| 【発明の名称】 |
塗材用の骨材とその製造方法および塗材 |
| 【発明者】 |
【氏名】青木 清
【氏名】戸田 重憲
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| 【要約】 |
【課題】塗材として必要な耐久性等の性質を損なうことなく塗材の軽量化を図ることができる骨材およびその製造方法を提供することを課題とし、また、このような骨材の含有された塗材を提供することを課題とする。
【解決手段】粒径が２０〜２５００μｍであり、且つ嵩比重が０．２〜１．０であり、且つ吸水率が０．１〜２％であり、且つ内部が中空であるセラミックス粒子からなることを特徴とする塗材用の骨材を解決手段とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 粒径が２０〜２５００μｍであり、且つ嵩比重が０．２〜１．０であり、且つ吸水率が０．１〜２％であり、且つ内部が中空であるセラミックス粒子からなることを特徴とする塗材用の骨材。
【請求項２】 前記セラミックス粒子の表面が着色材で被覆されてなる請求項１記載の塗材用の骨材。
【請求項３】 前記着色材が水系着色材、非水系着色材、無機着色材のうち少なくとも一つ以上を含有してなる請求項２記載の塗材用の骨材。
【請求項４】 塗材用の骨材の製造方法であって、骨材原料として粒径が２０〜２５００μｍであり、且つ嵩比重が０．２〜１．０であり、且つ吸水率が０．１〜２％であり、且つ内部が中空であるセラミックス粒子を使用し、該セラミックス粒子の表面に着色材の被膜を形成することを特徴とする塗材用の骨材の製造方法。
【請求項５】 粒径が２０〜２５００μｍであり、且つ嵩比重が０．２〜１．０であり、且つ吸水率が０．１〜２％であり、且つ内部が中空であるセラミックス粒子が骨材として含有されたことを特徴とする塗材。
【請求項６】 前記セラミックス粒子の表面が着色材で被覆されてなる請求項５記載の塗材。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、塗材用の骨材及びその製造方法、さらには骨材が含有された塗材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般塗装用の塗料、もしくは建造物内外のコンクリート又はモルタルなどの表面塗装用として使用される塗材（以下これらをあわせて「塗材」という）は、着色するための顔料と、該顔料に好適な流動性をもたせて塗装面に均一な塗膜を形成させるための溶媒が含有されてなり、さらには種々の骨材が混合されてなるものである。特に、建造物の表面仕上げ用として使用される塗材は、塗材中に占める骨材の割合が高く、該骨材の重量が塗材の重量を左右する大きな要因となっている。
【０００３】このような骨材を含む塗材は、骨材を含まない通常の塗装とは異なり、数ｍｍ〜十数ｍｍ又はそれ以上の厚みで塗布されるものであり、これによって塗装面に質感や重厚感をもたせたり、多彩な色調や模様を付するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記骨材としては、従来より大理石や硅砂又は陶磁器などを所定粒度に調製し、その表面を着色材によって所望の色に着色した骨材や、大理石等の代わりにプラスチックが使用された骨材が使用されている。
【０００５】しかしながら、大理石等から調製した骨材は比重が２．３〜２．７程度と高密度であるため、該骨材を添加した塗材は重量がかさむものとなる。したがって、かかる塗材を建造物の壁面に塗布すれば、該壁面には余分な重量がかかることになる。また、重量の重い塗材は高所作業等において使用しにくく、さらには運搬する場合にも取り扱いにくいという問題がある。
【０００６】一方、プラスチックは比重が比較的小さく重量が軽いものであるが、塗材用の骨材に求められる発色性や質感という点において、前記大理石等の骨材と比べて劣るという欠点がある。また、プラスチックは前記大理石等と比較して耐久性が劣るものであり、プラスチックからなる骨材を使用した塗材によって形成した塗膜は、劣化しやすいという問題がある。
