JP2002336768A - 防汚塗膜の形成方法 - Google Patents

防汚塗膜の形成方法

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JP2002336768A
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antifouling
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Hideji Kawai
秀治 川合
Makoto Kigami
真 樹神
Ikunori Hatanaka
郁則 畑中
Hiroshi Fukumizu
浩史 福水
Yukari Ichikawa
ゆかり 市川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗膜表面に耐水性、耐アルカリ性に優れた親
水性防汚層をムラなく形成する。 【解決手段】 塗膜の表面に親水性物質を含む液を塗布
して防汚層を形成する方法において、該塗膜の表面に酸
化処理を施した後、前記液を塗布する。この酸化処理と
しては、火炎の照射、過酸化水素水の塗布、フッ酸の塗
布又は紫外線照射が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は防汚塗膜の形成方法
に関り、特に汚れが付きにくいセルフクリーニング機能
を有した防汚塗膜の形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】タイル等の基材表面に超親水性の皮膜を
形成すると、基材表面に水が付着したときに水が皮膜表
面に広がり、雨水等と共に汚れが皮膜表面に広く広がっ
て流れ落ちるようになり、基材表面に汚れが付きにくく
なり、また目立ちにくくなる。
【0003】かかるセルフクリーニング機能を有した超
親水性皮膜としては酸化チタン(TiO)皮膜が広く
用いられている。
【0004】特開平10−158585号公報には、酸
性コロイド状シリカ2.5〜15重量部、アミン化合物
0.1〜15重量部、シリカやアルミナあるいはムライ
ト等の無機充填材10〜80重量部、水又は親水性有機
溶剤17〜87重量部(すべて合計で100重量部)よ
りなるコーティング用組成物をセメント、コンクリー
ト、ガラス、セラミックス等の表面に塗布し、30〜2
00℃にて加熱して塗膜を硬化させ、これによって親水
性で汚れの付着しにくいコーティング層を形成すること
が記載されている。
【0005】特開平6−71219号公報には、合成樹
脂エマルジョンと顔料からなる塗装表面に、コロイド珪
酸水溶液を塗布して、塗装表面にコロイド珪酸被膜を形
成することにより、親水性で耐汚染性に優れたコーティ
ング層を形成することが記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】酸化チタン系の超親水
性皮膜は、TiOの光触媒作用を利用しているため、
光の当らない夜間等にあっては防汚性が発揮されない。
【0007】特開昭10−158585号及び同6−7
1219号のコーティング用組成物を塗布して形成した
コーティング液の場合、基材が有機系塗装表面の場合の
ような撥水性を示す場合、親水性物質を含む液を塗布し
ても、はじかれた状態となり、親水性膜がうまく形成さ
れず、かえって汚れの原因となっていた。
【0008】特開平6−71219号公報では、エタノ
ールなどの低級アルコールによって、塗布ムラを改善す
る手法が公開されているが、それでも十分とはいえず、
特に耐候性の良い塗料の場合は、より大きい接触角とな
るため、ムラのない防汚膜を作ることは困難であった。
【0009】さらに、特開昭10−158585号や同
6−71219号のコーティング液を塗装面に塗布した
場合、コーティング層の付着力が弱く、コーティング層
が早期に剥離してしまう現象があった。
【0010】本発明は、塗膜上に、親水性層をムラ無く
形成させかつ塗膜上に強固に付着した防汚層を形成する
ことができる防汚塗膜の形成方法を提供することを目的
とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の防汚塗膜の形成
方法は、塗膜の表面に親水性物質を含む液を塗布して防
汚層を形成する方法において、該塗膜の表面に酸化処理
