(57)【要約】  塗装基材は、物品の塗膜と基材との間、または隣接する塗膜層間の接着性を向上させるために設けられる１つまたは複数の架橋界面域で構成される。塗料組成物は、基材中の架橋分子および／または隣接する塗膜層中の分子と反応し得る少なくとも２つの反応性官能基を有する分子を含有する。架橋界面域により、塗膜と基材との間、および隣接する塗膜層間の接着性が向上する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒドロキシル官能基を含有する基材と、
該基材の少なくとも一部の上に塗装され、その組成物の一部が該基材の表面下領域中に延在している第１の組成物であって、各分子が少なくとも２つの反応性官能基を有し、各官能基が該基材中のヒドロキシル官能基と化学結合を形成し得る、複数の架橋分子を含む第１の組成物と、
該基材の表面下領域中に形成された絡み合いマトリックスを含む第１の架橋界面域であって、前記絡み合いマトリックスが、該基材の表面下領域中に、第１の組成物の該一部中の架橋分子に結合し、架橋されているヒドロキシル官能基を含む、第１の架橋界面域と、
を含む建築用物品。
【請求項２】
架橋分子が、ビニルアルコキシシラン、エポキシ−第３級アミン、エポキシ、金属錯体化合物、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、カルボン酸、ヒドロキシル−カルボン酸、またはこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１に記載の建築用複合物品。
【請求項３】
第１の組成物が、ビニルアルコキシシランシーラーおよび水性アクリル系ラテックス上塗剤から本質的になる、請求項１に記載の建築用複合物品。
【請求項４】
第１の組成物が、水性エポキシシーラーおよび水性アクリル系ラテックス上塗剤から本質的になる、請求項１に記載の建築用複合物品。
【請求項５】
第１の組成物が、希クエン酸プレシーラーおよびスチレン−アクリル系ラテックスシーラーから本質的になる、請求項１に記載の建築用複合物品。
【請求項６】
第１の組成物の少なくとも一部の上に塗装された第２の組成物をさらに含む、請求項１に記載の建築用複合物品。
【請求項７】
第１の組成物と第２の組成物との界面で形成される第２の架橋界面域をさらに含み、第２の組成物中の分子が、第１の組成物中の架橋分子に架橋され、結合している、請求項６に記載の建築用複合物品。
【請求項８】
第２の組成物中の分子が、第１の組成物中の二次官能基に架橋され、結合している、請求項７に記載の建築用複合材料。
【請求項９】
第１の組成物が下塗剤であり、第２の組成物が上塗剤である、請求項７に記載の建築用複合物品。
【請求項１０】
第１の組成物が、カルボン酸プレシーラーを含む、請求項１に記載の建築用複合物品。
【請求項１１】
第１の組成物が、クエン酸プレシーラーを含む、請求項１に記載の建築用複合物品。
【請求項１２】
前記建築用物品が、繊維強化セメント系材料である、請求項１に記載の建築用複合物品。
【請求項１３】
基材が、繊維セメント外装用パネルの一部である、請求項１に記載の建築用複合物品。
【請求項１４】
基材が、繊維セメント羽目板の一部である、請求項１に記載の建築用複合物品。
【請求項１５】
基材が、繊維セメント柱の一部である、請求項１に記載の建築用複合物品。
【請求項１６】
セメントを主に含む第１帯域と、下塗材料を主に含む第２帯域と、その間に介在し、下塗材料の一部および繊維強化セメントから形成される絡み合いマトリックスを含む第１の界面域とを有する建築用複合物品であって、下塗材料が、少なくとも２つの一次官能基を各々有する分子を含み、該一次官能基が繊維強化セメント基材中の官能基と結合して、界面域中で架橋結合を形成している建築用複合物品。
【請求項１７】
下塗材料中の少なくとも２つの二次官能基を第２の塗料中の官能基と架橋させることにより形成される第２の界面域をさらに含み、前記第２の塗料が、下塗材料の上面上に形成されている、請求項１６に記載の建築用複合物品。
【請求項１８】
前記第２の塗料が、下塗材料と異なる組成物を有する、請求項１６に記載の建築用複合材料。
【請求項１９】
外装用パネル、シート、板、額縁、装飾材、囲い、屋根材、厚板、装飾材、シェイク、および管からなる群から選択される、請求項１６に記載の建築用複合物品。
【請求項２０】
第１の界面域が、約０〜５０ミクロン厚である、請求項１６に記載の建築用複合物品。
【請求項２１】
第２の界面域が、約０〜５０ミクロン厚である、請求項１６に記載の建築用複合物品。
