JP2001146573A

JP2001146573A - コーティング膜の形成方法

Info

Publication number: JP2001146573A
Application number: JP33076899A
Authority: JP
Inventors: Takeyuki Yamaki; 健之山木; Toru Tatebayashi; 徹館林; Hiroshi Tamaru; 博田丸; Keiji Shibata; 圭史柴田; Hikari Tsujimoto; 光辻本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-11-22
Filing date: 1999-11-22
Publication date: 2001-05-29

Abstract

(57)【要約】【課題】製膜当初から親水性を発揮すると共に、耐水
性に優れ、温水に曝すなどの過酷な条件下に置かれて
も、充分な耐摩耗性を発揮するコーティング膜の形成方
法を提供する。【解決手段】下記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）成分を含有
し、この（Ａ）成分と（Ｃ）成分の重合物からなるシリ
コーンレジンに対し、（Ｂ）成分の重量比（Ｂ／Ａ＋
Ｃ）が固形分換算で、０．１〜３．０の範囲であるコー
ティング組成物を、基材に塗装し、焼成温度を２５０〜
３５０℃の範囲で硬化し、膜を形成する。（Ａ）成分
は、一般式Ｓｉ（ＯＲ）で表される４官能アルコキシシ
ラン又はその部分加水分解物、（Ｂ）成分は、無機フィ
ラー、（Ｃ）成分は、一般式Ｒ¹（ＣＨ ₃）_mＳｉ（Ｏ
Ｒ²）で表される３官能または２官能アルコキシシラン
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコ−ンレジン
及び無機フィラーを含有するコーティング組成物を基材
に塗装し、製膜当初から親水性を有するコーティング膜
を形成するコーティング膜の形成方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、親水性を有するコーティング
膜を形成するコーティング組成物として、シリコーンレ
ジンに光半導体を含有したものが知られている（ＷＯ９
６／２９３７５号公報）。光半導体を有するコーティン
グ膜の表面に紫外線が照射されると、上記コーティング
膜は、光半導体の光触媒作用で水をはじく有機物等を分
解し、除去することにより、コーティング膜の表面に対
する水の接触角を低下し、水に濡れ易くなるという親水
性が向上する効果を得るものである。この親水性が向上
する効果から、上記コーティング膜は、屋外の部材にお
いては、ガラスや鏡等が水滴で曇りにくい防曇効果や、
付着した汚れが雨水によって流れる防汚効果が期待され
ている。

【０００３】一方、シリコーンレジンと無機フィラーを
含有したコーティング組成物が知られている。上記シリ
コーンレジンには、１〜４官能のものがあるが、１〜３
官能のシリコーンレジンを用いると、得られるコーティ
ング膜の防汚性、表面硬度および耐摩耗性の機能は低下
するため、表面が汚れたり、表面を磨いたりする際に傷
が付いたりし易いので、塗膜の形成には傷を付けない等
の注意が必要であった。なかでも、基材としてガラス基
材を用いる場合、ガラスの表面の一部でも傷が付くと、
商品の価値が半減してしまう恐れがある。そのため、コ
ーティング膜の表面硬度および耐摩耗性の向上が望まれ
ている。そこで、コーティング膜の表面硬度および耐摩
耗性の向上を目的として、本発明者は、先に、シリコー
ンレジンを主成分とする無機塗料中にフィラーを含有し
てなる塗料において、シリコーンレジンの９０重量％以
上を４官能シリコーンレジンからなるものを提案してい
る（特願平１０−２９２５３７号等）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記光半導体を有する
コーティング膜は、紫外線が照射されてから光触媒作用
が発揮されるまでにある程度の時間がかかるため、製膜
後、光触媒作用の効果が発揮されるまでの時間は親水性
が得られない。また、紫外線の当たらない屋内等ではな
かなか親水性にならないため、使用しにくかった。

【０００５】一方、４官能シリコーンレジンのみや９０
重量％以上を４官能シリコーンレジンとした無機塗料で
塗布したコーティング膜は、過酷な条件下、例えば、温
水に長時間曝す等の耐水性試験では、表面硬度が必ずし
も十分とはいえず、コーティング膜の強度が低下する恐
れがある。

