JP2003206416A

JP2003206416A - 防汚コーティング液

Info

Publication number: JP2003206416A
Application number: JP2002003584A
Authority: JP
Inventors: Shozo Harada; 省三原田; Asami Ina; 麻美伊奈
Original assignee: Inax Corp
Current assignee: Inax Corp
Priority date: 2002-01-10
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2003-07-22

Abstract

(57)【要約】【課題】塗付直後から良好な親水性、防汚性を発揮す
るコーティング膜を、プライマー処理や下塗り処理等を
必要とすることなく、撥水性の基材表面にもムラ無く、
密着性良く形成することができる防汚コーティング液を
提供する。【解決手段】揮発性溶媒と、該揮発性溶媒中に分散さ
れた無機酸化物微粒子と、界面活性剤とを含む防汚コー
ティング液。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は防汚コーティング液
に関り、特に、汚れが付きにくいセルフクリーニング機
能を有した防汚コーティング膜を撥水性の基材表面に対
しても均一に形成することができる防汚コーティング液
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被膜を
形成すると、基材表面に水が付着したときに水が被膜表
面に広がり、雨水等と共に汚れが被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
親水性被膜としては酸化チタン（ＴｉＯ_２）被膜が広く
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付し、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
酸水溶液を塗付して、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】また、シリコーン−溶媒系のコーティング
液も提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】酸化チタン系の超親水
性被膜は、ＴｉＯ_２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。
また、プライマーないし下塗り処理が必要であるため施
工が容易ではない。

【０００８】特開平１０−１５８５８５号及び同６−７
１２１９号公報のコーティング用組成物では、基材が有
機系塗装表面や鏡面仕上げを施したもののように撥水性
を示す場合、親水性物質を含む液を塗付しても、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。特に、コーティング液を調
製してから時間が経過するとこの傾向が顕著である。さ
らに、特開平１０−１５８５８５号や同６−７１２１９
号公報のコーティング液を塗装面に塗付した場合、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。

【０００９】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、塗付ムラを改善す
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形成することは困難であっ
た。

【００１０】また、シリコーン−溶媒系のコーティング
液では、基材表面への濡れ性は比較的良好であるが、塗
付後親水性が発揮されるまでに時間（約１ヶ月）を要
し、この間に汚れが付き易いという欠点がある。

【００１１】本発明は、塗付直後から良好な親水性、防
汚性を発揮するコーティング膜を、プライマー処理や下
塗り処理等を必要とすることなく、撥水性の基材表面に
もムラ無く、密着性良く形成することができる防汚コー
ティング液を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の防汚コーティン
グ液は、揮発性溶媒と、該揮発性溶媒中に分散された無
機酸化物微粒子と、界面活性剤とを含むことを特徴とす
るものである。

【００１３】本発明の防汚コーティング液では、揮発性
溶媒中に無機酸化物微粒子が分散されているため、処理
対象の基材表面に塗付した後、単に放置すれば、コーテ
ィング液から揮発性溶媒が揮発し、基材表面に無機酸化
物微粒子を含む親水性のコーティング膜を形成すること
ができる。ここで、無機酸化物微粒子の表面には水酸基
が存在することにより、無機酸化物微粒子同士が揮発性
溶媒の揮発とともに硬化反応が進行することから、この
コーティング膜は緻密で強固なものとなっている。無機
酸化物微粒子は、その粒径が小さいために単位質量あた
りの水酸基の数が多く、特にその効果が大きい。

【００１４】そして、このコーティング膜では、無機酸
化物微粒子の表面の水酸基が空気中の極性の大きな分子
である水分子と水素結合し、無機酸化物微粒子の表面に
水分子が吸着する。この吸着した水分子によってコーテ
ィング膜は電気抵抗が小さくなり、表面に存在しようと
する電荷を逃がし、ひいては帯電を防止することができ
る。このため、例え表面に電荷をもつ塵や埃等の微粒子
が接近したとしても、クーロン力によってコーティング
膜に強固に付着することはない。また、重力等の影響で
それらの微粒子がコーティング膜に付着したとしても、
容易にそれらの微粒子を拭き取ることができる。従っ
て、本発明の防汚コーティング液によれば、帯電によっ
て汚れが付着する場合の防汚効果をも発揮することがで
きる。

