JP2002200459A - 塗膜の製造方法 - Google Patents

塗膜の製造方法

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JP2002200459A
JP2002200459A JP2000403072A JP2000403072A JP2002200459A JP 2002200459 A JP2002200459 A JP 2002200459A JP 2000403072 A JP2000403072 A JP 2000403072A JP 2000403072 A JP2000403072 A JP 2000403072A JP 2002200459 A JP2002200459 A JP 2002200459A
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silica powder
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Susumu Murakami
晋 村上
Kenji Yamada
賢治 山田
Tetsuya Igarashi
哲也 五十嵐
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Mitsuboshi Belting Ltd
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Mitsuboshi Belting Ltd
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    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/006Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character
    • C03C17/007Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character containing a dispersed phase, e.g. particles, fibres or flakes, in a continuous phase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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    • C03C2217/40Coatings comprising at least one inhomogeneous layer
    • C03C2217/43Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase
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    • C03C2217/478Silica

Abstract

(57)【要約】 【課題】塗膜硬度を改善した塗膜の製造方法を提供す
る。 【解決手段】アクリル樹脂とメラミン樹脂から選ばれた
少なくとも一種の有機樹脂と有機溶剤とを混合したマト
リックス剤に、必要に応じて顔料等を添加してなる主剤
と、ウレイド基を含有した3官能性のシリコンアルコキ
シドからなる助剤とを別々に用意し、上記マトリックス
剤100重量部に対して一次粒子径が15nm以下のシ
リカ粉1〜7重量部、助剤2.5〜15重量部を添加し
て基板に塗布する塗膜の製造方法とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は塗膜の製造方法に係
り、詳しくは塗膜硬度に優れた塗膜の製造方法に関わ
る。
【0002】
【従来の技術】店舗、オフィスのドアガラス、間仕切り
ガラス、棚板ガラス等のガラスに着色を施す方法として
は、従来、ガラスフリット、顔料、バインダーからなる
着色剤をガラス表面に印刷し、500℃以上の温度で焼
き付けるガラスフリット法、着色したポリエステルフィ
ルム、ポリブチラールフィルム、更にガラス板を積層し
た5層構造の合わせガラスを作製する合わせガラス法、
あるいは顔料を添加した有機樹脂をガラス板の表面にス
プレー、刷毛塗り等の方法で塗布し、300℃以下の温
度で熱処理して硬化、着色する有機樹脂法が知られてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記ガラスフ
リット法では、500℃以上の温度で焼き付けるため、
冷却時にガラスが半強化状態になって二次加工(裁断)
ができない問題があり、また上記合わせガラス法では、
構造、製造工程が複雑であってコスト高になる欠点があ
った。更に、アクリルメラミン系塗料等有機樹脂法に用
いられる塗料は、低沸点溶剤を含むことからスクリーン
印刷を行うことが困難で、さらにその塗膜は無機系塗料
による塗膜に比べて硬度が低く、傷が付きやすいという
欠点ある。
【0004】本発明はこのような問題点を解決するため
のものであり、塗膜硬度を改善した塗膜の製造方法を提
供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】すなわち本願請求項1記
載の発明は、アクリル樹脂とメラミン樹脂から選ばれた
少なくとも一種の有機樹脂と有機溶剤とを混合したマト
リックス剤に、必要に応じて顔料等を添加してなる主剤
と、ウレイド基を含有した3官能性のシリコンアルコキ
シドからなる助剤とを別々に用意し、上記マトリックス
