JP2001011435A - 撥水処理剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 瞬間的初期撥水性、撥水持続性、吸着力に優
れた撥水処理剤および撥水処理方法を提供すること。 【解決手段】 反応性および／または非反応性シリコー
ン（成分Ａ）と、水溶性溶剤（成分Ｂ）と、界面活性剤
で乳化されたシリコーンエマルジョン（成分Ｃ）とを含
有してなることを特徴とする撥水処理剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撥水処理剤（以下
コーティング剤も含む）に関し、さらに詳しくは今まで
下地処理としてワックス噴霧・塗布または物理的擦り込
みなどの予備処理を必要としていた被処理物品である自
動車車両の塗装面、建材関連（木材およびコンクリート
材など）、鉄道車両、大型重機器などの各種物品の撥水
処理に有用な撥水処理剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記被処理物品に撥水処理する際
にはスポンジ、タオル、モップ等の道具を使用した物理
的作業のみ、または撥水処理剤のみの噴霧・塗布作業だ
けでは充分な撥水処理が行なわれなかった。例えば、自
動車車両の塗装面を撥水処理する場合は、門型洗車機、
連続洗車機、スプレー洗車機、ハンドスプレーでの噴
霧、タオルやスポンジなどでの手拭作業が行なわれてお
り、さらにいずれも下地処理を必要としており、一液の
処理剤のみでの単純な噴霧・塗布作業では充分な撥水処
理を成し遂げることはできなかった。

【０００３】また、洗車機で使用される撥水処理剤とし
ては、パラフィンワックス、カルナウバワックスおよび
カチオン系界面活性剤を配合した水性ワックスタイプ、
特定のアニオン系界面活性剤、シリコーンおよびカルナ
ウバワックスを配合し、乾燥後白色状に析出したワック
ス分を手拭きして使用するエマルジョンワックスタイ
プ、およびシリコーンエマルジョンを単に水で希釈して
なる水性シリコーンエマルジョンタイプが使用されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来の撥水処理
剤のうちで、水性ワックスタイプについては、スプレー
直後にある程度の撥水性を有するが、その撥水性に持続
性を付与する場合には、門型洗車機でいえばブラッシン
グという物理的効果による車両の塗装面へのワックスの
擦り込みを行わねばならず、さらにその前にアニオン界
面活性剤を噴霧させる下地処理が必要であり、このよう
にしても撥水持続日数は３〜７日間程度であった。ま
た、この処理方法ではワックス分がブラシにも展着して
しまうため、次に処理する車両の汚染物質が、このワッ
クス分が展着したブラシに取り込まれ易くなり、さらに
処理を重ねる毎に汚染物質が蓄積されるというブラシ汚
染を引き起こすという欠点がある。また、逆にブラシに
付着した汚染物質が車両に付着してしまい、車両の塗装
面の仕上がり状態を悪化するという欠点がある。このよ
うな撥水処理剤および撥水方法は、車両の塗装面に擦り
込んでワックスの皮膜を形成する車両の艶出し方法とし
て公知である（例えば、特公昭５８−４６５７号公報参
照）。

【０００５】また、前記エマルジョンワックスタイプに
ついては、先に挙げた水性ワックスを下地処理剤として
噴霧した直後に処理しなければ、エマルジョンワックス
が処理面に均一に展着されないという点において、ブラ
シ汚染を免れることができない。また、２種類の化学薬
剤をを多量に噴霧するということでコスト的にも高めと
なっていた。また、このタイプは、ブロー（乾燥）終了
後に白色状のワックス分を析出させてから、車両の塗装
面全体に塗り延ばすという作業（手拭き作業）を要する
ことから、この作業自体がガソリンスタンドでのスタッ
フの手を煩わせてしまうために、処理時間を要してしま
うことから、１日当たりの処理台数が極めて少なくなる
という欠点がある。形成された皮膜の撥水性の持続性の
点では、ワックス分が手拭き作業により車両の塗装面に
厚めに擦り込まれるため、水性ワックスに比べて長く、
３〜６週間は保たれるが、その分撥水性皮膜に水垢など
が付着しやすくしてしまうため、車両の美観を損ねると
いう欠点がある。このような撥水処理剤および撥水方法
は、門型洗車機を用いてカチオン界面活性剤を含有する
下地処理剤に、アニオン界面活性剤を含有する水性ワッ
クスを塗布する車両の艶出し方法として公知の技術であ
る（特許第２５６２０７０号参照）。

