JP2007032180A - 建築板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、建築板の表面の塗膜を劣化させることなく、該塗膜表面に永続性のある防汚性を与えることを課題とする。
【解決手段】 建築板の表面に塗料を塗布して塗膜を形成し、該塗膜が未乾燥（未硬化）状態においてシリカ微粒子を水に分散した防汚処理剤を該塗膜の上から塗布することによって形成される防汚層の該塗膜に対する密着性を向上せしめる。
【選択図】 なし
【解決手段】 建築板の表面に塗料を塗布して塗膜を形成し、該塗膜が未乾燥（未硬化）状態においてシリカ微粒子を水に分散した防汚処理剤を該塗膜の上から塗布することによって形成される防汚層の該塗膜に対する密着性を向上せしめる。
【選択図】 なし
Description
本発明は防汚処理剤によって表面を処理された建築板に関するものである。
〔発明の背景〕
例えば外壁材等の建築板にあっては、一般に表面に塗料によって塗装が施されているが、施工後表面に付着した汚れを除去するために、塗膜の上にセルフクリーニング機能を有する防汚膜を形成する防汚処理剤を塗布することが提案されている。
この種の防汚処理剤としては処理表面に超親水性を有する防汚膜を形成するものが使用され、該防汚処理剤を基材表面に塗布すると、上記超親水性防汚膜が形成され、基材表面に汚れが付着した場合、水をかけると該超親水性防汚膜に水が吸収され、その結果汚れが浮上って水と共に流れ落とされる（セルフクリーニング効果）。
例えば外壁材等の建築板にあっては、一般に表面に塗料によって塗装が施されているが、施工後表面に付着した汚れを除去するために、塗膜の上にセルフクリーニング機能を有する防汚膜を形成する防汚処理剤を塗布することが提案されている。
この種の防汚処理剤としては処理表面に超親水性を有する防汚膜を形成するものが使用され、該防汚処理剤を基材表面に塗布すると、上記超親水性防汚膜が形成され、基材表面に汚れが付着した場合、水をかけると該超親水性防汚膜に水が吸収され、その結果汚れが浮上って水と共に流れ落とされる（セルフクリーニング効果）。
〔従来の技術〕
上記基材表面に超親水性防汚膜を形成するには、従来主としてシリカ微粒子（コロイダルシリカ）の水性分散液からなる防汚処理剤が使用されていた。
上記防汚膜は建築板表面に塗布形成されている塗料の塗膜と良好な密着性を有することが要求される。該防汚膜と塗膜との密着性が乏しい場合には、該防汚膜が早期に剥離してしまって長期に渡り効果が得られ耐久性のある防汚処理が出来ない。
従来、該防汚膜と塗膜との密着性を高める試みとしては、塗膜に火炎や酸化剤によって酸化処理を施こす方法（例えば特許文献１参照）、塗膜の表面温度を６０℃以上に加熱しておいてから防汚処理剤を塗布する方法（例えば特許文献２参照）が提案されている。
上記基材表面に超親水性防汚膜を形成するには、従来主としてシリカ微粒子（コロイダルシリカ）の水性分散液からなる防汚処理剤が使用されていた。
上記防汚膜は建築板表面に塗布形成されている塗料の塗膜と良好な密着性を有することが要求される。該防汚膜と塗膜との密着性が乏しい場合には、該防汚膜が早期に剥離してしまって長期に渡り効果が得られ耐久性のある防汚処理が出来ない。
従来、該防汚膜と塗膜との密着性を高める試みとしては、塗膜に火炎や酸化剤によって酸化処理を施こす方法（例えば特許文献１参照）、塗膜の表面温度を６０℃以上に加熱しておいてから防汚処理剤を塗布する方法（例えば特許文献２参照）が提案されている。
表面の造形性と塗料による微妙な風合いが要求される外壁材の表面の塗膜を火炎や酸化剤によって処理すると、塗膜が劣化して変色したり、光沢が失われたりすることで商品価値が低下したり、剥離や亀裂やピンホールを生じたりすることで性能劣化を生じるおそれがある。
また塗膜表面を６０℃以上に加熱することは、温度管理が難しく、処理にむらを生ずるおそれがあるし、エネルギー節約の観点からみても好ましいものではない。
また塗膜表面を６０℃以上に加熱することは、温度管理が難しく、処理にむらを生ずるおそれがあるし、エネルギー節約の観点からみても好ましいものではない。
本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、建築板の表面に塗料を塗布して塗膜を形成し、該塗膜が未硬化状態においてシリカ微粒子を水性溶媒に分散した防汚処理剤を該塗膜の上から塗布した建築板を提供するものである。
該防汚処理剤はシリカ微粒子と、分散剤と、水性溶媒からなり、有機系樹脂等のバインダーを含有していないことが望ましい。
該防汚処理剤はシリカ微粒子と、分散剤と、水性溶媒からなり、有機系樹脂等のバインダーを含有していないことが望ましい。
〔作用〕
本発明では塗膜が未硬化状態において防汚処理剤を塗布するから、塗膜が劣化するおそれはなく、また未硬化状態の塗膜に対しては防汚膜は強固に密着する。
また有機系樹脂等のバインダーを加えると、塗膜表面への密着性は向上するものゝ、添加した上記バインダーがシリカ微粒子を覆ったり、シリカ微粒子がバインダーに埋もれたりして親水性が阻害されることで防汚効果が低下する。
該防汚処理剤が、シリカ微粒子と、分散剤と、水性溶媒からなり、上記バインダーを含有していないと、上記バインダーによってシリカ微粒子の親水性が阻害されるおそれがなくなり、良好な親水性が得られる。本発明では上記したようにバインダーを添加しなくても防汚膜の塗膜表面への強固な密着性が確保される。
本発明では塗膜が未硬化状態において防汚処理剤を塗布するから、塗膜が劣化するおそれはなく、また未硬化状態の塗膜に対しては防汚膜は強固に密着する。
また有機系樹脂等のバインダーを加えると、塗膜表面への密着性は向上するものゝ、添加した上記バインダーがシリカ微粒子を覆ったり、シリカ微粒子がバインダーに埋もれたりして親水性が阻害されることで防汚効果が低下する。
該防汚処理剤が、シリカ微粒子と、分散剤と、水性溶媒からなり、上記バインダーを含有していないと、上記バインダーによってシリカ微粒子の親水性が阻害されるおそれがなくなり、良好な親水性が得られる。本発明では上記したようにバインダーを添加しなくても防汚膜の塗膜表面への強固な密着性が確保される。
〔効果〕
本発明では、建築板表面の塗膜を劣化させることなく、耐久性のある防汚処理が保障される。
本発明では、建築板表面の塗膜を劣化させることなく、耐久性のある防汚処理が保障される。
本発明を以下に詳細に説明する。
〔シリカ微粒子〕
本発明に使用されるシリカ微粒子としては、非晶質のシリカ微粒子が望ましく、このような非晶質シリカ微粒子としては、コロイダルシリカ、シリカゲル、シリカゾル、ヒュームドシリカ等が例示され、特にコロイダルシリカやヒュームドシリカが望ましい。
コロイダルシリカの一次粒子は数ｎｍ〜数十ｎｍであるが、水溶性溶媒中に分散させるとこれらのコロイド粒子相互が凝集して数百ｎｍ〜数十ｎｍの二次粒子となりうる。
上記ヒュームドシリカは四塩化ケイ素等の揮発性ケイ素化合物の気相において、例えば酸素水素炎中で燃焼加水分解して製造される。該ヒュームドシリカの一次粒子の粒径は７〜４０ｎｍであるが、水性溶媒中に分散させると、粒子相互が会合して網目構造を形成し、数百ｎｍ（約５００ｎｍ）の二次粒子となる。
上記ヒュームドシリカの比表面積は約５００，０００〜２，０００，０００ｃｍ2 ／ｇであり、１ｎｍ2 あたり２〜３個のシングルシラノール基を有し、したがってヒュームドシリカは表面活性に富み、基材表面に高い超親水性を与える。
〔シリカ微粒子〕
本発明に使用されるシリカ微粒子としては、非晶質のシリカ微粒子が望ましく、このような非晶質シリカ微粒子としては、コロイダルシリカ、シリカゲル、シリカゾル、ヒュームドシリカ等が例示され、特にコロイダルシリカやヒュームドシリカが望ましい。
コロイダルシリカの一次粒子は数ｎｍ〜数十ｎｍであるが、水溶性溶媒中に分散させるとこれらのコロイド粒子相互が凝集して数百ｎｍ〜数十ｎｍの二次粒子となりうる。
上記ヒュームドシリカは四塩化ケイ素等の揮発性ケイ素化合物の気相において、例えば酸素水素炎中で燃焼加水分解して製造される。該ヒュームドシリカの一次粒子の粒径は７〜４０ｎｍであるが、水性溶媒中に分散させると、粒子相互が会合して網目構造を形成し、数百ｎｍ（約５００ｎｍ）の二次粒子となる。
上記ヒュームドシリカの比表面積は約５００，０００〜２，０００，０００ｃｍ2 ／ｇであり、１ｎｍ2 あたり２〜３個のシングルシラノール基を有し、したがってヒュームドシリカは表面活性に富み、基材表面に高い超親水性を与える。
〔水性溶媒〕
本発明において使用する水性溶媒としては、主として水単独が使用されるが、塗布後の乾燥を迅速に行なうことを目的として水に加えて水溶性アルコール等の水溶性有機溶媒が使用されることが望ましい。本発明に使用するアルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロパノール等が例示される。
本発明において使用する水性溶媒としては、主として水単独が使用されるが、塗布後の乾燥を迅速に行なうことを目的として水に加えて水溶性アルコール等の水溶性有機溶媒が使用されることが望ましい。本発明に使用するアルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロパノール等が例示される。
〔分散剤〕
本発明の防汚処理剤には分散剤を添加することが望ましい。上記分散剤としては、通常のアニオン性、ノニオン性、カチオン性の界面活性剤が用いられる。該界面活性剤としては、例えば高級アルコールサルフェート（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルアリルスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩縮合物、アルキルフォスフェート、ジアルキルスルフォサクシネート、ロジン石鹸、脂肪酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）等のアニオン性界面活性剤があり、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキロールアミン、ポリオキシエチレンアルキルアマイド、ソルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル等のノニオン性界面活性剤があり、オクタデシルアミンアセテート、イミダゾリン誘導体アセテート、ポリアルキレンポリアミン誘導体またはその塩、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチルアミノエチルアルキルアミドハロゲニド、アルキルピリジニウム硫酸塩、アルキルトリメチルアンモニウムハロゲニド等のカチオン性界面活性剤が例示される。また界面活性剤は二種以上混合使用されてもよい。また上記例示は本発明を限定するものではない。