【０００７】本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、塗材として必要な耐久性等の性質を損なうことなく塗材の軽量化を図ることができる骨材およびその製造方法を提供することを課題とし、また、このような骨材の含有された塗材を提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その解決手段は、粒径が２０〜２５００μｍであり、且つ嵩比重が０．２〜１．０であり、且つ吸水率が０．１〜２％であり、且つ内部が中空であるセラミックス粒子からなることを特徴とする塗材用の骨材にある。
【０００９】セラミックスは、大理石等と同等の耐久性を有するために骨材として好適であり、さらに該セラミックスの内部が中空であり嵩比重が０．２〜１．０あるために、大理石等の中実体と比較して軽量であるという利点がある。また、粒径が２０〜２５００μｍであれば、塗材に添加する骨材として好適であり、さらに吸水率が０．１〜２％であるため、着色剤や溶媒などが粒子内に含浸しにくく、骨材を軽量な状態を維持しやすいという利点がある。
【００１０】前記セラミックス粒子の表面は、着色材で被覆されてなることが好ましい。表面が着色材で被覆されていれば、骨材として必要な発色性や質感を兼ね備えることができ、塗材用の骨材として好適である。
【００１１】また、前記着色材としては水系着色材、非水系着色材、無機着色材のうち少なくとも一つ以上を含有してなるものが好ましい。かかる着色材を使用することにより、セラミックス粒子表面を好適に着色することができ、塗材用の骨材として好ましい色合いをもたせることができる。
【００１２】さらに、本発明の解決手段は、塗材用の骨材の製造方法であって、骨材原料として粒径が２０〜２５００μｍであり、且つ嵩比重が０．２〜１．０であり、且つ吸水率が０．１〜２％であり、且つ内部が中空であるセラミックス粒子を使用し、該セラミックス粒子の表面に着色材の被膜を形成することを特徴とする塗材用の骨材の製造方法にある。
【００１３】かかる製造方法によれば、軽量であり且つ耐久性を有し、さらに質感を有する骨材を製造することができる。しかも、セラミックス粒子の内部が中空であるため重量が軽く、製造工程において取り扱い易いという利点がある。
【００１４】さらに、本発明の解決手段は、粒径が２０〜２５００μｍであり、且つ嵩比重が０．２〜１．０であり、且つ吸水率が０．１〜２％であり、且つ内部が中空であるセラミックス粒子が骨材として含有されたことを特徴とする塗材にある。
【００１５】嵩比重が小さく、内部が中空であるセラミックスを骨材として含有させることにより、従来の中実な骨材を使用する場合と比較して塗材の重量が軽量となるため、かかる塗材を建造物の壁面に塗布した場合にも、壁面にかかる荷重を軽減することができる。また、高所作業や運搬における作業性を向上させることができる。また、吸水率が０．１〜２％であるため、樹脂と混合する際にも溶媒が含浸しにくく、軽量な状態を維持しやすいという利点がある。さらに、内部が中空であるため、該塗材を塗布して形成した塗布膜の熱伝導率を低下させ、優れた断熱性を備えたものとなる。
【００１６】前記セラミックス粒子は、表面が着色材で被覆されてなることが好ましく、表面が着色材で被覆されてなることにより、塗材として好適な色合いをもたせることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る塗材用の骨材、その製造方法および塗材の実施形態について順に説明する。
【００１８】まず、本発明に係る塗材用の骨材の実施形態について説明する。本実施形態の骨材は、粒子の内部が中空であるセラミックス粒子（以下「中空セラミックス粒子」ともいう）からなり、該中空セラミックス粒子の表面が着色材によって被覆されることにより、所望の色に着色されたものである。ここでいう中空セラミックス粒子とは、セラミックスからなる粒子の内部に１又は２以上の空洞部を有するものであり、かかる空洞部が外部と遮断された状態で形成されたものである。
