(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材上に該母材に応じたプライマー層を形成し、この上から４フッ化エチレン系フッ素樹脂を基材とした塗料を常温硬化状態で最上層として塗装する４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料を用いた塗装方法であって、前記プライマー層に母材と同種の材料の微粉末を混入し、前記プライマー層の形成時に前記母材のプライマー層の塗布面に二次的に振動を与えることを特徴とする４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料を用いた塗装方法。
【請求項２】
４フッ化エチレン系フッ素樹脂がフッ素系ポリオール樹脂であることを特徴とする請求項１記載の４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料を用いた塗装方法。
【請求項３】
前記母材の被塗装面に表面処理を施した後プライマー層を形成することを特徴とする請求項１又は２項記載の４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料を用いた塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、４フッ化エチレン系フッ素樹脂を基材とした塗料を用いた塗装方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来より鋼構造物やコンクリート二次製品などの各種母材表面上に塗料を塗布して塗膜を形成することにより、これら母材の耐候性、耐久性、耐摩耗性、耐薬品性、美匠性を向上させ、さらに高剥離性、高防汚性、高防錆性などを具備させることが行われている。これは、屋外に暴露される用途においては、排気ガスや酸性雨による素材の汚れや劣化の防止対策として、鋼構造物等においては表面腐食の防止や防錆処理対策として、船舶等の機械においては親水設備、船舶などの性能維持対策として、コンクリート二次製品においては対薬品抵抗性の向上や塩害防止対策として、さらには広く各種用途における耐久性の向上を目的として施されるものである。
【０００３】
例えば、土木建築用などにけるコンクリートの打設工事において用いるコンクリート型枠の場合、コンクリートの仕上げ面の平滑化、脱型作業の容易化などのために鋼板の表面にアクリルシリコン系、アクリルウレタン系塗料を塗布した塗装合板製の型枠が使用されるが、このコンクリート型枠は、その塗装表面が耐水性、耐アルカリ性、平滑性に優れていること、コンクリートと塗膜間の易剥離性を有することなどの他、塗膜からの溶出物や移行物（ノロ）がないことが必要である。さらに、コンクリート型枠は繰り返して使用されることから、型枠塗装面には耐久性も要求される。一般にこの種の塗膜は表面硬度が高いほど耐久性は高く、工事現場の型枠組み立て時やコンクリートの打設時の表面傷防止に有効であり、さらに、溶接火花による火傷防止にも有効である。この点からも塗膜には硬いポリマーが好適である。また、同時に塗膜は、現場の乱暴な取扱い時の衝撃に対してもヒビ割れを生じることがなく、合板から剥離することがなく、温度や水分変化による合板の伸縮に追従でき、塗膜のはがれのない優れた柔軟性を有することが好ましい。これらの特性は、コンクリート型枠に限らず、一般的な広い用途における塗膜に要求されるものである。
【０００４】
しかしながら、従来のコンクリート型枠表面に使用されているようなアクリルシリコン系、アクリルウレタン系塗料では、これら各種性能において必ずしも十分ではなかった。
【０００５】
そこで、これらの塗膜を形成する塗料としてフッ素樹脂を用いることが考えられるが、フッ素樹脂にも種々の種類のものがあり、通常用いられるものでは、必ずしも上述した全ての特性を得ることはできず、また、その塗装方法によっても塗膜性能は大きく左右されてしまう。
【０００６】
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、耐候性、耐久性、耐摩耗性、耐薬品性、美匠性に優れ、高剥離性、高防汚性、高防錆性などを具備した４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料を用いた塗装方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、フッ素樹脂として４フッ化エチレン系フッ素樹脂を基材とする塗料、特に４フッ化エチレンのフッ素系ポリオール樹脂を基材として選択し、これを常温硬化状態で最上層として塗装すれば、耐候性、耐久性、耐摩耗性、耐薬品性、美匠性等に優れた塗膜を形成することができることを見出した。また、本発明者は、母材上に該母材に応じたプライマー層を形成するに際し、このプライマー層に母材と同種材料の微粉末を混入し、さらに、プライマー層の塗布面に二次的に振動を与えるか、又は前記母材に磁力を付与したりすることにより母材とプライマー層、さらには４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料による塗膜との接着性を向上させることができることを見出した。これらに基づき本発明に想到した。