該界面活性剤は本発明の防汚処理剤の表面張力を低下せしめ、更にシリカ微粒子を処理剤中に良好に分散せしめ、そして下地の塗膜との親和性も高める。
本発明の防汚処理剤には分散剤を添加することが望ましい。上記分散剤としては、通常のアニオン性、ノニオン性、カチオン性の界面活性剤が用いられる。該界面活性剤としては、例えば高級アルコールサルフェート（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルアリルスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩縮合物、アルキルフォスフェート、ジアルキルスルフォサクシネート、ロジン石鹸、脂肪酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）等のアニオン性界面活性剤があり、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキロールアミン、ポリオキシエチレンアルキルアマイド、ソルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル等のノニオン性界面活性剤があり、オクタデシルアミンアセテート、イミダゾリン誘導体アセテート、ポリアルキレンポリアミン誘導体またはその塩、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチルアミノエチルアルキルアミドハロゲニド、アルキルピリジニウム硫酸塩、アルキルトリメチルアンモニウムハロゲニド等のカチオン性界面活性剤が例示される。また界面活性剤は二種以上混合使用されてもよい。また上記例示は本発明を限定するものではない。
該界面活性剤は本発明の防汚処理剤の表面張力を低下せしめ、更にシリカ微粒子を処理剤中に良好に分散せしめ、そして下地の塗膜との親和性も高める。
本発明の防汚処理剤において、通常該シリカ微粒子は０．１〜１０質量％、好ましくは０．５〜６質量％、アルコールは１０質量％以下、上記分散剤は０．０５〜１．０質量％配合される。
上記アルコールが１０質量％を越えて含有されている場合には、溶媒の揮発性が大きくなり、塗装作業に悪影響がもたらされる。また上記分散剤が０．０５質量％よりも少なく添加されている場合には、分散剤による表面張力の低下効果やシリカ微粒子の分散効果が顕著でなくなり、また１．０質量％を越えて添加されている場合には形成される防汚層の強度、耐水性、耐久性等に悪影響がもたらされる。かくして該処理剤の表面張力は２５℃で２０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であることが望ましい。
上記アルコールが１０質量％を越えて含有されている場合には、溶媒の揮発性が大きくなり、塗装作業に悪影響がもたらされる。また上記分散剤が０．０５質量％よりも少なく添加されている場合には、分散剤による表面張力の低下効果やシリカ微粒子の分散効果が顕著でなくなり、また１．０質量％を越えて添加されている場合には形成される防汚層の強度、耐水性、耐久性等に悪影響がもたらされる。かくして該処理剤の表面張力は２５℃で２０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であることが望ましい。
本発明の防汚処理剤が塗布される建築板基材としては、主として木片、木質繊維束、木質パルプ、木毛、木粉等の木質補強材とセメント系水硬性材料とを主体とする混合物を成形硬化した木質系セメント板、パルプセメント板、繊維強化セメント板、押出成形セメント板、窯業系サイディング等が使用され、その表面にはエンボス加工等によって凹凸模様が付されていてもよい。該基材の表面には塗装が施されている。上記塗装に使用する塗料としては、通常アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂等をビヒクルとした溶剤タイプあるいは水性エマルジョンタイプのものがある。該塗装は、通常下塗り塗装、中塗り塗装、上塗り塗装の三層塗装あるいは下塗り塗装、上塗り塗装の二層塗装が適用される。
本発明では上記基材表面に塗料を塗布して形成された塗膜が未硬化状態において、上記防汚処理剤を塗布する。二層または三層塗装の場合には上塗り塗装による塗膜が未硬化状態において、上記防汚処理剤を塗布する。
塗膜が未硬化状態とは、溶剤タイプの塗料あるいは水性エマルジョンタイプの塗料による塗膜の場合には溶剤あるいは水が蒸発しない状態の基材表面に薄膜が形成されただけの未乾燥状態を云い、無溶剤塗料の場合には、塗料中の樹脂ビヒクル、あるいは無機質ビヒクルが硬化しない未硬化状態を云う。
通常上記未乾燥状態は、塗装して塗膜が形成された直後から数十秒の間に実現されるが、好ましくは直後から１０秒以内がよい。溶剤タイプの塗料あるいは水性エマルジョンタイプの塗料にあっては、この間に固形分濃度が３０〜５０質量％から６０〜８０質量％に高くなる。
上記した塗膜の未硬化状態においては、防汚処理剤中のシリカ微粒子が塗膜に若干めり込む状態となり、形成される防汚層の塗膜に対する密着力が向上し、かつ形成される防汚層と塗膜との間に混合が起らないので防汚層が塗膜に対して悪影響を及ぼさない。
通常上記未乾燥状態は、塗装して塗膜が形成された直後から数十秒の間に実現されるが、好ましくは直後から１０秒以内がよい。溶剤タイプの塗料あるいは水性エマルジョンタイプの塗料にあっては、この間に固形分濃度が３０〜５０質量％から６０〜８０質量％に高くなる。
上記した塗膜の未硬化状態においては、防汚処理剤中のシリカ微粒子が塗膜に若干めり込む状態となり、形成される防汚層の塗膜に対する密着力が向上し、かつ形成される防汚層と塗膜との間に混合が起らないので防汚層が塗膜に対して悪影響を及ぼさない。
基材の表面に上記防汚処理剤を塗布する望ましい方法としては、霧化塗装法がある。該霧化塗装法としては、例えば低圧エアレススプレー法、ベル型塗装機による塗装法、静電塗装法等がある。更に塗装方法としては刷毛塗り、ロールコーター塗装、ナイフコーター塗装等が適用されてもよい。
上記霧化塗装法にあっては、該処理剤がミストとなって建築板の凹凸模様表面に付着するので、該表面に定着され易い。
上記霧化塗装法にあっては、該処理剤がミストとなって建築板の凹凸模様表面に付着するので、該表面に定着され易い。
〔実施例（試料Ｎｏ．１〜６）、比較例（試料Ｎｏ．７〜１１）〕
表１に示す成分を水に投入して混合し防汚処理剤を調製した。
コロイダルシリカの分散にはビーズミルを使用した後、超音波にて更に４０分間の分散を行なった。なお本発明では上記のようにしてコロイダルシリカ分散液を調製することなく、市販されているコロイダルシリカの分散液（例えばスノーテックス（商品名）日産化学工業株式会社）を使用してもよい。５０×４０ｍｍの木繊維混合ケイ酸カルシウム板（建築板）の表面に水性スチレン・アクリル系塗料を塗布し、形成された塗膜が未硬化（未乾燥）状態の間に、表１に示す配合の防汚処理剤を５ｇ／尺2 になるように塗布し、ドライヤーにて乾燥させ試験に供した。
表１に示す成分を水に投入して混合し防汚処理剤を調製した。
コロイダルシリカの分散にはビーズミルを使用した後、超音波にて更に４０分間の分散を行なった。なお本発明では上記のようにしてコロイダルシリカ分散液を調製することなく、市販されているコロイダルシリカの分散液（例えばスノーテックス（商品名）日産化学工業株式会社）を使用してもよい。５０×４０ｍｍの木繊維混合ケイ酸カルシウム板（建築板）の表面に水性スチレン・アクリル系塗料を塗布し、形成された塗膜が未硬化（未乾燥）状態の間に、表１に示す配合の防汚処理剤を５ｇ／尺2 になるように塗布し、ドライヤーにて乾燥させ試験に供した。
比較例（試料Ｎｏ．７）は防汚処理剤を塗布しない試料である。
比較例（試料Ｎｏ．８〜１０）としては、形成された塗膜を完全に硬化（乾燥）させた後、比較例（試料Ｎｏ．１１）は塗料塗布１００秒後に防汚処理剤を同様に塗布し、常温で乾燥させて試験に供した。
比較例（試料Ｎｏ．８〜１０）としては、形成された塗膜を完全に硬化（乾燥）させた後、比較例（試料Ｎｏ．１１）は塗料塗布１００秒後に防汚処理剤を同様に塗布し、常温で乾燥させて試験に供した。
〔試験〕
上記防汚処理した建築板を防汚処理剤塗布後１日放置し、６０℃温水に１０日間浸漬して、その前後で防汚効果を調べた。防汚効果は、１質量％のカーボンブラックを分散した機械油を汚染液とし、該汚染液を建築板の防汚処理面に筆で塗布して汚染した後、該汚染個所に水をスプレーして汚染を流し落とすことによって評価した。
防汚性の評価基準は下記の通りである。
○：汚染が殆ど残らない。
△：やや汚染が残る。
×：汚染が残る。
結果を表１および写真を図１〜図１１に示す。
上記防汚処理した建築板を防汚処理剤塗布後１日放置し、６０℃温水に１０日間浸漬して、その前後で防汚効果を調べた。防汚効果は、１質量％のカーボンブラックを分散した機械油を汚染液とし、該汚染液を建築板の防汚処理面に筆で塗布して汚染した後、該汚染個所に水をスプレーして汚染を流し落とすことによって評価した。
防汚性の評価基準は下記の通りである。
○：汚染が殆ど残らない。
△：やや汚染が残る。
×：汚染が残る。
結果を表１および写真を図１〜図１１に示す。
表１および図１〜図１１の写真をみると、防汚性改良剤を添加しない比較例（試料Ｎｏ．７、図７）の試料は温水浸漬前から防汚性が劣り、塗膜を完全に硬化させた後防汚性改良剤を塗布した比較例（試料Ｎｏ．８〜１０、図８〜図１０）および塗膜が半乾燥状態の比較例（試料Ｎｏ．１１、図１１）は、未乾燥状態で防汚性改良剤を塗布した実施例（試料Ｎｏ．１〜６、図１〜図６）の試料に比較すると、温水浸漬後の防汚性に劣ることが認められる。
なお、比較例（試料Ｎｏ．７）は温水浸漬前の防汚性が劣るため温水浸漬後の防汚性試験は行わなかった。比較例（試料Ｎｏ．７）以外の温水浸漬前試料はすべて防汚性が良好であったので、防汚試験結果の図面代用写真は省略した。
なお、比較例（試料Ｎｏ．７）は温水浸漬前の防汚性が劣るため温水浸漬後の防汚性試験は行わなかった。比較例（試料Ｎｏ．７）以外の温水浸漬前試料はすべて防汚性が良好であったので、防汚試験結果の図面代用写真は省略した。
本発明の防汚処理剤で処理した建築板の表面の塗装塗膜は殆んど劣化がなく、また塗膜表面は耐久性のある防汚性を示し、屋外に曝露される外壁材等に有用である。
図１〜図８は本発明の実施例の防汚効果の試験結果を示す建築板の図面代用写真である。
実施例（試料Ｎｏ．１） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