【００１９】かかる中空セラミックス粒子のうち、粒径が２０〜２５００μｍであるものは、所定の塗膜厚みを必要とする建造物の表面仕上げ等において、塗材用の骨材として好適に使用することができる。また、該中空セラミックス粒子は、嵩比重が０．２〜１．０であることが好ましく、かかる中空セラミックス粒子を骨材として使用すれば、塗材の重量を効果的に軽減することができる。
【００２０】さらに、前記中空セラミックス粒子は、吸水率が０．１〜２％であることが好ましい。このように吸水率が０．１〜２％という低い値であることは、即ち着色材や水分、あるいは溶媒などが中空セラミックス粒子の内部に含浸しにくいことを示している。即ち、これは粒子内部に形成された中空部が外部と遮断されているため、該中空部に液体が侵入しないという中空セラミックス固有の性質に基づく利点であり、例えば、従来の多孔質の材料などの内部の空隙部に液体が侵入しやすいものでは成し得ないものである。
【００２１】従ってこのような中空セラミックス粒子を使用すれば、少量の着色材によって該中空セラミックス粒子の表面を効率的に着色することができ、さらに溶媒等と混合した際にも、該溶媒が含浸せず軽量であるという中空体の効果を損なう虞が少ない。また、該中空セラミックス粒子を乾燥させる際にも、短時間で乾燥させることができるという利点を有する。
【００２２】ここで、吸水率とは、陶磁器や耐火物などの焼成品における、供試体の吸水量を供試体の乾燥重量に対する百分率で示したものである。具体的には、試験体の乾燥重量を測定した後、水中で減圧法又は煮沸法によって吸水させ、吸水状態の試験体重量量を測定し、次式吸水率＝｛（Ｗ1−Ｗ0）／Ｗ0｝×１００Ｗ1：試験体の吸水重量Ｗ0：試験体の乾燥重量により吸水率を求めたものである。
【００２３】また、中空セラミックス粒子表面を着色するための着色材としては、種々の着色材を使用することができるが、中でも水系着色材、非水系着色材、又は無機系着色材が好ましい。
【００２４】次に、上記着色材を用いた塗材用の骨材の製造方法について、各着色材ごとにその実施形態を説明する。
【００２５】まず第１に、水系着色材を使用する場合には、該水系着色材１００重量部に対してバインダーを１５〜２０重量部添加し、バインダー１００重量部に対して固着剤を５〜１０重量部添加し、さらに固着剤１００重量部に対して触媒を５〜１５重量部添加したものを、前記中空セラミックス粒子１００重量部に対して５〜５０重量部の割合で混合した後、常温又は温風で乾燥させ、さらに１３０〜１５０℃で加熱することにより、中空セラミックス粒子表面に水系着色材の被膜を形成する。
【００２６】ここで、水系着色材とは、水溶液に分散させて塗布する顔料（発色成分）をいい、例えば、カーボンブラック、酸化鉄（黄）、酸化鉄（錆）が挙げられる。
【００２７】また、前記バインダーとしては、合成樹脂エマルジョンを使用できるが、耐水性、耐黄変性、耐酸性などの耐久性を考慮すれば、アクリル樹脂エマルジョンが好ましい。
【００２８】また、前記固着剤としては、アミノプラスト樹脂が好ましい。アミノプラスト樹脂としてはジメチロールメラミン、ジメトキシメチロールメラミン、トリメチロールメラミン、トリメトキシメチロールメラミン、ジメチロールユリア、ジメトキシメチロールユリアなどを例示することができる。
【００２９】さらに、前記触媒としては、塩類を使用することができ、特に有機アミン塩、金属塩、複合金属塩を使用すれば、効率良く着色することができる。
【００３０】上述の如く中空セラミックス粒子と水系着色材等を混合した後、１３０〜１５０℃で加熱することにより、前記固着剤を固化させて中空セラミックス粒子の表面に安定な被膜を形成することができるため、このようにして着色された中空セラミックス粒子を塗材用の骨材として使用した際には、色が落ちにくく耐久性の優れたものとなる。
【００３１】第２に、非水系着色材を使用する場合には、非水系着色材１００重量部に対して溶剤を１５〜２０重量部添加したものを、前記中空セラミックス粒子１００重量部に対して５〜３０重量部の割合で混合した後、乾燥することによって、中空セラミックス粒子表面に非水系着色材の被膜を形成する。
【００３２】ここで、非水系着色材とは、水以外の溶媒（例えば有機溶媒）などに分散させて塗布する顔料（発色成分）をいい、例えば耐候性、耐水性、耐酸性に優れたアクリルウレタン系塗料を使用することが好ましい。