を施した後、前記液を塗布することを特徴とするもので
ある。
【0012】このように、塗膜に酸化処理を施すことに
より、塗膜表面が親水化する。これにより、親水性物質
を含む防汚液がムラなく塗布できるようになると共に、
塗膜と親水性物質との親和性が向上し、塗膜に対する防
汚層の付着力が極めて高いものとなる。
【0013】この酸化処理としては、火炎の照射、過酸
化水素水の塗布、フッ酸の塗布又は紫外線照射が好まし
い。
【0014】この防汚層形成用の液の親水性物質は、無
機酸化物微粒子とりわけシリカ、アルミナ、アルミニウ
ムマグネシウム複合酸化物の微粒子が好適である。親水
性物質は、特に、シリカ微粒子と、アルミナ及び/又は
アルミニウムマグネシウム複合酸化物とを含んでいるこ
とが好ましい。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明についてさらに詳細
に説明する。
【0016】本発明の防汚塗膜の形成方法は、親水性物
質を含む液を塗膜の表面に塗布するものである。この塗
膜は、タイル、サイディング等の内外装材などの建築材
料のほか、キッチン、浴槽、洗面器などの住宅用設備機
器、オフィス用品、装飾品、ガードレールなどの土木資
材、電気製品等の機械製品、産業用ロボットなど産業機
械などのうち、塗装面をもつ物体すべてに摘要できる。
この塗膜は、それらの物体を作る時に形成されてもよ
く、既存の壁、床等や、橋や建物などの塗装面に形成さ
れてもよい。
【0017】この塗膜としては、アクリル系、アクリル
シリコン系、アルコキシシラン系、エポキシ系など各種
の有機系あるいは無機系塗料により形成された塗膜が挙
げられる。
【0018】この塗膜の表面に、酸化処理を施した後、
防汚層形成用の液を塗布する。この酸化処理としては火
炎の照射、過酸化水素水などの酸化剤の塗布、フッ酸な
どの酸エッチング剤の塗布又は紫外線照射が好ましい。
特に、壁、床等や、橋や建物などの塗装面のある現場で
防汚塗膜を形成させる時には、取り扱い上、過酸化水素
水などの酸化剤の塗布や、フッ酸などの酸エッチングが
好ましい。
【0019】火炎は、プロパンや都市ガスをバーナーで
燃焼させたものが好適である。火炎温度は1000〜1
500℃程度が好ましい。火炎を当てる時間は10〜3
0秒程度が好ましい。
【0020】過酸化水素水としては、濃度が2〜10%
程度のものを5〜20cc/mの割合で塗布するのが
好ましい。フッ酸としては、濃度が0.1〜1%程度の
ものを3〜10cc/mの割合で塗布するのが好まし
い。紫外線照射処理としては、波長200〜500nm
の紫外線を強度50〜100mW/cmにて10〜3
00秒程度照射するのが好ましい。
【0021】この塗膜に含まれる親水性物質は、シリ
カ、アルミナ、アルミナ−マグネシウム複合酸化物など
の無機酸化物微粒子であることが好ましい。この無機酸
化物微粒子の平均粒径は、50nm以下、特に25nm
以下であることが好ましい。このような無機酸化物微粒
子は、防汚層に十分高い親水性を与える。
【0022】この無機酸化物微粒子は、防汚層中におい
て50重量%以上(以下、特記しない限り%は重量%を
示す。)とりわけ85%以上存在するように液中に含ま
れることが好ましい。
【0023】この液が、無機酸化物微粒子としてコロイ
ダルシリカを含む場合、粒子表面にOH基が多く存在す
るので、防汚層の親水性を高めることができる。
【0024】この液は、さらに、アルミニウム成分、具
体的にはアルミナ、アルミニウムマグネシウム複合酸化
物を防汚層中の割合として50%以下となるように含有
していても良い。このアルミニウム成分を含むことによ
り、防汚層の耐アルカリ性が大幅に改善される。このア
ルミニウム成分は、水溶性アルミニウム化合物である
か、粒径1μm以下の微粒子であることが好ましい。
【0025】防汚層形成用の液は、無機酸化微粒子など
の親水性物質以外の成分として、造膜成分としてアルキ
ルシリケート好ましくはエチルシリケートや水ガラスを
含んでもよい。さらに、フィラーなどの各種添加物を含
有してもよい。
【0026】この防汚層の厚さは1000nm以下とく
に50〜200nmが好ましい。防汚層の厚さが100
0nmを超えると防汚層の剥離が発生し易くなる。な
お、防汚層が過度に薄いと、ピンホールなしに塗膜表面
に防汚層を形成することが難しくなる。
【0027】防汚層を塗膜表面に形成するには、親水性