【０００６】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、製膜当初から親水性を発
揮すると共に、耐水性に優れ、温水に曝すなどの過酷な
条件下に置かれても、充分な耐摩耗性を発揮するコーテ
ィング膜の形成方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のコーティ
ング膜の形成方法は、下記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）成分
を含有し、この（Ａ）成分と（Ｃ）成分の重合物からな
るシリコーンレジンに対し、（Ｂ）成分の重量比（Ｂ／
Ａ＋Ｃ）が固形分換算で、０．１〜３．０の範囲である
コーティング組成物を、基材に塗装し、焼成温度を２５
０〜３５０℃の範囲で硬化し、膜を形成するコーティン
グ膜の形成方法。（Ａ）成分：一般式Ｓｉ（ＯＲ）₄ （１）（式中Ｒは同一又は異種の１価の炭化水素基を示す）で
表される４官能アルコキシシラン又はその部分加水分解
物、（Ｂ）成分：無機フィラー、（Ｃ）成分：一般式Ｒ¹（ＣＨ₃）_mＳｉ（ＯＲ²）_3-m （２）（式中Ｒ¹はＣＨ₂ＯＣＨＣＨ₂Ｏ（ＣＨ₂）₃、Ｒ²
は同一又は異種の炭素数１〜８のアルキル基を示し、ｍ
は０又は１を示す）で表される３官能または２官能アル
コキシシラン。

【０００８】本発明者は、先に、４官能のシリコーンレ
ジンに、反応型の特定の構造式を有するアルコキシシラ
ンを配合すると、耐水性と耐摩耗性が維持されることを
見出し、提案を行った（特願平１１−２３６８２３
号）。さらに、本発明者は、上記目的を達成するために
鋭意研究を重ねた結果、４官能アルコキシシラン又はそ
の部分加水分解物と特定の割合で無機フィラーを配合し
た組成物に、上記アルコキシシランのうち、特定の構造
式を有するアルコキシシランを併用し、且つ、特定の温
度範囲で焼成すると、製膜当初から親水性を発揮しする
と共に、耐水性、耐摩耗性が維持されることを見出し、
本発明を完成するに至ったものである。

【０００９】これにより、（Ｃ）成分は反応型のＯＲ基
を有しているので、（Ａ）成分と反応して塗膜中に固定
化されることになるため、耐水性の機能が付加される。
（Ａ）成分、及び（Ｂ）成分は、表面硬度及び耐摩耗性
を発揮すると共に、（Ｃ）成分が特定のＲ¹を有し、焼
成温度が上記範囲であると、製膜当初から親水性を発揮
すると共に、耐水性を付与するものである。

【００１０】なお、本発明でいう、水の接触角が良好と
は、膜の表面に０．２ｃｃの蒸留水を滴下した後に、拡
大カメラで観察し、接触角が３０度以下のものをいう。

【００１１】請求項２記載のコーティング膜の形成方法
は、請求項１記載のコーティング膜の形成において、上
記（Ｂ）成分である無機フィラーがシリカであることを
特徴とする。上記によって、コーティング組成物の上記
４官能アルコキシシランの部分加水分解生成物への分散
性を良好とするものである。

【００１２】請求項３記載のコーティング膜の形成方法
は、請求項１記載のコーティング膜の形成において、上
記（Ｂ）成分である無機フィラーが光半導体であること
を特徴とする。これにより、コーティング膜に光触媒作
用が付与されるため、紫外線が照射される環境下におい
て、製膜からある程度の時間が経過すると光触媒作用に
よる親水性が発揮されるので、長期間にわたり親水性を
発揮するコーティング膜を形成することができるもので
ある。

【００１３】請求項４記載のコーティング膜の形成方法
は、請求項１乃至請求項３いずれか記載のコーティング
膜の形成において、上記（Ｃ）成分が、固形分換算で、
（Ａ）成分と（Ｂ）成分と（Ｃ）成分の合計量１００重
量部に対し、１〜５０重量部の範囲であることを特徴と
する。上記（Ｃ）成分の範囲が１〜５０重量部である
と、形成したコーティング膜の耐水性、特に温水に長時
間曝す等過酷な条件下での耐水性が優れ、また、形成し
たコーティング膜の硬度が優れるものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の形成方法で用いられるコ
ーティング組成物は、（Ａ）成分として、上記一般式
（１）で表される４官能アルコキシシラン又はその部分
加水分解物を必須の構成材料とする。上記（Ａ）成分
は、バインダー樹脂および造膜成分として用いられるも
のである。

