(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が塗装された無機質建材であって、窯業系基材の切削部に、固形分濃度が３０重量％以下であるアルコキシシラン系撥水剤と重量平均分子量が１５０００〜６００００である高分子を含有するウレタン系シーラーとを混合して得られる混合塗料であり、アルコキシシラン系撥水剤の固形分量が、混合塗料全体の固形分量の３０〜５０重量％である混合塗料が塗布されていることを特徴とする無機質建材。
【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、塗装無機質建材に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、切削部が補強され、高い塗膜密着性、防水性、および耐凍害性を有する塗装無機質建材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
塗装無機質建材は、住宅等の外壁材、屋根材などの外装材として広く用いられており、多種多様の意匠を有するものが提供されている。これらの塗装無機質建材は、通常、セメントや無機フィラー等を主成分とする原料スラリーから抄造法、注型法、圧縮法、押出し法などにより得られる窯業系基材を用途に応じた大きさや形状に刃物切削し、さらに意匠性を高めたり、防水性や耐凍害性等の耐候性を付与したりするために上塗り塗装を施して得られる。
【０００３】
窯業系基材の切削方法には、端部を垂直に切削する切断加工と、窯業系建材間の接合部の強度を高めるために厚み方向を凹凸状や階段状に切削し、隣接する窯業系建材間の接合部でこれらの凹凸や階段どうしがはめ込まれるようにする実加工がある。しかし、いずれの方法においても、窯業系基材の切削部では、表層よりも密度の低い内層が表面に現れるため、強度が低いという問題があった。とくに、実加工によって得られる切削部の表面では密度の低さが顕著であり、強度のみならず、防水性も著しく低いという問題があった。
【０００４】
また、窯業系基材の切削部には切削粉が残存しやすく、しばしば切削部周辺に脆弱層ができるという問題があった。このような脆弱層では、窯業系基材の剥離や割れが生じやすく、窯業系基材全体の強度が低下したり、美麗さが損なわれたり、あるいは切削部が破損したりしやすい。そして、このような窯業系基材に上塗り塗装を施した塗装無機質建材では、短期間で破損や上塗り塗装の剥離が起こり易いという問題があった。
【０００５】
そこで、これまでに、窯業系基材の切削部に下地として比較的分子量の大きな高分子を含有するシーラーを塗布し、切削部を補強する方法が提案されてきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記提案技術は、窯業系基材切削部の補強には高い効果を示したものの、塗装無機質建材における防水性は十分に得られなかったのが実情である。つまり、降雨、湿気、凍結等により切削部から窯業系基材内部に水が浸透しやすく、長期の使用により窯業系基材の膨潤とそれに伴う上塗り塗装の剥離が生じやすいという問題があったのである。
【０００７】
このような問題を解決するものとして、撥水剤の使用が検討された。しかし撥水剤単独では窯業系基材の補強効果や上塗り塗装との密着性が得られず、撥水剤を塗布した後にシーラーを塗布する方法では、工程数が増加するために塗装無機質建材の製造コストが高くなる、シーラーが完全に撥水剤表面を被覆しなければ上塗り塗装の剥離が生じ易い箇所ができる等の新たな問題が生じた。
【０００８】
したがって、窯業系基材切削部の脆弱層が効果的に補強され、長期使用後も高い塗膜密着性、防水性、および耐凍害性を示す塗装無機質建材が望まれていた。
【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、表面が塗装された無機質建材であって、窯業系基材の切削部に、固形分濃度が３０重量％以下であるアルコキシシラン系撥水剤と重量平均分子量が１５０００〜６００００である高分子を含有するウレタン系シーラーとを混合して得られる混合塗料であり、アルコキシシラン系撥水剤の固形分量が、混合塗料全体の固形分量の３０〜５０重量％である混合塗料が塗布されていることを特徴とする塗装無機質建材を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この出願の発明の塗装無機質建材は、表面が塗装された無機質建材であって、固形分濃度が３０重量％以下であるアルコキシシラン系撥水剤と重量平均分子量が１５０００〜６００００である高分子を含有するウレタン系シーラーとを混合して得られる混合塗料であり、アルコキシシラン系撥水剤の固形分量が、混合塗料全体の固形分量の３０〜５０重量％である混合塗料が窯業系基材の切削部に塗布されたものである。