物質を含む液を塗膜表面に塗布し、乾燥させればよい。
なお、乾燥に際し必要に応じ加温してもよい。この液を
塗膜表面に塗布するには、ロールコーターを用いた塗
布、スピンコーティング、スプレー、幕掛け法などを採
用することができる。
【0028】
【実施例】実施例1 100×100×16mmのオートクレーブ処理したセ
メント押出し板表面に下層としてアクリル樹脂系エマル
ジョン(濃度40%)50重量部とフィラー(顔料)5
0%分散液50重量部との混合液を150g/m塗布
及び乾燥したのち、上層としてアクリル樹脂系エマルジ
ョン(濃度40%)50重量部とフィラー(炭酸カルシ
ウム)10%分散液50重量部との混合液を50g/m
塗布及び乾燥して塗膜を形成した。この塗膜の表面に
プロパンガス火炎(1200℃)を10秒当てた後、防
汚層形成用の液を塗布し、自然乾燥させた。
【0029】防汚層形成用の液は、コロイダルシリカの
20%分散液である。この液をスプレー掛けによりタイ
ル表面に10g/mの割合で塗布した。
【0030】このようにして得られた防汚層付きタイル
表面の防汚層の塗布ムラの有無と、接触角、耐水性及び
耐アルカリ性を測定した。
【0031】なお、防汚層の塗布ムラは、水を表面に掛
けて水のはじき状況を観察することにより評価した。耐
水性及び耐アルカリ性は、JIS K5400に従って
行った。結果を表2に示す。
【0032】実施例2 防汚層形成用の液として、表1の通り、上記コロイダル
シリカ20%分散液100重量部と、アルミニウムマグ
ネシウム複合酸化物の水和物1.27%分散液100重
量部との混合液を用いたこと以外は実施例1と同様にし
て防汚層を形成し、評価を行った。結果を表2に示す。
【0033】実施例3 防汚層形成用の液として、上記コロイダルシリカ20%
分散液100重量部と、粒径12nmの超微粒アルミナ
の10%分散液との混合液を用いたこと以外は実施例1
と同様にして防汚層を形成し、評価を行った。結果を表
2に示す。
【0034】実施例4 下層は同様にし、上層のアクリル樹脂系エマルジョンの
代わりにアクリルシリコン系樹脂エマルジョン(濃度4
2%)を用いて塗膜を形成したこと以外は実施例2と同
様にして実験を行った。結果を表2に示す。
【0035】実施例5 防汚層形成用液として、実施例3のコロイダルシリカ、
アルミナ混合液を用いたこと以外は実施例4と同様にし
て実験を行った。結果を表2に示す。
【0036】実施例6 塗膜の酸化処理として、火炎処理の代わりに濃度3%の
過酸化水素水を10cc/mの割合で塗布したこと以
外は実施例1と同様にして防汚層を形成し、評価を行っ
た。結果を表2に示す。
【0037】実施例7 防汚層の形成用液として実施例2のコロイダルシリカ、
アルミニウムマグネシウム複合酸化物混合液を用いたこ
と以外は実施例6と同様にして実験を行った。結果を表
2に示す。
【0038】実施例8 上層塗膜を実施例4と同じアクリルシリコン系樹脂とし
たこと以外は実施例7と同様にして実験を行った。結果
を表2に示す。
【0039】実施例9 上層塗膜をアルコキシシラン系エマルジョン(濃度22
%)50重量部と前記フィラー10%分散液50重量部
との混合液によって形成したこと以外は実施例7,8と
同様にして実験を行った。結果を表2に示す。
【0040】実施例10 塗膜の酸化処理として、フッ酸1%水溶液を3cc/m
の割合を塗布したこと以外は実施例9と同様にして実
験を行った。結果を表2に示す。
【0041】実施例11 塗膜の酸化処理として、紫外線(波長300nm)を7
0mW/cmの割合にて20秒照射したこと以外は実
施例6,7と同様にして実験を行った。結果を表2に示
す。
【0042】実施例12 サイディング材として、910×455×16mmのオ
ートクレイブ処理したセメント押出し板に、実施例4の
上下塗膜を形成させたものを用いた。このサイディング
材を住宅に施工した。このサイディング材の塗装表面を
中性洗剤にて洗浄した。その後、濃度3%の過酸化水素
水をロールコーターにて約10cc/m 程度サイディ
ングの塗装表面に塗った後、防汚層形成用の液をロール
コーターにて、20g/m塗布し、防汚層を形成させ
た。用いた防汚層形成用の液は、上記コロイダルシリカ
20%分散液100重量部と、アルミニウムマグネシウ
ム複合酸化物1.27%分散液100重量部との混合液
を用いた。評価は、防汚層を形成させたサイディング材