実施例（試料Ｎｏ．２） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
実施例（試料Ｎｏ．３） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
実施例（試料Ｎｏ．４） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
実施例（試料Ｎｏ．５） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
実施例（試料Ｎｏ．６） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真 図７〜図１１は比較例（試料Ｎｏ．７〜１１）の試験結果を示す図面代用写真
比較例（試料Ｎｏ．７） イ：防汚処理剤塗布水浸漬前汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
比較例（試料Ｎｏ．８） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
比較例（試料Ｎｏ．９） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
比較例（試料Ｎｏ．１０） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
比較例（試料Ｎｏ．１１） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
本発明は防汚処理剤によって表面を処理された建築板の製造方法に関するものである。
〔発明の背景〕
例えば外壁材等の建築板にあっては、一般に表面に塗料によって塗装が施されているが、施工後表面に付着した汚れを除去するために、塗膜の上にセルフクリーニング機能を有する防汚膜を形成する防汚処理剤を塗布することが提案されている。
この種の防汚処理剤としては処理表面に超親水性を有する防汚膜を形成するものが使用され、該防汚処理剤を基材表面に塗布すると、上記超親水性防汚膜が形成され、基材表面に汚れが付着した場合、水をかけると該超親水性防汚膜に水が吸収され、その結果汚れが浮上って水と共に流れ落とされる（セルフクリーニング効果）。
例えば外壁材等の建築板にあっては、一般に表面に塗料によって塗装が施されているが、施工後表面に付着した汚れを除去するために、塗膜の上にセルフクリーニング機能を有する防汚膜を形成する防汚処理剤を塗布することが提案されている。
この種の防汚処理剤としては処理表面に超親水性を有する防汚膜を形成するものが使用され、該防汚処理剤を基材表面に塗布すると、上記超親水性防汚膜が形成され、基材表面に汚れが付着した場合、水をかけると該超親水性防汚膜に水が吸収され、その結果汚れが浮上って水と共に流れ落とされる（セルフクリーニング効果）。
〔従来の技術〕
上記基材表面に超親水性防汚膜を形成するには、従来主としてシリカ微粒子（コロイダルシリカ）の水性分散液からなる防汚処理剤が使用されていた。
上記防汚膜は建築板表面に塗布形成されている塗料の塗膜と良好な密着性を有することが要求される。該防汚膜と塗膜との密着性が乏しい場合には、該防汚膜が早期に剥離してしまって長期に渡り効果が得られ耐久性のある防汚処理が出来ない。
従来、該防汚膜と塗膜との密着性を高める試みとしては、塗膜に火炎や酸化剤によって酸化処理を施こす方法（例えば特許文献１参照）、塗膜の表面温度を６０℃以上に加熱しておいてから防汚処理剤を塗布する方法（例えば特許文献２参照）が提案されている。
上記基材表面に超親水性防汚膜を形成するには、従来主としてシリカ微粒子（コロイダルシリカ）の水性分散液からなる防汚処理剤が使用されていた。
上記防汚膜は建築板表面に塗布形成されている塗料の塗膜と良好な密着性を有することが要求される。該防汚膜と塗膜との密着性が乏しい場合には、該防汚膜が早期に剥離してしまって長期に渡り効果が得られ耐久性のある防汚処理が出来ない。
従来、該防汚膜と塗膜との密着性を高める試みとしては、塗膜に火炎や酸化剤によって酸化処理を施こす方法（例えば特許文献１参照）、塗膜の表面温度を６０℃以上に加熱しておいてから防汚処理剤を塗布する方法（例えば特許文献２参照）が提案されている。
表面の造形性と塗料による微妙な風合いが要求される外壁材の表面の塗膜を火炎や酸化剤によって処理すると、塗膜が劣化して変色したり、光沢が失われたりすることで商品価値が低下したり、剥離や亀裂やピンホールを生じたりすることで性能劣化を生じるおそれがある。
また塗膜表面を６０℃以上に加熱することは、温度管理が難しく、処理にむらを生ずるおそれがあるし、エネルギー節約の観点からみても好ましいものではない。
また塗膜表面を６０℃以上に加熱することは、温度管理が難しく、処理にむらを生ずるおそれがあるし、エネルギー節約の観点からみても好ましいものではない。
本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、建築板の表面に塗料を塗布して塗膜を形成し、塗膜形成直後から１０秒以内の該塗膜が未硬化状態においてシリカ微粒子を水に分散した防汚処理剤を該塗膜の上から塗布する建築板の防汚処理方法を提供するものである。
該防汚処理剤はシリカ微粒子と、分散剤と、水からなり、有機系樹脂等のバインダーを含有していないことが望ましい。
該防汚処理剤はシリカ微粒子と、分散剤と、水からなり、有機系樹脂等のバインダーを含有していないことが望ましい。
〔作用〕
本発明では塗膜形成直後から１０秒以内で塗膜が未硬化状態において防汚処理剤を塗布するから、塗膜が劣化するおそれはなく、また未硬化状態の塗膜に対しては防汚膜は強固に密着する。
また有機系樹脂等のバインダーを加えると、塗膜表面への密着性は向上するものゝ、添加した上記バインダーがシリカ微粒子を覆ったり、シリカ微粒子がバインダーに埋もれたりして親水性が阻害されることで防汚効果が低下する。
該防汚処理剤が、シリカ微粒子と、分散剤と、水からなり、上記バインダーを含有していないと、上記バインダーによってシリカ微粒子の親水性が阻害されるおそれがなくなり、良好な親水性が得られる。本発明では上記したようにバインダーを添加しなくても防汚膜の塗膜表面への強固な密着性が確保される。
本発明では塗膜形成直後から１０秒以内で塗膜が未硬化状態において防汚処理剤を塗布するから、塗膜が劣化するおそれはなく、また未硬化状態の塗膜に対しては防汚膜は強固に密着する。
また有機系樹脂等のバインダーを加えると、塗膜表面への密着性は向上するものゝ、添加した上記バインダーがシリカ微粒子を覆ったり、シリカ微粒子がバインダーに埋もれたりして親水性が阻害されることで防汚効果が低下する。
該防汚処理剤が、シリカ微粒子と、分散剤と、水からなり、上記バインダーを含有していないと、上記バインダーによってシリカ微粒子の親水性が阻害されるおそれがなくなり、良好な親水性が得られる。本発明では上記したようにバインダーを添加しなくても防汚膜の塗膜表面への強固な密着性が確保される。
〔効果〕
本発明では、建築板表面の塗膜を劣化させることなく、耐久性のある防汚処理が保障される。
本発明では、建築板表面の塗膜を劣化させることなく、耐久性のある防汚処理が保障される。
本発明を以下に詳細に説明する。
〔シリカ微粒子〕
本発明に使用されるシリカ微粒子としては、非晶質のシリカ微粒子が望ましく、このような非晶質シリカ微粒子としては、コロイダルシリカ、シリカゲル、シリカゾル、ヒュームドシリカ等が例示され、特にコロイダルシリカやヒュームドシリカが望ましい。
コロイダルシリカの一次粒子は数ｎｍ〜数十ｎｍであるが、水中に分散させるとこれらのコロイド粒子相互が凝集して数百ｎｍ〜数十ｎｍの二次粒子となりうる。
上記ヒュームドシリカは四塩化ケイ素等の揮発性ケイ素化合物の気相において、例えば酸素水素炎中で燃焼加水分解して製造される。該ヒュームドシリカの一次粒子の粒径は７〜４０ｎｍであるが、水中に分散させると、粒子相互が会合して網目構造を形成し、数百ｎｍ（約５００ｎｍ）の二次粒子となる。
上記ヒュームドシリカの比表面積は約５００，０００〜２，０００，０００ｃｍ2 ／ｇであり、１ｎｍ2 あたり２〜３個のシングルシラノール基を有し、したがってヒュームドシリカは表面活性に富み、基材表面に高い超親水性を与える。
〔シリカ微粒子〕
本発明に使用されるシリカ微粒子としては、非晶質のシリカ微粒子が望ましく、このような非晶質シリカ微粒子としては、コロイダルシリカ、シリカゲル、シリカゾル、ヒュームドシリカ等が例示され、特にコロイダルシリカやヒュームドシリカが望ましい。
コロイダルシリカの一次粒子は数ｎｍ〜数十ｎｍであるが、水中に分散させるとこれらのコロイド粒子相互が凝集して数百ｎｍ〜数十ｎｍの二次粒子となりうる。
上記ヒュームドシリカは四塩化ケイ素等の揮発性ケイ素化合物の気相において、例えば酸素水素炎中で燃焼加水分解して製造される。該ヒュームドシリカの一次粒子の粒径は７〜４０ｎｍであるが、水中に分散させると、粒子相互が会合して網目構造を形成し、数百ｎｍ（約５００ｎｍ）の二次粒子となる。
上記ヒュームドシリカの比表面積は約５００，０００〜２，０００，０００ｃｍ2 ／ｇであり、１ｎｍ2 あたり２〜３個のシングルシラノール基を有し、したがってヒュームドシリカは表面活性に富み、基材表面に高い超親水性を与える。
〔溶媒〕
本発明において使用する溶媒としては、主として水単独が使用される。
本発明において使用する溶媒としては、主として水単独が使用される。
〔分散剤〕
本発明の防汚処理剤には分散剤を添加することが望ましい。上記分散剤としては、通常のアニオン性、ノニオン性、カチオン性の界面活性剤が用いられる。該界面活性剤としては、例えば高級アルコールサルフェート（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルアリルスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩縮合物、アルキルフォスフェート、ジアルキルスルフォサクシネート、ロジン石鹸、脂肪酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）等のアニオン性界面活性剤があり、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキロールアミン、ポリオキシエチレンアルキルアマイド、ソルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル等のノニオン性界面活性剤があり、オクタデシルアミンアセテート、イミダゾリン誘導体アセテート、ポリアルキレンポリアミン誘導体またはその塩、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチルアミノエチルアルキルアミドハロゲニド、アルキルピリジニウム硫酸塩、アルキルトリメチルアンモニウムハロゲニド等のカチオン性界面活性剤が例示される。また界面活性剤は二種以上混合使用されてもよい。また上記例示は本発明を限定するものではない。
