JP2005015728A - 無機塗料組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】透明にして強靱な塗膜を形成する。
【解決手段】アルカリ金属シリケートにホウ酸塩を添加し、更に無機充填材として、厚み０．０１〜０．５μｍ面径２〜５μｍの鱗片状の透明シリカを混合することによって、アルカリ金属シリケートをホウ酸塩由来の金属イオンで固化して塗膜化し、かかる塗膜に溶出ホウ酸が固化して生成したガラスを含有させると共に、無数の透明シリカ薄片を幾重にも積層分散させ、透光性を損なうことなく塗膜を強靱化する。
【選択図】 なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受光又は光反射により特性発揮する物品、例えば太陽光発電システムのソーラーパネルや、鏡等の表面保護に有用で、透明にして強靱な塗膜を得られる無機塗料組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アルカリ金属シリケートを結合剤とした無機塗料組成物は、多種提案されていた。
しかしながら、大部分のものは、得られる塗膜が脆く、例えば被塗物が温度変化で膨縮すると、歪みにより塗膜に微細な亀裂が発生し、その結果塗膜の耐候性及び耐汚染性が損なわれてしまった。
そこで、本願発明者らは、アルカリ金属シリケートに、ケイ酸カルシウム、リン酸亜鉛等の多価金属含有硬化剤を添加し、更に無機充填材として、コレマナイト、ウレキサイト等を主成分としたホウ酸成分溶出作用を有する天然ガラスの微粉を混合した無機塗料組成物を発明した（特許文献１及び２参照）。
この発明品は、水と混合することでホウ酸が溶出し、この混合液を塗布して乾燥させると、結合剤の硬化と共に溶出ホウ酸が固化して、強靱な塗膜を得ることが出来、その優れた耐久性、耐候性及び耐汚染性により、一般建築内外装材や地下道内装材の表面保護用の塗膜形成剤として広く認知されるに至った。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３１４０６１１号公報
【特許文献２】
特許第３１４０６１２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記発明品は天然ガラスの微粉を含有することから、当然ながら光を殆ど透過出来ず、受光により特性発揮する物品、例えば太陽光発電システムのソーラーパネルや、光反射により特性発揮する物品、例えば鏡の表面保護には不適であった。
又、他者から提案された無機塗料組成物にあっても、塗膜靱性を向上すべく、充填材として、カオリン、タルク、ベントナイト等の天然鉱物を添加しており、このため透光性が不十分であることには何ら変わらなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題に鑑み、アルカリ金属シリケートにホウ酸塩を添加し、更に無機充填材として、厚み０．０１〜０．５μｍ面径２〜５μｍの鱗片状の透明シリカを混合することによって、アルカリ金属シリケートをホウ酸塩由来の金属イオンで固化して塗膜化し、かかる塗膜に溶出ホウ酸が固化して生成したガラスを含有させると共に、無数の透明シリカ薄片を幾重にも積層分散させ、透光性を損なうことなく塗膜を強靱化する様にして、上記課題を解決する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について説明する。
本発明に係る無機塗料組成物は、基本的にはアルカリ金属シリケートにホウ酸塩を添加し、更に無機充材として、厚み０．０１〜０．５μｍ面径２〜５μｍの鱗片状で透明のシリカを混合している。
又、上記組成に酸化チタンの微粉を配合しても良い。
アルカリ金属シリケートは、アリカリ金属のケイ酸塩で、例えばケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム等が挙げられ、下記のホウ酸塩を添加することで、脱水収縮反応及びゲル化反応が起こり固化する。
ホウ酸塩としては、例えばホウ酸マグネシウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸バリウム、ホウ酸ストロンチウム、ホウ酸亜鉛、ホウ酸アルミニウム等が挙げら、これらは単独又は混合して用いることが出来る。
そして、上記の様な物性を有するシリカとしては、かかるシリカを水に分散させたスラリー状の商品にして、旭硝子株式会社より市販のサンラブリー（登録商標）ＬＦＳ等が挙げられる。
【０００７】
アルカリ金属シリケート１００重量部に対する各成分の比率としては、ホウ酸塩が０．５重量部未満の場合、塗膜の固化が不十分となり、３５重量部を超えると、固化が過剰に速くて塗膜に微細な亀裂が生じてしまうため、ホウ酸塩の比率は０．５〜３５重量部の範囲が良い。
又、シリカが０．５重量部未満の場合、塗膜の被覆力が不十分となり、５０重量部を超えると、透明性が低下し、なおかつ塗料としての粘度が高く不安定となって均一厚さに塗布できなくなってしまうため、シリカの比率は０．５〜５０重量部の範囲が良い。
又、酸化チタンの微粉は、１０〜３５重量部が適量である。
【０００８】
次に本発明の無機塗料組成物で生成した塗膜の作用について説明する。
本発明品によって得られた塗膜は、その表面に無数のシラノール基（−ＳｉＯＨ）を有し、これによって超親水性が発現する。
従って、例え油等の頑固な汚れが付着しても、水洗いだけで汚れは容易に流れ落ちる。
これは、塗膜の超親水性で強く引き寄せられた水が、塗膜と汚れの間に入り込み、汚れが塗膜から浮き上がって剥離するからである。
又、酸化チタンの微粉を配合した塗膜は、超親水性が向上する。
これは、酸化チタンには化学吸着水が存在し、この化学吸着水に物理吸着水が結合し、物理吸着水が表面拡散等で、ゲル化しているアルカリ金属シリケート由来のシリカに取り込まれて安定化することと、空気中に漂っている疎水性の有機質不純物や細菌が塗膜に付着しても、酸化チタンの光触媒反応によって分解され、化学吸着水が常に露出した状態に維持されることによるものと考えられる。
【０００９】
以下、実施例を示し本発明について更に詳細に説明する。
ケイ酸ナトリウム１００重量部、ホウ酸カルシウム１１重量部、サンラブリーＬＦＳ４８重量部（乾燥シリカとして７．２重量部）を水と共に、ボールミルで１０分間混合し、得られた混合物をステンレススチールＳＵＳ３０４製の試験用板材と、試験用のガラス板に夫々スプレー塗布し、２２０〜２５０℃の熱風で約５０分間乾燥して、厚み約１０μｍの塗膜を得た。
ＳＵＳ３０４製の板材に形成した塗膜の物性試験結果を表１に、非濡れ性の試験結果を表２に、耐薬品性の試験結果を表３に、耐汚染性の試験結果を表４に示す。
【００１０】
【表１】