【０００８】
本発明の請求項１記載の４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料を用いた塗装方法は、母材上に該母材に応じたプライマー層を形成し、この上から４フッ化エチレン系フッ素樹脂を基材とした塗料を常温硬化状態で最上層として塗装する４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料を用いた塗装方法であって、前記プライマー層に母材と同種の材料の微粉末を混入し、前記プライマー層の形成時に前記母材のプライマー層の塗布面に二次的に振動を与える方法である。
【０００９】
また、請求項２記載の４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料を用いた塗装方法は、前記請求項１において、フッ化エチレン系フッ素樹脂がフッ素系ポリオール樹脂である。
【００１０】
請求項３記載の４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料を用いた塗装方法は、前記請求項１又は２において、前記母材の被塗装面に表面処理を施した後プライマー層を形成する方法である。
【００１１】
【発明の実施形態】
以下、本発明の４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料を用いた塗装方法について詳細に説明する。本発明において塗膜を形成する塗料としては、フッ素樹脂塗料の中で４フッ化エチレン系フッ素樹脂を基材とする塗料（４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料）を使用する。ここで、４フッ化エチレン系フッ素樹脂は、４フッ化エチレン（ＣＦ2＝ＣＦ2）を重合単位として含有するポリマーであり、Ｃ−Ｆ結合のエネルギー、イオン化エネルギーがともに大きく安定化されたポリマーであり、硬度が大きく、耐候性、耐酸性、耐薬品性などに優れる。好ましくは４フッ化エチレンにアルキルビニルエーテルを共重合させて高機能化したものであり、特に４フッ化エチレンと、アルキルビニルエーテルと、ヒドロキシル基含有ラジカル重合性不飽和モノマーとからなるフッ素系ポリオール樹脂が好ましい。ここで、ヒドロキシル基含有ラジカル重合性不飽和モノマーとしては、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシプロピルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、ヒドロキシペンチルビニルエーテルなどのヒドロキシアルキルビニルエーテルのほか、ヒドロキシアリルエーテル類などが挙げられる。また、その他の重合性モノマーと重合していてもよい。この他の重合性モノマーとしては、酢酸ビニル、乳酸ビニル、酪酸ビニルなどのビニルエステル類、酢酸イソプロペニル、プロピオン酸イソプロペニルなどの脂肪族イソプロペニルなどの脂肪族イソプロペニルエステル類、カルボキシル基含有ビニルエーテル類などが挙げられる。ここで、カルボキシル基含有ビニルエーテルとは、化学式ＣＨ2＝ＣＨＯＲＣＯＯＨ（Ｒは２価の炭化水素基）で表される化合物である。
【００１２】
最も好ましい４フッ化エチレン系フッ素樹脂は、４フッ化エチレンと、アルキルビニルエーテルと、ヒドロキシアルキルビニルエーテルと、カルボキシル基含有ビニルエーテルとを構成モノマーとする
【００１３】
【化１】
0003748056.tif 000002
【００１４】
（式中、Ｒ１はアルキル基であり、Ｒ２及びＲ３は２価の炭化水素基である。）で表されるフッ素系ポリオール樹脂である。
【００１５】
上記式中、４フッ化エチレンに由来する繰り返し単位（ａ）は形成される塗膜の耐候性及び硬度の向上に寄与し、アルキルビニルエーテルに由来する繰り返し単位（ｂ）は溶剤への溶解性及び透明性の向上に寄与し、ヒドロキシアルキルビニルエーテルに由来する繰り返し単位（ｃ）は架橋性及び塗膜の密着性の向上に寄与し、カルボキシル基含有ビニルエーテルに由来する繰り返し単位（ｄ）は、顔料の分散性の向上に寄与する。
【００１６】