【請求項２２】
第１の組成物を基材の外面に塗布し、前記組成物の一部を基材の表面下領域中に制御しながら延在させる段階と、
前記組成物の該一部を表面下領域中の分子と反応させることにより、架橋界面域を形成する段階と
を含む建築用物品を形成する方法。
【請求項２３】
第１の組成物を塗布する段階が、塗料組成物を複数層塗布することを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記塗料組成物が、ビニルアルコキシシラン、エポキシ−第３級アミン、エポキシ、金属錯体化合物、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、カルボン酸、ヒドロキシル−カルボン酸、またはこれらの組合せからなる群から選択される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記塗料組成物が下塗剤組成物を含む、請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
（発明の分野）
本発明は、全般的に、表面塗膜を有する基材、特に、塗膜接着性を向上させるために形成される１つまたは複数の架橋界面域を有する塗装基材に関する。
【０００２】
（関連技術の説明）
様々な塗膜系が、取扱いおよび環境暴露の損傷作用から建築材料などの表面を保護するために開発されてきた。シーラー、下塗剤、タイコート、上塗塗料、色彩塗料、および透明塗料などの保護塗料および化粧塗料は周知である。通常、塗膜は、液体または粉末として固体基材に塗布され、次いで水分、熱、光、放射線および／または化学開始剤によって硬化される。塗膜は、多層として通常塗布され、この各層は、異なる化学組成および化学特性を有する場合が多い。
【０００３】
不都合なことに、建築材料用の従来の塗膜系は、接着不良などの欠点を有することが多い。例えば、塗料とセメント系建築用物品との界面接着強度は、理想に達しないことが多く、結果として全般的な塗装不良が生じる場合がある。さらに、建築用物品上での隣接する塗膜層間の接着力も弱い場合が多いため、塗膜層の分離が生じる場合がある。したがって、本発明の目的は、１つまたは複数の従来技術の欠点を克服するかまたは改良する、塗装基材を製造するシステムおよび方法を提供することである。
【０００４】
（発明の概要）
一態様では、本発明の好ましい実施形態は、ヒドロキシル官能基を含有する基材、該基材の少なくとも一部の上に塗装されている第１の組成物を含み、第１の組成物の一部が該基材の表面下領域中に延在している建築用複合物品を提供する。第１の組成物は、その各分子が少なくとも２つの反応性官能基を有し、この各官能基が該基材中でヒドロキシル官能基と化学結合を形成し得る複数の架橋分子を含むことが好ましい。建築用物品は、該基材の表面下領域中に形成される絡み合いマトリックスを含む架橋界面域をさらに含む。この絡み合いマトリックスは、該表面下領域中に延在する第１の組成物の一部中の架橋分子に結合しこれにより架橋される、該表面下領域中のヒドロキシル官能基を含むことが好ましい。一実施形態では、組成物中の架橋分子は、ビニルアルコキシシラン、エポキシ−第３級アミン、エポキシ、金属錯体化合物、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、カルボン酸、ヒドロキシル−カルボン酸、およびこれらの組合せからなる群から選択できる。別の実施形態では、建築用物品は、第１の組成物の少なくとも一部上に塗装されている第２の組成物をさらに含む。第２の架橋界面域は、第１および第２の組成物の間に形成され、第２の組成物中の分子が、第１の組成物中の架橋分子に結合し、これにより架橋されることが好ましい。
【０００５】
別の態様では、本発明の好ましい実施形態は、主にセメントを含む第１帯域、主に塗料を含む第２帯域、およびこれらの間に介在される界面域を有する建築用複合物品を提供する。この界面域は、塗料およびセメントから形成される絡み合いマトリックスを含むことが好ましい。塗料は、その各々が少なくとも２つの官能基を有する分子を含み、この分子の官能基がセメント中のヒドロキシル官能基と結合してセメント中で架橋結合を形成することが好ましい。一実施形態では、塗料は、次の塗膜層と架橋結合を形成する少なくとも１つの二次官能基をさらに含む。別の実施形態では、塗料は、下塗剤および上塗剤を含む。
【０００６】