【００３３】また、溶剤としては、一般的な有機溶媒を使用することができるが、アクリルウレタン系塗料に対しては、キシレン、トルエン、ブタノール、酢酸ブチル、又はこれらの混合物を使用することが好ましい。
【００３４】第３に、無機系着色材を使用する場合には、中空セラミックス粒子１００重量部に対して、無機系着色材を０．２〜２０重量部、バインダーを２〜５重量部、さらに発色助材を８〜１０重量部添加して混合した後、８００〜１３００℃で焼成することによって、中空セラミックス粒子表面に無機系着色材の被膜を形成する。
【００３５】ここで、無機系着色材としては、鉱物質の顔料（発色成分）を使用することができ、例えばＣｏＯ、ＺｎＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｃｒ3Ｏ4などを挙げることができる。
【００３６】また、前記発色助材としてＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｎａ2Ｏの混合物を使用することができる。
【００３７】また、前記バインダーとしては、水ガラスなどの熱硬化性の結合材を使用することができる。
【００３８】上述の如くセラミックス粒子と無機系着色材を焼成することにより、前記セラミックス粒子表面に着色材の安定な被膜を形成することができ、塗材中に添加されて溶媒等と混合された場合にも、色落ちしにくい耐久性の優れた骨材とすることができる。また、焼成によって該中空セラミックス粒子に含まれた余分な水分やその他の不純物を除去することができるため、これによってさらに骨材の重量を軽減することができる【００３９】次に、本発明の塗材の実施形態について説明する。本実施形態の塗材は、中空セラミックス１００重量部に対し、樹脂エマルジョンを５〜６０重量部、より好ましくは樹脂エマルジョンを１０〜５０重量部、添加し、これらを混合することにより得ることができる。前記樹脂エマルジョンとしては、アクリル樹脂エマルジョン、アクリル−スチレン樹脂エマルジョン、酢酸ビニル樹脂エマルジョンなどを例示できる。
【００４０】中空セラミックスを骨材として使用することにより、樹脂エマルジョンの混合量を、上記の様に広い範囲で任意に選択することができる。また、中空セラミックスを骨材として使用した塗材は、重量が低減されたものであるため、作業性に優れている上、壁面に塗布した場合にも該壁面に対する荷重を軽減することができる。
【００４１】尚、塗材の混合割合については上記実施形態の範囲に限定されるものではなく、骨材及び樹脂エマルジョンの種類、又は塗布面の状況に応じて適宜好ましい割合に混合することができる。さらに、上記実施形態の塗材は、中空セラミックスと樹脂エマルジョンが混合されてなるものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、本発明に係る塗材は、上記以外の組成物として雲母片、大理石粉、陶磁器粉等の骨材や、増粘材などの添加材が適宜混合されたものであってもよい。
【００４２】また、異なる色の着色材によって着色された複数色の中空セラミックス粒子を骨材として混合することにより、多彩色の塗膜を得ることもできる。
【００４３】さらに、本発明に係る塗材の用途としては、建造物の表面に塗布する場合に限定されず、シート材などの基板上に該塗材を積層させることにより、内外壁用に使用する大理石調のパネル材を形成することも可能であり、かかるパネル材を使用することにより上記と同様の効果を奏することができる。
【００４４】
【実施例】本発明に係る中空セラミックス（骨材）および塗材を、以下の方法により作製した。
【００４５】（骨材実施例１）水系着色材（日本ペイント（株）製「カラーマックスＷ」）１０ｋｇに、バインダーとしてアクリル樹脂エマルジョン１．５ｋｇ、固着剤としてジメチロールメラミン０．０７５ｋｇ、触媒として有機アミン塩０．００７５ｋｇを混合したものを、嵩比重０．４０５の中空セラミックス粒子（太平洋セメント（株）製「ＳＬＧ」）１００ｋｇに添加、混合して乾燥させた後、約１４０℃で約１０分間加熱するすることによって骨材実施例１を作製した。