【００１１】
【表２】

【００１２】
【表３】

【００１３】
【表４】

【００１４】
又、ＪＩＳＺ８７２２（２０００）（色の測定方法−反射及び透過物体色）に規定の方法に準じ、塗膜形成前におけるガラス板の分光透過率の変化を測定して、塗膜の透明度を評価した。
未塗装品の分光透過率測定結果を表５に、塗装品の分光透過率測定結果を表６に示す。
【００１５】
【表５】

【００１６】
【表６】

以上の様に、本発明の無機塗料組成物によって形成された塗膜は、優れた耐久性、耐候性及び耐汚染性を示し、またガラス表面に塗膜形成しても、分光透過率は塗膜形成前後で殆ど変化せず、極めて優れた透光性を示した。
【００１７】
【発明の効果】
要するに、本発明はアルカリ金属シリケートにホウ酸塩を添加し、更に無機充填材として、厚み０．０１〜０．５μｍ面径２〜５μｍの鱗片状で透明のシリカを混合したので、これを日光風雨に晒され続ける太陽光発電システムのソーラーパネルの外装板に塗布すれば、得られた塗膜の透光性は極めて高く、耐久性及び耐汚染性にも優れているため、発電効率を全く阻害することなく、ソーラーパネルを保護することが出来る。
又、塗膜が超親水性を有することから、塗膜に汚れが付着しても、雨水を浴びるだけで自己浄化できる。
他にも、例えば浴室用鏡に塗布すれば、塗膜表面で湯気が結露しても、超親水性によって、付着水は拡散してしまい、鏡は全く曇らない。
【００１８】
アルカリ金属シリケート１００重量部に対し、ホウ酸塩を０．５〜３５重量部、シリカを０．５〜５０重量部としたので、耐久性、耐候性及び耐汚染性の各特性をバランス良く兼備させることが出来る。
【００１９】
光触媒である酸化チタンの微粉を配合したので、塗膜の超親水性及び自己浄化力が向上し、更に抗菌性をも兼備するため、老人ホームの室内壁、病院内壁等に最適で、より広範囲に適用することが出来る等その実用的効果甚だ大である。

Claims (3)

1. アルカリ金属シリケートにホウ酸塩を添加し、更に無機充填材として、厚み０．０１〜０．５μｍ面径２〜５μｍの鱗片状で透明のシリカを混合したことを特徴とする無機塗料組成物。
2. アルカリ金属シリケート１００重量部に対し、ホウ酸塩を０．５〜３５重量部、シリカを０．５〜５０重量部としたことを特徴とする請求項１記載の無機塗料組成物。
3. 酸化チタンの微粉を配合したことを特徴とする請求項１又は２記載の無機塗料組成物。