さらに別の態様では、本発明の好ましい実施形態は、建築用物品を形成する方法を提供する。この方法は、ヒドロキシル基含有基材に塗料を塗布し、該基材の中へ塗料を制御しながら延在させる段階、および該基材中の塗料を硬化させることによって、塗料により架橋されるヒドロキシル基の３次元網目構造を形成する段階を含む。ヒドロキシル基含有基材には、羽目板、屋根材、囲い、装飾材、額縁、管、敷板、および下地タイルなどの繊維強化セメント複合材建築製品が挙げられる。
【０００７】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
本明細書で使用する場合、用語「架橋される」は、分子間または官能基間に延在する架橋剤に結合することにより共に架橋される２つ以上の分子または官能基を指すものとする。この架橋される官能基は、隣接する分子上または同じ分子上に存在し得るであろう。用語「架橋剤」または「架橋分子」は、その各官能基が、分子同士または官能基同士を共に連結させるために、異なる分子または官能基に結合する、少なくとも２つの反応性官能基を有する分子を指すものとする。
【０００８】
本発明のある種の好ましい実施形態は、塗膜接着性を改良するために形成される１つまたは複数の架橋界面域を有する建築用塗装複合物品を提供する。一実施形態では、第１の架橋界面域は、建築用物品の基材と下塗層との界面で形成される。第１の架橋界面域中では、基材中の分子の一部は、下塗剤中の成分に結合し、これによって架橋される。別の実施形態では、第２の架橋界面域は、下塗層と上塗層との界面で形成される。第２の架橋界面域では、上塗層中の分子の一部は、下塗層中の成分に結合し、これによって架橋される。
【０００９】
建築用物品の基材は、以下のものに限らないが、有機ポリマー、無機ポリマー、木材、紙、厚紙、セメント、繊維強化セメント複合材料などを含めた、種々の異なる材料を包含し得る。いくつかの好ましい実施形態では、建築用物品の基材は、ヒドロキシル官能基を含有し、下塗成分は、基材中のヒドロキシル官能基と共有結合を形成する一次官能基を有することにより、隣接するヒドロキシル基を共に結合させる。一実施形態では、下塗成分は、基材中のヒドロキシル基と反応し得る、１分子当たり少なくとも２つ、好ましくは３つ以上の化学官能基を含有する。下塗剤−基材反応は、縮合反応または付加反応とすることができ、この反応は、周囲条件で、かつ／または加熱下で、かつ／または放射線下で、かつ／または触媒を使用して進行し得る。下塗剤−基材反応は、下塗剤の接着性および耐久性だけでなく、固体基材上の上塗層の構造完全性も高める。
【００１０】
実際には、下塗剤の一部は、下塗剤に含まれる成分が基材中の分子と反応し得るように、基材の細孔および隙間中に延在することが好ましい。いくつかの実施形態では、下塗剤は、基材中に浸透して硬化後に機械的絡み合いも形成する小粒子を含有する。下塗剤と基材の架橋反応にこの機械的絡み合いが加わることによって、下塗剤と基材との界面結合強度は著しく向上し得る。
【００１１】
他の実施形態では、下塗剤中の成分は、上塗剤中の分子と反応し得る、１分子当たり少なくとも１つの、好ましくは２つ以上の二次官能基も含有し得る。上塗剤は、基材のヒドロキシル基と反応する官能基（複数も）を含有してもしなくてもよい。上塗剤と下塗剤との反応の例には、ラジカルグラフト重合反応、縮合型反応または付加型反応が挙げられる。
【００１２】
ある種の実施では、架橋界面域は、下塗層と基材との間に、かつ下塗層と上塗層との間に延在する絡み合いマトリックスとなる。生じた塗装物は、優れた接着性および耐久性を示す、バルクの固体基材から上塗膜層までの１つの統合された３次元網目構造である。
【００１３】
図１は、本発明の好ましい一実施形態の建築用塗装複合物品１００の断面図の概要を例示する。図１に示すように、建築用物品１００は、繊維セメントから主に形成される基材１０２と、下塗膜１０６および上塗膜１０８から形成される外装塗膜１０４と、基材１０２と下塗膜１０６との間に介在される第１の架橋界面域１１０と、下塗膜１０６と上塗膜１０８との間に介在される第２の架橋界面域１１２とを一般に含む。
【００１４】