【００１３】
まず、使用されるウレタン系シーラーは、高分子として重量平均分子量が１５０００〜６００００の高分子を含有するものであればどのようなものであってもよい。例えば、重量平均分子量１５０００〜６００００の高分子以外に、溶剤、硬化剤、顔料、充填材等を含んでいてもよく、２液硬化型、１液湿気硬化型のいずれであってもよい。
【００１４】
含有される高分子の重量平均分子量が６００００より大きい場合には、混合塗料の窯業系基材への含浸性が低下し、窯業系基材切削部に生じた脆弱層を補強しきれない。このため、得られた無機質建材において上塗り塗装の剥離が起こりやすくなってしまい、好ましくない。一方、ウレタン系シーラーに含有される高分子の重量平均分子量が１５０００よりも小さい場合には、混合塗料の窯業系基材への含浸性は高くなるものの、混合塗料によるシーラー層が窯業系基材表面に留まらないために、上塗り塗装の塗膜密着性が低下してしまう。したがって、この出願の発明の塗装無機質建材においては、窯業系基材の切削部に塗布される混合塗料中のウレタン系シーラーが、高分子として重量平均分子量１５０００〜６００００の高分子を含有するものであることが重要となる。
【００１５】
次に、以上のとおりのウレタン系シーラーに混合される撥水剤は、アルコキシシラン系の撥水剤であればよく、主成分として
Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｓｉ−ＯＲ
（ただし、Ｒは鎖状または脂環状の炭化水素基、Ｒ1〜Ｒ3は各々Ｓｉに結合する水素原子または置換基を有していてもよい炭化水素基であり、Ｒ1〜Ｒ3のうち少なくとも一つは置換基を有していてもよい炭化水素基である）で表されるアルコキシシランを繰り返し単位として有するものであればどのようなものであってもよい。前記の繰り返し単位以外の成分、分子量の異なる成分、溶剤、顔料等を含んでいてもよく、種々の公知のアルコキシシラン系撥水剤が好ましく適用される。
【００１６】
このようなアルコキシシラン系撥水剤と前記のウレタン系シーラーを混合して得られる混合塗料を窯業系基材の切削部に塗布すれば、混合塗料中のアルコキシシラン系撥水剤成分が容易に窯業系基材切削部に含浸され、かつ切削部表面に留まる。これにより、窯業系基材の切削部に発生した脆弱層が補強されるとともに上塗り塗装との塗膜密着性が高められ、さらに切削部に高い防水性も付与される。したがって、得られる塗装無機質建材は、長期使用後も水が浸透せず、膨潤による上塗り塗装の剥離が起こり難く、耐凍害性も高いものとなる。
【００１７】
この出願の発明の塗装無機質建材において、窯業系基材切削部に塗布される混合塗料は、以上のとおりの特徴を有するものであり、混合されるアルコキシシラン系撥水剤成分とウレタン系シーラー成分の組成はとくに限定されない。しかし、さらに混合塗料による防水効果を高め、得られる塗装無機質建材における上塗り塗装の塗膜密着性や耐凍害性、さらには意匠性を高めるためには、ウレタン系シーラーに混合されるアルコキシシラン系撥水剤の固形分濃度を３０重量％以下とする。
【００１８】
これは、アルコキシシラン系撥水剤の固形分濃度が３０重量％よりも大きい場合、混合塗料を調製する際のアルコキシシラン系撥水剤成分の濃度が制限されることがあるためである。つまり、混合されるアルコキシシラン系撥水剤の固形分濃度が３０重量％よりも大きい場合、ウレタン系シーラーと混合された際にソルベントショックによる白濁が起こり易くなり、混合塗料の全固形分に占めるアルコキシシラン系撥水剤の固形分量をあまり大きくできないのである。そして、白濁の生じた混合塗料は、窯業系基材の切削部に塗布した場合、窯業系基材に含浸されにくいばかりでなく、部分的に防水性の不十分な箇所や上塗り塗装の塗膜密着性の低い箇所ができたり、塗膜が均一になり難くなったりするため、好ましくない。
【００１９】
反対に、アルコキシシラン系撥水剤の固形分濃度が３０重量％以下ならば、混合塗料の全固形分に占めるアルコキシシラン系撥水剤の固形分量を増加しても混合塗料の白濁は起こらない。例えばアルコキシシラン系撥水剤の固形分濃度を３０重量％とした場合には、５０重量％のアルコキシシラン固形分を含む均一な混合塗料を得ることができ、これを窯業系基材の切削部に塗布すれば、塗布面全体に渡って高い防水性と上塗り塗装との高い塗膜密着性を有する塗装無機質建材が得られるのである。
