JP2000212484A - コ―ティング剤組成物 - Google Patents

コ―ティング剤組成物

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JP2000212484A
JP2000212484A JP1554599A JP1554599A JP2000212484A JP 2000212484 A JP2000212484 A JP 2000212484A JP 1554599 A JP1554599 A JP 1554599A JP 1554599 A JP1554599 A JP 1554599A JP 2000212484 A JP2000212484 A JP 2000212484A
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JP
Japan
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titanium dioxide
resin
coating
monoclinic
monoclinic titanium
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JP1554599A
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English (en)
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Harue Matsunaga
治恵 松永
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Otsuka Chemical Co Ltd
Original Assignee
Otsuka Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗膜の耐候性と光触媒活性の発現という
相反する2つの機能を共に満足し得るコーティング剤組
成物を提供する。 【解決手段】 単斜晶系酸化チタンが配合されたことを
特徴とするコーティング剤組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はコーティング剤組成
物に関する。更に詳しくは、防汚性及びセルフクリーニ
ング性を有するコーティング剤組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】これまでに酸化チタンは一般的な白色顔
料として広く用いられており、塗料中への配合も通常行
われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】酸化チタンは光触媒活
性を有しており、耐摩耗性や紫外線遮蔽、反射率増加、
耐薬品性の付与といった優れた効果を有する反面、その
光触媒活性によりバインダー樹脂をも分解劣化させてし
まうという欠点を有している。そこで、これまでに塗膜
の酸化チタンに起因する光反応を抑え、塗膜の耐候性、
耐光性を改善することが種々検討されている。例えば、
特公平7−113095号公報にはバインダービヒクル
中にコバルト、パラジウム、銀等の金属塩を配合するこ
とにより光反応を抑制することが提案されている。一
方、酸化チタンの光触媒活性は、上記のような欠点を有
する反面、その光触媒活性に基づく超親水性によるセル
フクリーニング性や有害物質の分解除去機能が注目され
ている。本発明の課題は、塗膜の耐候性と光触媒活性の
発現という相反する2つの機能を共に満足し得るコーテ
ィング剤組成物を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は単斜晶系酸化チ
タンが配合されたことを特徴とするコーティング剤組成
物に係る。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明において用いる単斜晶系酸
化チタンは、例えば、特許第2704351号に開示さ
れた方法に準じて製造できる。即ち、例えば、4チタン
酸カリウム繊維を酸処理して得た二酸化チタン水和物繊
維を80〜350℃で加熱処理し、次いで500〜65
0℃で加熱処理することにより製造できる。また、この
ものを粉砕することにより粒子状の単斜晶系酸化チタン
を得ることもできる。
【0006】このようにして得られた単斜晶系酸化チタ
ンは、驚くべきことに、バインダー樹脂の劣化がアナタ
ーゼ型酸化チタンやルチル型酸化チタン等、他の結晶系
を有する酸化チタンに比較して少ないという特徴を有し
ている。しかも、そのコーティング表面における光触媒
活性に基づく超親水性や汚れの分解性能等の性質は他の
結晶系に比較して劣らないという特徴を有している。
【0007】本発明において用いる単斜晶系酸化チタン
の形状としては、繊維状のものが好ましく、特に好まし
