JP2005081219A - 物質の表面処理方法及び表面処理剤 - Google Patents

Abstract

【課題】 種々の用途に多用されているプラスチック等は、安価で成型が容易であり非常に優れた材質である。しかし、汚染された場合にそれを落とし難いという欠点を有している。これを防止、軽減するため種々の表面塗布剤が開発されているが、除去性は十分といえず、また処理剤自体の接着性も問題があった。更に、紫外線の影響も考慮されていない。そこで、汚染防止及び汚染物質除去性に優れ、且つその施工も簡単な方法を提供する。
【解決手段】 アルコキシシロキサンを主成分とする硬化性組成物１００重量部に対して、平均粒子径２μｍ以下の酸化亜鉛を０．２〜５重量部混合した塗布剤を、被処理表面に０．１〜１０μｍの厚みで塗布するもの。
【選択図】 なし

Description

本発明は、物質の表面処理方法及び表面処理剤に関するものである。

物質の表面処理方法とは、物質の表面に処理を施し、表面に特定の物性を付与するものである。以下表面の汚染防止又は汚染物除去について説明するがその目的のものに限るものではない。

種々の用途に多用されているプラスチック等は、安価で成型が容易であり非常に優れた材質である。しかし、汚染された場合にそれを落とし難いという欠点を有している。例えば、ガラスや天然石と同じような汚染物質を付着させた場合、ガラスや石と比べてはるかに落ち難い。

これを防止、軽減するため種々の表面塗布剤が開発されている。これは、有機系では、元来汚染物質が除去し難いため、無機系のものが多い。例えば、特許文献１に記載されている通り、湿気硬化型ポリシロキサン樹脂をビヒクル成分として含有するクリアー塗料等である。
この方法は汚染物質の除去性もある程度優れている。
しかしながら、まだ除去性は十分といえず、また処理剤自体の接着性も問題があった。更に、紫外線の影響も考慮されていない。
特開平１０−２１６６１９

そこで、汚染防止及び汚染物質除去性に優れ、且つその施工も簡単な方法を提供する。

以上のような状況に鑑み、本発明者は鋭意研究の結果本発明物質の表面処理方法及び処理剤を完成したものであり、その特徴とするところは、処理方法にあっては、アルコキシシロキサンを主成分とする硬化性組成物１００重量部に対して、平均粒子径２μｍ以下の酸化亜鉛を０．２〜５重量部混合した塗布剤を、被処理表面に０．１〜１０μｍの厚みで塗布する点にあり、処理剤にあっては、アルコキシシロキサンを主成分とする硬化性組成物１００重量部に対して、平均粒子径２μｍ以下の酸化亜鉛を０．２〜５重量部、ワニスを５〜２０重量部混合した点にある。

アルコキシシロキサンとは、Ｓｉ−Ｏ結合（シロキサン結合）を持ち、分子内にアルコキシ基を有するものである。アルコキシシロキサンを主成分とする硬化性組成物とは、空気中の水分によって硬化反応（重合反応）するもので、アルコキシシロキサン単体でも、それにアルコキシドを少量（通常３〜１０重量％）混合したもの等でもよい。また、アルコキシシロキサンは、その分子量や構造によって種々の粘度のものがあるためアルコール等通常の溶媒で希釈したものでもよい。勿論、硬化後は残らない。
このアルコキシシロキサンを主成分とする硬化性組成物は、特別なものである必要はなく、市販されているものでよい。下記（化１）にアルコキシシロキサンの構造式の１例を示す。

本発明で使用する酸化亜鉛は、その平均粒径が２μｍ以下のものである。特に０．２μｍ以下のものが好適である。これは、粒径が小さくなればなるほど比表面積が大きくなり、紫外線吸収効果が大きくなることと、透明性が高くなるためである。
また、原料酸化亜鉛を含む水スラリー中に二酸化炭素ガスを導入し、塩基性炭酸亜鉛を生成する工程、得られた塩基性炭酸亜鉛を含むスラリーをそのまま流動層乾燥、媒体流動層乾燥、気流乾燥及び／又は噴霧乾燥する工程、及び当該乾燥された塩基性炭酸亜鉛を加熱分解し酸化亜鉛とする工程、からなる製造方法（特開２００１−２２０１３６号の方法）によって製造された酸化亜鉛で、０．２μｍ以下のものが好ましい。これは、微粉末の凝集が起こりにくく、液中への分散性に優れたものであり、本発明に好適である。

酸化亜鉛の紫外線吸収能は、酸化亜鉛に紫外線が照射されると酸化亜鉛分子が励起状態となり、最初の状態よりエネルギー的に高い状態となる。即ち、電磁エネルギーを熱エネルギーに変換し吸収したということである。このまま放置すると、熱エネルギーは周囲に放出され元の状態に戻る。よって、周囲部材がわずかに（風通しや周囲部材の熱伝導性によるが、通常数℃程度）昇温されるだけである。よって、理論的には紫外線は無限に吸収できる。

混合する量は、アルコキシシロキサン１００重量部に対して、０．２〜５重量部である。これは、紫外線吸収能と、柔軟性との兼ね合いで決めればよい。よって、紫外線吸収能と、柔軟性のどちらを重要視するかである。本発明においては肉眼では判別できない程度の透明性を確保し、且つ大きな紫外線吸収性を示し、且つある程度の柔軟性を有することが大きな特徴である。
しかし、０．２部以下では効果があまりにも小さく、５部以上では柔軟性に問題がある。