【００２０】
また、このときウレタン系シーラーと混合されるアルコキシシラン系撥水剤の固形分濃度は、適当な溶剤でアルコキシシラン系撥水剤を希釈して調製してもよいし、３０重量％以下の固形分濃度を有する市販品を用いてもよい。
【００２１】
この出願の発明の塗装無機質建材では、さらに、窯業系基材の切削部に塗布される前記の混合塗料において、混合塗料の固形分全体に占めるアルコキシシラン系撥水剤の固形分量は、３０〜５０重量％とする。
【００２２】
混合塗料におけるアルコキシシラン系撥水剤固形分の含有量が多いほど、得られる塗装無機質建材の防水性は高くなるが、あまり多すぎると混合塗料の白濁が起こりやすくなったり、窯業系基材切削部の脆弱層が十分に補強されなかったり、上塗り塗装の塗膜密着性が低下したりする恐れがある。アルコキシシラン系撥水剤固形分の含有量を、混合塗料の固形分全量の３０〜５０重量％とすることにより、脆弱層が効果的に補強され、高い防水性と塗膜密着性が得られ、耐凍害性も高くなる。
【００２３】
この出願の発明の塗装無機質建材は、窯業系基材の切削部に以上のとおりの混合塗料が塗布されていればよく、混合塗料の塗布方法はとくに限定されない。例えば、刷毛（ブラシ）、ローラーコーター、スプレーなどの一般的に使用される手段によって塗布されればよい。このとき、より混合塗料の効果を十分に発揮させながら、上塗り塗装の発泡や脹れを回避するために、塗布量は５〜２００ｇ／ｍ２とすることが好ましい。
【００２４】
さらに、この出願の発明の塗装無機質建材では、用いられる窯業系基材はどのようなものであってもよい。例えばセメントや無機フィラー等を主原料として抄造法、注型法、圧縮法、押出し法等により得られる窯業系基材が例示される。このような窯業系基材において原料の組成や窯業系基材の形状、大きさ等は限定されない。
【００２５】
そして、この出願の発明の塗装無機質建材は、窯業系基材の切削部に以上のとおりの混合塗料が塗布された後、上塗り塗装が施されて得られるものであればよく、上塗り塗装に用いられる塗料の種類、組成、塗布方法、塗布量等は限定されない。もちろん、この上塗り塗装の上にさらにコーティング層等を有するものであってもよい。
【００２６】
以下、実施例を示し、この発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、この発明は以下の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。
【００２７】
【実施例】
＜実施例１〜３＞  混合塗料の調製
ウレタン系シーラーとしては、重量平均分子量が４５０００〜６００００のマルチシーラーＡ（昭和高分子社製）を用いた。アルコキシシラン系撥水剤としては、ＫＢＭ３１０３Ｃ（信越化学社製）を用いた。
【００２８】
撥水剤の固形分濃度を３０重量％としてウレタン系シーラーにアルコキシシラン系撥水剤を添加した。このとき、アルコキシシラン系撥水剤の固形分量は全固形分量の１０重量％（実施例１）、３０重量％（実施例２）、５０重量％（実施例３）とした。
【００２９】
得られた混合塗料の状態を確認し、結果を変化なし（○）、微白濁（△）、白濁（×）として表１に示した。
＜比較例１〜６＞
実施例１〜３と同様の方法で、アルコキシシラン系撥水剤の固形分濃度を９５重量％（比較例１〜２）、５０重量％（比較例３〜５）、３０重量％（比較例６）として混合塗料を調製した。混合塗料中の全固形分におけるアルコキシシラン系撥水剤の固形分量、および混合塗料の状態を実施例１〜３と同様に、表１に示した。
【００３０】
【表１】
0004362238.tif 000002
【００３１】
表１より、アルコキシシラン系撥水剤の固形分濃度を予め３０重量％以下としたとき、混合塗料中の全固形分量に対するアルコキシシラン系撥水剤の固形分量を５０重量％まで増加しても、白濁のない均一な混合塗料が得られることが確認された（実施例１〜３）。
【００３２】
一方、アルコキシシラン系撥水剤の固形分濃度を５０重量％以上とした場合には、混合塗料中の全固形分量に対するアルコキシシラン系撥水剤の固形分量を大きくすることにより混合塗料の白濁が生じることが明らかになった（比較例１〜５）。
【００３３】
さらに、アルコキシシラン系撥水剤の固形分濃度を３０重量％とした場合でも、混合塗料中の全固形分量に対するアルコキシシラン系撥水剤の固形分量を６０重量％とすることにより混合塗料の白濁が生じ易くなることが示された（比較例６）。
