建材的制造方法技术领域
本发明涉及外墙板等建材。
背景技术
作为构成建筑物的外壁、内壁的建材,使用陶瓷系外墙板。
陶瓷系外墙板是使用了木质水泥板、木丝水泥板、混入纸浆纤维的水泥板、混入木
片的水泥硅酸钙板、混入木纤维的水泥硅酸钙板等无机质材料的建材。
近来,在所述建材中进一步提高外观的设计性的要求高涨,在以无机质材料作为
基材的陶瓷系外墙板中,在其表面涂布涂料而形成涂膜,提高设计性。
专利文献1中,作为进一步提高设计性的方法,公开有对无机质材料的表面进行研
磨、在研磨了的表面形成涂膜、对最外表面进行镜面加工的技术。
在被设为基材的无机质材料中,为了提高弯曲强度、韧性,作为加强材料多使用木
加强材料。
但是,若对含有木加强材料的无机质材料进行研磨,在其上涂布涂料而形成涂膜,
则木屑(chip)、浆粕(pulp)等木加强材料会在涂膜的内部浮起,从而会降低涂膜表面的外
观。
特别是在使最外表面变得平滑的镜面加工的情况下,涂膜表面的镜面加工的状态
有可能不充分。作为解决方法可以考虑不使用木加强材料,然而若不使用木加强材料,则无
机质材料的弯曲强度、韧性会降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-163069号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明在含有木加强材料的无机质材料的涂膜表面为镜面加工的建材中,提供使
镜面加工的状态为更加理想的状态的制造方法。
用于解决问题的方法
为了达成所述目的,本发明的建材的制造方法具备:第一步骤,向被研磨了表面的
含有木加强材料的无机质材料上涂布第一紫外线固化型涂料,使第一紫外线固化型涂料不
完全固化;第二步骤,涂布第二紫外线固化型涂料,使第二紫外线固化型涂料完全固化;第
三步骤,研磨完全固化了的第二紫外线固化型涂料,使得表面平滑;和第四步骤,涂布釉质
(エナメル)涂料,并使之固化,在所述第二步骤中,在所述第一紫外线固化型涂料为不完全
固化的状态下涂布所述第二紫外线固化型涂料。
发明效果
根据本发明,在包含含有木加强材料的无机质材料的陶瓷系外墙板中,可以提供
属于设计方面更加良好的镜面加工的建材。
附图说明
图1是将利用本发明的实施方式1制造的建材的一部分放大了的纵剖面图。
图2是将利用本发明的实施方式2制造的建材的一部分放大了的纵剖面图。
图3是将利用本发明的实施方式3制造的建材的一部分放大了的纵剖面图。
具体实施方式
基于本发明的方式的制造方法具备:第一步骤,向含有木加强材料的无机质材料
上涂布第一紫外线固化型涂料,使第一紫外线固化型涂料不完全固化;第二步骤,涂布第二
紫外线固化型涂料,使第二紫外线固化型涂料完全固化;第三步骤,研磨完全固化了的第二
紫外线固化型涂料,使得表面平滑;和第四步骤,涂布釉质涂料,并使之固化,在所述第二步
骤中,在所述第一紫外线固化型涂料为不完全固化的状态下涂布所述第二紫外线固化型涂
料。
在此,作为木加强材料,有木粉、木丝、木片、木纤维、木纤维束、浆粕等。
也可以混合两种以上木加强材料。
作为构成建材的无机质材料,例如可以举出木质水泥板、木丝水泥板、混入纸浆纤
维的水泥板、混入木片的水泥硅酸钙板、混入木纤维的水泥硅酸钙板等。
它们都含有木加强材料。对于木加强材料的含量没有特别限制,然而若无机质材