図１中の建築用複合物品１００の基材１０２は、多孔性および／または親水性であることが好ましい。基材は、約４０体積％〜８０体積％の気孔率を有する低密度繊維セメント板、約２０〜４０体積％の気孔率を有する中密度繊維セメント板、または約２体積％〜２０体積％の気孔率を有する高密度／圧縮繊維セメント板などの種々の異なる材料から作製し得る。以下でより一層詳細に説明するように、架橋界面域１１０の形成を制御するために、機械的処理または化学的処理によっても基材の気孔率を変えることができる。基材は、研磨するか、機械加工するか、化学エッチングするか、またはシラン、ポリシロキサンなどの添加剤で処理してもよい。いくつかの実施形態では、基材１０２には、微小球などの低密度フィラーも、好ましくは約４重量％〜５０重量％、より好ましくは約５重量％〜１０重量％組み込まれる。種々の異なる繊維セメント組成物および繊維セメント基材を作製する方法は、ここでその全体を参照により組み込んだ、オーストラリア国特許ＡＵ５１５１５１、ＰＣＴ出願ＷＯ０１６８５４７、およびＰＣＴ出願ＷＯ９８４５２２２に記載されている用途などのこれらの用途に使用できる。
【００１５】
第１の架橋界面域１１０では、図１に例示される下塗膜１０６は、繊維セメント中の空隙および間隙に浸透し繊維セメントと機械的に絡み合うことにより、下塗膜−基材接着を向上させ環境中の作用物質の進入に対して有効な障壁を付与する、表面下の３次元網目構造を形成することが好ましい。下塗膜１０６の一部は、基材１０２中のセメントおよび／または強化繊維中に存在するヒドロキシル官能基を架橋し得る。一実施形態では、架橋界面域１１０は、約０〜５０ミクロン厚である。別の実施形態では、架橋界面域１１０は、約１０〜５０ミクロン厚である。基材１０２中の架橋界面域１１０は、塗膜接着性および耐久性を全般的に向上させることにより、完成板は、建築用物品の外面上に形成される従来の保護塗膜と比較した場合、劣化および損傷をかなり受けにくくなる。
【００１６】
図１でさらに例示するように、第２の架橋界面域１１２は、下塗膜１０６と上塗膜１０８との界面で形成される。第２の架橋界面域１１２は、下塗膜１０６中の架橋剤により架橋される、上塗膜１０８中の複数の分子を含むことにより、下塗膜および上塗膜を含む３次元マトリックスが形成されることが好ましい。一実施形態では、第２の架橋界面域１１２は、約０〜５０ミクロン厚である。別の実施形態では、第２の架橋界面域１１２は、約１０〜５０ミクロン厚である。第２の架橋界面域１１２は、下塗膜と上塗膜との接着性を高める。上述の発明の概念は、下塗膜および上塗膜に限定されないことも認識されよう。この概念は、種々の異なる塗膜種および塗膜層に適用できる。
【００１７】
以下でより一層詳細に説明することになるように、繊維セメント物品中の架橋界面域は、これに限らないが、分散液または溶液としての塗料を、硬化される繊維セメントマトリックス中に制御された形で塗布することを含めたいくつかの異なる方法によって形成することができる。
【００１８】
図２は、本発明の好ましい実施形態の建築用複合物品を製造するための工程２００を例示する。この例示では、建築用複合物品は、繊維セメントシートである。図２に示すように、工程２００は、ＦＲＣグリーンシートを、公知の繊維セメント組成物および製造技術に従って製造する段階２０２から開始する。一実施形態では、使用する繊維セメント組成物は、全般的に、以下の表１に示す範囲内にある。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
セメントは、通常、普通ポルトランドセメント第１種であり、シリカは、好ましくは約２００メッシュの粉砕石英、または単独で、もしくは組み合わせて、これに十分等しい特性を付与する任意の適切なケイ質材料であってもよい。適切なケイ質材料の例には、以下のものに限らないが、非晶質シリカ、ケイ藻土、もみ殻灰、高炉スラグ、水砕スラグ、鋼スラグ、酸化鉱物、水酸化鉱物、粘土、マグナサイトもしくはドロマイト、ポリマービーズ、金属酸化物および金属水酸化物、またはこれらの混合物が挙げられる。
【００２１】
好ましい繊維には、クラフトパルプおよび亜硫酸パルプ、晒し木材および未晒し木材と非木材セルロース繊維、繊維に分解された（ハンマーミルによって粉砕するかまたは叩解することによる）、ロール状、ベール状パルプを含めた様々な形態のセルロース繊維が挙げられる。しかしながら、他の形態の繊維を使用してもよいことは認識されよう。特に好ましい実施形態では、繊維はセルロース木材パルプである。適切な繊維の他の例は、セラミック繊維、ガラス繊維、鉱物ウール、鋼繊維、およびポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ビスコース、ナイロン、ＰＶＣ、ＰＶＡなどの合成ポリマー繊維、レーヨン、ガラスセラミック、カーボン、またはこれらの任意の混合物である。この繊維には、その全体を参照により本明細書に組み込んだ、ＰＣＴ特許出願ＷＯ０２２８７９６およびＷＯ０２２８７９５に開示されている繊維などの加工（ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ）セルロース繊維も含めてもよい。