該界面活性剤は本発明の防汚処理剤の表面張力を低下せしめ、更にシリカ微粒子を処理剤中に良好に分散せしめ、そして下地の塗膜との親和性も高める。
本発明の防汚処理剤には分散剤を添加することが望ましい。上記分散剤としては、通常のアニオン性、ノニオン性、カチオン性の界面活性剤が用いられる。該界面活性剤としては、例えば高級アルコールサルフェート（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルアリルスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩縮合物、アルキルフォスフェート、ジアルキルスルフォサクシネート、ロジン石鹸、脂肪酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）等のアニオン性界面活性剤があり、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキロールアミン、ポリオキシエチレンアルキルアマイド、ソルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル等のノニオン性界面活性剤があり、オクタデシルアミンアセテート、イミダゾリン誘導体アセテート、ポリアルキレンポリアミン誘導体またはその塩、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチルアミノエチルアルキルアミドハロゲニド、アルキルピリジニウム硫酸塩、アルキルトリメチルアンモニウムハロゲニド等のカチオン性界面活性剤が例示される。また界面活性剤は二種以上混合使用されてもよい。また上記例示は本発明を限定するものではない。
該界面活性剤は本発明の防汚処理剤の表面張力を低下せしめ、更にシリカ微粒子を処理剤中に良好に分散せしめ、そして下地の塗膜との親和性も高める。
本発明の防汚処理剤において、通常該シリカ微粒子は０．１〜１０質量％、好ましくは０．５〜６質量％、上記分散剤は０．０５〜１．０質量％配合される。
上記分散剤が０．０５質量％よりも少なく添加されている場合には、分散剤による表面張力の低下効果やシリカ微粒子の分散効果が顕著でなくなり、また１．０質量％を越えて添加されている場合には形成される防汚層の強度、耐水性、耐久性等に悪影響がもたらされる。かくして該処理剤の表面張力は２５℃で２０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であることが望ましい。
上記分散剤が０．０５質量％よりも少なく添加されている場合には、分散剤による表面張力の低下効果やシリカ微粒子の分散効果が顕著でなくなり、また１．０質量％を越えて添加されている場合には形成される防汚層の強度、耐水性、耐久性等に悪影響がもたらされる。かくして該処理剤の表面張力は２５℃で２０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であることが望ましい。
本発明の防汚処理剤が塗布される建築板基材としては、主として木片、木質繊維束、木質パルプ、木毛、木粉等の木質補強材とセメント系水硬性材料とを主体とする混合物を成形硬化した木質系セメント板、パルプセメント板、繊維強化セメント板、押出成形セメント板、窯業系サイディング等が使用され、その表面にはエンボス加工等によって凹凸模様が付されていてもよい。該基材の表面には塗装が施されている。上記塗装に使用する塗料としては、通常アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂等をビヒクルとした溶剤タイプあるいは水性エマルジョンタイプのものがある。該塗装は、通常下塗り塗装、中塗り塗装、上塗り塗装の三層塗装あるいは下塗り塗装、上塗り塗装の二層塗装が適用される。
本発明では上記基材表面に塗料を塗布して形成された塗膜が未硬化状態において、上記防汚処理剤を塗布する。二層または三層塗装の場合には上塗り塗装による塗膜が未硬化状態において、上記防汚処理剤を塗布する。
塗膜が未硬化状態とは、溶剤タイプの塗料あるいは水性エマルジョンタイプの塗料による塗膜の場合には溶剤あるいは水が蒸発しない状態の基材表面に薄膜が形成されただけの未乾燥状態を云い、無溶剤塗料の場合には、塗料中の樹脂ビヒクル、あるいは無機質ビヒクルが硬化しない未硬化状態を云う。
通常上記未乾燥状態は、塗装して塗膜が形成された直後から１０秒以内の間に実現される。溶剤タイプの塗料あるいは水性エマルジョンタイプの塗料にあっては、この間に固形分濃度が３０〜５０質量％から６０〜８０質量％に高くなる。
上記した塗膜の未硬化状態においては、防汚処理剤中のシリカ微粒子が塗膜に若干めり込む状態となり、形成される防汚層の塗膜に対する密着力が向上し、かつ形成される防汚層と塗膜との間に混合が起らないので防汚層が塗膜に対して悪影響を及ぼさない。
通常上記未乾燥状態は、塗装して塗膜が形成された直後から１０秒以内の間に実現される。溶剤タイプの塗料あるいは水性エマルジョンタイプの塗料にあっては、この間に固形分濃度が３０〜５０質量％から６０〜８０質量％に高くなる。
上記した塗膜の未硬化状態においては、防汚処理剤中のシリカ微粒子が塗膜に若干めり込む状態となり、形成される防汚層の塗膜に対する密着力が向上し、かつ形成される防汚層と塗膜との間に混合が起らないので防汚層が塗膜に対して悪影響を及ぼさない。
基材の表面に上記防汚処理剤を塗布する望ましい方法としては、霧化塗装法がある。該霧化塗装法としては、例えば低圧エアレススプレー法、ベル型塗装機による塗装法、静電塗装法等がある。更に塗装方法としては刷毛塗り、ロールコーター塗装、ナイフコーター塗装等が適用されてもよい。
上記霧化塗装法にあっては、該処理剤がミストとなって建築板の凹凸模様表面に付着するので、該表面に定着され易い。
上記霧化塗装法にあっては、該処理剤がミストとなって建築板の凹凸模様表面に付着するので、該表面に定着され易い。
〔実施例（試料Ｎｏ．１〜３）、比較例（試料Ｎｏ．７〜１１）〕
表１に示す成分を水に投入して混合し防汚処理剤を調製した。
コロイダルシリカの分散にはビーズミルを使用した後、超音波にて更に４０分間の分散を行なった。なお本発明では上記のようにしてコロイダルシリカ分散液を調製することなく、市販されているコロイダルシリカの分散液（例えばスノーテックス（商品名）日産化学工業株式会社）を使用してもよい。５０×４０ｍｍの木繊維混合ケイ酸カルシウム板（建築板）の表面に水性スチレン・アクリル系塗料を塗布し、形成された塗膜が未硬化（未乾燥）状態の間に、表１に示す配合の防汚処理剤を５ｇ／尺2 になるように塗布し、ドライヤーにて乾燥させ試験に供した。
表１に示す成分を水に投入して混合し防汚処理剤を調製した。
コロイダルシリカの分散にはビーズミルを使用した後、超音波にて更に４０分間の分散を行なった。なお本発明では上記のようにしてコロイダルシリカ分散液を調製することなく、市販されているコロイダルシリカの分散液（例えばスノーテックス（商品名）日産化学工業株式会社）を使用してもよい。５０×４０ｍｍの木繊維混合ケイ酸カルシウム板（建築板）の表面に水性スチレン・アクリル系塗料を塗布し、形成された塗膜が未硬化（未乾燥）状態の間に、表１に示す配合の防汚処理剤を５ｇ／尺2 になるように塗布し、ドライヤーにて乾燥させ試験に供した。
比較例（試料Ｎｏ．７）は防汚処理剤を塗布しない試料である。
比較例（試料Ｎｏ．８〜１０）としては、形成された塗膜を完全に硬化（乾燥）させた後、比較例（試料Ｎｏ．１１）は塗料塗布１００秒後に防汚処理剤を同様に塗布し、常温で乾燥させて試験に供した。
比較例（試料Ｎｏ．８〜１０）としては、形成された塗膜を完全に硬化（乾燥）させた後、比較例（試料Ｎｏ．１１）は塗料塗布１００秒後に防汚処理剤を同様に塗布し、常温で乾燥させて試験に供した。
〔試験〕
上記防汚処理した建築板を防汚処理剤塗布後１日放置し、６０℃温水に１０日間浸漬して、その前後で防汚効果を調べた。防汚効果は、１質量％のカーボンブラックを分散した機械油を汚染液とし、該汚染液を建築板の防汚処理面に筆で塗布して汚染した後、該汚染個所に水をスプレーして汚染を流し落とすことによって評価した。
防汚性の評価基準は下記の通りである。
○：汚染が殆ど残らない。
△：やや汚染が残る。
×：汚染が残る。
結果を表１および写真を図１〜図８に示す。
上記防汚処理した建築板を防汚処理剤塗布後１日放置し、６０℃温水に１０日間浸漬して、その前後で防汚効果を調べた。防汚効果は、１質量％のカーボンブラックを分散した機械油を汚染液とし、該汚染液を建築板の防汚処理面に筆で塗布して汚染した後、該汚染個所に水をスプレーして汚染を流し落とすことによって評価した。
防汚性の評価基準は下記の通りである。
○：汚染が殆ど残らない。
△：やや汚染が残る。
×：汚染が残る。
結果を表１および写真を図１〜図８に示す。
表１および図１〜図８の写真をみると、防汚性改良剤を添加しない比較例（試料Ｎｏ．７、図４）の試料は温水浸漬前から防汚性が劣り、塗膜を完全に硬化させた後防汚性改良剤を塗布した比較例（試料Ｎｏ．８〜１０、図５〜図７）および塗膜が半乾燥状態の比較例（試料Ｎｏ．１１、図８）は、未乾燥状態で防汚性改良剤を塗布した実施例（試料Ｎｏ．１〜３、図１〜図３）の試料に比較すると、温水浸漬後の防汚性に劣ることが認められる。
なお、比較例（試料Ｎｏ．７）は温水浸漬前の防汚性が劣るため温水浸漬後の防汚性試験は行わなかった。比較例（試料Ｎｏ．７）以外の温水浸漬前試料はすべて防汚性が良好であったので、防汚試験結果の図面代用写真は省略した。
なお、比較例（試料Ｎｏ．７）は温水浸漬前の防汚性が劣るため温水浸漬後の防汚性試験は行わなかった。比較例（試料Ｎｏ．７）以外の温水浸漬前試料はすべて防汚性が良好であったので、防汚試験結果の図面代用写真は省略した。
本発明の防汚処理剤で処理した建築板の表面の塗装塗膜は殆んど劣化がなく、また塗膜表面は耐久性のある防汚性を示し、屋外に曝露される外壁材等に有用である。
図１〜図３は本発明の実施例の防汚効果の試験結果を示す建築板の図面代用写真である。
実施例（試料Ｎｏ．１） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
実施例（試料Ｎｏ．２） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
実施例（試料Ｎｏ．３） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真 図４〜図８は比較例（試料Ｎｏ．７〜１１）の試験結果を示す図面代用写真である。