【００１５】しかし、揮発性溶媒に無機酸化物を分散さ
せたのみの液では、撥水性の基材表面に対する濡れ性が
悪く、液がはじかれることによって、ムラなく均一なコ
ーティング膜を形成することができない。本発明の防汚
コーティング液は界面活性剤を含むため、界面活性剤に
よる濡れ性の改善効果で塗装面や鏡面仕上げを施した撥
水性の基材表面等にも、プライマー処理や下塗り処理等
を施すことなく、直接コーティング液を塗付するのみで
ムラなく均一なコーティング膜を密着性良く形成するこ
とができる。しかも、本発明の防汚コーティング液は、
調製後時間が経過した後でも、濡れ性の低下の問題はな
く、また、塗付直後から、優れた親水性、防汚性を得る
ことができる。

【００１６】本発明において用いる界面活性剤は、特に
アニオン界面活性剤が好ましく、とりわけスルホサクシ
ネート型アニオン界面活性剤が好適である。

【００１７】また、本発明の防汚コーティング液は、揮
発性溶媒中に無機酸化物微粒子を分散させると共に界面
活性剤を溶解させるのみで、前処理を必要とすることな
く、多種類の基材に塗付が可能であると共に、容易かつ
安価に製造可能である。

【００１８】本発明の防汚コーティング液により防汚コ
ーティング膜を形成する基材としては、特に限定はない
が、例えば建築用装飾材、住宅外装材、外壁リフォーム
材、住宅内壁材、周宅内壁リフォーム材、天井材、屋根
材、屋根下地材、屋根リフォーム材、雨どい、建築用部
材（水きり、破風、軒天）、物干し、住宅エクステリア
商品（デッキ、テラス、バルコニー、バルコニー笠木、
手摺、ベランダ壁・床材）、住宅エクステリアファニチ
ャー、住宅外構（フェンス、ブロック代替）、プレハブ
用壁材、植木鉢等ガーデンファニチャー、看板、標識、
ガードレール、浴室壁材、浴槽、浴室床材、浴室カウン
ター、アクセサリー、トイレ床材、システムトイレ壁
材、台所シンク、キッチンバック、レンジ回りホーロー
代替、便器、洗面器等の衛生陶器、金具、サッシ、止め
具、ドアのぶ、扉材、オーディオ製品、家電製品（特
に、ブラウン管、液晶ディスプレイ等を備えた製品）、
パソコン、ＴＶアンテナ、パラボラアンテナ、蛍光灯台
座・反射板、アウトドア商品（テント、テーブル、イ
ス）、人工観葉植物、ホワイトボード、屋外用ごみ箱、
公園ベンチ等に利用することができる。

【００１９】本発明の防汚コーティング液は、特にこれ
らの基材のうち、フッ素系塗料やアクリル系塗料を塗付
した基材、ステンレスカーブミラーのように鏡面仕上げ
をした基材のように、撥水性の高い基材に対して高い濡
れ性を示し、効果的である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の防汚コーティング
液の実施の形態を詳細に説明する。

【００２１】本発明において、揮発性溶媒としては、ア
ルコール類、グリコール類、ケトン類、エステル類、エ
ーテル類等の親水性有機溶媒や石油エーテル類、芳香族
炭化水素等の非親水性有機溶媒である揮発性有機溶媒が
挙げられるが、特に、これらの有機溶媒と水との混合液
が好ましい。即ち、水が揮発性溶媒中に含まれている
と、形成されたコーティング膜にその水が残留し、無機
酸化物微粒子の表面の水酸基がその水分子と水素結合し
て帯電を防止することが考えられる。

【００２２】水を揮発性溶媒に含む場合、揮発性のある
有機溶媒としては、アルコール類等の親水性有機溶媒を
採用することが好ましく、この場合には、無機酸化物微
粒子の分散性が良好となり、また、親水性有機溶媒は撥
水性の基材表面に対する濡れ性も良好であるため、均一
な膜の形成にも有利である。

