(57)【要約】【課題】表面に高強度で耐候性や耐摩耗性に優れた塗膜を有する高耐久性塗膜構成体を製造するための簡便な方法を提供する。【解決手段】少なくとも、セメント系基板の表面に、樹脂成分のＴｇが２０〜７０℃であるアクリルエマルジョン塗料を塗布し、１５０℃以上でオートクレーブ養生する。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、セメント系基板の表面に、樹脂成分のＴｇが２０〜７０℃であるアクリルエマルジョン塗料を塗布し、１５０℃以上でオートクレーブ養生することを特徴とする高耐久性塗膜構成体の製造方法。
【請求項２】
アクリルエマルジョン塗料は、水溶性熱架橋剤を含有するものとする請求項１の高耐久性塗膜構成体の製造方法。
【請求項３】
アクリルエマルジョン塗料における樹脂成分は、２種以上の反応性官能基を有するものとする請求項１または２のいずれかの高耐久性塗膜構成体の製造方法。
【請求項４】
アクリルエマルジョン塗料における樹脂成分は、２４時間吸水率が５  ％以下のものとする請求項１ないし３のいずれかの高耐久性塗膜構成体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、外装材等として使用される高耐久性塗膜構成体の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、高い強度を有し、耐候性や耐摩耗性に優れた高耐久性塗膜構成体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、外壁材、屋根材等の外装材として、表面に柄、目地等の凹凸模様、着色等を施したセメント系基板が提供されている。また、このようなセメント系基板には、通常、意匠性や耐候性を向上させる目的で塗装が施されている。このような塗装には、耐タレ性に優れ取り扱いが容易な点、高光沢、高耐候性の塗膜を形成できる点などから、アクリルエマルジョン塗料が一般的に選択、使用されている（例えば、特許文献１〜３）。
【０００３】
アクリルエマルジョン塗料の硬化では、一般に樹脂成分の化学反応による架橋特性よりも樹脂成分粒子の融着特性が強く反映されるが、高温焼付けにより硬化する焼付け型のアクリルエマルジョン塗料は、粒子融着を促進させると共に架橋反応を進行させ、強固な塗膜を形成できる。したがって、アクリルエマルジョン塗料のなかでも焼付け型の硬化形式を示すものを塗布し、熱風乾燥炉、赤外線乾燥炉等で焼付けを行うことにより塗膜を得る方法が提案されている（特許文献３）。しかし、このような乾燥炉を用いる方法では、製造工程が煩雑になるという問題があった。
【０００４】
一方、外装材の製造においては、その強度を高めるために、通常、セメント系基板を高温、高圧下で硬化させるオートクレーブ養生が行われている。
【０００５】
そこで、セメント系基板にアクリルエマルジョン塗料を塗布した後、オートクレーブ養生し、セメント系基板の硬化と同時に成膜を進行させて塗膜構成体を得る方法が提案された。このような方法では、オートクレーブ養生においてアクリルエマルジョン塗料が長時間高温、高圧下に曝されることから、アクリルエマルジョン塗料中の樹脂成分の融着と架橋が十分に進行し、強固で均一な塗膜を表面に有する塗膜構成体が得られると考えられた。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１７１６６６号公報
【特許文献２】
特開２０００−２１０６１９号公報
【特許文献３】
特開２００１−４７５４７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような方法によって得られた塗膜構成体では、塗膜が白濁し、耐摩耗性や耐候性の低下も見られたのが実情である。これは、アクリルエマルジョン塗料中の乳化剤や樹脂成分中の親水性基が、高温、高圧の水蒸気に接触し、再乳化や吸水が起こるためと考えられた。
【０００８】