【００２２】
以下のものに限らないが、密度調節剤、分散助剤、シリカフューム、地熱シリカ、難燃剤、殺虫剤、増粘剤、顔料、着色剤、分散剤、発泡剤、凝集剤、防水剤、有機系密度調節剤、アルミニウム粉末、カオリン、アルミナ三水和物、マイカ、メタカオリン、炭酸カルシウム、ケイ灰石、ポリマー樹脂エマルジョン、またはこれらの混合物を含めた追加の添加剤を、繊維セメント組成物中に適宜組み込んでもよいことも注目すべきである。
【００２３】
好ましい１つの方法では、シートは、ハチェック法を使用して作製される。ハチェック法は当技術分野で公知であるように、ハチェック法では、所望のシート厚が得られるまで吸収性コンベア上に脱水スラリーを複数域堆積させるために、回転ドラム式ふるい装置が使用される。しかしながら、グリーンシートは、押出法、マッザ（ｍａｚｚａ）法、マグナーニ（ｍａｇｎａｎｉ）法およびロールプレス法などの他の公知の方法を使用して作製してもよいことは認識されよう。次いで、グリーンシートを、段階２０４で硬化する。硬化処理は、オートクレーブ内で行うかまたは空気硬化処理を含めた任意数の他の従来技術を使用して行うことができる。
【００２４】
硬化処理が終わると、このシートは、通常、段階２０６で、特定の手段で定寸切断し、シートの縁は、エッジルーターを使用して正確な寸法に揃えてこの縁を適宜トリミングする、従来のシート仕上げラインに通すことによって仕上げる。仕上がった繊維セメントシートを、シート仕上げラインから出てきた際に、積み重ねて置く。
【００２５】
段階２０８では、下塗剤組成物を、各繊維セメントシートの外面に塗布する。下塗剤組成物の一部は、外面から繊維セメントマトリックス中に延在し、その中の空隙および間隙を満たし、繊維セメントに直接接触する。本発明の好ましいいくつかの形態では、下塗剤組成物を、仕上がった繊維セメントシートの６つの面全部（２つの主要面である表面および堆積面と４つの縁）に塗布する。この塗布は、まず、繊維セメントシートの束の縁上に下塗剤を手動ロール塗布するかまたはスプレーし、次いで個別に、従来のロールコーターを使用して繊維セメントシートの表裏面上に下塗剤をロール塗布することによってなされてもよい。あるいは、下塗剤組成物を、スプレー、真空塗布、ダイレクトロールコーティング、流し塗り、はけ塗り、カーテン塗布または粉体塗布などの他の従来の方法によって塗布してもよい。塗布厚は、約５〜５０ミクロンの範囲内であることが好ましい。
【００２６】
一実施形態では、下塗剤組成物は、ビニルアルコキシシランシーラーおよび水性アクリル系ラテックス上塗剤を含む。別の実施形態では、下塗剤組成物は、ビニルアルコキシシランシーラーおよび水性アクリル系ラテックス上塗剤から主になる。さらに別の実施形態では、下塗剤組成物は、希クエン酸プレシーラーおよびスチレン−アクリル系ラテックスシーラーを含む。ある種の実施形態では、下塗剤組成物は、希クエン酸プレシーラーおよびスチレン−アクリル系ラテックスシーラーから主になる。他の実施形態では、下塗剤組成物は、カルボン酸プレシーラーおよび／またはクエン酸プレシーラーを含み得る。
【００２７】
好ましい実施形態では、下塗剤組成物を、繊維セメント表面に直接塗布し、繊維セメントシートまたは基材中へ制御される形で移行させることにより、架橋界面域を形成する。ある種の実施形態では、欠陥のない連続膜を、繊維セメントにワンパス塗布する。他の実施形態では、下塗剤組成物の制御される移行を促進するために、繊維セメントシートの表面をさらに処理する。基材への下塗剤成分の移行に影響を与える、基材の気孔率に影響を及ぼすために、機械的処理および化学的処理を施してもよい。繊維セメントの表面は、架橋剤を塗布する前に、研磨し、機械加工し、化学エッチングしてもよく、これらは、架橋界面域の厚みを増し均一性を向上させる作用を有し得る。
【００２８】
図２にも示されるように、工程２００は、段階２１０によって続き、この段階では、繊維セメントシートまたは基材中に延在する下塗剤組成物の一部が、基材中のヒドロキシル基と反応して、ヒドロキシル基およびこれと結合する分子を架橋する。一実施形態では、下塗剤組成物は、下塗剤中の分子が基材中のヒドロキシル官能基に結合しこれと連結する架橋剤として作用することにより、基材と下塗膜との間に架橋界面域が形成されるように処方される。架橋反応は、自己誘発するかまたは熱、水分、放射線もしくは他の方法によって誘発し得る。
【００２９】
