JP4877719B2

JP4877719B2 - 模様形成方法

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Publication number: JP4877719B2
Application number: JP2005293765A
Authority: JP
Inventors: 学小山
Original assignee: SK Kaken Co Ltd
Current assignee: SK Kaken Co Ltd
Priority date: 2005-10-06
Filing date: 2005-10-06
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2025-10-06
Also published as: JP2007098335A

Description

本発明は、建築物内外装面等における模様形成方法に関するものである。

従来、建築物内外装面等を塗装する際には、一般にフラット塗料と呼ばれる塗料がよく用いられている。フラット塗料としては、ＪＩＳＫ５６６３「合成樹脂エマルションペイント」に規定されている塗料が代表的である。このようなフラット塗料では、表面の艶が低減された塗膜を形成することができ、落ち着きのある仕上り感を得ることができる。また、顔料で調色することによって様々な色彩を表出することができる。ただし、フラット塗料によって得られる色彩は通常単一色となる。

これに対し、２種の塗膜の積層によって、色彩の濃淡が表面に現れるようにする方法が提案されている。
例えば、特許文献１には、着色凹凸面に対して該凹凸面と異色の半透明塗料を塗布し、凹部に半透明塗料が溜まるようにすることで、凸部と凹部とを異なった色彩濃淡にする方法が記載されている。
また、特許文献２には、基体に対し、骨材入り下地材を吹き付けて凹凸を形成した後、この下地層の凹凸面がほぼ平滑になるよう半流動性塗料をコテ塗りして、陰影もしくは濃淡模様を形成する方法が記載されている。

実開昭４９−７５６１０号公報特開平１１−６２１６２号公報

しかしながら、上記特許文献に記載の方法では、吹き付け等によって凹凸面を形成させせるため、凹凸パターンが限定されてしまう。そのため、最終的に得られる仕上面においても、自由度の高い模様を得るには限界がある。
本発明は以上のような問題点に鑑みなされたものであり、形成される模様の自由度が高く、斬新な模様面が得られる模様形成方法を提案することを目的とするものである。

本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、まず第１塗材を塗装し、次いでその未乾燥塗膜に対し特定押圧具を用いて凹凸を付与した後、形成された凹凸を利用して、第１塗材とは異色の第２塗材を鏝で充填塗付する方法に想到し、本発明を完成させるに到った。

すなわち、本発明は以下の特徴を有するものである。
１．（１）水性樹脂及び粉粒体を必須成分とし、前記粉粒体が塗材中に３０〜８０重量％含まれ、前記粉粒体の３０重量％以上が粒子径５０μｍ以上であり、塗材の固形分が５０〜９５重量％、粘度が５０〜１５００Ｐａ・ｓ、チクソトロピーインデックスが３．０以上である第１塗材を、平均膜厚が０．５〜１５ｍｍとなるように基材に塗装する工程、
（２）第１塗材が未乾燥のうちに、第１塗材の平均膜厚に対し０．５倍以上の幅を有する押圧具を用いて第１塗材の塗膜（以下「第１塗膜」という）を部分的に押圧し、第１塗膜に凹凸を付与する工程、
（３）第１塗膜の乾燥後、第１塗材とは異色で、隠ぺい率が２０〜９５％である第２塗材を、第１塗膜の凹部に鏝を用いて充填塗付する工程、
を有することを特徴とする模様形成方法。

本発明によれば、形成される模様の自由度が高く、斬新な模様面を得ることができる。
本発明では、押圧具の形状を適宜設定したり、また押圧のパターン等を種々変化させたり、塗材の色相や隠ぺい性を調整することにより、従来にはない斬新な模様面を形成することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

本発明の模様形成方法は、主に建築物の内外装用として有用であり、内外壁、天井、床等を構成する各種基材表面に対して適用することができる。具体的にその基材としては、例えば、天然平板、合板等の木質基材、石膏ボード、コンクリート、モルタル、繊維混入セメント板、セメント珪酸カルシウム板、スラグセメントパーライト板、石綿セメント板、ＡＬＣ板、サイディング板、押出成形板、鋼板、プラスチック板等が挙げられる。これら基材の表面は、何らかの表面処理（例えば、パテ、シーラー、サーフェーサー、フィラー等）が施されたものでもよく、既に塗膜が形成されたものや壁紙が貼り付けられたものでもよい。