剤100重量部に対して一次粒子径が15nm以下のシ
リカ粉1〜7重量部、助剤2.5〜15重量部を添加し
て基板に塗布することを特徴とする塗膜の製造方法であ
る。
【0006】本願請求項2記載の発明は、ウレイド基を
含有した3官能性のシリコンアルコキシドが、γ−ウレ
イドプロピルトリエトキシシランあるいはγ−ウレイド
プロピルトリメトキシシランである請求項1記載の塗膜
の製造方法である。
【0007】
【発明の実施の形態】以下本発明の塗膜硬度を改善した
塗膜の製造方法を詳しく説明する。本発明の塗膜の製造
方法における主剤は、アクリル樹脂、メラミン樹脂の液
状樹脂の混合物であるマトリックス剤に有機溶剤を混合
し、ロータリーエバポレータを用いて20〜120℃で
蒸留し、液状樹脂中の低沸点溶剤を揮発させた後、シリ
カ粉、セラミックス粉、金属粉、有機色素、無機顔料、
蛍光色素、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、消泡
剤等からなる顔料や添加剤を添加することによって調製
される。
【0008】アクリル樹脂、メラミン樹脂は、一般に塗
料に使用されるものであって、樹脂分が30〜80重量
%となるようにトルエン、キシレン、アセトン、ブタノ
ール、酢酸ブチル等の沸点20〜150℃の低沸点溶剤
に溶かしたものである。アクリル樹脂100重量部に対
してメラミン樹脂5〜30重量部の割合で混合すると、
硬度、透明性、耐薬品性、耐候性、耐熱性において優れ
たガラス状塗膜が得られる。
【0009】有機溶剤は、150〜250℃の沸点を有
するものであり、例えばカルビトール、ジメチルホルム
アミド、ジメチルイミダゾリジノン、ターピノール、ジ
アセトンアルコール等がある。沸点が150℃未満の溶
媒では、本発明の組成物が印刷時にスクリーンのメッシ
ュに詰まりやすくなり、また250℃を越える溶媒で
は、熱処理時に溶剤が揮発しなくなる。
【0010】主剤とは別に、メタノールなどの溶剤に希
釈したウレイド基を含有した3官能性のシリコンアルコ
キシドからなる助剤を用意する。ウレイド基を含有した
3官能性のシリコンアルコキシドは、具体的には、例え
ばγ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレ
イドプロピルトリメトキシシラン等から選ばれたもので
ある。助剤は上記主剤100重量部に対して2.5〜1
5重量部を添加し混合する。ここで、ウレイド基を含有
した3官能性のシリコンアルコキシドの添加量は、溶剤
を含まない量である。
【0011】ウレイド基を含有した3官能性のシリコン
アルコキシドの添加量が2.5重量部未満の場合には、
耐アルカリ性や耐沸騰水性の向上が見られず、また15
重量部を越えると耐沸騰水性の低下が起こる。
【0012】また、シリカ粉は、乾式法による無水珪酸
タイプの非晶質の合成シリカであって、凝集していない
状態の一次粒子径が15nm以下のものである。代表的
なものとしてアエロジルがある。このシリカ粉を主剤1
00重量部に対して1〜7重量部添加することによっ
て、優れた硬度を有する塗膜が得られる。シリカ粉の添
加量が7重量部を越えると、粘度が増大し、レベリング
性が悪化、つまりスクリーン印刷後スクリーンメッシュ
の痕跡がガラス上に残存する不具合が発生する。また、
一次粒子径が15nmを越えるシリカ粉を用いた場合に
は、優れた塗膜硬度及びレベリング性が得られるもの
の、塗膜の光沢が不足する。
【0013】一次粒子が何らかの原因で凝集し、粒子径
が大きな二次粒子となることもあるが、シリカ粉を混合
した後、ホモジナイザーやインクロール等の強剪断攪拌
機で攪拌することにより、主として一次粒子からなるシ
リカ粉を分散させることができる。
【0014】上記主剤に助剤及びシリカ粉を混合して得
られる塗料は、スクリーン印刷によって例えばガラス基
板の上に塗布される。膜厚は500μm以下が好まし
く、それを越えるとスクリーン印刷後の熱処理の段階で
気泡が入りやすくなり好ましくない。また、スクリーン
印刷の他、ディッピング、スプレー、コーティング等の
方法でも塗布される。
【0015】スクリーン印刷の手順としては、印刷基板
となるガラス板等を水平に置き、その上に、例えば25
5メッシュのポリエステル平織物からなるスクリーン
を、印刷基板から数ミリメートルの距離を隔てて置く。
その上に上記組成物を載せた後、スクリーンと印刷基板
との距離を維持したまま、スキージーを用いて組成物を
スクリーン全体に広げる。続いて、スクリーンが印刷基
板に接触するようにスキージーをスクリーン全体に押さ
え付けながら移動させる。
【0016】印刷基板のガラス板は表面が平坦であれば
材質は特に問わず、アルカリガラス、石英ガラス、フロ
ートガラス、強化ガラス等、目的に応じて用いられる。
【0017】組成物の塗布に続いて、熱処理を行う。こ
れは上記有機樹脂と3官能性のシリコンアルコキシドの
混合物を重縮合させるためのものであって、具体的には
150℃〜300℃の雰囲気温度、10〜60分の加熱
時間で行なわれる。150℃未満であると有機樹脂と3
官能性のシリコンアルコキシドの混合物が重縮合反応し
なくなり、また300℃を越えると、塗膜が黄色に変色
する。
【0018】
【実施例】以下本発明の塗膜の製造方法を実施例に基づ
き、さらに詳しく説明する。 実施例1〜3、比較例1〜3 表1に従って液状のアクリル樹脂、液状のブチル化メラ
ミン樹脂、カービトールを混合し、ロータリーエバポレ
ータを用いて蒸留し、上記樹脂中の低沸点溶剤を揮発さ
せ、マトリックス剤を作製した。続いて、このマトリッ
クス剤に白色顔料である酸化チタン及び消泡剤を表2に