【００２３】親水性有機溶媒としては、製造コスト、作
業性、安全性等に優れることから、アルコール類が好ま
しい。アルコール類としては、特に制限はないが、メチ
ルアルコール、エチルアルコール、ｉ−プロパノール、
ｎ−プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサ
ノール等の１種又は２種以上を用いるのが好適である。

【００２４】揮発性溶媒として、アルコール等の親水性
有機溶媒と水との混合液を用いる場合、揮発性溶媒中の
水の含有量は、用いる親水性有機溶媒の種類に応じて、
所望の揮発速度、粘度が得られるように適宜決定される
が、通常の場合、０．０１〜１．０重量％であることが
好ましい。水の含有量がこの範囲よりも多いと、揮発性
が低下し揮発性溶媒を用いることによる効果が損なわ
れ、少ないと水を用いたことによる親水性向上効果が損
なわれる。

【００２５】無機酸化物微粒子としては、シリカ、アル
ミナ、マグネシア及びアルミニウム−マグネシウム複合
酸化物等の無機酸化物の１種又は２種以上を用いること
ができる。これらの無機酸化物微粒子は表面に多くの水
酸基を有しているため、良好な防汚効果を発揮すること
ができる。なお、シリカ、アルミナ、マグネシア及びア
ルミニウム−マグネシウム複合酸化物等の無機酸化物は
水酸化物の形態をなしているものでも良い。

【００２６】また、これらの無機酸化物微粒子の平均粒
径は５〜３０ｎｍであることが好ましい。このような微
粒子状であれば、コーティング液を基材表面に塗付する
際、無機酸化物微粒子が沈降することなく、均一に懸濁
させておくことができ、作業性に優れ、均一なコーティ
ング膜を形成することができる。また、このような微粒
子状であれば、単位重量当りの表面積も大きくなるた
め、表面に存在する水酸基の数も多くなり、単位重量当
りの水分子の吸着量が増大して親水性、帯電防止性がよ
り大きくなると考えられる。

【００２７】界面活性剤としては、撥水性の基材に対す
る濡れ性を高めることができるものであれば良く、アニ
オン界面活性剤が特に好ましく用いられるが、何らこれ
に限定されるものではない。アニオン界面活性剤として
は、特にスルホサクシネート型アニオン界面活性剤が好
適である。

【００２８】本発明において、防汚コーティング液中の
無機酸化物微粒子の分散割合は、１．０〜２０重量％で
あることが好ましい。この範囲よりも無機酸化物微粒子
が少ないと十分な親水性、帯電防止性を得ることができ
ず、形成されるコーティング膜の防汚性に劣るものとな
る。この範囲よりも無機酸化物微粒子が多いとコーティ
ング膜の透明性が低下し、施工面の外観に影響を及ぼす
ようになり、好ましくない。

【００２９】なお、本発明の防汚コーティング液中に
は、塗布に際し液の粘性を調整したり、密着性を改善す
るための添加剤、これらに限定されるものではないが例
えばＰＶＡ、ポリウレタンエマルジョンなどを適宜加え
ても良い。

【００３０】また、防汚コーティング液中の界面活性剤
の含有割合は、０．１〜０．４重量％であることが好ま
しい。この範囲よりも界面活性剤が少ないと、界面活性
剤を配合したことによる濡れ性の改善効果を十分に得る
ことができず、多いと塗布後、塗膜面に起泡による亀甲
模様の跡が出易くなる。

【００３１】本発明の防汚コーティング液により、防汚
コーティング膜を形成するには、揮発性溶媒に所定量の
界面活性剤と無機酸化物微粒子を混合し、基材表面に対
して適当な方法で塗付するのみで良く、この際、基材表
面へのプライマー処理や下塗り処理は不要であり、本発
明の防汚コーティング液を直接基材表面に塗付すること
ができるため、作業性に優れる。