以上の塗布剤を被処理表面に０．１〜１０μｍの厚みで塗布する。このように非常に薄く塗布することによって被処理面との接着障害を大きく軽減できた。
また、このように薄く塗布しているため、ある程度の柔軟性が出る。これにより、被処理物の表面変化に追従することもできる。

また、紫外線吸収のため混合している酸化亜鉛によって厚く（１０μｍ以上）塗布すると膜が白くなる。よって、白が見えなくなり透明になるまで拭き取ることによって厚みが確認できる。通常、このような厚みの制御は厳密な製造工程以外では不可能であるが、この白濁と透明の関係により目視で厚みが把握できるようになったことも大きな特徴である。

この塗布剤にワニスを５〜２０重量部混合することが好ましい。
ワニスとしては、前記したアルコキシシロキサンと相溶性のあるものであれば使用することができる。通常の酒精ワニスのようなものでも効果はあった。
しかし、できるだけ有機分を減らしたい、汚染物の除去性をより向上させたいという目的からは、例えば、分子中にシラノ−ル基を３個以上有するようなシリコーンワニス（特開平６−１１６５３３号）等が好ましい。粘度も１００ｃｐ程度のものが好ましい。理由は定かではないが、表面にブリードし、それによって表面に汚染物質が付着しにくくなると考えられる。

塗布は、上記した厚みに塗布できればどのような方法でもよいが、発明者の実験によって、極細繊維の布や不織布で塗布すれば非常に効果的であることが分かった。特に繊維太さが１０μｍ以下のものが好適であった。このような繊維のものを使用すると、非常に簡単に薄く塗布することができる。

よって、このような極細繊維の布と、アルコキシシロキサンを主成分とする硬化性組成物１００重量部に対して、平均粒子径２μｍ以下の酸化亜鉛を０．２〜５重量部、ワニスを５〜２０重量部混合した表面処理剤をセットにした表面処理キットとすることもできる。このようなキットがあれば、家庭でも簡単に表面処理ができる。

本発明表面処理は、基本的にはどのような物質、どのような表面にも可能である。例えば、ポリオレフィンやＦＲＰ等種々のプラスチック、セラミック、木材、金属、石やガラス、塗装表面等である。これは、単に汚れ防止だけでなく、その他種々の効果、紫外線防止や撥水等があるためである。

材質としてではなく用途としては、電気器具、家具、自動車、置物、種々の建材や建築物、看板等である。

上記説明した本発明には次のような効果がある。
（１） 単に塗布するだけで、物体の表面の汚染防止等の処理ができる。
（２） シロキサンであり、汚染防止効果が優れている。
（３） 酸化亜鉛が含まれているため、紫外線吸収効果も大きく、且つその効果も長持ちする。
（４） 非常に薄く塗布するものであるため、柔軟性もあり、被処理表面の変化にも追従することができる。
（５） 非常に細い繊維によって塗布することにより、薄く塗布することができ本発明を実施しやすくなる。

以下実施例に基づいてより詳細に説明する。

市販されているシリコーンアルコキシオリゴマー（アルコキシシロキサン）１００重量部に、平均粒径０．１μｍの酸化亜鉛微粉末やワニスを加え、所定厚みで塗布した。表１に示すようにそれぞれ実施例１〜４とした。表中ではアルコキシシロキサンを単にシロキサンと表示。
また、比較例として、酸化亜鉛の多いもの、塗布厚の大きいもの、何も塗布しないもの、酸化亜鉛のないもの、シロキサン以外のものを実験した。それぞれ比較例１〜７とした。

ここで、拭取性は、マジックインクを塗布し、乾いた後ティッシュペーパーで拭き取り、簡単に拭き取れたものを◎、少し残るものを△、ほとんど拭き取れないものを×とした。

表１から分かる通り、ワニスはなくてもよいが混合した方が優れていることが分かる。また、酸化亜鉛が多すぎると透明性が悪くなる。塗布厚が厚いと、接着不良をおこす。その他の比較例では、拭取性が悪く問題外であった。

Claims (6)

1. アルコキシシロキサンを主成分とする硬化性組成物１００重量部に対して、平均粒子径２μｍ以下の酸化亜鉛を０．２〜５重量部混合した塗布剤を、被処理表面に０．１〜１０μｍの厚みで塗布することを特徴とする物質の表面処理方法。
2. 該塗布剤に、更にワニスを５〜２０重量部混合したものである請求項１記載の物質の表面処理方法。
3. 該ワニスは、分子中にシラノ−ル基を３個以上有するシリコーンワニスである請求項２記載の物質の表面処理方法。
4. 該塗布は、繊維径が１０μｍ以下の極細繊維の布により塗布するものである請求項１〜３記載の物質の表面処理方法。
5. アルコキシシロキサンを主成分とする硬化性組成物１００重量部に対して、平均粒子径２μｍ以下の酸化亜鉛を０．２〜５重量部、ワニスを５〜２０重量部混合したことを特徴とする物質の表面処理剤。
6. 該ワニスは、分子中にシラノ−ル基を３個以上有するシリコーンワニスである請求項５記載の物質の表面処理剤。