本発明では、上述の如き基材に対し、まず以下に示す第１塗材を塗装する。

本発明で使用する第１塗材は、水性樹脂及び粉粒体を必須成分とするものである。このうち水性樹脂はバインダーとして作用するものであり、水分散性樹脂及び／または水溶性樹脂を使用することができる。樹脂の種類としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、エチレン樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル・酢酸ビニル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂、アクリル・シリコン樹脂、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体等が挙げられ、これらの１種または２種以上を使用することができる。

このような水性樹脂は、塗膜形成時に架橋反応を生じる性質を有するものであってもよい。架橋反応性水性樹脂の使用によって、耐水性等の塗膜物性を高めることができる。具体的な架橋反応としては、例えばカルボキシル基と金属イオン、カルボキシル基とカルボジイミド基、カルボキシル基とエポキシ基、カルボキシル基とアジリジン基、カルボキシル基とオキサゾリン基、水酸基とイソシアネート基、カルボニル基とヒドラジド基、エポキシ基とヒドラジド基、エポキシ基とアミノ基、等の組み合わせが挙げられる。

粉粒体としては、例えば、寒水石、カオリン、クレー、陶土、チャイナクレー、珪藻土、タルク、バライト粉、珪砂、砂利、ガラスビーズ、樹脂ビーズ、金属粒、あるいは岩石、ガラス、陶磁器、貝殻、焼結体、コンクリート、モルタル、プラスチック、ゴム等の破砕品等の骨材が挙げられる。これらに着色を施したものも使用することができる。また、通常塗材に使用可能な着色顔料や体質顔料、中空粒子も粉粒体として使用することができる。

着色顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、カーボンブラック、酸化第二鉄（ベンガラ）、黄色酸化鉄、酸化鉄、酸化珪素、群青、コバルトグリーン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化インジウム、アルミナ等の無機着色顔料、アゾ系、ナフトール系、ピラゾロン系、アントラキノン系、ペリレン系、キナクリドン系、ジスアゾ系、イソインドリノン系、ベンゾイミダゾール系、フタロシアニン系、キノフタロン系等の有機着色顔料、パール顔料、アルミニウム顔料、蛍光顔料等が挙げられる。

体質顔料としては、例えば、重質炭酸カルシウム、炭酸カルシウム、軽微性炭酸カルシウム、硫酸バリウム、クレー、カオリン、陶土、チャイナクレー、タルク、沈降性硫酸バリウム、炭酸バリウム、ホワイトカーボン、珪藻土等が挙げられる。

第１塗材における粉粒体の比率は、塗材中に通常３０〜８０重量％、好ましくは４０〜８０重量％、より好ましくは５０〜７５重量％とする。第１塗材における粉粒体の混合量が３０重量％より少ない場合は、押圧具に塗材が引っ付きやすくなり、また塗材が垂れやすくなるため、押圧時の塗膜形状が保持され難く、押圧による凹部形成が困難となる。粉粒体が８０重量％より多い場合は、基材への塗着性、密着性等が損われやすくなる。

このような粉粒体については、その３０重量％以上（好ましくは４０重量％以上、より好ましくは５０重量％以上）が粒子径１μｍ以上（好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは５０μｍ以上）となるように粒度を調整することが望ましい。このような粒度調整によって、メリハリのある凹凸模様を確実に得ることができる。なお、粉粒体の粒子径は、ＪＩＳＺ８８０１−１：２０００に規定される金属製網ふるいを用いてふるい分けを行い得られる値である。

第１塗材は、上述の成分を常法により均一に混合して得ることができる。水性樹脂と粉粒体の混合比率は、粉粒体量が上記条件を満たす範囲内で適宜設定すればよいが、通常は水性樹脂の固形分１００重量部に対し、粉粒体を２００〜２０００重量部（好ましくは３００〜１５００重量部）とすればよい。第１塗材では、透明性を有するバインダーを使用するため、粉粒体として着色骨材及び／または着色顔料を使用することにより、種々の色相を表出することができる。

第１塗材においては、必要に応じ、増粘剤、レベリング剤、湿潤剤、可塑剤、造膜助剤、凍結防止剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、抗菌剤、分散剤、消泡剤、繊維、吸着剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、触媒、架橋剤等の各種添加剤を混合することもできる。また、水を適宜混合することもできる。