【００１５】上記４官能アルコキシシランは、上記一般
式（１）で表される。この一般式（１）中のＲは、同一
又は異種の１価の炭化水素基を示し、なかでも、入手の
容易さ、塗料の調製しやすさ等の点から、炭素数１〜８
の１価の炭化水素基が適する。この１価の炭化水素基と
しては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブ
チル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチ
ル基等のアルキル基が挙げられる。上記アルキル基のう
ち、炭素数３以上のものについては、ｎ−プロピル基、
ｎ−ブチル基のように直鎖状のものであってもよいし、
イソプロピル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基等のよう
に分岐を有するものであってもよい。

【００１６】上記４官能アルコキシシランの具体例とし
ては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシ
シラン、テトラｎ−プロポキシシラン、テトライソプロ
ポキシシラン、テトラ−ｔ−ブトキシシラン等のテトラ
アルコキシシランが挙げられる。

【００１７】上記４官能アルコキシシランは、１種のみ
を用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。（Ａ）
成分は、４官能アルコキシシランのポリマーでも、４官
能アルコキシシランに硬化剤としての水及び酸性触媒を
添加して、部分加水分解を行わせたものでもよい。

【００１８】上記４官能アルコキシシランの部分加水分
解をする際に用いられる水の量は、特に限定はされな
い。また、上記４官能アルコキシシランの部分加水分解
する際に用いられる酸性触媒は、特に限定はされない
が、例えば、酢酸、クロロ酢酸、クエン酸、安息香酸、
ジメチルマロン酸、蟻酸、プロピオン酸、グルタール
酸、グリコール酸、マレイン酸、マロン酸、トルエンス
ルホン酸、シュウ酸などの有機酸、塩酸、硝酸、ハロゲ
ン化シラン等の無機酸、酸性コロイダルシリカ、酸性チ
タンゾル等の酸性ゾル状フィラー等が挙げられ、これら
を１種又は２種以上使用することができる。また、上記
部分加水分解する際、必要に応じて、例えば、４０〜１
００℃に加温してもよい。また、上記部分加水分解する
際、溶媒で希釈を行なってもよい。この溶媒としては、
例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、
ｎ−ブタノール、イソブタノール等の低級脂肪族アルコ
ール類、エチレングリコール、エチレングリコールモノ
ブチルエーテル等のエチレングリコール誘導体等の親水
性有機溶媒が挙げられ、また、これら親水性有機溶媒と
併用して、トルエン、キシレン、ヘキサン、ヘプタン酢
酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルイ
ソブチルケトン、メチルエチルケトオキシム等が使用で
きる。上記４官能アルコキシシランの部分加水分解する
場合、部分加水分解生成物は、ポリスチレン換算重量平
均分子量（Ｍｗ）で５００〜３０００の範囲に調製する
ことが好ましい。上記重量平均分子量が５００未満の場
合は、コーティング膜が十分な耐摩耗性を保つことが難
しく、また、上記重量平均分子量が３０００を超える場
合は、ゲル化し易く、コーティング組成物の貯蔵安定性
が低下する恐れがある。

【００１９】上記コーティング組成物は、（Ｂ）成分と
して、無機フィラーを必須の構成材料とする。上記無機
フィラーとしては、例えば、シリカ、光半導体が挙げら
れる。シリカは、耐溶剤性、耐酸性等が良好であり、上
記４官能アルコキシシランの部分加水分解生成物への分
散性の点から、特に好ましい。フィラーは、１種のみを
用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

【００２０】上記シリカは、粉体でも、コロイダルシリ
カでもよく、このコロイダルシリカは、水分散性あるい
はアルコール等の非水系の有機溶媒分散性のものでもよ
い。コロイダルシリカは、固形分が２０〜５０重量％で
あり、この値からシリカ量を決定できる。また、水分散
性コロイダルシリカを使用する場合、水を上記加水分解
の水成分として利用できる。また、有機溶媒分散性のシ
リカゾルにおいて、この有機溶媒の種類は、メタノー
ル、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、
イソブタノール等の低級脂肪族アルコール類；エチレン
グリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、
酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル等のエチレ
ングリコール誘導体；ジエチレングリコール、ジエチレ
ングリコールモノブチルエーテル等のジエチレングリコ
ールの誘導体；およびアセトンアルコール等を挙げるこ
とができ、これらからなる１種もしくは２種以上のもの
を使用することができる。また、上記有機溶媒と併用し
て、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルエ
チルケトオキシム等も用いることができる。