比較例（試料Ｎｏ．７） イ：防汚処理剤塗布水浸漬前汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
比較例（試料Ｎｏ．８） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
比較例（試料Ｎｏ．９） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
比較例（試料Ｎｏ．１０） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
比較例（試料Ｎｏ．１１） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
本発明は防汚処理剤によって表面を処理された建築板の製造方法に関するものである。
〔発明の背景〕
例えば外壁材等の建築板にあっては、一般に表面に塗料によって塗装が施されているが、施工後表面に付着した汚れを除去するために、塗膜の上にセルフクリーニング機能を有する防汚膜を形成する防汚処理剤を塗布することが提案されている。
この種の防汚処理剤としては処理表面に超親水性を有する防汚膜を形成するものが使用され、該防汚処理剤を基材表面に塗布すると、上記超親水性防汚膜が形成され、基材表面に汚れが付着した場合、水をかけると該超親水性防汚膜に水が吸収され、その結果汚れが浮上って水と共に流れ落とされる（セルフクリーニング効果）。
例えば外壁材等の建築板にあっては、一般に表面に塗料によって塗装が施されているが、施工後表面に付着した汚れを除去するために、塗膜の上にセルフクリーニング機能を有する防汚膜を形成する防汚処理剤を塗布することが提案されている。
この種の防汚処理剤としては処理表面に超親水性を有する防汚膜を形成するものが使用され、該防汚処理剤を基材表面に塗布すると、上記超親水性防汚膜が形成され、基材表面に汚れが付着した場合、水をかけると該超親水性防汚膜に水が吸収され、その結果汚れが浮上って水と共に流れ落とされる（セルフクリーニング効果）。
〔従来の技術〕
上記基材表面に超親水性防汚膜を形成するには、従来主としてシリカ微粒子（コロイダルシリカ）の水性分散液からなる防汚処理剤が使用されていた。
上記防汚膜は建築板表面に塗布形成されている塗料の塗膜と良好な密着性を有することが要求される。該防汚膜と塗膜との密着性が乏しい場合には、該防汚膜が早期に剥離してしまって長期に渡り効果が得られ耐久性のある防汚処理が出来ない。
従来、該防汚膜と塗膜との密着性を高める試みとしては、塗膜に火炎や酸化剤によって酸化処理を施こす方法（例えば特許文献１参照）、塗膜の表面温度を６０℃以上に加熱しておいてから防汚処理剤を塗布する方法（例えば特許文献２参照）が提案されている。
上記基材表面に超親水性防汚膜を形成するには、従来主としてシリカ微粒子（コロイダルシリカ）の水性分散液からなる防汚処理剤が使用されていた。
上記防汚膜は建築板表面に塗布形成されている塗料の塗膜と良好な密着性を有することが要求される。該防汚膜と塗膜との密着性が乏しい場合には、該防汚膜が早期に剥離してしまって長期に渡り効果が得られ耐久性のある防汚処理が出来ない。
従来、該防汚膜と塗膜との密着性を高める試みとしては、塗膜に火炎や酸化剤によって酸化処理を施こす方法（例えば特許文献１参照）、塗膜の表面温度を６０℃以上に加熱しておいてから防汚処理剤を塗布する方法（例えば特許文献２参照）が提案されている。
表面の造形性と塗料による微妙な風合いが要求される外壁材の表面の塗膜を火炎や酸化剤によって処理すると、塗膜が劣化して変色したり、光沢が失われたりすることで商品価値が低下したり、剥離や亀裂やピンホールを生じたりすることで性能劣化を生じるおそれがある。
また塗膜表面を６０℃以上に加熱することは、温度管理が難しく、処理にむらを生ずるおそれがあるし、エネルギー節約の観点からみても好ましいものではない。
また塗膜表面を６０℃以上に加熱することは、温度管理が難しく、処理にむらを生ずるおそれがあるし、エネルギー節約の観点からみても好ましいものではない。
本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、建築板の表面に塗料を塗布して塗膜を形成し、塗膜形成直後から１０秒以内の該塗膜が未硬化状態においてシリカ微粒子を水に分散した防汚処理剤を該塗膜の上から塗布する建築板の防汚処理方法を提供するものである。
該防汚処理剤はシリカ微粒子と、分散剤と、水からなり、有機系樹脂等のバインダーを含有していないことが望ましい。
該防汚処理剤はシリカ微粒子と、分散剤と、水からなり、有機系樹脂等のバインダーを含有していないことが望ましい。
〔作用〕
本発明では塗膜形成直後から１０秒以内で塗膜が未硬化状態において防汚処理剤を塗布するから、塗膜が劣化するおそれはなく、また未硬化状態の塗膜に対しては防汚膜は強固に密着する。
また有機系樹脂等のバインダーを加えると、塗膜表面への密着性は向上するものゝ、添加した上記バインダーがシリカ微粒子を覆ったり、シリカ微粒子がバインダーに埋もれたりして親水性が阻害されることで防汚効果が低下する。
該防汚処理剤が、シリカ微粒子と、分散剤と、水からなり、上記バインダーを含有していないと、上記バインダーによってシリカ微粒子の親水性が阻害されるおそれがなくなり、良好な親水性が得られる。本発明では上記したようにバインダーを添加しなくても防汚膜の塗膜表面への強固な密着性が確保される。
本発明では塗膜形成直後から１０秒以内で塗膜が未硬化状態において防汚処理剤を塗布するから、塗膜が劣化するおそれはなく、また未硬化状態の塗膜に対しては防汚膜は強固に密着する。
また有機系樹脂等のバインダーを加えると、塗膜表面への密着性は向上するものゝ、添加した上記バインダーがシリカ微粒子を覆ったり、シリカ微粒子がバインダーに埋もれたりして親水性が阻害されることで防汚効果が低下する。
該防汚処理剤が、シリカ微粒子と、分散剤と、水からなり、上記バインダーを含有していないと、上記バインダーによってシリカ微粒子の親水性が阻害されるおそれがなくなり、良好な親水性が得られる。本発明では上記したようにバインダーを添加しなくても防汚膜の塗膜表面への強固な密着性が確保される。
〔効果〕
本発明では、建築板表面の塗膜を劣化させることなく、耐久性のある防汚処理が保障される。
本発明では、建築板表面の塗膜を劣化させることなく、耐久性のある防汚処理が保障される。
本発明を以下に詳細に説明する。
〔シリカ微粒子〕
本発明に使用されるシリカ微粒子としては、非晶質のシリカ微粒子が望ましく、このような非晶質シリカ微粒子としては、コロイダルシリカ、シリカゲル、シリカゾル、ヒュームドシリカ等が例示され、特にコロイダルシリカやヒュームドシリカが望ましい。
コロイダルシリカの一次粒子は数ｎｍ〜数十ｎｍであるが、水中に分散させるとこれらのコロイド粒子相互が凝集して数百ｎｍ〜数十ｎｍの二次粒子となりうる。
上記ヒュームドシリカは四塩化ケイ素等の揮発性ケイ素化合物の気相において、例えば酸素水素炎中で燃焼加水分解して製造される。該ヒュームドシリカの一次粒子の粒径は７〜４０ｎｍであるが、水中に分散させると、粒子相互が会合して網目構造を形成し、数百ｎｍ（約５００ｎｍ）の二次粒子となる。
上記ヒュームドシリカの比表面積は約５００，０００〜２，０００，０００ｃｍ2 ／ｇであり、１ｎｍ2 あたり２〜３個のシングルシラノール基を有し、したがってヒュームドシリカは表面活性に富み、基材表面に高い超親水性を与える。
〔シリカ微粒子〕
本発明に使用されるシリカ微粒子としては、非晶質のシリカ微粒子が望ましく、このような非晶質シリカ微粒子としては、コロイダルシリカ、シリカゲル、シリカゾル、ヒュームドシリカ等が例示され、特にコロイダルシリカやヒュームドシリカが望ましい。
コロイダルシリカの一次粒子は数ｎｍ〜数十ｎｍであるが、水中に分散させるとこれらのコロイド粒子相互が凝集して数百ｎｍ〜数十ｎｍの二次粒子となりうる。
上記ヒュームドシリカは四塩化ケイ素等の揮発性ケイ素化合物の気相において、例えば酸素水素炎中で燃焼加水分解して製造される。該ヒュームドシリカの一次粒子の粒径は７〜４０ｎｍであるが、水中に分散させると、粒子相互が会合して網目構造を形成し、数百ｎｍ（約５００ｎｍ）の二次粒子となる。
上記ヒュームドシリカの比表面積は約５００，０００〜２，０００，０００ｃｍ2 ／ｇであり、１ｎｍ2 あたり２〜３個のシングルシラノール基を有し、したがってヒュームドシリカは表面活性に富み、基材表面に高い超親水性を与える。
〔溶媒〕
本発明において使用する溶媒としては、主として水単独が使用される。
本発明において使用する溶媒としては、主として水単独が使用される。
〔分散剤〕
本発明の防汚処理剤には分散剤を添加することが望ましい。上記分散剤としては、通常のアニオン性、ノニオン性、カチオン性の界面活性剤が用いられる。該界面活性剤としては、例えば高級アルコールサルフェート（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルアリルスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩縮合物、アルキルフォスフェート、ジアルキルスルフォサクシネート、ロジン石鹸、脂肪酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）等のアニオン性界面活性剤があり、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキロールアミン、ポリオキシエチレンアルキルアマイド、ソルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル等のノニオン性界面活性剤があり、オクタデシルアミンアセテート、イミダゾリン誘導体アセテート、ポリアルキレンポリアミン誘導体またはその塩、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチルアミノエチルアルキルアミドハロゲニド、アルキルピリジニウム硫酸塩、アルキルトリメチルアンモニウムハロゲニド等のカチオン性界面活性剤が例示される。また界面活性剤は二種以上混合使用されてもよい。また上記例示は本発明を限定するものではない。
該界面活性剤は本発明の防汚処理剤の表面張力を低下せしめ、更にシリカ微粒子を処理剤中に良好に分散せしめ、そして下地の塗膜との親和性も高める。