ある種の好ましい実施形態では、工程２００は、段階２１２によって続き、この段階では、上塗剤は、当技術分野で知られる方法を使用して下塗膜組成物に塗布される。一実施形態では、塗膜層は、スプレー、真空塗布、ダイレクトロールコーティング、流し塗り、はけ塗り、カーテン塗布またはロールコーティングなどの方法を使用して下塗膜組成物の上面に塗布される。上塗膜は、下塗膜組成物中の架橋剤により架橋し得る、分子または官能基を含有することが好ましい。一実施形態では、上塗膜の一部が、下塗膜中に延在し、この中の分子が、下塗膜中に存在する架橋剤により段階２１４にて架橋されることによって、第２の架橋界面域が形成される。ある種の実施形態では、段階２１０および２１４は、下塗剤組成物と上塗剤との双方がＦＲＣ基材に塗布された後に同時に実施できる。
【００３０】
本発明の好ましい実施形態を、以下の例示的実施例を参照してさらに説明する。
【００３１】
実施例１−繊維強化セメント基材と架橋可能な塗料組成物。この塗料組成物は、ビニルアルコキシシランシーラーおよび水性アクリル系ラテックス上塗剤を含む。
【００３２】
実施例１は、繊維強化セメント組成物と架橋可能な、好ましい一実施形態の塗料組成物を例示し、架橋可能な塗料組成物を繊維セメント基材上に塗布する方法も例示する。この塗料組成物は、ビニルアルコキシシランシーラーおよび水性アクリル系ラテックス上塗剤を含んでいた。ビニルアルコキシシランシーラーは、Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から入手した、固形分約１００％のビニルトリエトキシメトキシシランであった。水性アクリル系ラテックス上塗剤は、Ａｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  ＬＬＣから入手した、２，５−ジメチル−２，５−ジ−（２−エチルヘキサノイルペルオキシ）ヘキサン液状ラジカル開始剤、Ｔｒｉｇｏｎｏｘ  １４１を添加した、Ｖａｌｓｐａｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手したアクリル系のＣｏｌｏｒＰｌｕｓであった。Ｔｒｉｇｏｎｏｘ  １４１は、約５０〜５４％の固形分を含有するアクリル系ラテックス樹脂に対して約１〜２％で添加した。このアクリル系上塗剤は、約２〜４％のポリカルボジイミド架橋剤も含んでいた。
【００３３】
３’’×３’’に予め切断し、約１８〜２２％の板含水率に予め平衡化させ、約１３０〜１４０Ｆの板温に予熱した繊維強化セメント試料板を、ビニルトリエトキシメトキシシランを使用して、約０．７〜１．０ミルの膜厚でシールした。シーラーの量は、精度±０．０１ｇの化学天秤上で調整した。次いで、シールした試料を室条件で２４時間硬化させて、ビニルトリエトキシメトキシシランを繊維セメント基材と結合／架橋させた。次いで、２４時間後、ビニルトリエトキシメトキシシランでシールした繊維セメント板をアクリル系塗料で２層上塗りして、約１ミルの乾燥膜厚を得た。第１の上塗層を、板表面温度が約１２０〜１４０Ｆに達するまで送風式オーブン中で硬化させ、一方、第２の上塗層を、板表面温度が約１７０〜１８０Ｆに達するまで硬化させた。アクリル系ポリマー鎖間の自己架橋反応を増速するために、また、ビニルトリエトキシメトキシシランシーラーとアクリル系上塗剤とのラジカルグラフト共重合反応を促進するためにも熱硬化を採用した。塗膜が一旦完成したら、塗装板を、各検査／各試験の間に、追加で２４時間、室温条件でさらに平衡化／硬化させた。
【００３４】
硬化後の２４時間、塗膜は完全に乾燥しており非粘着性であった。倍率１００×の顕微鏡下では、塗膜は、平坦で、ピンホールも亀甲割れも膨れもないように見られた。乾燥した塗装板上でのテープ接着性試験（広幅マスキングテープ３Ｍ  Ｓｃｏｔｃｈ  Ｆｌａｔ  Ｂａｃｋ  １’’を使用する）の結果、塗膜剥がれはなかったことから、架橋反応による、繊維セメント基材に対する塗膜の優れた接着性が示唆される。未乾燥塗装板（室温条件で水道水中に２４時間浸漬後）上での同じテープ接着性試験では、塗膜剥がれが、（試験した全塗装面積に対して）約０〜５％しかない優れた接着性が確認された。さらに、意外にも、未乾燥塗装板のテープ接着による剥がれは、５０サイクルの凍結融解後でさえ約１０〜１５％しかなかった。架橋剤のないシーラーで塗装した対照試料であれば、乾燥状態および未乾燥状態でのテープ接着性試験においてそれぞれ２０％および４０％の塗膜が剥がれよう。塗膜の５０〜７０％は、５０サイクルの凍結／融解試験後に剥離されよう。表１に、対照シーラーの塗膜接着性と比較した、一実施形態の塗膜接着性の結果を示す。