くは、平均繊維径0.1〜5μm、平均繊維長3〜15
0μm、平均アスペクト比3〜200程度、特に7以上
の繊維状物が好ましい。かかる形状の酸化チタンを用い
ることにより、塗膜強度を向上させることができる。本
発明において用いる単斜晶系酸化チタンは、バインダー
とのなじみを良くするため、シラン系、チタネート系、
アルミニウム系、ジルコニウム系、リン系等のカップリ
ング剤等の表面処理剤により処理されたものを用いても
よい。
【0008】本発明のコーティング剤組成物のバインダ
ーとしては、各種の塗料用樹脂を用いることができる。
その具体例としては、フッ素樹脂、塩化ビニル樹脂、ポ
リ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ア
クリル樹脂、アルキド樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコー
ン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル
樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、あ
るいはスチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブ
チルゴム、ポリサルファイドゴム、シリコーンゴム等が
挙げられる。好ましくは光触媒作用により分解されにく
いフッ素樹脂、シリコーン樹脂が用いられる。さらに好
ましくはポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTF
E)、ストレートシリコーン樹脂が用いられるが、市販
の光触媒用二酸化チタンよりも単斜晶系二酸化チタンは
かなりバインダーの劣化が少なく、他の樹脂も充分に使
用に耐える。またそれら組成物の防汚性、セルフクリー
ニング性は従来のものに何ら劣ることはない。
【0009】本発明に使用されるフッ素系樹脂は特に限
定されるものではなく、各種のフッ素化合物含有樹脂を
用いることができる。例えば、ポリテトラフルオロエチ
レン樹脂(PTFE)、テトラフルオロエチレン・パー
フルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、
テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETF
E)、ポリフッ化ビニリデン樹脂(PVDF)、ポリフ
ッ化ビニル樹脂(PVF)、ポリクロロトリフルオロエ
チレン樹脂(PCTFE)等が挙げられる。またパーフ
ルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート系共重合
体、フッ化ビニリデン系共重合体、トリフルオロエチレ
ン・ビニルエーテル交互共重合体なども使用できる。
【0010】また、シリコーン樹脂としてはストレート
シリコーン樹脂あるいはアルキド変性シリコーン樹脂、
ポリエステル変性シリコーン樹脂、アクリル変性シリコ
ーン樹脂、エポキシ変性シリコーン樹脂、ウレタン変性
シリコーン樹脂等を例示できる。シリコーンの側鎖とし
てはメチル基等のアルキル基、フェニル基等のアリール
基を有するものが一般的であるがそれらに限定されるも
のではない。また溶剤型、エマルジョン型のいずれでも
良い。
【0011】バインダー樹脂と単斜晶系二酸化チタンと
の配合量はバインダー樹脂により異なるが、およそ単斜
晶系二酸化チタン:バインダー樹脂=2:8〜7:3
(重量比)であり、好ましくは3:7〜6:4である。
この範囲を超えてバインダー樹脂を多くすると単斜晶系
二酸化チタンが表面に露出しにくく、防汚性、セルフク
リーニング性など光触媒としての性能が悪くなる。また
この範囲を超えて単斜晶系二酸化チタンを多くすると充
分に固定化されず基材との密着性や塗膜強度が充分に得
られない。上記の塗料には溶剤、消泡剤、各種シランカ
ップリング剤、界面活性剤、粘度調整剤、顔料など各種
の添加剤を加えることができる。
【0012】PTFEなどのディスパージョン、エマル
ジョン塗料の場合、単斜晶系二酸化チタンを分散し、こ
の塗料をコーティング、スプレーなどにより塗布して低
温で予備乾燥し、高温で焼付する。溶剤可溶な樹脂の場
合には適当な硬化剤と単斜晶系二酸化チタンを加えた塗
料を塗布後、室温あるいは高温で硬化させる。単斜晶系
二酸化チタンの分散はディスパーあるいは三本ロール、
その他いずれの方法を用いても良い。塗布する下地は溶
剤に耐え、硬化または焼付温度に耐えるものであればい
ずれでも良い。樹脂、金属、ガラス、セラミックス、コ
ンクリート、材木などいずれでもよく、フィルム状、板
状、成形体、クロス、繊維など形態も問わない。あらか
じめ表面を粗くしてある場合にはより高い接着性が得ら
れる。また得られた塗膜表面を研磨することにより単斜
晶系二酸化チタンをより表面に露出させることも可能で