本発明の防汚処理剤には分散剤を添加することが望ましい。上記分散剤としては、通常のアニオン性、ノニオン性、カチオン性の界面活性剤が用いられる。該界面活性剤としては、例えば高級アルコールサルフェート（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルアリルスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩縮合物、アルキルフォスフェート、ジアルキルスルフォサクシネート、ロジン石鹸、脂肪酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）等のアニオン性界面活性剤があり、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキロールアミン、ポリオキシエチレンアルキルアマイド、ソルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル等のノニオン性界面活性剤があり、オクタデシルアミンアセテート、イミダゾリン誘導体アセテート、ポリアルキレンポリアミン誘導体またはその塩、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチルアミノエチルアルキルアミドハロゲニド、アルキルピリジニウム硫酸塩、アルキルトリメチルアンモニウムハロゲニド等のカチオン性界面活性剤が例示される。また界面活性剤は二種以上混合使用されてもよい。また上記例示は本発明を限定するものではない。
該界面活性剤は本発明の防汚処理剤の表面張力を低下せしめ、更にシリカ微粒子を処理剤中に良好に分散せしめ、そして下地の塗膜との親和性も高める。
本発明の防汚処理剤において、通常該シリカ微粒子は０．１〜１０質量％、好ましくは０．５〜６質量％、上記分散剤は０．０５〜１．０質量％配合される。
上記分散剤が０．０５質量％よりも少なく添加されている場合には、分散剤による表面張力の低下効果やシリカ微粒子の分散効果が顕著でなくなり、また１．０質量％を越えて添加されている場合には形成される防汚層の強度、耐水性、耐久性等に悪影響がもたらされる。かくして該処理剤の表面張力は２５℃で２０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であることが望ましい。
上記分散剤が０．０５質量％よりも少なく添加されている場合には、分散剤による表面張力の低下効果やシリカ微粒子の分散効果が顕著でなくなり、また１．０質量％を越えて添加されている場合には形成される防汚層の強度、耐水性、耐久性等に悪影響がもたらされる。かくして該処理剤の表面張力は２５℃で２０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であることが望ましい。
本発明の防汚処理剤が塗布される建築板基材としては、主として木片、木質繊維束、木質パルプ、木毛、木粉等の木質補強材とセメント系水硬性材料とを主体とする混合物を成形硬化した木質系セメント板、パルプセメント板、繊維強化セメント板、押出成形セメント板、窯業系サイディング等が使用され、その表面にはエンボス加工等によって凹凸模様が付されていてもよい。該基材の表面には塗装が施されている。上記塗装に使用する塗料としては、通常アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂等をビヒクルとした溶剤タイプあるいは水性エマルジョンタイプのものがある。該塗装は、通常下塗り塗装、中塗り塗装、上塗り塗装の三層塗装あるいは下塗り塗装、上塗り塗装の二層塗装が適用される。
本発明では上記基材表面に塗料を塗布して形成された塗膜が未硬化状態において、上記防汚処理剤を塗布する。二層または三層塗装の場合には上塗り塗装による塗膜が未硬化状態において、上記防汚処理剤を塗布する。
塗膜が未硬化状態とは、溶剤タイプの塗料あるいは水性エマルジョンタイプの塗料による塗膜の場合には溶剤あるいは水が蒸発しない状態の基材表面に薄膜が形成されただけの未乾燥状態を云い、無溶剤塗料の場合には、塗料中の樹脂ビヒクル、あるいは無機質ビヒクルが硬化しない未硬化状態を云う。
通常上記未乾燥状態は、塗装して塗膜が形成された直後から１０秒以内の間に実現される。溶剤タイプの塗料あるいは水性エマルジョンタイプの塗料にあっては、この間に固形分濃度が３０〜５０質量％から６０〜８０質量％に高くなる。
上記した塗膜の未硬化状態においては、防汚処理剤中のシリカ微粒子が塗膜に若干めり込む状態となり、形成される防汚層の塗膜に対する密着力が向上し、かつ形成される防汚層と塗膜との間に混合が起らないので防汚層が塗膜に対して悪影響を及ぼさない。
通常上記未乾燥状態は、塗装して塗膜が形成された直後から１０秒以内の間に実現される。溶剤タイプの塗料あるいは水性エマルジョンタイプの塗料にあっては、この間に固形分濃度が３０〜５０質量％から６０〜８０質量％に高くなる。
上記した塗膜の未硬化状態においては、防汚処理剤中のシリカ微粒子が塗膜に若干めり込む状態となり、形成される防汚層の塗膜に対する密着力が向上し、かつ形成される防汚層と塗膜との間に混合が起らないので防汚層が塗膜に対して悪影響を及ぼさない。
基材の表面に上記防汚処理剤を塗布する望ましい方法としては、霧化塗装法がある。該霧化塗装法としては、例えば低圧エアレススプレー法、ベル型塗装機による塗装法、静電塗装法等がある。更に塗装方法としては刷毛塗り、ロールコーター塗装、ナイフコーター塗装等が適用されてもよい。
上記霧化塗装法にあっては、該処理剤がミストとなって建築板の凹凸模様表面に付着するので、該表面に定着され易い。
上記霧化塗装法にあっては、該処理剤がミストとなって建築板の凹凸模様表面に付着するので、該表面に定着され易い。
〔実施例（試料Ｎｏ．１〜３）、比較例（試料Ｎｏ．７〜１１）〕
表１に示す成分を水に投入して混合し防汚処理剤を調製した。
コロイダルシリカの分散にはビーズミルを使用した後、超音波にて更に４０分間の分散を行なった。なお本発明では上記のようにしてコロイダルシリカ分散液を調製することなく、市販されているコロイダルシリカの分散液（例えばスノーテックス（商品名）日産化学工業株式会社）を使用してもよい。５０×４０ｍｍの木繊維混合ケイ酸カルシウム板（建築板）の表面に水性スチレン・アクリル系塗料を塗布し、形成された塗膜が未硬化（未乾燥）状態の間に、表１に示す配合の防汚処理剤を５ｇ／尺2 になるように塗布し、ドライヤーにて乾燥させ試験に供した。
表１に示す成分を水に投入して混合し防汚処理剤を調製した。
コロイダルシリカの分散にはビーズミルを使用した後、超音波にて更に４０分間の分散を行なった。なお本発明では上記のようにしてコロイダルシリカ分散液を調製することなく、市販されているコロイダルシリカの分散液（例えばスノーテックス（商品名）日産化学工業株式会社）を使用してもよい。５０×４０ｍｍの木繊維混合ケイ酸カルシウム板（建築板）の表面に水性スチレン・アクリル系塗料を塗布し、形成された塗膜が未硬化（未乾燥）状態の間に、表１に示す配合の防汚処理剤を５ｇ／尺2 になるように塗布し、ドライヤーにて乾燥させ試験に供した。
比較例（試料Ｎｏ．７）は防汚処理剤を塗布しない試料である。
比較例（試料Ｎｏ．８〜１０）としては、形成された塗膜を完全に硬化（乾燥）させた後、比較例（試料Ｎｏ．１１）は塗料塗布１００秒後に防汚処理剤を同様に塗布し、常温で乾燥させて試験に供した。
比較例（試料Ｎｏ．８〜１０）としては、形成された塗膜を完全に硬化（乾燥）させた後、比較例（試料Ｎｏ．１１）は塗料塗布１００秒後に防汚処理剤を同様に塗布し、常温で乾燥させて試験に供した。
〔試験〕
上記防汚処理した建築板を防汚処理剤塗布後１日放置し、６０℃温水に１０日間浸漬して、その前後で防汚効果を調べた。防汚効果は、１質量％のカーボンブラックを分散した機械油を汚染液とし、該汚染液を建築板の防汚処理面に筆で塗布して汚染した後、該汚染個所に水をスプレーして汚染を流し落とすことによって評価した。
防汚性の評価基準は下記の通りである。
○：汚染が殆ど残らない。
△：やや汚染が残る。
×：汚染が残る。
結果を表１および写真を図１〜図８に示す。
上記防汚処理した建築板を防汚処理剤塗布後１日放置し、６０℃温水に１０日間浸漬して、その前後で防汚効果を調べた。防汚効果は、１質量％のカーボンブラックを分散した機械油を汚染液とし、該汚染液を建築板の防汚処理面に筆で塗布して汚染した後、該汚染個所に水をスプレーして汚染を流し落とすことによって評価した。
防汚性の評価基準は下記の通りである。
○：汚染が殆ど残らない。
△：やや汚染が残る。
×：汚染が残る。
結果を表１および写真を図１〜図８に示す。
表１および図１〜図８の写真をみると、防汚性改良剤を添加しない比較例（試料Ｎｏ．７、図４）の試料は温水浸漬前から防汚性が劣り、塗膜を完全に硬化させた後防汚性改良剤を塗布した比較例（試料Ｎｏ．８〜１０、図５〜図７）および塗膜が半乾燥状態の比較例（試料Ｎｏ．１１、図８）は、未乾燥状態で防汚性改良剤を塗布した実施例（試料Ｎｏ．１〜３、図１〜図３）の試料に比較すると、温水浸漬後の防汚性に劣ることが認められる。
なお、比較例（試料Ｎｏ．７）は温水浸漬前の防汚性が劣るため温水浸漬後の防汚性試験は行わなかった。比較例（試料Ｎｏ．７）以外の温水浸漬前試料はすべて防汚性が良好であったので、防汚試験結果の図面代用写真は省略した。
なお、比較例（試料Ｎｏ．７）は温水浸漬前の防汚性が劣るため温水浸漬後の防汚性試験は行わなかった。比較例（試料Ｎｏ．７）以外の温水浸漬前試料はすべて防汚性が良好であったので、防汚試験結果の図面代用写真は省略した。
本発明の防汚処理剤で処理した建築板の表面の塗装塗膜は殆んど劣化がなく、また塗膜表面は耐久性のある防汚性を示し、屋外に曝露される外壁材等に有用である。
図１〜図３は本発明の実施例の防汚効果の試験結果を示す建築板の図面代用写真である。
実施例（試料Ｎｏ．１） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
実施例（試料Ｎｏ．２） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
実施例（試料Ｎｏ．３） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真 図４〜図８は比較例（試料Ｎｏ．７〜１１）の試験結果を示す図面代用写真である。
比較例（試料Ｎｏ．７） イ：防汚処理剤塗布水浸漬前汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
比較例（試料Ｎｏ．８） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
比較例（試料Ｎｏ．９） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
比較例（試料Ｎｏ．１０） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