さらに、この４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料としては常温硬化型のものを使用し、上述したようなビニルエーテル類と共重合することにより高機能化されており、そのベースとなるポリマーは分子間の結合距離、分極率が小さいため、表面エネルギーが低く、撥水性、撥油性、非粘性、滑り性及び耐汚染性に優れた塗膜を形成する。
【００１７】
４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料は、上述したような４フッ化エチレン系フッ素樹脂を基材として、硬化剤、顔料、各種溶剤、流動調整剤など常温硬化型の塗料に通常配合される溶剤、配合剤，各種添加剤等を配合することにより調製することができる。
【００１８】
次に上述したような４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料を用いた本発明の塗装方法について説明する。本発明の塗装方法は、基本的には上述した４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料を母材となる各種塗装対象物にスプレー塗装、ロールコータ、刷毛塗り等の公知慣用の方法により塗布して乾燥硬化させ、最上層として塗膜を形成すればよいが、あらゆる母材に対して優れた密着性を発揮するためには母材に応じたプライマー層を形成するのが好ましい。
【００１９】
以下、プライマー層の形成工程を含む塗装方法について詳述する。まず、前処理として塗膜の形成対象である母材を清浄化する。この清浄化工程は、油分、塵、埃、錆等の除去・洗浄を目的とするものであり、具体的には、母材が無機物や樹脂類の場合には、油分・汚れ等を有機溶剤、洗剤による水洗い、あるいは高圧水などを用いて洗浄すればよいが、金属類の場合にはこれらに加えて塗膜形成面となる被塗装面の凹凸などの調整を施すのが好ましい。具体的には、凹凸面にエポキシ樹脂やその他の樹脂に必要に応じて金属微粉末を混合したものを塗布して母材表面に処理層を形成ればよい。この金属微粉末末は、母材が金属材料からなる場合には母材と同種の金属を用いるのが好ましい。なお、この金属粉末を混入した樹脂等を塗布して凹凸面を処理する処理層を形成する場合は、後述するようにプライマー層に金属の微粉末を混入するのと基本的に同じであるので、この処理層もプライマー層と同等なものとして振動あるいは磁力の付与を行うことができる。
【００２０】
次にプライマー層を形成する。このプライマー層は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂などの下塗り材料の中から母材との相性を考慮して適宜選択したものを塗布すれよいが、母材と下塗り材料とは一般に材質が異なるため温度変化に伴う伸縮性や母材との物理的な質量差（密度差）が相違するため、そのままでは接着性にも限界がある。そこで、プライマー層を形成する下塗り材料中に母材と同種の材料の微粉末を混入する。すなわち、母材が鋼板の場合には鋼の粉末を、プラスチックの場合には同種のプラスチック粉末を下塗り材料中に混入する。このように母材と同種の微粉末を下塗り塗料に混入することにより、形成されるプライマー層と母材との物理的性質、すなわち質量差（密度差）や温度変化に伴う伸縮性、膨張率などが近似することになるばかりか、化学的な密着性も向上するため、プライマー層と母材との密着性を向上させることができる、このような効果は、母材と下塗り材料との物理的、化学的差異が大きい場合、すなわち母材が金属材料の時に特に有効である。
【００２１】
ここで母材と同種の材料の微粉末を下塗り塗料に混入した場合、プライマー層は非常に薄いμｍ単位の層厚であるので、混入した母材と同種の微粉末の質量差による重力での沈下・堆積は期待できないため、母材の被塗装面側に微粉末があまり存在しないことも生じうるが、それでは微粉末の混入の効果が十分に得られない。そこで、母材のプライマー層の塗布面に二次的に振動を与えたり、あるいは母材に磁力を付与することにより微粉末を磁力で引き寄せることにより、混入した微粉末のプライマー形成面側への沈降・堆積を促進させることで、プライマー層の形成面における母材との質量差を一層低減することができる。
【００２２】
このようにして下塗り塗料を丁寧かつ慎重に塗布し、例えば２０℃で２４時間乾燥・硬化することによりプライマー層を形成することができる。そして、プライマー層の乾燥・硬化後、２４時間以上５日以内に該プライマー層上にスプレー塗装、ロールコータ、刷毛塗り等の公知慣用の方法により４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料を丁寧かつ慎重に塗布し、清浄な状況下で例えば２０℃で約７日（指蝕乾燥２０分）間乾燥・硬化させて最上層として塗膜を形成すればよい。