従って添加、混合し主剤を作製した。
【0019】上記主剤にγ−ウレイドプロピルトリエト
キシシランをメタノールで50%希釈した助剤及び一粒
子径12nmあるいは2.5μmのシリカ粉を表3に示
す配合に従って混合、ホモジナイザーで攪拌して塗料を
作製した。なお、表3中のγ−ウレイドプロピルトリエ
トキシシランの添加量は溶剤を含まない量を示す。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】
【表3】
【0023】上記各配合で得られた塗料あるいはそれを
スクリーン印刷した結果得られた塗膜について、そのレ
ベリング性、光沢、粘度、硬度、印刷性について評価し
た。評価方法は以下の通りである。
【0024】1.レベリング性 塗料をスクリーン印刷したガラス基板を目視により観察
し、平らなら○(良好)、スクリーン印刷のメッシュに
起因して出現する凹凸の度合いにより△、×(不良)と
判定した。
【0025】2.光沢 グロスメータ(VG2000:日本電色工業製)を用い
て、ガラス基板にスクリーン印刷した塗膜に対して入射
角60度で光を当て、反射光を測定し、測定基準の反射
板の反射量に対する割合をパーセンテージで表現した。
70以上を○、60以上70未満を△、60未満を×と
判定した。
【0026】3.粘度 スクリーン印刷前の塗料の粘度を粘度計を用いて測定し
た。15000cp以下を○、15000cp以上20
000cp未満を△、20000cp以上を×と判定し
た。
【0027】4.硬度 ラビング試験機を用いて、先を平らにした鉛筆を塗膜に
対して荷重1000gで45度の角度で当て、塗膜を各
種硬度の芯の鉛筆で引っかき、筆線を消しゴムで消した
後引っかき傷を観察することにより、使用した鉛筆硬度
を塗膜硬度と評価した。
【0028】5.印刷性 1分おきに1枚印刷し、連続10枚程度印刷できれば
○、5枚以上10枚未満は△、5枚未満は×と判定し
た。
【0029】一次粒子径12nmのシリカ粉をマトリッ
クス剤100重量部に対して2重量部添加した実施例
1、2、及び3において、シリカ粉を添加しない比較例
1に比較して、高い塗膜硬度が得られた。シリカ粉を8
重量部添加した比較例2においては、高い塗膜硬度は得
られたものの、粘度が高くレベリング性も不良のため、
スクリーン印刷後の光沢が不足する結果となった。一次
粒子径の大きなシリカ粉を添加した比較例3において
は、塗膜硬度、レベリング性共に優れた結果が得られた
が、シリカ粉の一次粒子径が大きいため、シリカ粉自体
の凹凸が表面に現れ光沢が不足する結果となった。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本願各請求項記載
の発明は、アクリル樹脂とメラミン樹脂から選ばれた少
なくとも一種の有機樹脂と有機溶剤とを混合したマトリ
ックス剤に、必要に応じて顔料等を添加してなる主剤
と、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシランあるいは
γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン等のウレイド
基を含有した3官能性のシリコンアルコキシドからなる
助剤とを別々に用意し、上記マトリックス剤100重量
部に対して助剤2.5〜15重量部及び一次粒子径が1
5nm以下のシリカ粉1〜7重量部とを添加することを
特徴とする塗膜の製造方法であって、ガラスの主成分で
あるシリカ粉の添加によって塗膜のガラス成分が増大す
ることにより、塗膜の硬度が改善される。
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 161/28 C09D 161/28 183/08 183/08 Fターム(参考) 4D075 CA02 CA18 CA32 CA38 CA44 CB06 DA06 DB13 DC01 DC38 EA07 EB22 EB32 EB43 EB45 EB47 EB56 EC03 EC11 EC53 EC54 4G059 AA01 AA18 AC08 AC30 FA05 FA10 FA20 FA22 FA28 FB05 4J038 CG001 DA162 DL062 HA446 KA08 KA20 LA06 MA06 MA09 NA01 NA03 NA04 NA11 NA14 PA19 PB06 PB14 PC03

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アクリル樹脂とメラミン樹脂から選ばれ
    た少なくとも一種の有機樹脂と有機溶剤とを混合したマ
    トリックス剤に、必要に応じて顔料等を添加してなる主
    剤と、ウレイド基を含有した3官能性のシリコンアルコ
    キシドからなる助剤とを別々に用意し、上記マトリック
    ス剤100重量部に対して助剤2.5〜15重量部及び
    一次粒子径が15nm以下のシリカ粉1〜7重量部とを
    添加したものを基板に塗布することを特徴とする塗膜の
    製造方法。
  2. 【請求項2】 ウレイド基を含有した3官能性のシリコ
    ンアルコキシドが、γ−ウレイドプロピルトリエトキシ
    シランあるいはγ−ウレイドプロピルトリメトキシシラ
    ンである請求項1記載の塗膜の製造方法。
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Cited By (3)

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