JP2002086067A

JP2002086067A - 塗膜の形成方法

Info

Publication number: JP2002086067A
Application number: JP2000278025A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Shimizu; 則幸清水; Minoru Inoue; 井上　　稔; Koichi Takahama; 孝一高濱; Toshiji Sako; 利治佐古
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-09-13
Filing date: 2000-09-13
Publication date: 2002-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】塗膜を形成することによって塗装品に遮熱性
を付与する塗膜の形成方法であって、長期にわたり遮熱
性能が良好で、且つ、非着色系の塗膜の形成方法を提供
する。【解決手段】平均粒径が１０〜２０ｎｍの光半導体粒
子とシリコーン樹脂とを含有した非着色系の樹脂組成物
を、基材に塗布し、平均膜厚が０．１〜１．０μｍの塗
膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗膜を形成するこ
とによって塗装品に遮熱性を付与する塗膜の形成方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、工場や倉庫、住宅等の屋根材に
アスファルトルーフィング等が、屋根保護のために使用
されている。しかし、上記屋根材は、太陽光による熱を
吸収し易いために、輻射熱によって室内温度を上昇させ
てしまう。そこで、上記屋根材に遮熱性能を有する塗料
を塗布することによって室内温度の上昇を抑えることが
試みられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記遮熱性能を有する
塗料を塗布した場合、時間の経過に伴って塗膜の表面に
汚れが付着するなどして塗膜の遮熱性能が低下する恐れ
がある。しかし、高所に設置された屋根材等は、頻繁に
塗装を行うことが困難である。そこで、長期にわたり遮
熱性能が保持される塗膜の形成が求められている。

【０００４】また、上記遮熱性能を有する塗料は、例え
ば、特殊ポリウレタンや特殊アクリル樹脂等の白色系の
ものが汎用されており、塗装品の外観は白色系となって
しまうものが多く、着色された屋根材等の塗装品は、そ
の外観の色調が限定されてしまうものであった。そのた
め、非着色系であって上記遮熱性能を有する塗料が求め
られている。

【０００５】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、長期にわたり遮熱性能が
良好で、且つ、非着色系の塗膜の形成方法を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願出願人は、上記目的
を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、平均粒径が
１０〜２０ｎｍの光半導体粒子である酸化チタンをシリ
コーン樹脂とを含有した非着色系の樹脂組成物を、基材
に塗布し、平均膜厚が０．１〜１．０μｍの塗膜を形成
すると、塗装品に遮熱性を付与すると共に、光半導体粒
子を含有するため汚れ等の分子を酸化分解して除去する
ため初期の遮熱性能を維持することを見出し、本発明の
完成に至ったものである。また、この塗膜が遮熱性能を
発揮するのは、膜厚が薄いので酸化チタンの粒子が赤外
線を反射し、塗膜内に熱が取り込まれることを抑えるこ
とができるためと推測される。

【０００７】請求項１記載の塗膜の形成方法は、塗膜を
形成することによって塗装品に遮熱性を付与する塗膜の
形成方法であって、平均粒径が１０〜２０ｎｍの光半導
体粒子とシリコーン樹脂とを含有した非着色系の樹脂組
成物を、基材に塗布し、平均膜厚が０．１〜１．０μｍ
の塗膜を形成することを特徴とする。

【０００８】なお、本発明の非着色系の塗膜、及び、塗
料の透明性とは、顔料等で着色されていない、透明性、
または、半透明性のものである。

【０００９】請求項２記載の塗膜の形成方法は、請求項
１記載の塗膜の形成方法において、上記基材が、屋根材
であることを特徴とする。上記によって、屋根材に長期
にわたって遮熱性能を有する塗膜を形成することができ
るものである。