第１塗材の固形分は、通常５０〜９５重量％（好ましくは６０〜９２重量％、より好ましくは６５〜９０重量％）である。このような高固形分に塗材を調製することにより、押圧により安定した模様が形成できる。また、塗膜肉痩せが抑制でき、立体的な意匠性を十分に表出することができる。第１塗材の固形分が低すぎる場合は、押圧による凹部形成が困難となり、明瞭な凹凸感が得られ難い。

第１塗材の粘度は、通常５０〜１５００Ｐａ・ｓ、好ましくは１００〜１０００Ｐａ・ｓ、より好ましくは２００〜８００Ｐａ・ｓである。また、第１塗材のチキソトロピーインデックス（ＴＩ値）は、通常３．０以上、好ましくは４．０〜８．０、より好ましくは５．０〜７．０である。第１塗材の粘度及びＴＩ値をこのような範囲内に調製することにより、押圧時の作業性、押圧部の仕上り性等を高めることができる。第１塗材の粘度が低すぎる場合は、押圧により変化した塗膜形状が保持されず、凹部と凸部との境界が不明瞭となる。逆に粘度が高すぎる場合は、押圧作業を効率的に行うことができない。ＴＩ値が低すぎる場合は、押圧具に塗材が引っ付きやすくなる。また、押圧により変化した塗膜形状が保持されず、凹部と凸部との境界が不明瞭となる。
なお、ここに言う粘度は、温度２３℃において、ＢＨ型粘度計で測定した２ｒｐｍにおける粘度（２回転目の指針値）であり、ＴＩ値は、下記式により求められる値である。
＜式＞ＴＩ値＝η１／η２
（式中、η１は２ｒｐｍにおける見掛けの粘度（Ｐａ・ｓ：２回転目の指針値）、η２は２０ｒｐｍにおける見掛けの粘度（Ｐａ・ｓ：４回転目の指針値）を示す。測定温度は２３℃。）

本発明では、以上のような第１塗材を平均膜厚が０．５〜１５ｍｍ（好ましくは１〜１２ｍｍ）となるように基材に塗装する。第１塗材の平均膜厚が小さすぎる場合は、押圧による凹凸感が乏しくなる。第１塗材の平均膜厚が大きすぎると、乾燥性やコスト面等において不利となり、また基材への負荷が大きくなるおそれがある。
なお、本発明における塗膜の平均膜厚は、塗装直後の未乾燥塗膜における膜厚の平均値である。

塗装方法としては、公知の方法を採用することができる。具体的には、吹付け塗装、ローラー塗装、刷毛塗り、コテ塗り等の方法を採用することができる。この際、ある程度塗膜厚みを変化させておいてもよい。また、塗装後、塗面をデザインローラー、刷毛、櫛、へら等で処理してもよい。

次いで、第１塗材の塗装後、その塗膜が未乾燥のうちに、第１塗材の平均膜厚に対し０．５倍以上の幅を有する押圧具を用いて、塗膜を押圧する。本発明では、このような特定形状の押圧具を使用することにより、押圧時に押圧具の形状に対応する凹部が形成されるとともに、押圧部周辺の塗材が適度に盛り上がって凸部が形成され、その形状は押圧後も保持される。このようにして形成された凸部は、後の工程における鏝塗り作業性向上に大きく寄与するものである。なお、本発明における押圧具の幅とは、押圧具底面の短尺方向の寸法のことである。

押圧具としては、第１塗材の平均膜厚に対し０．５倍以上（好ましくは１．０倍以上、より好ましくは１．５倍以上）の幅を有するものが使用できる。押圧具の幅の上限は特に限定されないが、通常は第１塗材の平均膜厚に対し５０倍以下の範囲内であればよい。

押圧具の一例を図１に示す。
図１の押圧具では、本体Ａに把手Ｂが取り付けられている。図１の押圧具において、把手Ｂは押圧作業を効率良く行う目的で取り付けられているが、本体Ａのみで押圧が可能であれば把手Ｂは省略することもできる。
本体Ａの幅１０は塗材の平均膜厚よりも大きく設定されている。本体Ａの底面は図２に示すような形状を有するものである。本体Ａの材質は特に限定されず、例えば、プラスチック、木材、金属等が挙げられる。本体Ａと塗材が接する部分には、必要に応じ離型剤等による処理を行っておいてもよい。
高さ１１は、塗材の平均膜厚より大であることが望ましい。このような態様であれば、押圧部周辺の盛り上がりが適度なものとなる。