そこで、この出願の発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、従来技術の問題点を解消し、表面に高強度で耐候性や耐摩耗性に優れた塗膜を有する高耐久性塗膜構成体を製造するための簡便な方法を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、第１には、少なくとも、セメント系基板の表面に、樹脂成分のＴｇが２０〜７０℃であるアクリルエマルジョン塗料を塗布し、１５０℃以上でオートクレーブ養生することを特徴とする高耐久性塗膜構成体の製造方法を提供する。
【００１０】
また、この出願の発明は、第２には、アクリルエマルジョン塗料が、水溶性熱架橋剤を含有するものである前記の高耐久性塗膜構成体の製造方法を提供する。
【００１１】
さらに、この出願の発明は、第３には、アクリルエマルジョン塗料における樹脂成分が、２種以上の反応性官能基を有するものである前記いずれかの高耐久性塗膜構成体の製造方法を提供する。
【００１２】
そして、この出願の発明は、第４には、アクリルエマルジョン塗料における樹脂成分を、２４時間吸水率が５  ％以下のものとする前記いずれかの高耐久性塗膜構成体の製造方法をも提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この出願の発明の高耐久性塗膜構成体の製造方法は、少なくとも、セメント系基板の表面に、樹脂成分のＴｇが２０〜７０℃であるアクリルエマルジョン塗料を塗布し、１５０℃以上でオートクレーブ養生することを特徴とするものである。
【００１４】
このとき、セメント系基板はどのようなものであってもよく、その組成や大きさ、強度、製造方法等はとくに限定されない。例えば、セメント成分を固形分として含有する原料スラリーを、抄造、押出しまたは注型し、得られた湿潤板を成形したもの等が挙げられる。
【００１５】
この出願の発明の高耐久性塗膜構成体の製造方法では、セメント系基板に塗布されるアクリルエマルジョン塗料は、Ｔｇが２０〜７０℃の樹脂成分を含有するものであればよく、このような樹脂成分は、１種類のホモポリマー（例えば、ポリメタクリル酸メチル）からなるものであっても、２種以上のメタクリル酸やアクリル酸の共重合体（例えば、メチルメタクリレート−ブチルアクリレートコポリマー）、あるいはメタクリル酸やアクリル酸とその他のモノマーの共重合体（例えば、メチルアクリレート−エチレンコポリマー）からなるものであっても、複数種のホモポリマーやコポリマーの混合物からなるものであってもよい。また、樹脂成分中のアクリル酸やメタクリル酸は各種の置換基を導入した変性アクリル酸や変性メタクリル酸であってもよい。
【００１６】
アクリルエマルジョン塗料中の樹脂成分のＴｇが２０℃未満の場合には、オートクレーブ養生工程において１５０℃以上の高温に曝された際に軟化し、吸水、白化するため好ましくない。一方、アクリルエマルジョン塗料中の樹脂成分のＴｇが７０℃より高い場合には、樹脂成分の融着促進、硬化が困難となり、得られる塗膜の強度や耐候性が低下するため、好ましくない。
【００１７】
また、この出願の発明の高耐久性塗膜構成体の製造方法では、セメント系基板に塗布されるアクリルエマルジョン塗料中の樹脂成分は、２種以上の反応性官能基を有するものであることが望ましい。アクリル系樹脂は一般に多くのカルボニル基（＞Ｃ＝Ｏ）やカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を有することから、樹脂成分がさらにこれらと反応できるヒドラジド基、アジリジン基、オキサゾリン基、エポキシ基、アミノ基等を有すれば、オートクレーブ養生時に自己架橋反応が進行し、さらに強固で耐摩耗性に優れた塗膜が形成され、好ましい。
【００１８】
さらに、この出願の発明の高耐久性塗膜構成体の製造方法では、セメント系基板に塗布されるアクリルエマルジョン塗料は、樹脂成分が２種以上の反応性官能基を有しない場合、あるいは樹脂成分が２種以上の反応性官能基を有するとき、同時に、水溶性熱架橋剤を含有するものであることが望ましい。水溶性熱架橋剤としては、常温では反応せず、１００℃以上の高温で長時間かけて架橋反応するものが好ましく、具体的には、水溶性エポキシ、水溶性メラミン樹脂、ソルビタン系等が例示される。このような水溶性架橋剤を用いることにより、樹脂成分の融着ととも架橋反応が進行し、耐摩耗性や耐候性の高い塗膜が得られる。なお、この出願の発明の高耐久性塗膜構成体の製造方法では、乳化剤として作用する水溶性熱架橋剤や乳化剤を含有する水溶性熱架橋剤は、高耐久性塗膜構成体における塗膜の白濁を生じさせたり強度を低下させたりする場合があるため、水溶性熱架橋剤として好ましくない。