【００２１】上記光半導体は、塗膜に光触媒性能を付与
するために用いられる。上記光半導体を含有すると、紫
外線が照射される環境下において、製膜からある程度の
時間が経過すると形成されたコーティング膜に光触媒作
用による親水性が付与されるので、長期間にわたり親水
性を発揮することができるので好ましい。光半導体とし
ては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ジ
ルコニウム等の金属酸化物、チタン酸ストロンチウム等
が挙げられる。なかでも、酸化チタンが、光触媒性能、
入手の容易性の点で好ましく、結晶性がアナターゼ型酸
化チタンは、光触媒性能が高く短時間で発現する点で好
ましい。光半導体は、１種のみでも、２種以上を併合し
て用いてもよい。

【００２２】上記光半導体は、励起波長（例えば４００
ｎｍ）の光（紫外線）が照射されると、活性酸素を発生
することは（光触媒性）公知である。活性酸素は、有機
物を酸化、分解させることができるため、その特性を利
用して、塗装品に付着したカーボン系汚れ成分を分解す
る自己清浄効果、アミン化合物やアルデヒド化合物に代
表される悪臭成分を分解する消臭効果、大腸菌や黄色ブ
ドウ球菌に代表される菌成分の発生を防ぐ抗菌効果、防
カビ効果等を得ることができる。また、光半導体を含む
コーティング膜に紫外線が当たると、光半導体がその光
触媒作用で水を水酸化ラジカル化し、この水酸化ラジカ
ルが、コーティング膜に付着した、水をはじく有機物等
の汚れを分解除去することにより、水に対するコーティ
ング膜の親水性（濡れ性）がさらに向上する。このた
め、光半導体を含むコーティング膜は、屋外の部材にお
いては、ガラスや鏡等が水滴で曇りにくい防曇効果や、
付着した汚れが雨水によって流れる防汚効果を長期間維
持する効果がある。

【００２３】本発明のコーティング材組成物に使用可能
なフィラーは、粉末、微粒子粉末、溶液分散ゾル粒子
ら、コーティング材組成物中に分散可能なものであれ
ば、いかなる形態のものでも構わない。なかでも、フィ
ラーがゾル状、特にｐＨ７以下のゾル状であれば、硬化
がより短時間で進み、使用する上で利便性に優れる。

【００２４】フィラーをコーティング材組成物中に分散
させるための分散媒としては、フィラーを均一に分散さ
せることのできるものであれば特に限定されず、水系、
非水系のいずれの溶媒を用いることができる。

【００２５】フィラーの分散媒として使用可能な水系溶
剤としては、例えば、水の単独の他、メタノール、エタ
ノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタ
ノール等の低級脂肪族アルコール類、エチレングリコー
ル、エチレングリコールモノブチルエーテル等のエチレ
ングリコール誘導体など各種親水性有機溶媒、これらの
混合溶剤が用いられる。上記フィラーを分散媒中に分散
させる方法としては、例えば、ホモジナイザ、ディスパ
ー、ペイントシェイカー、ビーズミル等を用いることが
できる。

【００２６】上記フィラーとしては、形成したコーティ
ング膜の透明性を確保すると共に、過酷な摩擦条件下に
置かれても、充分な耐摩耗性を発揮し、コーティング膜
表面の傷付きや摩耗による表面からのフィラーの欠落が
発生しにくいコーティング膜を得るために、平均１次粒
子径１０〜５０ｎｍのものが好ましい。

【００２７】上記コーティング組成物は、（Ｂ）成分の
配合量が、上記（Ａ）成分と下記に示す（Ｃ）成分の重
合物からなるシリコーンレジンに対し、（Ｂ）成分の重
量比（Ｂ／Ａ＋Ｃ）が固形分換算で、０．１〜３．０の
範囲である。（Ｂ）成分の重量比（Ｂ／Ａ＋Ｃ）が、
０．１未満であると、コーティング膜の耐摩耗性等が十
分に発揮されず、また、上記（Ｂ）成分の重量比が、
３．０を超えると、コーティング膜にクラックが生じや
すく、膜が形成できない恐れがある。

【００２８】上記コーティング組成物は、（Ｃ）成分と
して、上記一般式（２）で表される３官能または２官能
アルコキシシランを必須の構成材料とする。一般式
（２）中のＲ²は、（１）中のＲと同じであっても、異
なっていてもよく、炭素数１〜８のアルキル基である。
また、ｍは０又は１を示し、ｍ＝０は３官能アルコキシ
シランであり、ｍ＝１は２官能アルコキシシランであ
る。一般式（２）中のＲ¹はＣＨ₂ＯＣＨＣＨ₂Ｏ（Ｃ
Ｈ₂）₃である。