【００４６】（骨材実施例２）非水系着色材（千代田塗料（株）製「チヨダウレタントップ ＃０４１」）１０ｋｇに、溶剤としてトルエン０．５ｋｇ及びキシレン１．０ｋｇを混合したものを、嵩比重０．３９９の中空セラミックス粒子（太平洋セメント（株）製「ＳＬＧ−３５０」）１００ｋｇに添加、混合した後、乾燥させることによって骨材実施例２を作製した。
【００４７】（骨材実施例３）無機系着色材として鉱物質顔料（Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2）１０ｋｇに、発色助剤としてＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｎａ2Ｏの６４．３：７．６５：８．５：１９．４の混合物１０ｋｇ、バインダーとして硅酸ナトリウム３ｋｇを混合し、嵩比重０．４１５の中空セラミックス粒子（太平洋セメント（株）製「ＳＬ−７５」）５０ｋｇに添加、混合して乾燥させた後、約１２００℃で焼成することによって骨材実施例３を作製した。
【００４８】（骨材比較例１）さらに、嵩比重１．４２１の硅砂６号の表面を実施例３と同様の方法で着色し、骨材比較例１とした。
【００４９】上記の方法によって得た骨材実施例および骨材比較例を、表１に示したような割合でアクリル樹脂エマルジョンおよび増粘材と混合し、塗材の実施例および比較例を調製した。
【００５０】
【表１】
【００５１】前記のようにして調製した塗材を、口径６ｍｍのリシンガンによって吹き圧５ｋｇ／ｃｍ2でモルタル板上に吹き付け、塗布厚１０ｍｍの塗膜を形成し、１４日間養生することによって試験例とした。該試験例について、塗膜重量および熱伝導率を測定することにより、表２に示す結果を得た。
【００５２】
【表２】
【００５３】表１より明らかなように、本発明に係る塗材は、従来の比較例１と比べて単位重量および比重が約１／３に軽減されているため、運搬性や高所での作業性に優れたものであることがわかる。また、表２より明らかなように、塗材の重量が軽減されたことによって塗膜重量が低減され、該塗材を塗布した壁面への荷重についても効果的に軽減されていることがわかる。
【００５４】さらに、表２より明らかなように、本発明に係る塗材を塗布して形成した塗膜は熱伝導率が小さく、壁面の断熱作用を向上させるという効果を奏する。
【００５５】また、塗材として塗材実施例４および５のような複数の色合いを有する骨材を混合して使用することにより、多彩色の塗膜を得ることができる。
【００５６】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る塗材用の骨材によれば、塗材として必要な耐久性等の性質を備え、かつ塗材の軽量化を図ることができる。かかる骨材を使用することによって塗材の重量が軽減されるため、作業性の向上を図ることができ、該塗材を塗布した壁面への荷重を軽減することができる。また、該塗材によって塗膜を形成すれば、壁面の断熱作用を向上させることができる。さらに、前記骨材の表面が着色材で被覆されていれば、大理石等の骨材を使用した場合と同等の質感や色合いをもたせることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９１０４１３３８
【氏名又は名称】山本窯業化工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年３月７日（２０００．３．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７４３３２
【弁理士】
【氏名又は名称】藤本 昇 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２４７８２３（Ｐ２００１−２４７８２３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月１４日（２００１．９．１４） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−６１４２８（Ｐ２０００−６１４２８） |
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