料以固体成分比计含有5~30质量%的木加强材料,则所述无机质材料的弯曲强度、韧性优
异,因此优选。
而且,也可以在无机质材料的表面,形成包含环氧树脂、丙烯酸类树脂、氨基甲酸
酯树脂等的保护层涂膜。
在形成有保护层涂膜的情况下,无机质材料与第一紫外线固化型涂膜的密合良
好,因此优选。
无机质材料由于即使研磨其表面也会存在微小的凹凸,因此为了将无机质材料的
表面制成镜面而形成涂膜。
本方式的建材的制造方法中,在无机质材料的表面形成第一紫外线固化型涂料的
涂膜,在第一紫外线固化型涂料的涂膜的表面形成第二紫外线固化型涂料的涂膜,在第二
紫外线固化型涂料的涂膜的表面形成釉质涂料的涂膜。
第一紫外线固化型涂料是因紫外线照射而固化的涂料,因此与水性乳液涂料或溶
剂涂料相比固化速度快。
此外,通过调整对第一紫外线固化型涂料的紫外线照射量,可以调整第一紫外线
固化涂料的固化速度。
因此,就可以将要从无机质材料的表面隆起的木加强材料固定于第一紫外线固化
型涂料的涂膜内,因而可以使第一紫外线固化型涂料的涂膜的表面平滑。第一紫外线固化
型涂料优选作为主成分含有丙烯酸类树脂、环氧树脂、氨基甲酸酯树脂的至少任意一种,对
于涂布量,优选以使利用所述第一紫外线固化型涂料形成的涂膜的膜厚为10~150μm的方
式进行涂布。
在第一步骤中,不使第一紫外线固化型涂料完全固化,而是使之不完全固化。
在此,所谓不完全固化,是照射比紫外线固化型涂料完全固化的紫外线的照射量
少的量的紫外线而使涂料固化。
即,所谓不完全固化,是在如果照射紫外线就会进一步固化的状态下停止涂料的
固化。
第二紫外线固化型涂料是出于使建材的表面更加平滑的目的而被使用。
第二紫外线固化型涂料也是因紫外线照射而发生固化的涂料,优选作为主成分而
含有丙烯酸类树脂、环氧树脂、氨基甲酸酯树脂中的至少任意一种。
第二步骤中,对于第二紫外线固化型涂料的涂布量,优选以使利用第二紫外线固
化型涂料形成的涂膜的膜厚为30~150μm的方式进行涂布。
第二步骤中,在第一紫外线固化型涂料不完全固化的状态下涂布第二紫外线固化
型涂料,利用第二步骤中的紫外线照射使第一紫外线固化型涂料完全固化。虽然是不完全
的固化,然而第一紫外线固化型涂料是固化了的状态,因此在利用第一紫外线固化型涂料
形成的涂膜中隆起了的无机质材料中的木加强材料不会对第二紫外线固化型涂料的平滑
性造成不良影响。
另外,由于第一紫外线固化型涂料是不完全固化的状态,因此第一紫外线固化型
涂料与第二紫外线固化型涂料的密合良好,利用第一紫外线固化型涂料形成的涂膜与利用
第二紫外线固化型涂料形成的涂膜在密合试验中涂膜剥离面积为10%以下,密合性优异。
在此,所谓密合试验,是在试验体的最外表面压接粘合带、观察剥离粘合带后的涂
膜的状态的试验。
另外,所谓完全固化,是对紫外线固化型涂料照射完全固化所必需的紫外线照射
量以上的量的紫外线而使之固化。
即,所谓完全固化,是即使进一步照射紫外线也不会推进固化的状态。
第二步骤中,照射紫外线而使第二紫外线固化型涂料完全固化,而原本处于不完
全固化的状态的第一紫外线固化型涂料也因第二步骤的紫外线照射而一起被完全固化。
因此,第一步骤中,优选如下所示地涂布第一紫外线固化型涂料,即,使得其完全
固化所必需的紫外线照射量比第二步骤中所涂布的第二紫外线固化型涂料完全固化所必