【００２９】上記Ｒ¹が、ＣＨ₂ＯＣＨＣＨ₂Ｏ（ＣＨ
₂）₃のものとしては、例えば、下記構造式（３）で表
されるγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、
下記構造式（４）で表されるγ−グリシドキシプロピル
メチルジメトキシシラン等が挙げられる。

【００３０】

【化１】

【００３１】

【化２】

【００３２】上記（Ｃ）成分は、固形分換算で、（Ａ）
成分と（Ｂ）成分と（Ｃ）成分の合計量１００重量部に
対し、１〜５０重量部の範囲が好ましい。上記（Ｃ）成
分の範囲が１重量部未満であると、耐水性、特に温水に
長時間曝す等過酷な条件下での耐水性が低下する恐れが
あり、また、上記（Ｃ）成分の範囲が５０重量部を超え
ると、コーティング膜の硬度が低下する恐れがある。

【００３３】上記コーティング組成物は、（Ｃ）成分を
含有し、後述する温度の範囲で焼成すると、形成された
コーティング膜は、製膜初期から、水の接触角が低下し
て、表面が水に濡れ易くなるという親水性を発現するも
のである。

【００３４】また、上記コーティング組成物は、必要に
応じて硬化触媒を含有してもよく、この硬化触媒として
は、製膜時間を短縮する点から、酸性触媒が好ましい。
上記酸性触媒としては、例えば、酢酸、クロロ酢酸、ク
エン酸、安息香酸、ジメチルマロン酸、蟻酸、プロピオ
ン酸、グルタール酸、グリコール酸、マレイン酸、マロ
ン酸、トルエンスルホン酸、シュウ酸などの有機酸、塩
酸、硝酸、ハロゲン化シラン等の無機酸、酸性コロイダ
ルシリカ、酸性チタンゾル等の酸性ゾル状フィラー等が
挙げられ、これらを１種又は２種以上使用することがで
きる。

【００３５】本発明のコーティング膜の形成方法は、上
記コーティング組成物を、基材に塗装し、焼成温度を２
５０〜３５０℃の範囲で硬化し、膜を形成する。

【００３６】上記基材は、無機、有機を問わず、各種基
材を用いることができ、特に限定されないが、上記コー
ティング材組成物から形成されるコーティング膜の透明
性を生かす点から、透明性の基材が好ましい。透明性の
基材としては、例えば、ガラス基材等が挙げられる。ガ
ラス基材の使用は、上記コーティング膜に高い表面硬
度、耐磨耗性、表面の傷つきにくさ等を有効に生かすこ
とができるため、好ましい。ガラス基材としては、例え
ば、ナトルウムガラス、パイレックスガラス、石英ガラ
ス、無アルカリガラス等が挙げられる。

【００３７】また、ガラス基材は、これらのガラスのプ
レート、その成形体、またはそれらを一部に備えた構成
体であってもよい。上記ガラス基材は、反射層を備えた
ミラ−でもよい。このミラ−の場合、上記コーティング
材組成物から形成される塗膜は、上記反射層とは反対側
に形成される。ミラーに上記塗膜を形成すると、塗膜の
高い表面硬度、耐磨耗性、表面の傷つきにくさが発揮さ
れ、有効である。

【００３８】上記コーティング組成物を基材に塗装する
方法は、例えば、刷毛塗り、スプレーコ−ト、浸漬（デ
ィピング、ディピコートともいう）、ロールコート、フ
ローコート、カーテンコート、ナイフコート、スピンコ
ート、バーコート等の各種塗装方法を選択できる。

【００３９】上記コーティング膜の形成方法は、塗装し
たコーティング組成物を、２５０〜３５０℃の温度範囲
で焼成するものである。上記コーティング組成物を、上
記温度範囲で焼成することによって、形成されたコーテ
ィング膜は、製膜の初期から、水の接触角が低下して、
表面が水に濡れ易くなるという親水性を発現するもので
ある。なかでも、上記焼成温度は、３００℃程度が最適
である。

【００４０】

【実施例】本発明の効果を確認するために、評価用の塗
装品を作製し、評価試験を行った。実施例及び比較例
中、特に断りらない限り、部は重量部を表し、％は重量
％を表す。また、４官能アルコキシシランの部分加水分
解生成物の分子量は、ＧＰＳ（ゲルパーミエーションク
ロマトグラフィー）により、測定機種として東ソー
（株）のＨＬＣ８０２０を用いて、標準ポリスチレン検
量線を作成し、その換算値として測定した。シリカのフ
ィラーの一次粒子径はＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で測
定した。