【００１０】請求項３記載の塗膜の形成方法は、請求項
１又は請求項２記載の塗膜の形成方法において、上記シ
リコーン樹脂が、一般式Ｒ² Ｓｉ（ＯＲ¹ ）₃ で表され
るケイ素化合物１００重量部に対し、一般式Ｓｉ（ＯＲ
¹ ）₄ で表されるケイ素化合物を１０〜５０重量部、一
般式Ｒ² ₂Ｓｉ（ＯＲ¹ ）₂ で表されるケイ素化合物を１
０〜６０重量部、及び、コロイダルシリカを２０〜２０
０重量部の割合で配合、混合し、この混合したものを加
水分解、及び、重縮合反応を行なって、重量平均分子量
がポリスチレン換算で９００以上２０００以下に調製し
たものであることを特徴とする。（上記Ｒ¹ 、Ｒ² は１
価の炭化水素基を示す。）請求項４記載の塗膜の形成方
法は、請求項１乃至請求項３いずれか記載の塗膜の形成
方法において、上記光半導体粒子が酸化チタンの微粒子
であることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の塗膜の形成方法に用いら
れる樹脂組成物は、平均粒径が１０〜２０ｎｍの光半導
体粒子とシリコーン樹脂とを必須の構成成分とした非着
色系のものである。

【００１２】上記樹脂組成物が、光半導体粒子を含有す
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塗膜は、光触媒作
用によって防汚効果が付与されるので、長期間にわたり
汚れ等の分子を酸化分解して除去するため初期の遮熱性
能を維持するものである。光半導体としては、酸化チタ
ンの微粒子が挙げられる。酸化チタンの微粒子は、結晶
性がアナターゼ型からなり、光触媒性能が高く短時間で
発現できるものである。上記酸化チタンは、溶媒に分散
した状態や粉末の状態で用いることができる。

【００１３】上記シリコーン樹脂は、光半導体粒子が分
散した塗膜を製膜するものであり、光半導体粒子の光触
媒作用によって塗膜がチョーキング等で劣化しないもの
である。また、上記シリコーン樹脂は、後述する樹脂組
成物を塗布した際に、１００℃以下の低温で製膜するこ
とができるものである。

【００１４】上記低温で製膜することができるシリコー
ン樹脂としては、例えば、一般式Ｒ ² Ｓｉ（ＯＲ¹ ）₃
で表されるケイ素化合物１００重量部に対し、一般式Ｓ
ｉ（ＯＲ¹ ）₄ で表されるケイ素化合物を１０〜５０重
量部、一般式Ｒ² ₂Ｓｉ（ＯＲ ¹ ）₂ で表されるケイ素化
合物を１０〜６０重量部、及び、コロイダルシリカを２
０〜２００重量部の割合で配合、混合し、この混合した
ものを加水分解、及び、重縮合反応を行なって、重量平
均分子量がポリスチレン換算で９００以上２０００以下
に調製したものが例示できる。（上記Ｒ¹ 、Ｒ² は１価
の炭化水素基を示す。）上記Ｒ² Ｓｉ（ＯＲ¹ ）₃ で表
されるケイ素化合物としては、例えば、メチルトリメト
キシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイ
ソプロポキシシラン等のオルガノトリアルコキシシラン
が挙げられる。上記Ｓｉ（ＯＲ¹ ）₄ で表されるケイ素
化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テト
ラエトキシシラン等のテトラアルコキシシランが挙げら
れる。上記Ｒ² ₂Ｓｉ（ＯＲ¹ ）₂で表されるケイ素化合
物としては、例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジメ
チルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン等
のジオルガノジアルコキシシランが挙げられる。また、
上記コロイダルシリカは、水分散性あるいはアルコール
等の非水系である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％である。ま
た、水分散性コロイダルシリカを使用する場合、水を加
水分解の水成分として利用できる。また、有機溶媒分散
性のコロイダルシリカにおいて、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
類等が挙げられる。

【００１５】上記シリコーン樹脂は、上記ケイ素化合
物、及び、コロイダルシリカを上記割合で配合、溶剤で
希釈し、硬化剤として水または触媒を添加し混合する。
上記シリコーン樹脂は、この混合したものを加水分解、
及び、重縮合反応を行なって、重量平均分子量がポリス
チレン換算で９００以上２０００以下に調製して得るこ
とができる。上記重量平均分子量（Ｍｗ）がポリスチレ
ン換算で９００未満であると、重縮合反応の際に硬化収
縮が大きくなり、塗膜にクラックが発生し易く、ポリス
チレン換算で２０００を超えると、シリコーン樹脂の貯
蔵安定性が低下する等の不具合を生じる。

【００１６】本発明に用いられる樹脂組成物は、上記光
半導体粒子が、樹脂組成物の固形分換算で０．１〜５０
重量％で配合する。上記樹脂組成物は、顔料等を含有す
ることなく透明性、または、半透明性のものであり、光
半導体粒子がシリコーン樹脂中に分散したものである。