需的紫外线照射量少。
作为具体的方法,可以举出:使第一步骤中的第一紫外线固化型涂料的涂布量比
第二步骤中所涂布的第二紫外线固化型涂料的涂布量少,或作为所述第一紫外线固化型涂
料,使用固化所必需的紫外线照射量为所述第二紫外线固化型涂料以下的涂料等。
由于利用第二紫外线固化型涂料形成的涂膜在第三步骤中被研磨,因此所述第二
紫外线固化型涂料优选以所述第二紫外线固化型涂料的固体成分比计含有40~70质量%
的填充剂。
作为填充剂,可以使用滑石、碳酸钙、二氧化硅(结晶性二氧化硅、熔融二氧化硅、
无定型二氧化硅)、玻璃(玻璃片、玻璃纤维粉末)、石英(粉末)、铝(粉末)、云母(粉末)的任
意一种或多种。
第三步骤中,固化后的第二紫外线固化型涂料被研磨,表面变得平滑。
优选以使膜厚为10~130μm的方式进行研磨。
对于研磨没有特别限定,可以使用砂纸、抛光研磨、砂带研磨等一般的研磨方法。
釉质涂料是使建材的表面为镜面加工的材料。
釉质涂料由釉质涂料用树脂和颜料形成。
作为釉质涂料的树脂没有特别限定,然而可以使用氟树脂、丙烯酸类树脂、氨基甲
酸酯树脂、丙烯酸硅树脂等。
作为颜料,可以使用氧化钛、碳、红铁粉、铬黄、氧化铁、群青、酞菁蓝、钴、氧化铬
等。
根据本方式的建材的制造方法,尽管在含有木加强材料的无机质材料上直接形成
涂膜,然而可以提供最外表面平滑的建材。
以下,参照附图对本发明的建材的实施方式进行说明。
(关于本发明的实施方式1)
图1是将利用本发明的实施方式1制造的建材的一部分放大了的纵剖面图。
关于图示的建材10,在无机质材料1的表面形成第一紫外线固化型涂膜2,在第一
紫外线固化型涂膜2的表面形成第二紫外线固化型涂膜3,继而在第二紫外线固化型涂膜3
的表面形成釉质(镜面)涂膜4而构成其整体。
建材10的制造方法中,对无机质材料1的表面进行研磨,使之平滑。对于研磨没有
特别限定,可以使用砂纸、抛光研磨、砂带研磨等一般的研磨方法。
作为一例,可以举出利用多个头的砂带磨光机进行研磨的方法。
在此,作为无机质材料1,可以使用木质水泥板、木丝水泥板、混入纸浆纤维的水泥
板、混入木片的水泥硅酸钙板、混入木纤维的水泥硅酸钙板等。它们都含有木加强材料。
作为木加强材料,可以使用木粉、木丝、木片、木纤维、木纤维束、浆粕等。
若无机质材料以无机质材料的固体成分比计含有5质量%以上且30质量%以下的
木加强材料,则弯曲强度和韧性优异,因此优选。
然后,在无机质材料1的表面,涂布第一紫外线固化型涂料,照射紫外线而使之不
完全固化。
作为第一紫外线固化型涂料,可以使用含有第一紫外线固化型树脂和光聚合引发
剂的涂料。作为第一紫外线固化型树脂,可以使用作为主成分含有丙烯酸类树脂、环氧树
脂、氨基甲酸酯树脂等的树脂。
作为涂布,可以使用喷雾器、流涂机、自然涂布机、辊涂机等一般的涂装工具。
在此,所谓不完全固化的状态,是涂膜没有完全固化的、若照射紫外线则会进一步
固化的状态。
作为将紫外线固化型涂料设为不完全固化的状态的方法,可以举出向所述紫外线
固化型涂料照射比完全固化的紫外线照射量少的量的紫外线而使之固化的方法。
例如,在为了完全固化对于每1μm膜厚需要1.5mJ/cm2的紫外线照射量的、含有丙
烯酸类树脂、环氧树脂、氨基甲酸酯树脂的至少任意一种的紫外线固化型涂料的情况下,通
过对每1μm膜厚照射小于1.5mJ/cm2的紫外线,就可以将所述紫外线固化型涂料设为不完全