【００４１】以下で、各例のコーティング材組成物を調
製し、その後、これらコーティング材組成物を用いて塗
布し、コーティング膜を形成し、その性能を評価した。

【００４２】（実施例１）テトラエトキシシラン２０８
部をメタノール３５６部で希釈し、さらに水１８部およ
び０．１Ｎ塩酸１８部を混合し、ディスパーを用いて攪
拌した。得られた液を６０℃恒温槽中で２時間加熱し
て、重量平均分子量（Ｍｗ）を９５０に調製することに
より、４官能アルコキシシランの部分加水分解生成物で
ある（Ａ）成分を得た。

【００４３】次に、この（Ａ）成分に、（Ｃ）成分とし
てγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを８
４．７部（縮合化合物換算で固形分の重量比率Ａ／Ｃが
１）、（Ｂ）成分として粒径１０〜２０ｎｍのシリカメ
タノールゾル（商品名：ＭＡ−ＳＴ、日産化学工業株式
会社製）をフィラー／全シリコーンレジン（縮合化合物
換算）の重量比が固形分換算で０．８の割合で配合し、
４０℃で１時間重合反応させた後に、全固形分が５％と
なるようメタノールで希釈し、コーティング組成物を得
た。

【００４４】このコーティング組成物をガラス基材の表
面にスピンコーター塗装機で塗装した後に２５０℃で３
０分焼成して、コーティング膜を形成し、評価用の塗装
品を得た。なお、このコーティング膜の厚みは、０．２
〜０．３μｍであった。

【００４５】（実施例２）実施例１において、（Ｂ）成
分として粒径２０〜３０ｎｍのシリカゾル（商品名：Ｍ
Ａ−ＳＴ−Ｍ、日産化学工業株式会社製）をフィラー／
全シリコーンレジン（縮合化合物換算）の重量比が固形
分換算で０．８の割合で配合した以外は実施例１と同様
にして、コーティング組成物を得た。

【００４６】このコーティング組成物をガラス基材の表
面にスピンコーター塗装機で塗装した後に３００℃で３
０分焼成して、コーティング膜を形成し、評価用の塗装
品を得た。なお、このコーティング膜の厚みは、０．２
〜０．３μｍであった。

【００４７】（実施例３）実施例１において、（Ｃ）成
分としてγ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシ
ランを８０．３部（縮合化合物換算で固形分の重量比率
Ａ／Ｃが１）を配合した以外は、実施例１と同様にし
て、コーティング組成物を得た。このコーティング組成
物を用い実施例１と同様にして、コーティング膜を形成
し、評価用の塗装品を得た。

【００４８】（実施例４）実施例１において、（Ｂ）成
分として光半導体である酸化チタン水ゾル（固形分２５
％、平均一次粒子径２０ｎｍ）をフィラー／全シリコー
ンレジン（縮合化合物換算）の重量比が固形分換算で
０．８の割合で配合した以外は、実施例１と同様にし
て、コーティング組成物を得た。このコーティング組成
物を用い実施例１と同様にして、コーティング膜を形成
し、評価用の塗装品を得た。

【００４９】（実施例５）実施例１において、（Ｃ）成
分としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
を１６．９４部（縮合化合物換算で固形分の重量比率Ａ
／Ｃが５）を配合した以外は、実施例１と同様にして、
コーティング組成物を得た。このコーティング組成物を
用い実施例１と同様にして、コーティング膜を形成し、
評価用の塗装品を得た。

【００５０】（実施例６）実施例１において、（Ｃ）成
分としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
を８４７部（縮合化合物換算で固形分の重量比率Ａ／Ｃ
が０．１）を配合した以外は、実施例１と同様にして、
コーティング組成物を得た。このコーティング組成物を
用い実施例１と同様にして、コーティング膜を形成し、
評価用の塗装品を得た。

【００５１】（実施例７）実施例１において、（Ｂ）成
分として粒径１０〜２０ｎｍのシリカメタノールゾル
（商品名：ＭＡ−ＳＴ、日産化学工業株式会社製）をフ
ィラー／全シリコーンレジン（縮合化合物換算）の重量
比が固形分換算で０．１の割合で配合した以外は実施例
１と同様にして、コーティング組成物を得た。このコー
ティング組成物を用い実施例１と同様にして、コーティ
ング膜を形成し、評価用の塗装品を得た。