押圧具の別の一例を図３に示す。図３の押圧具は、台形状の底面（図４）を有するもので、その幅は漸次的に変化している。このような押圧具の場合、少なくとも最大幅の部分（幅１２）において、その幅が塗材の平均膜厚よりも大であればよいが、最少幅の部分（幅１３）においても、その幅が塗材の平均膜厚よりも大であれば、より望ましい効果が得られる。

この他、本発明では図５に示すような種々の形状の押圧具を使用することができる。また、押圧具の底面と上面が異なる幅を有するものも使用できる。

押圧具によって塗膜を押圧するタイミングは、塗膜が未乾燥状態であり、押圧によって変形可能な時間内であればよい。塗膜最表面が乾燥した状態（指触乾燥の状態）であっても、塗膜の内部が未乾燥の状態（硬化乾燥前の状態）であれば、押圧は可能である。押圧は、本体Ａを水、溶剤等に浸した後に行うこともできる。

押圧を行った後は、そのまま塗膜を乾燥すればよい。乾燥は通常、常温（５〜４０℃程度）で行えばよい。常温で乾燥を行う場合は通常、塗付後２４時間以上の乾燥時間を設けることにより、硬化塗膜を形成することができる。なお、塗材の乾燥は、必要に応じ高温下で行うこともできる。

第１塗膜の乾燥後、第１塗材とは異色で隠ぺい性の低い第２塗材を、第１塗膜の凹部に鏝を用いて充填塗付する。この工程では、第１塗膜の凸部を支点として鏝塗りできるため、凸部の高さに応じた膜厚で第２塗材を塗付することができ、塗装作業の効率化・安定化を図ることができる。
しかも、最終的に得られる塗膜面においては、第１塗膜の凸部では第１塗材の色相が強く現れ、第１塗膜の凹部にあたる領域では第２塗材の色相が強く現れることとなる。凸部と凹部の中間領域では、第１塗材と第２塗材の中間的な色相となる。この中間領域が傾斜を有する場合は、凸部・凹部間で漸次色相が変化する模様を得ることができる。
本発明では、第１塗膜の色相、第２塗膜の色相、第１塗膜の凹凸形状等を種々組み合せることにより、従来にはない斬新な凹凸模様面を得ることができる。

第２塗材としては、その色相が第１塗材と異なる限り、各種塗材を使用することができる。通常は、水性樹脂を結合材とし、粉粒体により色相を付与したものを使用すればよい。この水性樹脂や粉粒体としては、第１塗材と同様のものが使用できる。

第２塗材の隠ぺい率は、通常２０〜９５％（好ましくは３０〜９０％、より好ましくは３０〜８０％）である。隠ぺい率がこのような範囲内であれば、第１塗膜との複合作用による多彩感を十分に表出することができる。
なお、本発明における隠ぺい率は、ＪＩＳＫ５６００−４−１：１９９９「隠ぺい力」に準じて、隠ぺい率試験紙を用い、乾燥膜厚１５０μｍの塗膜について測定した値である。

第２塗材における水性樹脂と粉粒体の混合比率は、隠ぺい率が上記範囲内となるように適宜設定すればよいが、通常は水性樹脂の固形分１００重量部に対し、粉粒体を１０〜８００重量部（好ましくは３０〜６００重量部）程度とすればよい。

第２塗材の塗装後における乾燥は、常温（５〜４０℃程度）で行えばよい。常温で乾燥を行う場合は通常、塗付後２４時間以上の乾燥時間を設けることにより、硬化塗膜を形成することができる。なお、塗材の乾燥は、必要に応じ高温下で行うこともできる。

本発明では、第２塗材の乾燥後、必要に応じクリヤー塗料や撥水剤等を塗付することもできる。このうち、クリヤー塗料としては、例えばアクリル樹脂系塗料、ウレタン樹脂系塗料、エポキシ樹脂系塗料、アクリルシリコン樹脂系塗料、フッ素樹脂系塗料等が挙げられる。このようなクリヤー塗料は、艶消し剤の配合等によって艶の程度を調整することもできる。また、本発明の効果を阻害しない限り、着色を施すこともできる。撥水剤としては、アルコキシシラン化合物やシリコーン樹脂等を主成分とするもの等が使用できる。
このようなクリヤー塗料や撥水剤等を塗付する方法としては、公知の方法を採用することができ、例えば、スプレー塗り、ローラー塗り、刷毛塗り等が採用できる。

