JP2001011386A

JP2001011386A - 低汚染性上塗り塗料組成物

Info

Publication number: JP2001011386A
Application number: JP11187112A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Iwaki; 務岩木; Eiji Masuda; 英二増田; Norihide Fujimoto; 法秀藤基
Original assignee: Shinto Paint Co Ltd
Current assignee: Shinto Paint Co Ltd
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 1999-07-01
Publication date: 2001-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】高温から低温及び、高湿度から低湿度まで、
幅の広い条件で塗膜を硬化させても、微少なクラックや
凹凸の発生による艶引けやリコート密着不良を起こさ
ず、且つ、硬化直後から適度な親水性を示し、曝露初期
から、塵埃付着による汚れが少なく、又、長期の暴露で
も、この汚染防止能が低下しない塗膜が得られる低汚染
性上塗り塗料組成物を提供する。【解決手段】ポリアルキレンオキサイド鎖を分子骨格
中に１〜２５重量％含有するアルキルシリケート化合物
を、０．１〜３０重量％含有することを特徴とする低汚
染性上塗り塗料組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般住宅やビル等
の建築物外壁や、橋梁やタンク等の鉄構造物外面の上塗
り塗料に関するもので、塵埃による汚染を受け難い塗膜
を提供できる低汚染性上塗り塗料組成物に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、建築や土木関連の建造物は装飾や
保護のため塗装が行われている。特に屋外に露出する部
分は耐光性や耐候性が要求される為、長期の耐久性を発
揮する上塗り塗料が種々開発され実用化されている。し
かし、最近は、これらの長期耐久性を持った塗膜に対
し、それゆえに、塵埃の付着による汚染が目立つという
問題が起こってきている。これに対し、塗膜の表面を親
水性にすることで、雨が降ったときに、汚れと塗膜の間
に水を浸透させることで、付着した塵埃を洗い流すとい
う技術が提案され、これを実現するための材料開発が盛
んに行われてきている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】なかでも、アルキルシ
リケートやその縮合重合物を配合し、塗膜表面にこれら
の成分を配向させると同時に、加水分解でシラノール基
を発生させ塗膜表面を親水性にする技術が提案されてい
る。（例えば特許公報第２８６９４４３号）しかしこれらの手法だけでは、塗膜表面の親水化に時間
がかかることから、塗膜形成直後の親水性の少ない時期
に付着した疎水性汚染物質が塗膜に浸透した場合は、後
から表面が親水化しても、降雨による除去が難しいとし
て、塗膜形成初期から安定して親水性を付与する材料の
出現が望まれている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポリアル
キレンオキサイド鎖を分子骨格中に１〜２５重量％含有
するアルキルシリケート化合物を０．１〜３０重量％含
有することで、高温から低温及び、高湿度から低湿度ま
で、幅の広い条件で塗膜を硬化させても、微少なクラッ
クや凹凸の発生による艶引けやリコート密着不良を起こ
さず、且つ、硬化直後から適度な親水性を示し、曝露初
期から、塵埃付着による汚れが少なく、又、長期の暴露
でも、この汚染防止能が低下しない塗膜が得られること
を見いだし、本発明の完成に至った。即ち本発明は、ポ
リアルキレンオキサイド鎖を分子骨格中に１〜２５重量
％含有するアルキルシリケート化合物を、０．１〜３０
重量％含有することを特徴とする低汚染性上塗り塗料組
成物である。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明のアルキルシリケート化合
物は、テトラアルコキシシランの３〜１２分子程度を縮
合重合させた物と、ポリアルキレングリコールを有機錫
触媒または酸触媒存在下で、６０℃〜１８０℃に加温し
エーテル交換反応を行い、アルキレンオキサイド鎖をそ
の分子骨格中に１〜２５重量％導入することで得られ
る。この反応を行うとき、必要に応じて、トルエン、キ
シレン、メチルエチルケトン等のアルコキシシラン基に
対して不活性な有機溶剤を使用しても良い。

【０００６】ここで、テトラアルコキシシランの縮合重
合の分子数は、３未満の場合、ポリアルキレングリコー
ルと反応させた物の親水性が大きすぎるため、経時で塗
膜から失われ易く、長期間の汚染性防止効果を十分発揮
できないという不具合が発生する為に好ましくない。
又、１２を越えると塗膜が硬くて脆くなり、クラックを
発生する為、好ましくない。また、テトラアルコキシシ
ランのアルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、プ
ロポキシ、ブトキシ、メトキシエトキシ、ブトキシエト
キシ、メトキシプロポキシ、エトキシプロポキシ等が挙
げられ、これらのうちの１種類、又は、２種類以上混合
したものが用いられる。