固化的状态。
而且,由于第一紫外线固化型涂料在将第二紫外线固化型涂料完全固化的工序中
与所述第二紫外线固化型涂料一起完全固化,因此作为所述第一紫外线固化型涂料,优选
使用完全固化所必需的紫外线照射量为所述第二紫外线固化型涂料以下的涂料。
对于第一紫外线固化型涂料,优选涂布使得所形成的第一紫外线固化型涂膜2的
膜厚为10~150μm的量。
若膜厚小于10μm,则很难均匀地涂布,若膜厚大于150μm,则容易在涂膜中形成裂
纹,有可能使不燃性劣化等。另外,由于第一紫外线固化型涂料在后面的工序中与第二紫外
线固化型涂料一起完全固化,因此优选使第一步骤中的所述第一紫外线固化型涂料的涂布
量比第二步骤中所涂布的所述第二紫外线固化型涂料的涂布量少。
而且,第一紫外线固化型涂膜2与因研磨无机质材料的表面而出现在表面的木加
强材料接触。与第一紫外线固化型涂膜2接触的木加强材料在第一紫外线固化型涂膜2的形
成过程中,会从无机质材料中隆起,对第一紫外线固化型涂膜2的表面的平滑性造成不良影
响。
然后,在不完全固化状态的第一紫外线固化型涂膜2的表面,涂布第二紫外线固化
型涂料,照射紫外线而使之完全固化。作为第二紫外线固化型涂料,可以使用含有第二紫外
线固化型树脂、光聚合引发剂、和填充剂的涂料。
作为第二紫外线固化型树脂,可以使用作为主成分含有丙烯酸类树脂、环氧树脂、
氨基甲酸酯树脂等的树脂。
若第一紫外线固化型树脂和第二紫外线固化型树脂由相同原料的树脂形成,则密
合性良好,因此优选。
作为填充剂,可以使用滑石、碳酸钙、二氧化硅(结晶性二氧化硅、熔融二氧化硅、
无定型二氧化硅)、玻璃(玻璃片、玻璃纤维粉末)、石英(粉末)、铝(粉末)、云母(粉末)的任
意一种或多种。作为涂布,可以使用喷雾器、流涂机、自然涂布机、辊涂机等一般的涂装工
具。
在此所谓完全固化,是照射紫外线固化型涂料完全固化(即使再照射紫外线而不
会推进固化的状态)所必需的紫外线照射量以上的量的紫外线而使之固化。
利用第二紫外线固化型涂料形成的第二紫外线固化型涂膜3可以考虑研磨性而含
有填充剂。第二紫外线固化型涂料中的填充剂的含有比例优选被调整为相对于第二紫外线
固化型涂料的固体成分为40质量%以上且70质量%以下的范围。
另外,第二紫外线固化型涂料优选涂布使所形成的第二紫外线固化型涂膜2的膜
厚为30~150μm的量。
这是因为,若膜厚小于30μm则难以均匀涂布,若大于150μm则容易在涂膜中形成裂
纹,有可能使不燃性劣化等。
然后,研磨固化了的第二紫外线固化型涂膜3的表面,使表面平滑。对于研磨没有
特别限定,可以使用砂纸、抛光研磨、砂带研磨等一般的研磨方法。
作为一例,可以举出通过从砂纸#320依次过渡到#400而进行研磨的方法。
研磨进行至第二紫外线固化型涂膜3平滑为止,然而通常进行至削掉20μm左右,研
磨后的第二紫外线固化型涂膜2的膜厚为10~130μm。
然后,在被研磨了的第二紫外线固化型涂膜3的表面,涂布釉质涂料,利用50~120
℃的干燥器使之干燥。
作为釉质涂料,可以使用含有釉质涂料用树脂和颜料的涂料。作为釉质涂料用树
脂可以使用氟树脂、丙烯酸类树脂、氨基甲酸酯树脂、丙烯酸硅树脂等。
作为颜料,可以使用氧化钛、碳、红铁粉、铬黄、氧化铁、群青、酞菁蓝、钴、氧化铬
等。