【００３５】
【表２】
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【００３６】
実施例２−繊維強化セメントと架橋可能な塗料組成物。この塗料組成物は、水性エポキシシーラーおよび水性アクリル系ラテックス上塗剤を含む。
【００３７】
実施例２は、架橋繊維セメント基材に適する別の好ましい実施形態の塗料組成物および架橋剤を含有する組成物を繊維セメント基材上に塗装する方法を提示する。塗料組成物は、エポキシ−第３級アミンエマルジョンシーラーおよびアクリル系ラテックス上塗剤を含んでいた。水性シーラー混合物は、Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓから入手される第３級ポリアミン触媒ＰＯＬＹＣＡＴ  ４１をＡｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓから入手されるエポキシエマルジョン樹脂ＡＮＣＡＲＥＺ  ＡＲ５５０中に混合することによって調製した。ＰＯＬＹＣＡＴ  ４１触媒は、固形分約５７％のエポキシを含有するＡＮＣＡＲＥＺ  ＡＲ５５０樹脂に２〜１０％で普通添加した。上塗剤は、約２〜４％のポリカルボジイミド架橋剤を併せた、約５０〜５４％の固形分を含有するアクリル系ラテックス塗料であった。アクリル系ポリマー鎖は、エポキシシーラーと架橋可能なカルボン酸末端基も含んでいた。
【００３８】
エポキシ−第３級アミンシーラーおよびアクリル系ラテックス上塗剤を使用して繊維セメント基材を架橋する塗膜を作製する好ましい手順は、以下のように進めることができる。まず、ＡＮＣＡＲＥＺ  ＡＲ５５０およびＰＯＬＹＣＡＴ  ４１のエマルジョン混合物を、３’’×３’’に予め切断した繊維セメント板上にはけ塗りし、予め浸漬して含水率約２０％にし、約１３０〜１４０Ｆまで予熱することにより、約０．６〜０．８ミルの乾燥膜厚を得た。このシーラーを、約２０〜３０秒間浸漬させ、次いで、板表面温度が約１７０〜１８０Ｆに達するまで硬化した。次いで、シールした試料を、周囲条件下で室温まで冷却した後、実施例１に示したアクリル系上塗剤と同じもので２層塗布した。上塗剤の自己架橋反応を増速するために、また、エポキシシーラーとアクリル系上塗剤との結合／架橋反応を促進するためにも熱硬化を使用した。塗膜が一旦完成したら、塗装板を、検査／試験前に追加で１週間、室温条件でさらに平衡化／硬化させた。
【００３９】
検査によれば、繊維セメント基材上に、平坦で、非粘着性の塗膜が見られた。さらに、ピンホールも亀甲割れも膨れも検知されなかった。
【００４０】
テープ接着性試験によれば、繊維セメント基材に対する架橋塗膜の優れた接着性が示された。乾燥板および未乾燥板の双方に関し、凍結融解前の塗膜剥がれは認められなかった。意外にも、１００サイクルの凍結融解後でさえ、剥がれは存在しなかった。表２に、対照シーラーの塗膜接着性の結果と比較した、一実施形態の塗膜接着性の結果を示す。
【００４１】
【表３】
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【００４２】
実施例３−水性エポキシシーラーおよび水性アクリル系ラテックス上塗剤を含む、繊維強化セメントと架橋可能な塗料組成物。
【００４３】
実施例３は、異なる水性エポキシシーラーおよびアクリル系上塗剤を基剤とする架橋可能な塗料組成物のさらに別の好ましい実施形態を提示する。本実施例では、水性エポキシシーラーは、Ｄｅｇｕｓｓａから入手される約２〜５％のグリシドキシプロピルトリメトキシシランＤＹＮＡＳＹＬＡＮおよびＡｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓから入手される約１〜３％のポリアミン硬化剤ＡＮＱＵＡＭＩＮＥ  ４０１をＡＮＣＡＲＥＺ  ＡＲ５５５０エポキシ樹脂に添加することによって調製した。本実施例で使用されるアクリル系上塗剤は、実施例２で使用したものと同等であった。塗膜および試験手順は、実施例２に例示したものと同様に行った。
【００４４】
実施例２の膜と同様に、また、平滑で、非粘着性で、欠陥のない膜が得られた。しかしながら、未乾燥繊維セメント基材上のこの新規の架橋塗膜が、２６０サイクルの凍結融解後でさえ剥がれがなくテープ接着性試験に完璧に合格したことは注目に値する。表３に、対照シーラーの塗膜接着性と比較した、一実施形態の塗膜接着性の結果を示す。
【００４５】
【表４】