【００１７】本発明は、上記樹脂組成物を基材に塗布
し、平均膜厚が０．１〜１．０μｍの塗膜を形成する。
上記基材は、工場や倉庫、住宅等の屋根材、外壁等の壁
面等が挙げられる。上記樹脂組成物を塗布する方法は、
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。

【００１８】また、上記塗膜は、基材との密着性を高く
するために、必要に応じて、基材の表面に予めプライマ
ー層を形成させておくことが好ましい。プライマー層と
しては、例えば、アクリル樹脂、アルキド樹脂、ポリエ
ステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリルシ
リコン樹脂、塩化ゴム樹脂、シリコン樹脂、フェノール
樹脂及びメラミン樹脂等を含有するプライマー組成物が
挙げられる。

【００１９】上記方法で形成された塗膜は、平均膜厚が
０．１〜１．０μｍであると、赤外線を反射して遮熱性
を有するものである。また、上記塗膜は、光半導体粒子
を含有するため汚れ等の分子を酸化分解して除去するの
で、塗膜を形成した初期の遮熱性能を維持するものであ
る。また、光半導体粒子が粒径１０〜２０ｎｍの微粉末
であるので、塗膜は透明性を有するものである。

【００２０】

【実施例】本発明の効果を確認するために、評価用の樹
脂組成物を作製し、塗膜を形成した後に、遮熱性の評価
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、シリ
コーン樹脂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。

【００２１】（実施例１）Ｒ² Ｓｉ（ＯＲ¹ ）₃ で表さ
れるケイ素化合物としてメチルトリメトキシシラン、Ｓ
ｉ（ＯＲ¹ ）₄ で表されるケイ素化合物としてテトラエ
トキシシラン、Ｒ ² ₂Ｓｉ（ＯＲ¹ ）₂ で表されるケイ素
化合物としてジメチルジメトキシシラン、コロイダルシ
リカとしてＩＰＡオルガノシリカゾル（触媒化成株式会
社製：商品名ＯＳＣＡＬ１４３２：固形分３０％）を用
いて、シリコーン樹脂を作製した。

【００２２】メチルトリメトキシシラン１００部に、テ
トラエトキシシランを１０部、ＩＰＡオルガノシリカゾ
ルを９０部、ジメチルジメトキシシランを３０部、希釈
溶剤にイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を１００部混
合した後に、水９０部を添加し、攪拌した。これを、６
０℃の恒温槽中で５時間加熱することにより、重量平均
分子量を１５００に調製した。この調製したシリコーン
樹脂は、固形分が２３．３％のものであった。

【００２３】光半導体として平均粒径が１０ｎｍの酸化
チタンからなる酸化チタンゾル（触媒化成株式会社製：
商品名クィーンタイタニック１１−１０２０Ｇ：固形分
２０．６％）を用いた。上記シリコーン樹脂に、酸化チ
タンゾルを固形分換算で２０％の割合となるように混合
し、樹脂組成物を得た。

【００２４】以下のようにして塗膜を形成した。評価用
の基材にアセトンで洗浄した黒色の鋼板（厚み０．０４
ｍｍ、サイズ０．３×０．３ｍ）を準備した。先ず、こ
の基材にプライマー層を形成するために、シリコーン系
塗料（松下電工株式会社製、フレッセラＮＡクリア）を
用い、スプレー塗装法で略５０ｇ／ｍ²となるように塗
装し、室温で２４時間放置した。次いで、プライマー層
を形成した基材の上に、上記樹脂組成物をスプレー塗装
法で平均膜厚が０．５μｍとなるように塗装し、室温で
２４時間放置して塗膜を形成した。

【００２５】（実施例２）基材を白色のスレート板（厚
み０．０９ｍｍ、サイズ０．３×０．３ｍ）を用いた以
外は実施例１と同様にして、塗膜を形成した。

【００２６】（比較例１）塗膜を形成せずに実施例１で
用いた黒色の鋼板（厚み０．０４ｍｍ、サイズ０．３×
０．３ｍ）を準備した。

【００２７】（比較例２）基材に実施例２で用いた白色
のスレート板（厚み０．０９ｍｍ、サイズ０．３×０．
３ｍ）を準備し、この基材の上に、白色のウレタン塗料
（大日本塗料株式会社製、ウレタンマイルド）をスプレ
ー塗装法で平均膜厚が４０μｍとなるように塗装し、室
温で２４時間放置して塗膜を形成した。