以下に実施例を示し、本発明の特徴をより明確にする。
なお、塗材の製造においては以下の原料を使用した。
・樹脂：アクリル樹脂エマルション、固形分５０重量％、最低造膜温度２０℃）
・着色顔料１：酸化チタン分散液（固形分７０重量％、粒子径０．３μｍ）
・着色顔料２：弁柄分散液（固形分５０重量％、粒子径０．３μｍ）
・体質顔料１：重質炭酸カルシウム（粒子径５〜１０μｍ）
・体質顔料２：重質炭酸カルシウム（粒子径２０〜２５μｍ）
・骨材１：寒水石（粒子径０．１〜０．３ｍｍ）
・骨材２：着色珪砂（茶色・赤色・淡黄色の混合物、粒子径０．１〜０．２ｍｍ）
・骨材３：天然雲母（粒子径０．８〜１．２ｍｍ）
・骨材４：貝殻片（粒子径２〜４ｍｍ）
・造膜助剤１：２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート
・造膜助剤２：エチレングリコールモノブチルエーテル
・増粘剤１：セルロース系増粘剤（固形分１００重量％）
・増粘剤２：ポリウレタン系増粘剤（固形分５０重量％）
・消泡剤：シリコーン系消泡剤（固形分５０重量％）

（実施例１）
樹脂２００重量部に対し、着色顔料１を４０重量部、着色顔料２を１０重量部、体質顔料１を１５０重量部、骨材１を２８０重量部、造膜助剤１を１４重量部、水を６０重量部、増粘剤１を５重量部、消泡剤を３重量部常法により均一に混合して塗材Ａを製造した。この塗材Ａにおいて、塗材中の粉粒体比率は６１重量％、固形分は７５重量％、粘度は５００Ｐａ・ｓ、ＴＩ値は５．５であった。

予めシーラー塗装が施されたスレート板（９０×９０ｃｍ）に対し、塗材Ａをコテ塗りした。このとき、未乾燥塗膜の平均膜厚（１０箇所の平均値を算出）は５ｍｍであった。次いで、図３に示す形状の押圧具（幅１０〜３０ｍｍ、高さ３０ｍｍ、長さ２００ｍｍ）を用いて、未乾燥塗膜の表面を連続的に押圧し、図６に示すパターンを形成させた。

２４時間乾燥後、塗材Ａの塗膜凹部を充填するようにして塗材Ｂを鏝塗りした。なお、ここで用いた塗材Ｂは、樹脂２００重量部に、体質顔料２を３５０重量部、骨材１を１５０重量部、造膜助剤１を１４重量部、増粘剤１を５重量部、消泡剤を３重量部混合して得られたもので、その塗膜の隠ぺい率は７４％である。

以上の方法で得られた試験体は、淡赤色と白色、及びその中間色が混在する色彩の仕上げ外観となった。なお、塗装作業及び乾燥は、すべて温度２３℃・相対湿度５０％下で行った。

押圧具の一例を示す図である。押圧具（図１）の底面を示す図である。押圧具の別の一例を示す図である。押圧具（図３）の底面を示す図である。押圧具の別の一例を示す図（底面図）である。押圧具による凹凸付与の一例を示す図である。

符号の説明

Ａ：本体
Ｂ：把手
１０：幅
１１：高さ
１２：幅
１３：幅
１４：高さ

Claims

（１）水性樹脂及び粉粒体を必須成分とし、前記粉粒体が塗材中に３０〜８０重量％含まれ、前記粉粒体の３０重量％以上が粒子径５０μｍ以上であり、塗材の固形分が５０〜９５重量％、粘度が５０〜１５００Ｐａ・ｓ、チクソトロピーインデックスが３．０以上である第１塗材を、平均膜厚が０．５〜１５ｍｍとなるように基材に塗装する工程、
（２）第１塗材が未乾燥のうちに、第１塗材の平均膜厚に対し０．５倍以上の幅を有する押圧具を用いて第１塗材の塗膜（以下「第１塗膜」という）を部分的に押圧し、第１塗膜に凹凸を付与する工程、
（３）第１塗膜の乾燥後、第１塗材とは異色で、隠ぺい率が２０〜９５％である第２塗材を、第１塗膜の凹部に鏝を用いて充填塗付する工程、
を有することを特徴とする模様形成方法。