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【００４６】
実施例４−弱いカルボン酸プレシーラー、スチレン−アクリルラテックスシーラーおよびアクリル系ラテックス上塗剤を含む、繊維強化セメントと架橋可能な塗料組成物。
【００４７】
実施例４は、汎用のセメントおよび特殊な繊維強化セメント複合材と架橋可能な好ましいさらに別の塗料組成物を開示する。この塗料組成物は、プレシーラーとしてのクエン酸の希薄水溶液およびシーラーとしてのスチレン変性アクリル系ラテックスを含んでいた。この塗料組成物は、上塗剤としてのアクリル系塗料も含んでいた。この水性クエン酸シーラーは、ＥＭＤ  ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手される固体の無水クエン酸を水道水中に約７〜１２％溶解させることによって調製した。このスチレン変性アクリル系シーラーを、水道水で希釈して、固形分１５〜２５％とした。本実施例で使用する上塗剤は、実施例２で使用したものと同様であった。
【００４８】
架橋可能な塗料は、まず、繊維セメント試料を水性酸シーラーでプレシールし、このプレシール試料を、約３５０Ｆ以上の温度で、４５分間対流空気中で硬化させることによって作製した。クエン酸の通常の乾燥膜厚は、約０．２５〜０．４５ミルであった。熱硬化時間の後、クエン酸は、酸−塩基反応および／またはカルボン酸−ヒドロキシル縮合反応を経て繊維セメント材料と完全に反応／架橋すると予想された。プレシールした板を、約１３０〜１４０Ｆまで一旦冷却して、乾燥膜厚約０．６〜０．８ミルとなるようにこのシーラー上にはけ塗りし、約１〜２分間浸漬した。次いで、アクリル系上塗剤を、２層塗布し、実施例２に示す手順と同様に硬化させた。
【００４９】
生じた塗膜は、平滑で、非粘着性であり、膜欠陥がなかった。架橋塗膜は、繊維セメント基材と強く接着し、乾燥状態および未乾燥状態の塗装板上でのテープ接着による剥がれは双方ともなかった。この塗膜は、７５サイクルの凍結融解後でさえ、未乾燥状態での接着による剥がれ（未乾燥板上でのテープ接着性試験）が示されなかったことがより優れている。表４に、対照シーラーを使用する試験結果と比較した、クエン酸プレシーラーを使用する、一実施形態の塗膜接着性試験の結果を示す。
【００５０】
【表５】
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【００５１】
本実施例でのクエン酸は、繊維強化セメント基材とスチレン化アクリル系シーラーとの架橋剤としての役割を果たす。ある種の好ましい実施形態では、架橋可能な組成物としてクエン酸プレシーラーを塗布することにより、特に研磨した繊維セメント基材に対する優れた塗膜接着性が有利に得られる。
【００５２】
架橋可能な界面域の存在は、凍結／融解サイクル後の基材に対する塗膜接着性の向上と相関する。この塗膜は、続く塗膜層中のポリマーと結合を形成し得る架橋剤も含有する。本発明の好ましい実施形態の建築用塗装複合製品は、従来の表面塗料を使用して調製された同様のシートと比較して、塗膜と基材との間で、また各塗膜層間でも改良された接着性を付与することが有利である。架橋界面域を加えることにより、乾燥状態および未乾燥状態での優れた塗膜接着性、既存の繊維セメント製品と比較した場合の、風化、特に凍結／融解による損傷の低減傾向、改良された耐熱性、靭性、耐引掻性および耐衝撃性、優れた耐酸性および耐アルカリ性と耐化学性が複合物品に付与される。
【００５３】
前述の、本発明の好ましい実施形態の説明を示し、記述し、これにより本発明の新規の基本的特徴を示してきたが、例示される、本発明の細目およびこの使用の形態での様々な省略、代用、および変更を、本発明の趣旨から逸脱することなく当業者が行ってもよいことは理解されよう。特に、本発明の好ましい実施形態が、これ自体、これにより作製される物品の最終的な使用に適するような他の形および構成で明示し得ることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】建築用物品の基材と外装塗膜との間に形成される第１の架橋界面域、および塗膜層同士により形成される第２の架橋界面域を示す、好ましい一実施形態の建築用塗装複合物品の断面図である。
【図２】図１の建築用塗装複合物品を形成する工程を説明する工程図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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