【００２３】
上述したような本発明の塗装方法は、母材上に直接４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料を塗布して塗膜を形成することを基本態様として、その他以下のようなバリエーションの塗装方法とすることができる。すなわち、図１は本発明の第１実施例による塗装方法を示しており、同図に示すように母材１の被塗装面２上にはプライマー層３を形成し、その上から４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料による塗膜４を形成する方法であり、母材１の被塗装面２が平滑でプライマー層３との密着性が良好な場合には、このように母材１上に直接プライマー層３を形成し、さらに４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料による塗膜４を形成すればよい。
【００２４】
また、図２は本発明の第２実施例による塗装方法を示しており、同図において母材１Ａは金属製であり、その被塗装面２上には母材１Ａと同種の金属材料の微粉末を混入したプライマー層３Ａを形成し、その上から４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料による塗膜４を形成する方法である。このとき、プライマー層３Ａを形成する際に母材１Ａの被塗装面２に振動作用を加えるか、磁力を付与することにより微粉末が被塗装面２側に多く存在するようになるため、被塗装面２における母材１Ａとプライマー層３Ａとの間の質量差及び物理的格差がさらに減少するため、両者間の密着性を向上したものとすることができる。
【００２５】
図３は本発明の第３実施例による塗装方法を示しており、同図に示すように母材１Ａは金属製であり、その被塗装面２Ａは平滑ではなく凹凸状となっており、この被塗装面２Ａに母材１Ａと同じ金属粉末を混入した樹脂を塗布して処理層５を形成してなり、この処理層５により表面を平滑化し、その上からプライマー層３Ａ及び４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料による塗膜４を形成する方法である。このように被塗装面２Ａが平滑でなく凹凸状となっている場合には、あらかじめ被塗装面２Ａにこの凹凸を埋めるべく処理層５を形成すればよく、特に本実施例のように母材１Ａと同じ金属粉末を混入するのが好ましい。このとき、処理層５を形成する際に母材１Ａに振動作用を加えるか、磁力を付与することにより被塗装面２Ａにおける調整層５とプライマー層３Ａとの間の質量差及び物理的格差がさらに減少するため、両者間の密着性が向上したものとすることができる。
【００２６】
以上本発明について添付図面を参照して説明してきたが、本発明の４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料を用いた塗装方法により塗膜を形成される母材としては特に制限はなく、金属、プラスチック、コンクリートなど種々のものを母材とすることができる。特にコンクリート型枠などの鋼製型枠やアルミ製型枠に好適である。また、最も基本的な態様としては、最上層に４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料を塗布すればよく、プライマー層、処理層などは必要に応じて適宜形成すればよい。例えば処理層５を設けた場合にはプライマー層３（３A）は必ずしも形成しなくても良く、この場合処理層５をプライマー層３（３A）と兼用させてもよい。また塗膜の密着性等をさらにその性能を向上させることを目的として中間層を形成してもよい。
【００２７】
このような本発明の方法により４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料による塗膜を形成することで以下のような効果が期待できる。すなわち、まず、各母材全般については、第一に形成される塗膜は、汚れ等が付きにくく、また汚れたとしても容易に除去できるので、ペイントによる落書き対策、排気ガスのカーボン付着防止対策に有効であり、美観の保持と汚れ防止の効果が得られる。第二に形成される塗膜は、耐候性、対薬品抵抗性、耐熱性、耐酸・耐アルカリ性等に優れているので、塗膜を形成したあらゆる素材に対する塩害対策、酸性雨対策及び中性化対策に有効であり、素材の劣化防止効果が得られる。第三に形成される塗膜は、硬くて耐磨耗性に優れているので、建築構造物の意匠性保持、原形維持及び素材の耐久性向上に有効であり、素材の表面改善と耐久性の向上効果が得られる。