比較例（試料Ｎｏ．１１） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
本発明は防汚処理剤によって表面を処理された建築板の製造方法に関するものである。
〔発明の背景〕
例えば外壁材等の建築板にあっては、一般に表面に塗料によって塗装が施されているが、施工後表面に付着した汚れを除去するために、塗膜の上にセルフクリーニング機能を有する防汚膜を形成する防汚処理剤を塗布することが提案されている。
この種の防汚処理剤としては処理表面に超親水性を有する防汚膜を形成するものが使用され、該防汚処理剤を基材表面に塗布すると、上記超親水性防汚膜が形成され、基材表面に汚れが付着した場合、水をかけると該超親水性防汚膜に水が吸収され、その結果汚れが浮上って水と共に流れ落とされる（セルフクリーニング効果）。
例えば外壁材等の建築板にあっては、一般に表面に塗料によって塗装が施されているが、施工後表面に付着した汚れを除去するために、塗膜の上にセルフクリーニング機能を有する防汚膜を形成する防汚処理剤を塗布することが提案されている。
この種の防汚処理剤としては処理表面に超親水性を有する防汚膜を形成するものが使用され、該防汚処理剤を基材表面に塗布すると、上記超親水性防汚膜が形成され、基材表面に汚れが付着した場合、水をかけると該超親水性防汚膜に水が吸収され、その結果汚れが浮上って水と共に流れ落とされる（セルフクリーニング効果）。
〔従来の技術〕
上記基材表面に超親水性防汚膜を形成するには、従来主としてシリカ微粒子（コロイダルシリカ）の水性分散液からなる防汚処理剤が使用されていた。
上記防汚膜は建築板表面に塗布形成されている塗料の塗膜と良好な密着性を有することが要求される。該防汚膜と塗膜との密着性が乏しい場合には、該防汚膜が早期に剥離してしまって長期に渡り効果が得られ耐久性のある防汚処理が出来ない。
従来、該防汚膜と塗膜との密着性を高める試みとしては、塗膜に火炎や酸化剤によって酸化処理を施こす方法（例えば特許文献１参照）、塗膜の表面温度を６０℃以上に加熱しておいてから防汚処理剤を塗布する方法（例えば特許文献２参照）が提案されている。
上記基材表面に超親水性防汚膜を形成するには、従来主としてシリカ微粒子（コロイダルシリカ）の水性分散液からなる防汚処理剤が使用されていた。
上記防汚膜は建築板表面に塗布形成されている塗料の塗膜と良好な密着性を有することが要求される。該防汚膜と塗膜との密着性が乏しい場合には、該防汚膜が早期に剥離してしまって長期に渡り効果が得られ耐久性のある防汚処理が出来ない。
従来、該防汚膜と塗膜との密着性を高める試みとしては、塗膜に火炎や酸化剤によって酸化処理を施こす方法（例えば特許文献１参照）、塗膜の表面温度を６０℃以上に加熱しておいてから防汚処理剤を塗布する方法（例えば特許文献２参照）が提案されている。
表面の造形性と塗料による微妙な風合いが要求される外壁材の表面の塗膜を火炎や酸化剤によって処理すると、塗膜が劣化して変色したり、光沢が失われたりすることで商品価値が低下したり、剥離や亀裂やピンホールを生じたりすることで性能劣化を生じるおそれがある。
また塗膜表面を６０℃以上に加熱することは、温度管理が難しく、処理にむらを生ずるおそれがあるし、エネルギー節約の観点からみても好ましいものではない。
また塗膜表面を６０℃以上に加熱することは、温度管理が難しく、処理にむらを生ずるおそれがあるし、エネルギー節約の観点からみても好ましいものではない。
本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、建築板の表面に塗料を塗布して塗膜を形成し、塗膜形成直後から１０秒以内の該塗膜が未硬化状態においてコロイダルシリカまたはヒュームドシリカを水に分散した防汚処理剤を該塗膜の上から塗布する建築板の防汚処理方法を提供するものである。
該防汚処理剤はコロイダルシリカまたはヒュームドシリカと、分散剤と、水からなり、有機系樹脂等のバインダーを含有していないことが望ましい。
該防汚処理剤はコロイダルシリカまたはヒュームドシリカと、分散剤と、水からなり、有機系樹脂等のバインダーを含有していないことが望ましい。
〔作用〕
本発明では塗膜形成直後から１０秒以内で塗膜が未硬化状態において防汚処理剤を塗布するから、塗膜が劣化するおそれはなく、また未硬化状態の塗膜に対しては防汚膜は強固に密着する。
また有機系樹脂等のバインダーを加えると、塗膜表面への密着性は向上するものゝ、添加した上記バインダーがコロイダルシリカまたはヒュームドシリカを覆ったり、コロイダルシリカまたはヒュームドシリカがバインダーに埋もれたりして親水性が阻害されることで防汚効果が低下する。
該防汚処理剤が、コロイダルシリカまたはヒュームドシリカと、分散剤と、水からなり、上記バインダーを含有していないと、上記バインダーによってコロイダルシリカまたはヒュームドシリカの親水性が阻害されるおそれがなくなり、良好な親水性が得られる。本発明では上記したようにバインダーを添加しなくても防汚膜の塗膜表面への強固な密着性が確保される。
本発明では塗膜形成直後から１０秒以内で塗膜が未硬化状態において防汚処理剤を塗布するから、塗膜が劣化するおそれはなく、また未硬化状態の塗膜に対しては防汚膜は強固に密着する。
また有機系樹脂等のバインダーを加えると、塗膜表面への密着性は向上するものゝ、添加した上記バインダーがコロイダルシリカまたはヒュームドシリカを覆ったり、コロイダルシリカまたはヒュームドシリカがバインダーに埋もれたりして親水性が阻害されることで防汚効果が低下する。
該防汚処理剤が、コロイダルシリカまたはヒュームドシリカと、分散剤と、水からなり、上記バインダーを含有していないと、上記バインダーによってコロイダルシリカまたはヒュームドシリカの親水性が阻害されるおそれがなくなり、良好な親水性が得られる。本発明では上記したようにバインダーを添加しなくても防汚膜の塗膜表面への強固な密着性が確保される。
〔効果〕
本発明では、建築板表面の塗膜を劣化させることなく、耐久性のある防汚処理が保障される。
本発明では、建築板表面の塗膜を劣化させることなく、耐久性のある防汚処理が保障される。
本発明を以下に詳細に説明する。
〔コロイダルシリカまたはヒュームドシリカ〕
本発明においてはコロイダルシリカまたはヒュームドシリカが使用される使用される。
コロイダルシリカの一次粒子は数ｎｍ〜数十ｎｍであるが、水中に分散させるとこれらのコロイド粒子相互が凝集して数百ｎｍ〜数十ｎｍの二次粒子となりうる。
上記ヒュームドシリカは四塩化ケイ素等の揮発性ケイ素化合物の気相において、例えば酸素水素炎中で燃焼加水分解して製造される。該ヒュームドシリカの一次粒子の粒径は７〜４０ｎｍであるが、水中に分散させると、粒子相互が会合して網目構造を形成し、数百ｎｍ（約５００ｎｍ）の二次粒子となる。
上記ヒュームドシリカの比表面積は約５００，０００〜２，０００，０００ｃｍ2 ／ｇであり、１ｎｍ2 あたり２〜３個のシングルシラノール基を有し、したがってヒュームドシリカは表面活性に富み、基材表面に高い超親水性を与える。
〔コロイダルシリカまたはヒュームドシリカ〕
本発明においてはコロイダルシリカまたはヒュームドシリカが使用される使用される。
コロイダルシリカの一次粒子は数ｎｍ〜数十ｎｍであるが、水中に分散させるとこれらのコロイド粒子相互が凝集して数百ｎｍ〜数十ｎｍの二次粒子となりうる。
上記ヒュームドシリカは四塩化ケイ素等の揮発性ケイ素化合物の気相において、例えば酸素水素炎中で燃焼加水分解して製造される。該ヒュームドシリカの一次粒子の粒径は７〜４０ｎｍであるが、水中に分散させると、粒子相互が会合して網目構造を形成し、数百ｎｍ（約５００ｎｍ）の二次粒子となる。
上記ヒュームドシリカの比表面積は約５００，０００〜２，０００，０００ｃｍ2 ／ｇであり、１ｎｍ2 あたり２〜３個のシングルシラノール基を有し、したがってヒュームドシリカは表面活性に富み、基材表面に高い超親水性を与える。
〔溶媒〕
本発明において使用する溶媒としては、水単独が使用される。
本発明において使用する溶媒としては、水単独が使用される。
〔分散剤〕
本発明の防汚処理剤には分散剤を添加することが望ましい。上記分散剤としては、通常のアニオン性、ノニオン性、カチオン性の界面活性剤が用いられる。該界面活性剤としては、例えば高級アルコールサルフェート（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルアリルスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩縮合物、アルキルフォスフェート、ジアルキルスルフォサクシネート、ロジン石鹸、脂肪酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）等のアニオン性界面活性剤があり、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキロールアミン、ポリオキシエチレンアルキルアマイド、ソルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル等のノニオン性界面活性剤があり、オクタデシルアミンアセテート、イミダゾリン誘導体アセテート、ポリアルキレンポリアミン誘導体またはその塩、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチルアミノエチルアルキルアミドハロゲニド、アルキルピリジニウム硫酸塩、アルキルトリメチルアンモニウムハロゲニド等のカチオン性界面活性剤が例示される。また界面活性剤は二種以上混合使用されてもよい。また上記例示は本発明を限定するものではない。
該界面活性剤は本発明の防汚処理剤の表面張力を低下せしめ、更にコロイダルシリカまたはヒュームドシリカを処理剤中に良好に分散せしめ、そして下地の塗膜との親和性も高める。
本発明の防汚処理剤には分散剤を添加することが望ましい。上記分散剤としては、通常のアニオン性、ノニオン性、カチオン性の界面活性剤が用いられる。該界面活性剤としては、例えば高級アルコールサルフェート（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルアリルスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩縮合物、アルキルフォスフェート、ジアルキルスルフォサクシネート、ロジン石鹸、脂肪酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）等のアニオン性界面活性剤があり、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキロールアミン、ポリオキシエチレンアルキルアマイド、ソルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル等のノニオン性界面活性剤があり、オクタデシルアミンアセテート、イミダゾリン誘導体アセテート、ポリアルキレンポリアミン誘導体またはその塩、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチルアミノエチルアルキルアミドハロゲニド、アルキルピリジニウム硫酸塩、アルキルトリメチルアンモニウムハロゲニド等のカチオン性界面活性剤が例示される。また界面活性剤は二種以上混合使用されてもよい。また上記例示は本発明を限定するものではない。