【００１９】
この出願の発明の高耐久性塗膜構成体の製造方法では、前記のとおり、セメント系基板に塗布されるアクリルエマルジョン塗料中の樹脂成分のＴｇが２０〜７０℃であれば、塗膜の吸水や白化が起こらず、耐久性の高い塗膜が得られるが、さらに、樹脂成分の２４時間吸水率を５  ％以下とすることにより、オートクレーブ養生における白化を効果的に防止でき、好ましい。
【００２０】
以上のとおりのこの出願の発明の高耐久性塗膜構成体の製造方法では、アクリルエマルジョン塗料の塗布方法はとくに限定されない。刷毛、ローラー、スプレー、シャワー、カレンダーコート等の一般的な方法でセメント系基板表面に塗布することができる。
【００２１】
なお、この出願の発明の高耐久性塗膜構成体の製造方法は、少なくともセメント系基板の表面に、樹脂成分のＴｇが２０〜７０℃であるアクリルエマルジョン塗料を塗布し、１５０℃以上でオートクレーブ養生することにより、セメント系基板表面に耐久性の高い塗膜を形成するものであるが、それ以外の工程についてはとくに限定されるものではない。例えば、樹脂成分のＴｇが２０〜７０℃であるアクリルエマルジョン塗料を塗布する前にシーラー塗装を施したり、樹脂成分のＴｇが２０〜７０℃であるアクリルエマルジョン塗料を塗布した後に無機粉体を散布し、オートクレーブ養生を行ったり、得られた高耐久性塗膜構成体の表面に、さらに上塗り化粧塗装を施したりしていてもよい。
【００２２】
以上のとおりのこの出願の発明の高耐久性塗膜構成体の製造方法では、セメント系基板表面に塗布されるアクリルエマルジョン塗料中の樹脂成分が２０〜７０℃のＴｇを有するため、アクリルエマルジョン塗料を塗布した後にオートクレーブ養生しても、樹脂成分が吸水することなく硬化する。したがって、白化のない、耐摩耗性や耐候性に優れた均一な塗膜が形成される。
【００２３】
以下、実施例を示し、さらにこの出願の発明の高耐久性塗膜構成体の製造方法について説明する。もちろん、この出願の発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については、様々な態様が可能であることは言うまでもない。
【００２４】
【実施例】
以下の実施例において、セメント系基板としては、普通ポルトランドセメント、珪石粉、珪砂、パルプおよび水を混合した水性スラリーを抄造し、得られた湿潤シートをプレス成形した後、積載、自然養生したものを用いた。
＜実施例１＞
セメント系基板に、ポリメチルメタクリレート／ポリブチルアクリレート（ＭＭＡ／ＢＡ）（Ｔｇ＝２０℃）を樹脂成分し、その２４時間吸水率が２  ％であるアクリルエマルジョン塗料を塗布した。塗布直後の塗膜について強度および透湿抵抗を測定した。
【００２５】
さらに、１７０℃のオートクレーブで養生し、架橋された塗膜について、強度と透湿抵抗を測定した。また、塗膜の白化を目視にて確認した後、耐摩耗性、耐紫外線クラックを評価した。
【００２６】
結果を表１に示した。
【００２７】
なお、強度と透湿抵抗は、実施例１の結果を１００としたときの相対値として示した。また、白化については、○（なし）、△（若干あり）、×（白濁）とし、耐摩耗性については、◎（高い）、○（良好）、×（低い）、耐紫外線クラックについては、○（高い）、×（低い）として示した。
＜実施例２＞
樹脂成分のＴｇを４０℃、２４時間吸水率を１０  ％とした以外は、実施例１と同様の方法により高耐久性塗膜構成体を製造し、オートクレーブ養生前の塗膜の強度と透湿抵抗、およびオートクレーブ養生後の塗膜の強度と透湿抵抗を測定した。また、白化状態、耐摩耗性、耐紫外線クラックを評価した。
【００２８】
結果を表１に示した。
＜実施例３＞
樹脂成分のＴｇを６０℃、２４時間吸水率を５  ％とした以外は、実施例１と同様の方法により高耐久性塗膜構成体を製造し、オートクレーブ養生前の塗膜の強度と透湿抵抗、およびオートクレーブ養生後の塗膜の強度と透湿抵抗を測定した。また、白化状態、耐摩耗性、耐紫外線クラックを評価した。