【０００６】前記水性シリコーンエマルジョンタイプ
は、貯蔵安定性などを高めるためにノニオン、アニオン
またはカチオン界面活性剤が高濃度に配合されており、
酸性物質またはアルカリ性物質による中和も行われてい
る。このため、車両の塗装面に噴霧直後は、上記界面活
性剤の残留により車両の塗装面が濡れ状態となってしま
い、シリコーン自体の塗装面に対する吸着力が充分に発
揮されず、強固な皮膜の吸着を成し得る前に車両の塗装
面上から流されてしまい、瞬間初期撥水性、撥水持続性
および吸着力が期待できず、撥水持続性については２〜
３週間程度である。また、吸着という面においては、カ
チオン界面活性剤を配合する方がノニオンまたはアニオ
ン界面活性剤に比べ寄与率は高いが、シリコーン本来の
吸着力が損なわれ、上記の水性ワックスのような性質が
強く現れてくるため、瞬間撥水性と撥水持続性を有効に
発揮することができない。また、シリコーンと界面活性
剤との限られた配合においてのみでしか充分な効果を発
揮せず、任意の割合にて適宜調節して希釈することが難
しく汎用性に乏しい。このような撥水処理剤および撥水
方法は、アミノ変性シリコーンオイルをノニオン界面活
性剤で乳化した乳化液に、カチオン界面活性剤を含有し
てなるコーティング剤およびコーティング方法として公
知の技術である（特開平８−１８８７４５号公報参
照）。

【０００７】その他、市販されている多くのシリコーン
配合の撥水処理剤は、製品安定性の目的で酸性またはア
ルカリ性物質で中和されている。使用する酸としては、
蟻酸、酢酸、プロピオン酸などの有機酸、塩酸、硫酸、
燐酸などの無機酸が用いられている。また、使用するア
ルカリ性物質としては、水酸化ナトリウムや水酸化カリ
ウムなどの無機塩、トリエタノールアミンやジエタノー
ルアミンなどのアミン塩が用いられている。これらの酸
性またはアルカリ性物質による中和は、シリコーン自体
の親水性を増してしまうために、撥水性皮膜の瞬間初期
撥水性、撥水持続性および吸着力が低下するという欠点
がある。

【０００８】従って本発明は、瞬間的初期撥水性、撥水
持続性および吸着力に優れ、上記いずれの撥水処理剤よ
りも簡便で、上記下地処理作業を必要とせずに、噴霧・
塗装のみで撥水処理が可能であり、そのために被処理物
品の再汚染を引き起こすこともなく、速い瞬間的撥水速
度により高い乾燥性を引き出すことができる撥水処理剤
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。即ち、本発明は、反応性および／
または非反応性シリコーン（成分Ａ）と、水溶性有機溶
剤（成分Ｂ）と、界面活性剤で乳化されたシリコーンエ
マルジョン（成分Ｃ）とを含有してなることを特徴とす
る撥水処理剤を提供する。