作为涂布,可以使用喷雾器、流涂机、自然涂布机、辊涂机等一般的涂装工具。
釉质涂料优选涂布使所形成的釉质涂膜4的膜厚为5~50μm的量。
通过在无机质材料1的表面直接涂布第一紫外线固化型涂料、并照射紫外线而使
之不完全固化,就可以在第一紫外线固化型涂膜中吸收从无机质材料1中隆起的木加强材
料,使得第一紫外线固化型涂膜的表面平滑。然后,通过在不完全固化状态的第一紫外线固
化型涂膜2的表面涂布第二紫外线固化型涂料、照射紫外线而使之完全固化、并进行研磨,
就可以使得第二紫外线固化型涂膜的表面更加平滑。
即,利用第一紫外线固化型涂料使表面在一定程度上平滑,利用第二紫外线固化
型树脂使表面更加平滑。
此外,通过在表面平滑的第二紫外线固化型涂膜3上涂布釉质涂料、并进行固化,
就可以形成表面平滑的釉质涂膜4,成为表面为镜面加工的建材10。
(关于本发明的实施方式2)
图2是将利用本发明的实施方式2制造的建材的一部分放大了的纵剖面图。
图示的建材10A在无机质材料1A的表面形成第一紫外线固化型涂膜2A,在第一紫
外线固化型涂膜2A的表面形成第二紫外线固化型涂膜3,继而在第二紫外线固化型涂膜3的
表面形成釉质涂膜4而构成其整体。
在此,无机质材料1A是在无机质材料1的表面涂布有保护层的材料。作为保护层没
有特别限定,可以使用包含环氧树脂、丙烯酸类树脂、氨基甲酸酯树脂等的保护层。
另外,作为涂布,可以使用喷雾器、流涂机、自然涂布机、辊涂机等一般的涂装工
具。涂布量也没有特别限定,作为一例可以举出涂布3g/平方尺。
第一紫外线固化型涂膜2A由第一紫外线固化型树脂、光聚合引发剂、和填充剂形
成。
第一紫外线固化型树脂、光聚合引发剂、和填充剂与建材10相同。
第二紫外线固化型涂膜3、釉质涂膜4与建材10相同。
下面,若对建材10A的制造方法进行概述,则除了在无机质材料1A上涂布保护层和
第一紫外线固化型涂膜2A的制作方法以外,与建材10相同。
第一紫外线固化型涂膜2A的制作方法除了在无机质材料1A的表面(保护层涂布
面)涂布第一紫外线固化型涂料、所述第一紫外线固化型涂料含有填充剂这两点上与第一
紫外线固化型涂膜2的制作方法不同以外,其他与第一紫外线固化型涂膜2的制作方法相
同。
(关于本发明的实施方式3)
图3是将利用本发明的实施方式3制造的建材的一部分放大了的纵剖面图。
图示的建材10B在无机质材料1的表面形成第一紫外线固化型涂膜2,在第一紫外
线固化型涂膜2的表面形成第二紫外线固化型涂膜3,在第二紫外线固化型涂膜3的表面形
成镜面涂膜4,继而在釉质涂膜4的表面形成保护涂膜5而构成其整体。
在此,保护涂膜5由保护用树脂形成。作为保护用树脂,可以使用氟树脂、丙烯酸类
树脂、氨基甲酸酯树脂、丙烯酸硅树脂等。
根据建材10B,因在最外表面具备保护涂膜5,而成为耐候性优异的建材。
下面,若对建材10B的制造方法进行概述,则直至釉质涂膜4的制作方法与建材10
相同。
在釉质涂膜4的表面,涂布保护涂料,利用50~120℃的干燥器使之干燥。
作为保护涂料,可以使用含有保护用树脂的涂料。作为涂布,可以使用喷雾器、流
涂机、自然涂布机、辊涂机等一般的涂装工具。
保护涂料优选涂布使所形成的保护涂膜5的膜厚为5~50μm的量。
(关于验证实验及其结果)
本发明人等进行了验证本发明的建材的各种性能的实验。在该实验时,制作试样1