【０００７】本発明に用いるポリアルキレングリコール
とは、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコ
ール、ポリテトラメチレングリコール、ポリ（エチレン
−プロピレン）グリコール、ポリ（エチレン−ブチレ
ン）グリコール、ポリ（プロピレン−ブチレン）グリコ
ール等が挙げられる。親水性付与という観点からは、ポ
リエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポ
リ（エチレン−プロピレン）グリコールが、より好まし
い。また、これらの分子量は、１００〜２０００が好ま
しい。分子量が１００未満の場合、親水性の分子鎖が短
いため、アルキルシリケートの分子骨格に組み込んでも
十分な親水性を付与することが出来ず、又、分子量が２
０００を越すと塗膜表面に粘着性がでてきて、かえって
汚染耐性を悪化させる為、好ましくない。また、かかる
ポリアルキレンオキサイド鎖の含有率が１重量％未満で
は、硬化直後の塗膜の親水性が十分でなく、汚染を防止
する効果が得られない。また、２５重量％を越える場合
は、塗膜の耐水性が悪化し好ましくない。

【０００８】また、有機錫触媒としては、ジブチル錫ジ
オクテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫オキ
サイド、ジオクチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジラ
ウレート等が使用できる。また、酸触媒としては、塩
酸、硫酸、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、マレイン酸等が
使用できる。

【０００９】本発明の上塗り塗料組成物は、この様にし
て得られたアルキルシリケート化合物を、一般に家屋、
ビルディング、フェンス、鉄構造物、建設機械等の外装
面に塗装されている上塗り塗料に樹脂固形分換算で０．
１〜３０重量％含有させて得られる。かかる含有率が
０．１重量％未満の場合、十分な汚染耐性が得られず、
また３０重量％を越えると塗膜が硬くなり過ぎ、ひび割
れが発生したり、リコート性が劣ったりして好ましくな
い。

【００１０】上記の上塗り塗料としては、樹脂系からの
分類としては、アクリル樹脂系塗料、ポリエステル樹脂
系塗料、フタル酸樹脂系塗料、ウレタン樹脂系塗料、塩
化ゴム系塗料、シリコーン樹脂系塗料及びフッ素樹脂
系、アクリル／シリコーン樹脂系塗料、アクリル／フッ
素樹脂系塗料、アクリル／ウレタン樹脂系塗料等が挙げ
られる。これらは、常温乾燥型及び加熱硬化型のどちら
でも良く、又、有機溶剤型塗料、水性塗料、粉体塗料の
いずれの形態でも良い。硬化機構系からの分類では、常
温乾燥型としては、例えば、水酸基含有ポリオールとポ
リイソシアネート化合物硬化剤からなるもの、カルボニ
ル基含有樹脂とヒドラジド化合物硬化剤からなるもの、
シラノール基含有樹脂からなるもの等の常温反応硬化
型、または、有機溶剤の蒸発により硬化するラッカー型
塗料、または、水の蒸発により硬化する水性エマルショ
ン塗料等が挙げられる。また、加熱硬化型としては、水
酸基含有ポリオールとブロックポリイソシアネート硬化
剤からなるもの、水酸基含有ポリオールと混合エーテル
型メチロール化メラミン硬化剤からなるもの、カルボン
酸含有樹脂とエポキシ基含有樹脂からなるもの等が挙げ
られる。

【００１１】また、本発明は必要に応じ、一般によく使
用される、無機及び有機の顔料、光安定化剤、紫外線吸
収剤、消泡剤、レベリング剤等の添加剤、及び硬化触媒
等を用いてもよい。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を、製造例、実施例及び比較例
を挙げて説明する。但し、これらは、本発明を限定する
ものではない。ここで、配合に用いた数値は、重量部を
表す。

【００１３】〔製造例１〕加熱装置、撹拌機、還流冷却
管を備えた１Ｌ４つ口フラスコに、多摩化学社製メチル
シリケート５１を９０部、ポリエチレングリコール（平
均分子量２００）１０部、ジブチル錫ジオクテート１部
を仕込み、適度な撹拌下に１３０℃まで昇温し、生成す
るメタノールを留去しながら約４時間保持する。１００
℃に温度を下げ、残存するメタノールを減圧留去し、固
形分１００％で、ポリエチエレングリコール鎖を分子骨
格内に１０重量％含有したポリアルコキシシラン化合物
（アルキルシリケート化合物）Ａ−１を得た。