【００１０】上記本発明によれば、本発明の撥水処理剤
を、例えば、スプレー法により、車両の塗装面、建材関
連（木材およびコンクリート材など）、鉄道車両、大型
重機器などの各種物品に塗布すると、塗布直後から水を
かけても水玉を形成することが可能となり、被処理物品
に残留する水分を抑制し、乾燥性も高くなることから、
被処理物品上に生じるウォータースポットの発生をも抑
制することが可能である。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に好ましい実施の形態を挙げて
本発明をさらに詳しく説明する。本発明の撥水処理剤を
構成する反応性および／または非反応性シリコーンとし
ては、好ましくはシリコーンオイルが挙げられ、具体的
には、例えば、エポキシ変性シリコーンオイルとして、
商品名ＳＦ８４１１、ＳＦ８４１３（以上東レ・ダウコ
ーニング社）、ＫＦ−１０５、ＫＦ−１０１、ＫＦ−１
０２（以上信越シリコーン社）、カルボキシ変性シリコ
ーンオイルとして、商品名ＳＦ８４１８（東レ・ダウコ
ーニング社）、Ｘ−２２−１６１Ａ、Ｘ−２２−１６２
Ｃ（以上信越シリコーン社）、アミノ変性シリコーンオ
イルとして、商品名ＳＦ８４１７（東レ・ダウコーニン
グ社）、ＫＦ−３９３、ＫＦ−８６４、ＫＦ−８６８
（以上信越シリコーン社）、アルキル変性シリコーンオ
イルとして、商品名ＳＦ８４１６（東レ・ダウコーニン
グ社）、ＫＦ−４１２（信越シリコーン社）、アルコキ
シ変性シリコーンオイルとして、商品名ＦＺ−３７０４
（日本ユニカー社）、ＫＦ−８５１（信越シリコーン
社）などが挙げられ、いずれも本発明で使用できる。こ
れらの反応性および非反応性シリコーンオイルは、１種
または２種以上混合して使用しても構わない。また、こ
れらのシリコーンオイルのうちでは反応性シリコーンオ
イルが好ましい。

【００１２】上記反応性および／または非反応性シリコ
ーンは、本発明の撥水処理剤（濃厚物）を１００重量部
とした場合、その中で０．１〜１５．０重量部の割合で
配合させることが好ましく、さらに０．５〜５．０重量
部の割合が好ましい。０．１重量部未満では撥水処理時
に瞬間的初期撥水性が現れず、一方、１５．０重量部を
超えると前記公知のエマルジョンワックスタイプのよう
に、水垢付着を促進させてしまうので好ましくない。

【００１３】上記の反応性および／または非反応性シリ
コーンは水溶性有機溶剤中に分散または溶解させて使用
する。水溶性有機溶剤としては、反応性および／または
非反応性シリコーンを分散または溶解しうる水溶性有機
溶剤であればよく、例えば、アルコール類のメタノー
ル、エタノール、イソプロピルアルコール；グリコール
エーテル系溶剤のジエチレングリコールモノメチルエー
テル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルなどが
挙げられ、好ましくはエタノール、イソプロピルアルコ
ールなどのアルコール類が挙げられる。これらの水溶性
有機溶剤は、本発明の撥水処理剤（濃厚物）を１００重
量部とした場合、その中で１．０〜８０．０重量部の割
合で配合させることが好ましい。さらに５〜２０重量部
の割合が好ましい。これらの水溶性有機溶剤は１種また
は２種以上混合して使用しても構わない。

【００１４】本発明の撥水処理剤を構成するシリコーン
エマルジョンとしては、エポキシ変性シリコーンエマル
ジョンとして、商品名ＬＥ−９３００、ＦＺ−３１５
（以上日本ユニカー社）、カルボキシ変性シリコーンエ
マルジョンとして、商品名ＢＹ２２−８４０（東レ・ダ
ウコーニング社）、アミノ変性シリコーンエマルジョン
として、商品名ＳＭ８７０２、ＢＹ２２−８１９（以上
東レ・ダウコーニング社）、ジメチルシリコーンエマル
ジョンとして、商品名ＳＨ７０３６、ＳＨ８７１０（以
上東レ・ダウコーニング社）、メチルハイドロジェンシ
リコーンエマルジョンとして、商品名ＳＭ８７０７（東
レ・ダウコーニング社）などの市販品が挙げられ、若し
くは独自にシリコーンを界面活性剤で乳化しても構わ
ず、いずれも本発明で使用できる。これらのシリコーン
エマルジョンは、各種シリコーンをノニオン、アニオン
および／またはカチオン界面活性剤により水中に乳化さ
せたものであり、通常固形分は約５〜９０重量％、好ま
しくは１０〜４０重量％である。また、これらのシリコ
ーンエマルジョンは１種または２種以上混合して使用し
ても構わない。また、これらのエマルジョン中のシリコ
ーンのうちでは反応性シリコーンが好ましい。