~20的试验体,进行了各试验体的表面观察,并且进行了60度镜面光泽度、密合性确认、和
木加强材料的影响确认(第二紫外线固化型涂膜的表面是否受到木加强材料的隆起的影
响)。而且,所使用的无机质材料的表面为平面花纹(平坦)。以下,在表1、2中,表示出各试验
体的形成原料、膜厚、颜料·填充剂的含量和评价结果。另外,对于本实验中所用的第一紫
外线固化型涂料和第二紫外线固化型涂料,无论是丙烯酸类树脂、氨基甲酸酯树脂、环氧树
脂、丙烯酸·环氧树脂,为了完全固化,紫外线照射量都需要对于每1μm膜厚为1.5mJ/cm2。
[表1]
[表2]
“木加强材料的影响确认”是目视第二紫外线固化型涂膜的表面,将可以看到由木
加强材料的隆起引起的表面的起伏的设为“有”,将看不到的设为“无”。
“表面观察”是将试验体置于荧光灯的2米下方,利用目视观察荧光灯向涂膜表面
的映入,“○”是映入的荧光灯看起来为一条直线的(良好),“×”是映入的荧光灯看起来摇
摆的或映入的荧光灯看起来模糊的(不佳)。
“60度镜面光泽度”是依照JIS K 5600-4-7使用便携式光泽度仪(IG-320株式
会社堀场制作所制)测定试验体的最外表面的60度镜面光泽度而得的结果,“○”是80以上
的(良好),“×”是小于80的(不佳)。
“密合性确认”是在试验体的最外表面压接粘合带,观察剥离所述粘合带后的涂膜
的状态,“○”是第一紫外线固化型涂膜与第二紫外线固化型涂膜没有剥离的(良好),“×”
是第一紫外线固化型涂膜与第二紫外线固化型涂膜发生剥离的(不佳)。
根据表1、2可以证实,第一步骤(第一紫外线涂膜形成时)的紫外线照射量小于
1.5mJ/cm2而为不完全固化的试样1~14在木加强材料的影响确认、表面观察、60度镜面光
泽度、密合性确认的所有方面都为良好的结果。
另一方面证实,第一步骤(第一紫外线涂膜形成时)的紫外线照射量为1.5mJ/cm2
以上而为完全固化的试样15在木加强材料的影响确认、表面观察、60度镜面光泽度方面没
有问题,然而密合性为差的结果。另外证实,第一步骤(第一紫外线涂膜形成时)的紫外线照
射量小于1.5mJ/cm2而为不完全固化,然而第二紫外线固化型涂料的填充剂含量脱离40~
70%的范围的试样16、17在木加强材料的影响确认、表面观察结果、60度镜面光泽度、密合
性确认的所有方面都为差的结果。可以认为试样16的如下方面有影响,即,由于第二紫外线
固化型涂料的填充剂含量多,因此涂料粘度不稳定,难以均匀涂布,由于填充剂多,因此第
二紫外线固化型涂膜表面不会平滑,可以认为试样17的如下方面有影响,即,由于第二紫外
线固化型涂料的填充剂含量少,因此第二紫外线固化型涂膜的研磨性差。此外还证实,没有
形成第一紫外线固化型涂膜的试样18~20的第二紫外线固化型涂膜具有木加强材料,镜面
观察为差的结果。
以上,使用附图对本发明的实施方式进行了详述,然而具体的构成并不限定于该
实施方式,即使有不脱离本发明的主旨的范围中的设计变更等,它们也包含于本发明中。
产业上的可利用性
如上说明所示,根据本发明,在含有木加强材料的无机质材料上直接形成有涂膜
的建材中,可以提供涂膜的最外表面为良好的镜面加工的建材。
符号的说明
1 无机质材料,
2、2A 第一紫外线固化型涂膜,
3 第二紫外线固化型涂膜,
4 釉质涂膜,
5 保护涂膜,
10、10A、10B 建材