【００５２】（実施例８）実施例１において、（Ｂ）成
分として粒径１０〜２０ｎｍのシリカメタノールゾル
（商品名：ＭＡ−ＳＴ、日産化学工業株式会社製）をフ
ィラー／全シリコーンレジン（縮合化合物換算）の重量
比が固形分換算で３．０の割合で配合した以外は実施例
１と同様にして、コーティング組成物を得た。このコー
ティング組成物を用い実施例１と同様にして、コーティ
ング膜を形成し、評価用の塗装品を得た。

【００５３】（実施例９）実施例１と同様にして、コー
ティング組成物を得た。このコーティング組成物を３０
０℃で３０分焼成した以外は、実施例１と同様にして、
コーティング膜を形成し、評価用の塗装品を得た。

【００５４】（実施例１０）実施例１と同様にして、コ
ーティング組成物を得た。このコーティング組成物を３
５０℃で３０分焼成した以外は、実施例１と同様にし
て、コーティング膜を形成し、評価用の塗装品を得た。

【００５５】（実施例１１）実施例１において、（Ｃ）
成分としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ンを８．４７部（縮合化合物換算で固形分の重量比率Ａ
／Ｃが１０）を配合した以外は、実施例１と同様にし
て、コーティング組成物を得た。このコーティング組成
物を用い実施例１と同様にして、コーティング膜を形成
し、評価用の塗装品を得た。

【００５６】（比較例１）実施例１と同様にして、コー
ティング組成物を得た。このコーティング組成物を２０
０℃で３０分焼成した以外は、実施例１と同様にして、
コーティング膜を形成し、評価用の塗装品を得た。

【００５７】（比較例２）実施例１と同様にして、コー
ティング組成物を得た。このコーティング組成物を４０
０℃で３０分焼成した以外は、実施例１と同様にして、
コーティング膜を形成し、評価用の塗装品を得た。

【００５８】（比較例３）実施例１において、（Ｃ）成
分に代わり、アルコキシシランに下記構造式（５）で表
されるγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
を８３．１部（縮合化合物換算で固形分の重量比率Ａ／
Ｃが１）配合した以外は実施例１と同様にして、コーテ
ィング組成物を得た。このコーティング組成物を用い実
施例１と同様にして、コーティング膜を形成し、評価用
の塗装品を得た。

【００５９】

【化３】

【００６０】（比較例４）（Ｃ）成分を含まないコーテ
ィング組成物を作製した。実施例１と同様にして、
（Ａ）成分を得た。次に、この（Ａ）成分に、（Ｂ）成
分として粒径１０〜２０ｎｍのシリカメタノールゾル
（商品名：ＭＡ−ＳＴ、日産化学工業株式会社製）をフ
ィラー／全シリコーンレジン（縮合化合物換算）の重量
比が固形分換算で０．８の割合で配合し、４０℃で１時
間重合反応させた後に、全固形分が５％となるようメタ
ノールで希釈し、コーティング組成物を得た。このコー
ティング組成物を用い実施例１と同様にして、コーティ
ング膜を形成し、評価用の塗装品を得た。

【００６１】（比較例５）実施例１において、（Ｂ）成
分として粒径１０〜２０ｎｍのシリカメタノールゾル
（商品名：ＭＡ−ＳＴ、日産化学工業株式会社製）をフ
ィラー／全シリコーンレジン（縮合化合物換算）の重量
比が固形分換算で０．０５の割合で配合した以外は実施
例１と同様にして、コーティング組成物を得た。このコ
ーティング組成物を用い実施例１と同様にして、コーテ
ィング膜を形成し、評価用の塗装品を得た。

【００６２】（比較例６）実施例１において、（Ｂ）成
分として粒径１０〜２０ｎｍのシリカメタノールゾル
（商品名：ＭＡ−ＳＴ、日産化学工業株式会社製）をフ
ィラー／全シリコーンレジン（縮合化合物換算）の重量
比が固形分換算で５．０の割合で配合した以外は実施例
１と同様にして、コーティング組成物を得た。このコー
ティング組成物をガラス基材の表面にスピンコーター塗
装機で塗装した後に２５０℃で３０分焼成したが、膜は
クラックが多く、形成できなかった。