該界面活性剤は本発明の防汚処理剤の表面張力を低下せしめ、更にコロイダルシリカまたはヒュームドシリカを処理剤中に良好に分散せしめ、そして下地の塗膜との親和性も高める。
本発明の防汚処理剤において、通常該コロイダルシリカまたはヒュームドシリカは０．１〜１０質量％、好ましくは０．５〜６質量％、上記分散剤は０．０５〜１．０質量％配合される。
上記分散剤が０．０５質量％よりも少なく添加されている場合には、分散剤による表面張力の低下効果やコロイダルシリカまたはヒュームドシリカの分散効果が顕著でなくなり、また１．０質量％を越えて添加されている場合には形成される防汚層の強度、耐水性、耐久性等に悪影響がもたらされる。かくして該処理剤の表面張力は２５℃で２０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であることが望ましい。
上記分散剤が０．０５質量％よりも少なく添加されている場合には、分散剤による表面張力の低下効果やコロイダルシリカまたはヒュームドシリカの分散効果が顕著でなくなり、また１．０質量％を越えて添加されている場合には形成される防汚層の強度、耐水性、耐久性等に悪影響がもたらされる。かくして該処理剤の表面張力は２５℃で２０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であることが望ましい。
本発明の防汚処理剤が塗布される建築板基材としては、主として木片、木質繊維束、木質パルプ、木毛、木粉等の木質補強材とセメント系水硬性材料とを主体とする混合物を成形硬化した木質系セメント板、パルプセメント板、繊維強化セメント板、押出成形セメント板、窯業系サイディング等が使用され、その表面にはエンボス加工等によって凹凸模様が付されていてもよい。該基材の表面には塗装が施されている。上記塗装に使用する塗料としては、通常アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂等をビヒクルとした溶剤タイプあるいは水性エマルジョンタイプのものがある。該塗装は、通常下塗り塗装、中塗り塗装、上塗り塗装の三層塗装あるいは下塗り塗装、上塗り塗装の二層塗装が適用される。
本発明では上記基材表面に塗料を塗布して形成された塗膜が未硬化状態において、上記防汚処理剤を塗布する。二層または三層塗装の場合には上塗り塗装による塗膜が未硬化状態において、上記防汚処理剤を塗布する。
塗膜が未硬化状態とは、溶剤タイプの塗料あるいは水性エマルジョンタイプの塗料による塗膜の場合には溶剤あるいは水が蒸発しない状態の基材表面に薄膜が形成されただけの未乾燥状態を云い、無溶剤塗料の場合には、塗料中の樹脂ビヒクル、あるいは無機質ビヒクルが硬化しない未硬化状態を云う。
通常上記未乾燥状態は、塗装して塗膜が形成された直後から１０秒以内の間に実現される。溶剤タイプの塗料あるいは水性エマルジョンタイプの塗料にあっては、この間に固形分濃度が３０〜５０質量％から６０〜８０質量％に高くなる。
上記した塗膜の未硬化状態においては、防汚処理剤中のシリカ微粒子が塗膜に若干めり込む状態となり、形成される防汚層の塗膜に対する密着力が向上し、かつ形成される防汚層と塗膜との間に混合が起らないので防汚層が塗膜に対して悪影響を及ぼさない。
通常上記未乾燥状態は、塗装して塗膜が形成された直後から１０秒以内の間に実現される。溶剤タイプの塗料あるいは水性エマルジョンタイプの塗料にあっては、この間に固形分濃度が３０〜５０質量％から６０〜８０質量％に高くなる。
上記した塗膜の未硬化状態においては、防汚処理剤中のシリカ微粒子が塗膜に若干めり込む状態となり、形成される防汚層の塗膜に対する密着力が向上し、かつ形成される防汚層と塗膜との間に混合が起らないので防汚層が塗膜に対して悪影響を及ぼさない。
基材の表面に上記防汚処理剤を塗布する望ましい方法としては、霧化塗装法がある。該霧化塗装法としては、例えば低圧エアレススプレー法、ベル型塗装機による塗装法、静電塗装法等がある。更に塗装方法としては刷毛塗り、ロールコーター塗装、ナイフコーター塗装等が適用されてもよい。
上記霧化塗装法にあっては、該処理剤がミストとなって建築板の凹凸模様表面に付着するので、該表面に定着され易い。
上記霧化塗装法にあっては、該処理剤がミストとなって建築板の凹凸模様表面に付着するので、該表面に定着され易い。
〔実施例（試料Ｎｏ．１〜３）、比較例（試料Ｎｏ．７〜１１）〕
表１に示す成分を水に投入して混合し防汚処理剤を調製した。
コロイダルシリカの分散にはビーズミルを使用した後、超音波にて更に４０分間の分散を行なった。なお本発明では上記のようにしてコロイダルシリカ分散液を調製することなく、市販されているコロイダルシリカの分散液（例えばスノーテックス（商品名）日産化学工業株式会社）を使用してもよい。５０×４０ｍｍの木繊維混合ケイ酸カルシウム板（建築板）の表面に水性スチレン・アクリル系塗料を塗布し、形成された塗膜が未硬化（未乾燥）状態の間に、表１に示す配合の防汚処理剤を５ｇ／尺2 になるように塗布し、ドライヤーにて乾燥させ試験に供した。
表１に示す成分を水に投入して混合し防汚処理剤を調製した。
コロイダルシリカの分散にはビーズミルを使用した後、超音波にて更に４０分間の分散を行なった。なお本発明では上記のようにしてコロイダルシリカ分散液を調製することなく、市販されているコロイダルシリカの分散液（例えばスノーテックス（商品名）日産化学工業株式会社）を使用してもよい。５０×４０ｍｍの木繊維混合ケイ酸カルシウム板（建築板）の表面に水性スチレン・アクリル系塗料を塗布し、形成された塗膜が未硬化（未乾燥）状態の間に、表１に示す配合の防汚処理剤を５ｇ／尺2 になるように塗布し、ドライヤーにて乾燥させ試験に供した。
比較例（試料Ｎｏ．７）は防汚処理剤を塗布しない試料である。
比較例（試料Ｎｏ．８〜１０）としては、形成された塗膜を完全に硬化（乾燥）させた後、比較例（試料Ｎｏ．１１）は塗料塗布１００秒後に防汚処理剤を同様に塗布し、常温で乾燥させて試験に供した。
比較例（試料Ｎｏ．８〜１０）としては、形成された塗膜を完全に硬化（乾燥）させた後、比較例（試料Ｎｏ．１１）は塗料塗布１００秒後に防汚処理剤を同様に塗布し、常温で乾燥させて試験に供した。
〔試験〕
上記防汚処理した建築板を防汚処理剤塗布後１日放置し、６０℃温水に１０日間浸漬して、その前後で防汚効果を調べた。防汚効果は、１質量％のカーボンブラックを分散した機械油を汚染液とし、該汚染液を建築板の防汚処理面に筆で塗布して汚染した後、該汚染個所に水をスプレーして汚染を流し落とすことによって評価した。
防汚性の評価基準は下記の通りである。
○：汚染が殆ど残らない。
△：やや汚染が残る。
×：汚染が残る。
結果を表１および写真を図１〜図８に示す。
上記防汚処理した建築板を防汚処理剤塗布後１日放置し、６０℃温水に１０日間浸漬して、その前後で防汚効果を調べた。防汚効果は、１質量％のカーボンブラックを分散した機械油を汚染液とし、該汚染液を建築板の防汚処理面に筆で塗布して汚染した後、該汚染個所に水をスプレーして汚染を流し落とすことによって評価した。
防汚性の評価基準は下記の通りである。
○：汚染が殆ど残らない。
△：やや汚染が残る。
×：汚染が残る。
結果を表１および写真を図１〜図８に示す。
表１および図１〜図８の写真をみると、防汚性改良剤を添加しない比較例（試料Ｎｏ．７、図４）の試料は温水浸漬前から防汚性が劣り、塗膜を完全に硬化させた後防汚性改良剤を塗布した比較例（試料Ｎｏ．８〜１０、図５〜図７）および塗膜が半乾燥状態の比較例（試料Ｎｏ．１１、図８）は、未乾燥状態で防汚性改良剤を塗布した実施例（試料Ｎｏ．１〜３、図１〜図３）の試料に比較すると、温水浸漬後の防汚性に劣ることが認められる。
なお、比較例（試料Ｎｏ．７）は温水浸漬前の防汚性が劣るため温水浸漬後の防汚性試験は行わなかった。比較例（試料Ｎｏ．７）以外の温水浸漬前試料はすべて防汚性が良好であったので、防汚試験結果の図面代用写真は省略した。
なお、比較例（試料Ｎｏ．７）は温水浸漬前の防汚性が劣るため温水浸漬後の防汚性試験は行わなかった。比較例（試料Ｎｏ．７）以外の温水浸漬前試料はすべて防汚性が良好であったので、防汚試験結果の図面代用写真は省略した。
本発明の防汚処理剤で処理した建築板の表面の塗装塗膜は殆んど劣化がなく、また塗膜表面は耐久性のある防汚性を示し、屋外に曝露される外壁材等に有用である。
図１〜図３は本発明の実施例の防汚効果の試験結果を示す建築板の図面代用写真である。
実施例（試料Ｎｏ．１） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
実施例（試料Ｎｏ．２） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
実施例（試料Ｎｏ．３） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真 図４〜図８は比較例（試料Ｎｏ．７〜１１）の試験結果を示す図面代用写真である。
比較例（試料Ｎｏ．７） イ：防汚処理剤塗布水浸漬前汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
比較例（試料Ｎｏ．８） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
比較例（試料Ｎｏ．９） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
比較例（試料Ｎｏ．１０） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
比較例（試料Ｎｏ．１１） イ：防汚処理剤塗布水浸漬後汚染液塗布状態写真 ロ：汚染個所散水中の状態写真 ハ：散水後の状態写真
Claims (2)
- 建築板の表面に塗料を塗布して塗膜を形成し、該塗膜が未硬化状態においてシリカ微粒子を水性溶媒に分散した防汚処理剤を該塗膜の上から塗布したことを特徴とする建築板。
- 該防汚処理剤はシリカ微粒子と、分散剤と、水性溶媒からなり、バインダーを含有していない請求項１に記載の建築板。
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