【００２８】（比較例３）光半導体として平均粒径が５
０ｎｍの酸化チタン（石原産業株式会社製：ＳＴ−４
１）を用いた。実施例１と同様にして作製したシリコー
ン樹脂に、酸化チタンを固形分換算で２０％の割合とな
るように混合し、樹脂組成物を得た。

【００２９】以下のようにして塗膜を形成した。評価用
の基材にアセトンで洗浄した黒色の鋼板（厚み０．０４
ｍｍ、サイズ０．３×０．３ｍ）を準備した。先ず、こ
の基材にプライマー層を形成するために、シリコーン系
塗料（松下電工株式会社製、フレッセラＮＡクリア）を
用い、スプレー塗装法で略５０ｇ／ｍ²となるように塗
装し、室温で２４時間放置した。次いで、プライマー層
を形成した基材の上に、上記樹脂組成物をスプレー塗装
法で平均膜厚が０．５μｍとなるように塗装し、室温で
２４時間放置して塗膜を形成した。

【００３０】（比較例４）実施例１において、塗膜の厚
みを０．０５μｍとした以外は実施例１と同様にして塗
膜を作製した。

【００３１】（評価）実施例及び比較例で得られた基材
の遮熱性能を測定した。測定した時期は、塗膜を形成し
た初期と、基材を６ヵ月間屋外に暴露した後とで行っ
た。測定方法は、先ず、上記基材を一壁面とする箱体を
作製した。上記基材の外側面から５０ｃｍ離れたところ
に、熱源としてハロゲンランプ（５００Ｗ）を配置し、
６０分間照射した。そして、上記基材の外側面と内側面
に熱電対を取り付け、６０分照射後の外側面と内側面の
温度を測定した。

【００３２】結果は表１に示すとおりであった。実施例
はいずれも比較例に比べ、基材の外側面と内側面の温度
差が大きく遮熱性に優れていることが確認された。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【発明の効果】請求項１〜４記載の塗膜の形成方法は、
長期にわたり遮熱性能が良好で、且つ、非着色系の塗膜
を得ることができる。特に、屋外で曝される屋根材、外
壁等に塗膜を形成する最に有効である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０９Ｄ 7/12 Ｃ０９Ｄ 7/12 183/00 183/00 Ｅ０４Ｄ 5/00 Ｅ０４Ｄ 5/00 Ｃ (72)発明者高濱孝一大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者佐古利治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） 4D075 BB92Z CA17 CA34 CB06 DA06 DB02 DB12 DC02 EA10 EB43 EB47 EB56 EC02 EC03 EC53 EC54 4J038 DL051 HA216 HA446 KA12 KA20 LA02 MA14 NA16 PB05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗膜を形成することによって塗装品に遮
熱性を付与する塗膜の形成方法であって、平均粒径が１
０〜２０ｎｍの光半導体粒子とシリコーン樹脂とを含有
した非着色系の樹脂組成物を、基材に塗布し、平均膜厚
が０．１〜１．０μｍの塗膜を形成することを特徴とす
る塗膜の形成方法。
【請求項２】上記基材が、屋根材であることを特徴と
する請求項１記載の塗膜の形成方法。
【請求項３】上記シリコーン樹脂が、一般式Ｒ² Ｓｉ
（ＯＲ¹ ）₃ で表されるケイ素化合物１００重量部に対
し、一般式Ｓｉ（ＯＲ¹ ）₄ で表されるケイ素化合物を
１０〜５０重量部、一般式Ｒ² ₂Ｓｉ（ＯＲ¹ ）₂ で表さ
れるケイ素化合物を１０〜６０重量部、及び、コロイダ
ルシリカを２０〜２００重量部の割合で配合、混合し、
この混合したものを加水分解、及び、重縮合反応を行な
って、重量平均分子量がポリスチレン換算で９００以上
２０００以下に調製したものであることを特徴とする請
求項１又は請求項２記載の塗膜の形成方法。（上記
Ｒ¹、Ｒ² は１価の炭化水素基を示す。）
【請求項４】上記光半導体粒子が酸化チタンの微粒子
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
記載の塗膜の形成方法。