【００３２】また、本発明の防汚コーティング液は調製
直後のみならず、調製してから時間が経過した後でも基
材に対して十分な濡れ性を示すため、取り扱い性等にも
優れる。

【００３３】なお、本発明の防汚コーティング液による
コーティング膜は、基材に対する防汚コーティング液の
付着量が２〜２５ｇ／ｍ^２となるように塗付するのが好
ましい。このような付着量であれば、基材の外観を損な
うことなく、良好な密着性及び防汚性を得ることができ
る。

【００３４】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。

【００３５】実施例１下記配合の防汚コーティング液を用い、基材表面に対す
る濡れ性及び防汚性の評価を行った。＜防汚コーティング液配合（重量％）＞非晶質シリカ（日産化学工業（株）製，平均粒径１０ｎｍ）：２．１アルミニウム−マグネシウム複合酸化物（シーアイ化成（株）製，平均粒径３０ｎｍ）：０．６スルホサクシネート型アニオン界面活性剤（ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム）：０．２１２重量％エチルアルコール水溶液：残部

【００３６】この防汚コーティング液を下記〜の基
材表面に、防汚コーティング液の付着量が５．０ｇ／ｍ
^２となるような塗付量で塗付した。ガラスフッ素系塗料塗装壁面アクリルシリコン系塗料塗装壁面アクリルウレタン系塗料塗装壁面ステンレス製カーブミラータイルアクリル板

【００３７】塗付には、片面極細繊維ニット生地の布を
用い、この布にコーティング液を浸み込ませた後、絞っ
て余分な液を取り除き、このコーティング液を含んだ布
で角棒状の塗付用器具（塗付対象面に押し当てられる面
に厚さ５ｍｍのスポンジを張り付けた器具）をくるみ、
基材表面をワイピングして塗付した。

【００３８】その結果、〜のいずれの基材表面に対
しても、塗付ムラなく、均一なコーティング膜を形成す
ることができた。特に、ガラス面に対して塗付した場
合、塗付ムラによる虹彩は観察されず、良好なコーティ
ング面を形成することができた。

【００３９】コーティング膜を形成した各基材を３ヶ月
間屋外に曝露し、防汚性を調べたところ、いずれも防汚
コーティング膜の親水性と帯電防止性によるセルフクリ
ーニング機能により、汚れの問題は殆どなく、良好な防
汚性を示すと共に、コーティング膜の密着性も良好であ
ることが確認された。

【００４０】なお、防汚コーティング液を調製した後１
ヶ月間保管し、その後上記と同様にして各基材にコーテ
ィング膜を形成したが、調製直後と全く変わることな
く、良好な濡れ性で均一なコーティング膜を形成するこ
とができた。

【００４１】比較例１実施例１において、界面活性剤を配合しなかったこと以
外は、同じ組成で防汚コーティング液を調製して同様な
塗付方法でガラス表面に塗付したところ、濡れ性が悪
く、塗付ムラのために虹彩が観察された。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の防汚コーテ
ィング液によれば、塗装面や鏡面仕上げを施した撥水性
の基材表面にも、プライマー処理や下塗り処理等を施す
ことなく、直接コーティング液を塗付するのみでムラな
く均一なコーティング膜を密着性良く形成することがで
きる。しかも、本発明の防汚コーティング液は、調製後
時間が経過した後でも、濡れ性の低下の問題はなく、ま
た、形成されたコーティング膜は、形成直後から、優れ
た親水性、防汚性を発揮するため、施工性、取り扱い性
に優れ、コーティング膜の形成直後から長期に亘り基材
表面を汚れから保護することができる。

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】揮発性溶媒と、該揮発性溶媒中に分散さ
れた無機酸化物微粒子と、界面活性剤とを含むことを特
徴とする防汚コーティング液。
【請求項２】請求項１において、該界面活性剤がアニ
オン界面活性剤であることを特徴とする防汚コーティン
グ液。
【請求項３】請求項２において、該界面活性剤がスル
ホサクシネート型アニオン界面活性剤であることを特徴
とする防汚コーティング液。