【００１５】上記シリコーンエマルジョンは、本発明の
撥水処理剤（濃厚物）を１００重量部とした場合、その
中で１．０〜９０．０重量部の割合で配合させることが
好ましく、さらに５〜５０重量部の割合が好ましい。
１．０重量部未満では十分な撥水持続性が得られず、一
方、９０．０重量部を超えるとシリコーンエマルジョン
中に乳化されている界面活性剤濃度が高くなってしま
い、十分な瞬間初期撥水性が発揮されない。上記シリコ
ーンエマルジョンは、固形分換算では前記シリコーン
（Ａ成分）１００重量部に対して５０〜８００重量部、
好ましくは１００〜４００重量部の割合で使用する。

【００１６】本発明の撥水処理剤（濃厚物）は、上記の
成分を上記の量比で混合することによって得られるが、
反応性および／または非反応性シリコーンを分散または
溶解させた水溶性有機溶剤液を、前記シリコーンエマル
ジョンに添加して調製することが好ましい。上記成分を
混合する際には、シリコーンエマルジョンおよび反応性
および／または非反応性シリコーンのイオン性が、ノニ
オン−アニオンまたはノニオン−カチオンとの組み合わ
せにおいては、シリコーンなどが凝集反応などを起こさ
ず、シリコーンなどの分離・沈殿などの問題は起こさな
いが、アニオン−カチオンという組み合わせにおいて
は、シリコーンなどが凝集反応を起こしてしまい、形成
される皮膜に瞬間初期撥水性、撥水持続性および吸着性
といった特性を付与することができない。その他、各種
添加成分についても同様に組み合わせには注意を要す
る。

【００１７】なお、各成分の混合に際しては、各成分の
配合量は、本発明の撥水処理剤による瞬間初期撥水性、
撥水持続性および吸着性を、使用条件および環境により
調整が可能であることから、前記添加量の範囲において
適宜調節可能である。また、本発明の撥水処理剤は他の
助剤として防腐剤、腐食抑制剤、低温安定剤、ｐＨ調節
剤、染料などを含有しても構わないが、ｐＨ調節剤は多
量には配合しない方が好ましい。また、本発明の撥水処
理剤は、従来技術のように酸性物質またはアルカリ性物
質を多量に配合する必要はなく、ｐＨ調整剤と同様に多
量には配合しない方が好ましい。

【００１８】このようにして構成される本発明の撥水処
理剤は濃厚物であり、現場で実際に使用する場合には、
通常の水で約２〜１０００重量倍程度に希釈して使用す
る。希釈した撥水処理剤を、車両の塗装面、建材関連
（木材およびコンクリート材など）、鉄道車両、大型重
機器などの各種物品に塗布することによって、撥水処理
剤が被処理物品に塗布された直後から、水をかけても直
ちに水玉を形成し、比較的簡単に充分な撥水処理皮膜を
形成することができる。

【００１９】本発明の希釈された撥水処理剤の各種被処
理物品に対する塗布方法としては、何れの方法でもよい
が、好ましい方法はスプレー方法であり、特に、門型洗
車機、連続洗車機、スプレー洗車機などでスプレーによ
る使用が可能である。また、ハンドスプレーで吹き付け
ることもでき、撥水性が弱い部分なども簡単に修正する
ことができるというメンテナンス性をも兼ね備えてい
る。希釈された撥水処理剤の塗布量は、被処理物品の種
類によっても異なるが、一般的には約２０〜１００ｇ／
ｍ²程度である。塗布後、自然乾燥、風乾、加熱乾燥す
ることで塗布物品の表面には優れた瞬間初期撥水性、撥
水持続性、吸着性および耐汚染性などを有する撥水性皮
膜が形成される。

【００２０】これに対して、本発明の撥水処理剤以外の
製品において、本発明品と同レベルの効果を得ようとし
た場合、処理時間と手間を要するため、洗車処理台数が
多く、人手が少ないガソリンスタンドなどでは敬遠され
がちであった。従って本発明によれば、充分な瞬間初期
撥水性、撥水持続性および吸着性などを発揮し、ブロー
効果（乾燥性）、耐再汚染性を高めるのに極めて良好で
あり、且つ本発明以外の製品において成し得なかった処
理時間と被処理物品の残留水分を手拭き作業する煩わし
さまでをも解消することが可能である。