の一部を取り外し、実施例1と同様な評価を行った所、
塗布ムラがないと共に、接触角が小さく、耐水性、耐ア
ルカリ性に優れ、強固に付着した防汚膜が、施工された
現場塗布にて形成された。
【0043】比較例1 塗膜の酸化処理を行わなかったこと以外は実施例1,3
と同様にして実験を行った。結果を表2に示す。
【0044】比較例2 塗膜の酸化処理を行わなかったこと以外は実施例5と同
様にして実験を行った。結果を表2に示す。
【0045】比較例3 塗膜の酸化処理を行わなかったこと以外は実施例9,1
0と同様にして実験を行った。結果を表2に示す。
【0046】表2の通り、防汚層形成処理を施した実施
例1〜11においては、防汚層のムラがないと共に、表
面の水の接触角が小さく、防汚性に優れることが明らか
である。また、実施例1〜11は塗膜表面の防汚層の耐
水性も良好であり、アルミニウム成分を含む実施例2〜
5、7〜11は耐アルカリ性にも優れる。
【0047】これに対し、塗膜の酸化処理を施さなかっ
た比較例1〜3は、防汚層にムラがあるために、表面の
水の接触角が大きく、耐水性にやや劣り、耐アルカリ性
に劣る。
【0048】
【表1】
【0049】
【表2】
【0050】
【発明の効果】以上の通り、本発明によると、塗膜に対
してムラなく強固に付着した親水性防汚層が形成され
る。この防汚層を設けた塗膜は、耐水性及び耐アルカリ
性が良く、耐久性に優れる。
───────────────────────────────────────────────────── 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) B05D 7/24 B05D 7/24 302P 302Y 303 303C C09D 5/16 C09D 5/16 7/12 7/12 127/12 127/12 183/00 183/00 201/00 201/00 (72)発明者 畑中 郁則 愛知県常滑市鯉江本町5丁目1番地 株式 会社イナックス内 (72)発明者 福水 浩史 愛知県常滑市鯉江本町5丁目1番地 株式 会社イナックス内 (72)発明者 市川 ゆかり 愛知県常滑市鯉江本町5丁目1番地 株式 会社イナックス内 Fターム(参考) 4D075 BB46X BB76X CA34 CA37 CA38 CA44 EA05 EB01 EB16 EB22 EB42 EC02 EC03 4J038 CD091 CG141 CJ291 DB001 DL031 HA216 HA446 KA02 KA20 NA05 PA07 PB05 PB06 PB09 PC03 PC04

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塗膜の表面に親水性物質を含む液を塗布
    して防汚層を形成する方法において、 該塗膜の表面に酸化処理を施した後、前記液を塗布する
    ことを特徴とする防汚塗膜の形成方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記酸化処理は火炎
    の照射、過酸化水素水の塗布、フッ酸の塗布又は紫外線
    照射であることを特徴とする防汚塗膜の形成方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、前記親水性物
    質は無機酸化物微粒子であることを特徴とする防汚塗膜
    の形成方法。
  4. 【請求項4】 請求項3において、無機酸化物は、シリ
    カ、アルミナ及びアルミニウムマグネシウム複合酸化物
    の少なくとも1種であることを特徴とする防汚塗膜の形
    成方法。
  5. 【請求項5】 請求項1又は2において、親水性物質と
    して、少なくともシリカ微粒子と、アルミナ微粒子及び
    /又はアルミニウムマグネシウム複合酸化物の微粒子と
    を含むことを特徴とする防汚塗膜の形成方法。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5のいずれか1項におい
    て、前記塗膜が樹脂を含む塗膜であり、該樹脂は、アク
    リルシリコーン樹脂、アルコキシシラン樹脂又はフッ素
    樹脂であることを特徴とする防汚塗膜の形成方法。
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