【００６３】（塗膜の性能評価）（温水試験）６０℃のイオン交換水（０．２μｓ／ｃｍ
以下）中に１０時間浸漬した後、自然乾燥のため１時間
放置する。その後、綿布で塗膜表面を４〜５回擦り、塗
膜表面を光学顕微鏡で観察した。表面に傷等ないものは
○、傷が１ｃｍ²当たり数本のものは△、傷が多発し剥
離したものは×で評価した。

【００６４】（耐磨耗性）トラバース式磨耗試験機を用
い、キャンバス布を塗装品の塗膜面に接触させ、５００
回往復摺動（荷重５０ｇ／ｃｍ2 または１００ｇ／ｃｍ
2 、ストローク６０ｍｍ）させることにより、磨耗試験
を行った。この磨耗試験後に、塗膜の表面の傷の発生度
合いを光学顕微鏡で観察した。表面に傷等ないものは
○、傷が１ｃｍ²当たり数本のものは△、傷が多発し剥
離したものは×で評価した。

【００６５】（製膜初期の水の接触角）製膜直後に、膜
の表面に０．２ｃｃの蒸留水を滴下した後に、拡大カメ
ラで観察することにより行った。

【００６６】

【表１】

【００６７】（結果）評価結果を表１に示す。実施例は
いずれも製膜初期から水の接触角が２０度以下と良好で
あった。また、実施例はいずれも、耐温水性、耐摩耗性
が比較例に比べ良好あった。実施例１、実施例９、実施
例１０、比較例１、比較例２を比べると、焼成温度が２
５０〜３５０℃の実施例はいずれも製膜初期から水の接
触角が良好であるのに対し、比較例は水の接触角が大き
かった。また、（Ｃ）成分以外のアルコキシシランを用
いた比較例３は、製膜初期の水の接触角が大きかった。
また、比較例６は、膜にクラックが発生し他の特性は測
定できなかった。

【００６８】

【発明の効果】請求項１〜４記載のコーティング膜の形
成方法は、製膜当初から親水性を発揮すると共に、耐水
性に優れ、温水に曝すなどの過酷な条件下に置かれて
も、充分な耐摩耗性を発揮するコーティング膜を得るこ
とができる。

【００６９】請求項３記載のコーティング膜の形成方法
は、特に、紫外線が照射される環境下において、製膜か
らある程度の時間が経過すると光触媒作用による親水性
が発揮されるので、長期間にわたり親水性を発揮するコ
ーティング膜を形成することができる。

フロントページの続き (72)発明者田丸博大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者柴田圭史大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者辻本光大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 4J038 DL021 DL031 HA216 HA446 KA04 KA08 KA12 KA20 NA04 NA05 NA06 NA11 NA18 PA19 PC03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）成分を含有
し、この（Ａ）成分と（Ｃ）成分の重合物からなるシリ
コーンレジンに対し、（Ｂ）成分の重量比（Ｂ／Ａ＋
Ｃ）が固形分換算で、０．１〜３．０の範囲であるコー
ティング組成物を、基材に塗装し、焼成温度を２５０〜
３５０℃の範囲で硬化し、膜を形成するコーティング膜
の形成方法。（Ａ）成分：一般式Ｓｉ（ＯＲ）₄ （１）（式中Ｒは同一又は異種の１価の炭化水素基を示す）で
表される４官能アルコキシシラン又はその部分加水分解
物、（Ｂ）成分：無機フィラー、（Ｃ）成分：一般式Ｒ¹（ＣＨ₃）_mＳｉ（ＯＲ²）_3-m （２）（式中Ｒ¹はＣＨ₂ＯＣＨＣＨ₂Ｏ（ＣＨ₂）₃、Ｒ²
は同一又は異種の炭素数１〜８のアルキル基を示し、ｍ
は０又は１を示す）で表される３官能または２官能アル
コキシシラン。
【請求項２】上記（Ｂ）成分である無機フィラーがシ
リカであることを特徴とする請求項１記載のコーティン
グ膜の形成方法。
【請求項３】上記（Ｂ）成分である無機フィラーが光
半導体であることを特徴とする請求項１記載のコーティ
ング膜の形成方法。
【請求項４】上記（Ｃ）成分が、固形分換算で、
（Ａ）成分と（Ｂ）成分と（Ｃ）成分の合計量１００重
量部に対し、１〜５０重量部の範囲であることを特徴と
する請求項１乃至請求項３いずれか記載のコーティング
膜の形成方法。