ある。その際、単斜晶系二酸化チタンが繊維状であれ
ば、より強固に固定化されているためフィラーの脱落が
少なく有利である。
【0013】このようにして調製された塗膜は表面に太
陽光線や蛍光灯、紫外線ランプなどの光が当たると、光
触媒作用により表面に付着した有機質汚染物質を分解す
る。あるいは表面に有機質汚染物質が存在しないため無
機質の埃も付きにくい。そのため長期にわたり清浄な面
が保たれる。通常の二酸化チタン光触媒では汚染物質の
みならずバインダー樹脂をも分解してしまうため、塗膜
耐候性、耐光性が悪いという欠点があったが、単斜晶系
二酸化チタンの塗膜は驚くべきことに、バインダー樹脂
の分解が起こりにくいにもかかわらず通常の二酸化チタ
ン光触媒の塗膜に劣らない、防汚性、セルフクリーニン
グ性を有している。更に繊維状の単斜晶系二酸化チタン
を用いると塗膜強度、基材への密着性の向上性に優れる
という利点を有している。
【0014】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げ本発明を更に
詳細に説明する。 実施例1〜3 フッ素樹脂塗料〔旭硝子(株)製、3フッ化エチレン/
ビニルエーテル共重合体系、商品名「ルミフロンLF−
200C」〕の主剤:硬化剤=5:1(重量比)に、繊
維状単斜晶系二酸化チタン(平均繊維径0.2μm、平
均繊維長10μm、平均アスペクト比50、商品名「M
TW」、大塚化学株式会社製)を固形分換算量でそれぞ
れ30、50、70重量部になるように加え、ホモミキ
サーと三本ロールで分散した。必要に応じてキシレンを
加えて粘度を調整した。この塗料を厚み0.3mmのア
ルミニウム板に塗布し、室温で硬化させた。
【0015】得られた塗膜の表面を走査型電子顕微鏡で
観察したところ、繊維状単斜晶系二酸化チタンが絡み合
っている様子が観察された。強度、密着性は碁盤目試験
(JIS5400)にて評価した。またウェザーメータ
ーに200時間かけて耐候性を試験した。また、塗膜に
タバコのヤニを一定量塗り、400W水銀ランプで12
0時間光照射して、塗膜のセルフクリーニング性を評価
した。(◎:顕著に退色が見られる、○:退色が見られ
る、△:わずかに退色が見られる、×:変化なし)結果
を表1に示す。
【0016】比較例1〜2 繊維状単斜晶系二酸化チタンの代わりに微粒子状アナタ
ーゼ型酸化チタン(商品名「ST−01」、石原産業株
式会社製)を30部又は70部使用する以外は実施例1
と同様にしてコーティング剤を調製し、アルミニウム板
に塗布した。塗膜の評価も同様に行った。結果を表1に
示す。
【0017】
【表1】
【0018】実施例4〜6、比較例3 PTFEディスパージョン塗料(商品名「ポリフロンデ
ィスパージョンD−1」、ダイキン工業株式会社製)に
繊維状単斜晶系二酸化チタン(平均繊維径0.2μm、
平均繊維長10μm、平均アスペクト比50、商品名
「MTW」、大塚化学株式会社製)を固形分中の割合が
30、50、70重量部になるように加えた塗料を調製
し、これを厚み0.3mmの表面を粗くしたアルミニウ
ム板に塗布し、85℃で乾燥後、380℃で焼き付けし
た。比較例として、繊維状単斜晶系二酸化チタンを配合
しないPTFEディスパージョン塗料のみを実施例と同
様に塗布した塗膜につき、同様に評価した。結果を表2
に示す。
【0019】
【表2】
【0020】実施例7〜9、比較例4 シリコーンワニスに単斜晶系二酸化チタンを固形分中の
割合が30、50、70重量部になるように加え、キシ
レンで粘度を粘度調整し、ディスパーと三本ロールで分
散して均一な塗料とした。この塗料をアルミニウム板に
常温乾燥したのち、200℃で硬化させ塗膜とした。比
較例として、繊維状単斜晶系二酸化チタンを配合しない
シリコーンワニスのみを実施例と同様に塗布した塗膜に
つき、同様に評価した。結果を表3に示す。
【0021】
【表3】
【0022】
【発明の効果】本発明によれば塗膜の耐候性と光触媒活
性の発現という相反する2つの機能を共に満足し得るコ
ーティング剤組成物を得ることができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単斜晶系酸化チタンが配合されたことを
    特徴とするコーティング剤組成物。
  2. 【請求項2】 単斜晶系酸化チタンとして平均繊維径
    0.1〜5μm、平均繊維長3〜150μm、平均アス
    ペクト比7以上の繊維状物を用いる請求項1のコーティ
    ング剤組成物。
  3. 【請求項3】 シリコーン系樹脂に単斜晶系酸化チタン
    が配合されてなる請求項1又は2のコーティング剤組成
    物。
  4. 【請求項4】 フッ素系樹脂に単斜晶系酸化チタンが配
    合されてなる請求項1又は2のコーティング剤組成物。
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