【００１４】〔製造例２〕加熱装置、撹拌機、還流冷却
管を備えた１Ｌ４つ口フラスコに、多摩化学社製エチル
シリケート４０を７５部、ポリエチレングリコール（平
均分子量６００）２５部、ジブチル錫ジオクテ−ト１部
を仕込み、適度な撹拌下に１３０℃まで昇温し、生成す
るエタノールを留去しなが約５時間保持する。１００℃
に温度を下げ、残存するエタノールを減圧留去し、固形
分１００％で、ポリエチエレングリコール鎖を分子骨格
内に２５重量％含有したポリアルコキシシラン化合物
（アルキルシリケート化合物）Ａ−２を得た。

【００１５】〔製造例３〕加熱装置、撹拌機、還流冷却
管を備えた１Ｌ４つ口フラスコに、多摩化学社製メチル
シリケート５１を６０部、ポリエチレングリコール（平
均分子量６００）４０部、ジブチル錫ジオクテート１部
を仕込み、適度な撹拌下に１３０℃まで昇温し、生成す
るメタノールを留去しなが約４時間保持する。１００℃
に温度を下げ、残存するメタノールを減圧留去し、固形
分１００％で、ポリエチエレングリコール鎖を分子骨格
内に４０重量％含有したポリアルコキシシラン化合物
（アルキルシリケート化合物）Ａ−３を得た。

【００１６】〔実施例１〜５および比較例１〜６〕上記
で得られたアルキルシリケート化合物Ａ−１、Ａ−２、
Ａ−３を用い、表１（実施例）および表２（比較例）に
示した配合で、上塗り塗料に添加し、以下の実験を行っ
た。結果を表１および表２に示す。（１）７ｃｍ×１５ｃｍのアルミ平板に塗装し、その
後、２０℃、５０％ＲＨの雰囲気で１週間乾燥させた
後、塗膜外観と耐水性を評価した。（２）（１）と同様な平板に、塗装後、２０℃、５０％
ＲＨの雰囲気で２週間乾燥させた。この間、塗膜表面の
水との接触角を測定した。（３）図１の様な形をしたアルミ板に塗装し、２０℃、
５０％ＲＨの雰囲気で１週間乾燥させた後、屋外に所定
時間曝露し、汚染の程度を評価した。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】上塗り塗料−１シントップＵＰ（イソシアネート硬化型アクリル樹脂系
白色上塗り塗料、神東塗料株式会社製）（注１）上塗り塗料−２ハイテントップ（イソシアネート硬化型アクリル／シリ
コン系白色上塗り塗料、神東塗料株式会社製）（注２）上塗り塗料−３水性ハイテントップ（アクリルエマルション／シリコー
ンエマルション混合系白色上塗り塗料、神東塗料株式会
社製）（注３）上塗り塗料−４シントーフロン（フッ素樹脂系白色上塗り塗料、神東塗
料株式会社製）（注４）水の接触角（注５）測定器：協和界面科学株式会社製
接触角測定装置２５℃の雰囲気で、塗装板を水平に置き、その上に水滴
を落とし、接触角を測定する。耐水性（注６）ＪＩＳＫ５４００８．１９に準じ
る。２０℃の水中に１週間、塗板を浸漬した後、２０
℃、６５％ＲＨで２時間乾燥させて、塗膜の外観を評価
する。屋外曝露（雨だれ汚染評価）（注７）図１の様な塗装
板を作成し、評価面が垂直になる様に屋外に設置。所定
の期間後評価面（垂直面）の汚染程度について目視外観
と色差（特にＬ＊値）の測定を行う。光沢保持率：（曝露後の光沢／曝露前の光沢）×１００色差：ΔＬ＊＝曝露後のＬ＊−曝露前のＬ＊（注８）ポリアルキレンオキサイド鎖を含まないアルキ
ルシリケート（多摩化学製商品名）

【００２０】その結果、表１および表２に示されたよう
に、本発明のアルキルシリケート化合物を含有すること
で、上塗り塗料の塗装後、約１〜２週間で塗膜の親水化
が十分に進む事が、接触角の低下から分かる。又、その
結果、屋外曝露前後の色差が、著しく小さくなってお
り、汚染の少ないことが分かる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の上塗り塗料組成物を用いると、
塗膜乾燥完了後、直ぐに表面が親水性を帯びることで、
油性の汚染物質が付着しにくく、また降雨により、付着
した汚れが洗い流されるため、長期間屋外に曝露されて
も、汚染の少ない塗膜が維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】汚染の程度を評価する塗装板である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4J038 CD011 CG141 DD001 DF012 DG001 DL022 DL031 GA12 GA15 NA05 PB05 PC02 PC04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリアルキレンオキサイド鎖を分子骨格
中に１〜２５重量％含有するアルキルシリケート化合物
を、０．１〜３０重量％含有することを特徴とする低汚
染性上塗り塗料組成物。