【００２１】

【実施例】次に実施例および比較例を挙げて本発明をさ
らに具体的に説明する。なお、文中「部」または「％」
とあるのは特に断りのない限り重量基準である。 ＜実施例１＞下記成分のうち、水を除く成分を先に混合
して本発明の撥水処理剤（濃厚物）を得、これを下記の
如く水で希釈して希釈撥水処理剤とした。以下の実施例
および比較例も同様である。 ＳＭ８７０７（東レ・ダウコーニング社、メチルハイドロジェンシリコーンエ マルジョン、固形分３０％） ２０．０部 ＦＺ−３７０４（日本ユニカー社、アルコキシ変性シリコーンオイル） ６．０部 イソプロピルアルコール １５．０部 水 ５９．０部 計１００．０部

【００２２】 ＜実施例２＞ ＳＨ８７１０（東レ・ダウコーニングシリコーン社、ジメチルシリコーンエマ ルジョン、固形分３０％） ２５．０部 ＴＳＦ４７０２（東芝シリコーン社、アミノ変性シリコーンオイル）６．０部 イソプロピルアルコール １５．０部 水 ５４．０部 計１００．０部

【００２３】 ＜実施例３＞ ＳＭ８７０２（東レ・ダウコーニングシリコーン社、アミノ変性シリコーンエ マルジョン、固形分３０％） ４０．０部 ＫＦ−１０５（信越シリコーン社、エポキシ変性シリコーンオイル）６．０部 イソプロピルアルコール １５．０部 水 ３９．０部 計１００．０部

【００２４】 ＜実施例４＞ ＬＥ９３００（日本ユニカー社、エポキシ変性シリコーンエマルジョン、固形 分４０％） ５０．０部 ＴＳＦ４８４（東芝シリコーン社、メチルハイドロジェンシリコーンオイル） ６．０部 イソプロピルアルコール １５．０部 水 ２９．０部 計１００．０部

【００２５】＜実施例５＞実施例２の組成の水溶性有機
溶剤を、グリコールエーテル系溶剤であるジエチレング
リコールモノメチルエーテルの１５．０部に置き換えた
以外は、実施例２と同様にして撥水処理剤を得た。

【００２６】＜比較例１＞実施例２の組成に酸性物質
（酢酸）を新たに１．５部添加して、撥水処理剤とし
た。 ＜比較例２（水性ワックスタイプ）＞ カルナウバワックス ３．０部 パラフィンワックス ５．０部 ミネラルスピリット ８．０部 ジメチルアンモニウムクロライド ８．０部 脂肪アミン酢酸塩 ６．０部 エチレングリコール ５．０部 水 ６５．０部 計１００．０部

【００２８】 ＜比較例３（エマルジョンワックスタイプ）＞ シリコーンオイル ９．０部 カルナウバワックス ５．０部 灯油 １８．０部 乳化安定剤 ２．５部 エチレングリコール ７．０部 水 ５８．５部 計１００．０部

【００２９】 ＜比較例４（水性シリコーンエマルジョンタイプ）＞ アミノ変性シリコーンオイル ９．０部 ポリエチレングリコールアルキルエーテル １２．０部 ジメチルアンモニウムクロライド ５．０部 水 ７４．０部 計１００．０部

【００３０】次に上記の実施例および比較例の撥水処理
剤を表１に記載の希釈倍率に水で希釈して用いて以下の
試験を行なった。 ＜試験例１（瞬間（１回のみ）スプレー時の接触角測
定）＞ 試験方法：各実施例および各比較例の液剤をそれぞれの
倍率に希釈し、希釈液剤をハンドスプレーガンに投入す
る。油分が完全に除去され、垂直に立てかけられた塗装
板に１回スプレーし、その時にできあがった水滴の接触
角を測定する。 ＜試験例２（水玉形成までのスプレー回数）＞ 試験方法：各実施例および各比較例の液剤をそれぞれの
倍率に希釈し、希釈液材をハンドスプレーガンに投入す
る。油分が完全に除去され、垂直に立てかけられた塗装
板に水玉が形成されるまでスプレーし、その時のスプレ
ー回数をカウントする。