具体的には、コンクリート二次製品の表面に塗膜を形成することにより、対薬品抵抗性向上対策、中性化防止対策及び塩害防止対策に有効であり、これによりコンクリート二次製品の耐久性向上効果が期待できる。また、鋼構造物の表面に塗膜を形成することにより、表面腐食の防止対策、耐久性維持対策に有効であり、これにより鋼構造物の表面腐食の防止対策、耐久性維持対策に効果が期待できる。さらに、鋼製型枠、アルミ製型枠の表面に塗膜を形成することにより、腐食防止対策、防錆処理対策、脱型性能向上と維持対策に有効であり、これにより型枠の性能の改善と耐久性の向上効果が期待できる。さらに、船舶等機械においては親水設備、船舶表面に塗膜を形成することにより、親水設備、船舶などの性能維持、耐久性保持対策に有効であり、船舶等機械の耐久性の向上効果が期待できる。
【００２８】
【実施例】
以下の具体的実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
実施例１
鋼製のコンクリート型枠の内面側（型面側）にブラスト処理を施し、高圧水により洗浄して十分に乾燥した後、型枠を振動させながら内面表面に鋼の微粉末を混入したエポキシ樹脂を塗布し、２０℃で２４時間乾燥してプライマー層を形成した。
【００２９】
その後２４時間静置しプライマー層上に４フッ化エチレンとアルキルビニルエーテルとヒドロキシアルキルビニルエーテルとカルボキシル基含有ビニルエーテルとを構成モノマーとする４フッ化エチレン系フッ素樹脂を基材とする塗料を塗布して２０℃で７日間乾燥・硬化させて最上層に４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料の塗膜を形成した。
【００３０】
このようにして４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料による塗膜を形成したコンクリート型枠では、脱型作業が容易で型枠からのノロがなく、しかも得られるコンクリート製品の仕上げ面が平滑化したものであり、また、繰り返して使用しても塗膜が容易に剥がれることがなく耐久性にも優れていた。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料を用いた塗装方法は、母材上に該母材に応じたプライマー層を形成し、この上から４フッ化エチレン系フッ素樹脂を基材とした塗料を常温硬化状態で最上層として塗装する４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料を用いた塗装方法であって、前記プライマー層に母材と同種の材料の微粉末を混入し、前記プライマー層の形成時に前記母材のプライマー層の塗布面に二次的に振動を与える方法であるので、母材とプライマー層、さらには４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料の塗膜との密着性が特に良好なものとなっている。
【００３２】
また、請求項２記載の４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料を用いた塗装方法は、前記請求項１において、フッ化エチレン系フッ素樹脂がフッ素系ポリオール樹脂であるので、耐候性、耐久性、耐摩耗性、耐薬品性、美匠性に優れ、高剥離性、高防汚性、高防錆性などを具備したものとなっている。
【００３３】
また、請求項３記載の４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料を用いた塗装方法は、前記請求項１又は２において、前記母材の被塗装面に表面処理を施した後プライマー層を形成する方法であるので、プライマー層を確実に母材表面に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例による４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料を用いた塗装方法による層構成を示す断面図である。
【図２】  本発明の第２実施例による４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料を用いた塗装方法による層構成を示す断面図である。
【図３】  本発明の第３実施例による４フッ化エチレン系フッ素樹脂塗料を用いた塗装方法による層構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１  母材
１Ａ  母材
２  被塗装面
２Ａ  被塗装面
３  プライマー層
３Ａ  プライマー層
４  塗膜
５  処理層
【図１】
0003748056.tif 000003
【図２】
0003748056.tif 000004
【図３】
0003748056.tif 000005