全面に吹付け２分間放
置後水洗し乾燥した。

（Ｃ）仕上り塗膜の形成 下記に示す調合の内、珪酸ナトリウム、珪酸リチウム以
外のものをボールミルで４８時間混合し、さらに珪酸カ
リウム、珪酸リチウムを加えて１５分間攪拌して上塗り
用塗料を得た。

〈上塗り用塗料の調合〉 珪酸ナトリウム（３１８０重１部 珪酸リチウム（固形分２５％）２０ 酸化亜鉛　　　　　　　　　　１０ 珪弗化ナトリウム　　　　　　　５ 二酸化チタン（顔料）　　　　　３ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２０こ
の塗料を（ｂ）で得た酸処理済みの塗装板に１７−スプ
レーにより１０μ層の厚さに塗装し、２００℃で３０分
９加熱硬化させた。

〔比較例１〕 実施例１の工程の内（ｂ）　（Ｃ）を省き、２５０℃で
３０分９加熱硬化させた。

〔比較例２〕 実施例１の工程の内（ｂ）を省いて製作した。

〔比較例３〕 実施例１の下塗り用塗料の調合の内、珪石粉の量を１０
１量部に代え−た。

【比較例４〕 下記に示した調合物をボールミルで２峙閤混合して塗布
液を得た。

く調　　合〉 珪酸ナトリウム（３号）　　　　１００層量部酸化亜鉛
　　　　　　　　　　２０ 縮合第１リン酸アルミニウム　５ 炭酸リチウム　　　　　　　　２ ガラス粉　　　　　　　　　　５ ベンガラ（顔料）１０ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｉｏ。

これを珪酸カルシウム板（厚さ３１１　）に工′アース
プレーにより５０μ腸の厚さに塗装し、２ａＯ℃で３０
分９加熱硬化させた。

以上の実施例及び比較例による塗膜の性能を記すと、耐
水性、促進耐候性、耐沸騰水性、耐酸性はすべて実施例
、比較例共に異常なし、密着性も共に　１００％良好、
耐エフロレッセンス性は比較例１．２は特に恩く比較例
３．４はやや悪いが、実施例はすべて異常なし。耐汚染
・性は実施例はすべて異常なしであったが比較例はすべ
て汚れが残り、光沢は比較例１は悪く比較例４はやや悪
いが他はすべて良好であり、平均クラック幅は実施例１
゜２．３が夫々０．４．０．９．０．８　（μｍ）で比
較例１．２．．３．４は夫々９，１０，７．９　（μｍ
）であった。

但し塗膜性能の試験方法は次の通りである。

１）耐水性＝２０℃の上水中に２４０１１　ｆ［浸漬２
）促進耐候性：サンシャインウェザ−メーターで１００
時間照射 ３）耐沸騰水性：　　１００℃の沸騰した上水中に５時
間浸漬 ４）耐エフロレッセンス性：試料の裏面を湿潤下におい
て１日放習した後１日風乾させることを１サイクルとし
、１０サイクルを行う。

５）平均クラック幅：　３ケ月気中放１Ｌ電子顕微鏡に
、より測定 ６）耐汚染性二カーボンブラックを１０％混合したり、
セリンを塗り、１日放置慢セッケン水を浸したガーゼで
ふきとる。

１）光沢：目視による。

８）耐酸性：１０％ＨＣＩ水溶液を１５分閤密着９）耐
７Ａ／カリ性：１０％Ｎａ　ＯＨ＊ｌｌを１５分間密着 １０）密着性：°ゴバン目試験（目数μ２×２−　の−
ものが１００個） 上述の如く、本発明の塗装方法によれば、多孔性無機質
基材に５．気中の湿度変化あるいは吸水・乾燥による膨
張・収縮等の寸法変化が生じても、塗膜面に太いクラッ
クが生じることはなく、従って耐汚染性は低下せず、同
ａｈ一対エフロレッセンス性・光沢・耐候性等にも優れ
た無機質塗膜が得られる。

また本発明は、言うまでもなく他の非多孔性無機質基材
すなわち金属、ガラス、＠器等にも適用できる。金属、
ガラス、磁器等の場合は、たわみ、曲げ加工又は熱膨張
による寸法変化によるクラック発生が防止でき、しかも
耐エフロレッセンス性、光沢、耐候性等に優れた無機質
塗膜が得られる。

以下に、これを示す実施例と比較例を掲げる。

〔実施例４〕 （ａ）下遺り塗膜の形成 下記に示す調合の内、珪酸カリウム以外のものをボール
ミルで１６時間混合し、さらに珪酸カリウムを加えて１
０分間攪拌して下塗り用塗料を得た。

〈下塗り用塗料の調合） 珪酸カリウム（固形分３０％）１００重量部酸化亜鉛　
　　　　　　　　　２５ 珪石粉　　　　　　　　　　　３０ ベンガラ（顔料）１０ アエロジル　　　　　　　　　　１ ピロリン酸ナトリウム　　　　　１ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６５
この塗料を鉄板（厚さ０．３１１）にエアースプレーに
より、約４０μ園の厚さに、２回に分けて塗装し、１６
０℃で１５分間加熱した。

（ｂ）　　酸処理 ＜　ａ＞で得た下塗り塗装板を、４０℃、１％のシュウ
蒙溶液中に５分間浸漬させ、水洗した後１００℃で乾燥
した。

（Ｃ）　　仕上り塗膜の形成 前掲実施例１の（Ｃ）で得たのと同一の上塗り用塗料を
上記（ｂ）で得た酸処理済みの塗装板に、エアースプレ
ーにより約４μ−の厚さに塗布し、２５０℃で２０分図
加熱硬化させた。

〔比較例５〕 実施例４の工程のうち、（ｂ）を省いて製作した。

上記実施例４及び比較例５による塗膜の性能を記すと、
耐水性、促進耐候性、耐沸置水性、耐酸性、密着性、耐
エフＯレッセンス性、耐汚染性。

及び光沢にもいては両者とも良好であった。また平均ク
ラック幅も、実施例４のものは０．４μ■、比較例５の
ものはクラックなしであった。

しかし下記の如き耐屈曲性試験を行ったところ、実施例
４のものは、半径１０１１の屈曲まで異常なく、半径５
１ｍの屈曲によって初めて塗膜の剥離現象が生じたのに
対し、比較例５のものは、半径９０■−の屈曲までは異
常なしであったが、半径８０１−の屈曲で＊＊面に太目
のクラックが生じ、半径１０１■の屈曲で剥離現象を生
じた。

耐屈曲性試験の方法は次の通りである。種々の興なる半
径を有する円柱に、塗膜面が外側になるようにして塗装
板を巻きつけ、塗膜面におけるクラックの発生及び塗膜
自体の剥離の有無を特徴する 特許出願人　　伊奈製陶株式会社 代　理　人　　弁理士　内田敏彦 −４′ｔ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）水溶性アルカリ金属珪酸塩、変性水溶性アルカリ
   金属珪酸−又はこれらの混合物と多価金属酸化物、多価
   金属水酸化物、多価金属炭酸塩又は多価金属リン酸塩等
   の硬化剤から成る無機質塗料を下塗り用塗料として無機
   質基材に塗装し第１閣を得、該第１層が完全に硬化する
   前に酸溶液中へ浸漬するか又は酸溶液を塗布し酸処理を
   施し、数分闇放置後酸を除去し、その後該無機質塗料を
   １盪り用塗料として塗装し第２層を得、しかる後第１層
   、第２層を共に完全に硬化させることを特徴とする無機
   質塗料の塗装方法