【００３１】＜試験例３（処理塗装板を水洗した時の水
分がはけるまでの時間）＞ 試験方法：試験例２でそれぞれの実施例および比較例の
スプレー回数にて処理された塗装板を、４５°に傾斜さ
せてから６０秒間シャワーリング後、塗装板上の水分が
ほぼ完全にはけるまでの時間を計測する。 ＜試験例４（撥水持続性）＞ 試験方法：試験例２でそれぞれの実施例および比較例の
スプレー回数にて処理された塗装板を、水洗後３８°に
傾斜させた屋外の暴露試験台に設置し、１ヶ月後に塗装
板表面にハンドスプレーで水をかけ、生じる水玉の状態
を目視にて判定する。上記判定後に、塗装板表面を中性
洗剤で洗浄および乾燥後接触角を測定する。

【００３２】＜試験例５（再汚染性）＞ 試験方法：試験例３で処理した塗装板に付着した汚れの
度合いを未処理塗装板と目視にて比較判定する。 上記試験の結果は下記表の通りであった。

【００３３】

【００３４】 ＜評価方法および評価基準＞ 試験例１（接触角） ◎：９０°以上 ○：７０°以上〜９０°未満 △：５０°以上〜７０°未満 ×：５０°未満 試験例２（スプレー回数） ◎：１〜３回 ○：４〜１０回 △：１１〜２０回
×：２１回以上 試験例３（時間） ◎：５秒以内 ○：６〜１０秒以内 △：１〜３０
秒以内 ×：３１秒以上

【００３５】試験例４（接触角） ◎：９０°以上 ○：７０°以上〜９０°未満 △：５０°以上〜７０°未満 ×：５０°未満 試験例５（汚染度） ◎：未処理塗装板より汚れが目立たない。 ○：未処理塗装板よりわずかに薄汚れたレベル。 △：未処理塗装板より汚れがはっきりとわかるレベル。 ×：未処理塗装板よりかなり汚れが目立つレベル。 上記の結果から明らかであるように、本発明の撥水処理
剤は、撥水持続性を長く保ちつつ、再汚染をも低く抑
え、且つ瞬間初期撥水性に対し極めて優れ、作業効率を
格段に高めたことが明らかである。

【００３６】

【発明の効果】本発明の撥水処理剤（コーティング剤）
は、瞬間的初期撥水性を阻害する余分な界面活性剤や酸
性物質またはアルカリ性物質が配合されていないため、
今まで下地処理としてワックス噴霧・塗布または物理的
擦り込みなどの予備処理を必要としていた被処理物品で
ある自動車車両の塗装面、建材関連（木材およびコンク
リート材など）、鉄道車両、大型重機器などの各種物品
の撥水処理に有用である。さらに自動車車両の塗装面に
おいては、門型洗車機、連続洗車機などでの高速洗車に
対応することが可能となり、手拭き作業を要するエマル
ジョンワックスに比べ、短い時間内に同レベルの撥水持
続性および吸着性を付与することか可能となることか
ら、限られた時間内で処理台数を多くこなし、収益向上
に繋ぐことができる。また、自動スプレー方式による処
理が可能であるため、余分な物理的効果を与えなくても
済むことからも設備的費用をも軽減可能となり、水性ワ
ックスのようなブラッシングによる物理的効果を与えな
いことから、本発明の撥水処理剤に起因するブラシ汚染
の発生は起こり得ない。従って、汚れたブラシを他の洗
浄剤などによって洗浄するなどといった手間を省くこと
もできるので産業上極めて有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小柳 勇治 東京都中央区日本橋人形町二丁目22番１号 株式会社パーカーコーポレーション内 Ｆターム(参考） 4H020 BA32 BA33 BA34

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反応性および／または非反応性シリコー
   ン（成分Ａ）と、水溶性有機溶剤（成分Ｂ）と、界面活
   性剤で乳化されたシリコーンエマルジョン（成分Ｃ）と
   を含有してなることを特徴とする撥水処理剤。
2. 【請求項２】 Ａ成分およびＣ成分の少なくとも一方の
   シリコーンが反応性である請求項１に記載の撥水処理
   剤。
3. 【請求項３】 さらに水によって２〜１０００重量倍に
   希釈されている請求項１または２に記載の撥水処理剤。