【００２９】
結果を表１に示した。
＜実施例４＞
樹脂成分のＴｇを４０℃、２４時間吸水率を３  ％とし、水溶性熱架橋剤としてソルビトールとポリグリシジルエーテル（水溶性エポキシ）を添加したアクリルエマルジョン塗料を用いて、実施例１と同様の方法により高耐久性塗膜構成体を製造し、オートクレーブ養生前の塗膜の強度と透湿抵抗、およびオートクレーブ養生後の塗膜の強度と透湿抵抗を測定した。また、白化状態、耐摩耗性、耐紫外線クラックを評価した。
【００３０】
結果を表１に示した。
＜実施例５＞
樹脂成分を、Ｔｇ７０℃、２４時間吸水率５  ％のポリメチルメタクリレート／ブチルアクリレート／アクロレインとし、水溶性熱架橋剤としてアジピン酸とジヒドラジドを添加したアクリルエマルジョン塗料を用いて、実施例１と同様の方法により高耐久性塗膜構成体を製造し、オートクレーブ養生前の塗膜の強度と透湿抵抗、およびオートクレーブ養生後の塗膜の強度と透湿抵抗を測定した。また、白化状態、耐摩耗性、耐紫外線クラックを評価した。
【００３１】
結果を表１に示した。
＜比較例１＞
水溶性アクリル系樹脂塗料における樹脂成分のＴｇを１０℃とした以外は、実施例１と同様の方法により高耐久性塗膜構成体を製造し、オートクレーブ養生前の塗膜の強度と透湿抵抗、およびオートクレーブ養生後の塗膜の強度と透湿抵抗を測定した。また、白化状態、耐摩耗性、耐紫外線クラックを評価した。
【００３２】
結果を表１に示した。
＜比較例２＞
樹脂成分のＴｇを８０℃とした以外は、実施例３と同様の方法により高耐久性塗膜構成体を製造し、オートクレーブ養生前の塗膜の強度と透湿抵抗、およびオートクレーブ養生後の塗膜の強度と透湿抵抗を測定した。また、白化状態、耐摩耗性、耐紫外線クラックを評価した。
【００３３】
結果を表１に示した。
＜比較例３＞
樹脂成分のＴｇを１０℃とし、２４時間吸水性を１５  ％とした以外は、実施例５と同様の方法により高耐久性塗膜構成体を製造し、オートクレーブ養生前の塗膜の強度と透湿抵抗、およびオートクレーブ養生後の塗膜の強度と透湿抵抗を測定した。また、白化状態、耐摩耗性、耐紫外線クラックを評価した。
【００３４】
結果を表１に示した。
【００３５】
【表１】
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表１より、樹脂成分のＴｇが２０〜７０℃であるアクリルエマルジョン塗料をセメント系基板表面に塗布した場合には、樹脂成分の種類、樹脂成分の２４時間吸水率、アクリルエマルジョン塗料における水溶性架橋剤の有無に関わらず、オートクレーブ養生後に高強度で防水性の高い塗膜を有する高耐久性塗膜構成体が得られることが確認された。このような高耐久性塗膜構成体では、塗膜に白化は見られず、耐摩耗性や耐候性（耐紫外線クラック）も優れていた。（実施例１〜５）
一方、樹脂成分のＴｇが２０℃未満の場合には、樹脂成分が軟質となり、オートクレーブ養生後には塗膜の白化が見られた。また、耐候性は高かったものの、塗膜強度や耐摩耗性が低下することが明らかになった。（比較例１）
さらに、樹脂成分のＴｇが７０℃より高い場合には、オートクレーブ養生後の塗膜に白化は見られず、耐摩耗性も十分であったが、クラックが発生しやすく、防水性や耐候性の低下が見られた。（比較例２）
また、樹脂成分のＴｇが２０℃未満の場合でも、水溶性架橋剤を添加することにより、塗膜の強度や防水性を維持することが可能となることが確認されたが、オートクレーブ養生後の塗膜は著しく白濁したものとなった。（比較例３）
【００３６】
【発明の効果】
以上詳しく説明したとおり、この出願の発明の高耐久性塗膜構成体の製造方法により、表面に白濁のない、強固な塗膜を有する高耐久性塗膜構成体が得られる。この出願の発明の高耐久性塗膜構成体の製造方法では、セメント系基板表面にアクリルエマルジョン塗料を塗布した後、オートクレーブ養生することによりアクリルエマルジョン塗料中の樹脂成分が白化することなく硬化する。したがって、耐摩耗性や耐候性に優れた高耐久性塗膜構成体を、簡便に得ることが可能となる。