＜実施例４〜８＞  防水性試験、耐凍害性試験、および塗膜密着性試験
（１）準備
窯業系基材として抄造法により製造したセメント系基材を用いた。また、ウレタン系シーラーとしては、重量平均分子量が４５０００〜６００００のマルチシーラーＡ（昭和高分子社製）、または重量平均分子量が１５０００〜２５０００のルリール（日本ペイント社製）のいずれかを用い、固形分濃度が３０重量％となるように希釈されたアルコキシシラン系撥水剤ＫＢＭ３１０３Ｃ（信越化学社製）を混合して混合塗料とした。
【００３４】
得られた混合塗料を塗布量を２０〜３０ｇ／ｍ2として刷毛にて窯業系基材の切削部に塗布した。
（２）防水性試験
１５０×３００ｍｍの基材の切削部分を張り合わせ、張り合わせ部分を含む表面に６０×２００ｍｍの枠を固定し、切削部以外を防水シールした。枠内に高さ２０ｍｍまで水を張り、２４時間透水試験を行った。
【００３５】
透水量は、以下の式より求めた。
【００３６】
［２４時間後の基材重量（ｇ）−初期基材重量（ｇ）］／切削部面積（ｍ2）
（３）耐凍害性試験
窯業系基材の切削部に混合塗料を塗布した後、ＡＳＴＭ−Ｂ法で２００サイクル後にセロテープ剥離試験を行った。
（４）上塗り塗装の塗膜密着性試験
窯業系基材の切削部に混合塗料を塗布した後、Ｖセラン＃６００ＤＫ（大日本塗料社製）を塗布し、上塗り塗装とした。ＪＩＳ５４２２−７−７に準ずる方法で上塗り塗装の塗膜密着性を評価した。
【００３７】
実施例４〜８について防水性試験、耐凍害性試験、および塗膜密着性試験の結果を表２に示した。
【００３８】
ただし、防水性試験において、透水量５００ｇ／ｍ2以下（◎）、５００〜１０００ｇ／ｍ2未満（○）、１０００〜３０００ｇ／ｍ2未満（△）、３０００ｇ／ｍ2以上（×）とした。
【００３９】
耐凍害性試験においては、剥離率５％以下（○）、５〜１０％未満（△）、１０％以上（×）とした。
【００４０】
上塗り塗装の塗膜密着性試験においては、剥離率５％以下（○）、５％より大きい（×）とした。
＜比較例７〜８＞
窯業系基材としては、実施例４〜８と同じものを用いた。
【００４１】
アルコキシシラン系撥水剤を混合せずにマルチシーラーＡ（昭和高分子社製）のみを窯業系基材の切削部に塗布し、実施例４〜８と同様に防水性試験、耐凍害性試験、上塗り塗装の塗膜密着性試験を行った。（比較例７）
また、アルコキシシラン系撥水剤として実施例４〜８と同じＫＢＭ３１０３Ｃ（信越化学社製）を用い、ウレタン系シーラーとして、分子量１００００の高分子を含有するＳＢシーラー（ナトコ社製）を用いて混合塗料を調製し、窯業系基材の切削部に塗布して実施例４〜８と同様に防水性試験、耐凍害性試験、上塗りの塗膜密着性試験を行った。（比較例８）
比較例７〜８について防水性試験、耐凍害性試験、および塗膜密着性試験の結果を実施例４〜８と同様に、表２に示した。
【００４２】
【表２】
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【００４３】
表２より、重量平均分子量が１５０００〜６００００の高分子を含有するウレタン系シーラーにアルコキシラン系撥水剤を混合した混合塗料を塗布して得られる塗装無機質建材では、防水性、耐凍害性、および塗膜密着性がいずれも高いことが示された。また、混合塗料中の全固形分におけるアルコキシシラン系撥水剤の固形分量が３０重量％以上のとき（実施例５、６、８）、得られる塗装無機質建材の防水性がとくに高いことが確認された。
【００４４】
一方、アルコキシシラン系撥水剤を用いない場合（比較例７）には、塗装無機質建材の防水性と耐凍害性が低く、ウレタン系シーラー中の高分子の重量平均分子量が１００００の混合塗料（比較例８）を窯業系基材の切削部に塗布して得られる塗装無機質建材は、防水性、耐凍害性、および塗膜密着性がいずれも低いものとなることが示された。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳しく説明したとおり、この発明によって、固形分濃度が３０重量％以下であるアルコキシシラン系撥水剤と重量平均分子量が１５０００〜６００００である高分子を含有するウレタン系シーラーとを混合して得られる混合塗料であり、アルコキシシラン系撥水剤の固形分量が、混合塗料全体の固形分量の３０〜５０重量％である混合塗料が切削部に塗布されることにより切削部の脆弱層が効果的に補強され、高い防水性と耐凍害性が付与され、塗膜密着性が長期に渡り持続する新しい塗装無機質建材が提供される。