JP2005334688A - 塗膜面の表面処理方法及び該方法により処理された物品 - Google Patents
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Abstract
特に既設の塗膜に対して、研磨傷等の傷を隠蔽することができ、艶を復活させ且つ長期的に該表面を保護できる簡易な表面処理方法を提供する。
【解決手段】
(1)塗膜面を洗浄する洗浄工程、
(2)工程(1)で得られた洗浄された塗膜面を、該塗膜面に生成した傷の深さの平均値が0.1〜5.0μmになるまで研磨剤(A)により研磨する研磨工程、及び
(3)工程(2)で得られた研磨された塗膜面上に、表面処理剤(B)を塗布する塗布工程を含む方法であって、該表面処理剤(B)が、Si−C結合及び加水分解性シリル基を含有するオルガノポリシロキサン(a)を含有することを特徴とする表面処理方法。
【選択図】なし。
Description
即ち本発明方法は、
1. (1)塗膜面を洗浄する洗浄工程、
(2)工程(1)で得られた洗浄された塗膜面を、該塗膜面に生成している傷の深さの平均値が0.1〜5μmの範囲内になるまで研磨剤(A)により研磨する研磨工程、及び
(3)工程(2)で得られた研磨された塗膜面上に、表面処理剤(B)を塗布する塗布工程を含む方法であって、該表面処理剤(B)が、Si−C結合及び加水分解性シリル基を含有するオルガノポリシロキサン(a)を含有することを特徴とする塗膜面の表面処理方法、
上記方法を表面処理方法(I)とする。
2. (1)塗膜面を洗浄する洗浄工程、
(2)工程(1)で得られた洗浄された塗膜面を、該塗膜面に生成している傷の深さの平均値が0.1〜5μmの範囲内になるまで研磨剤(A)により研磨する研磨工程、
(3)工程(2)で得られた研磨された塗膜面上に、表面処理剤(B)を塗布する塗布工程及び
(4)工程(3)で得られた表面処理剤(B)が塗布された塗膜面を、該塗膜面の下り勾配の傾斜方向にほぼ平行な方向に拭く工程、
を含む方法であって、該表面処理剤(B)が、Si−C結合及び加水分解性シリル基を含有するオルガノポリシロキサン(a)を含有することを特徴とする表面処理方法、
上記方法を表面処理方法(II)とする。
3. Si−C結合及び加水分解性シリル基を含有するオルガノポリシロキサン(a)が、ベンゼン環構造を有するものである1項または2項に記載の表面処理方法、
4. Si−C結合及び加水分解性シリル基を含有するオルガノポリシロキサン(a)が、3次元構造のオルガノポリシロキサン骨格及び直鎖状のオルガノポリシロキサン骨格を分子中に共に含有するオルガノポリシロキサン(a1)を含有する1項ないし3項のいずれか1項に記載の表面処理方法、
5. 表面処理剤(B)が、Si−C結合及び加水分解性シリル基を含有するオルガノポリシロキサン(a)を処理剤(B)中に13重量%以上含有することを特徴とする1項ないし4項のいずれか1項に記載の表面処理方法、
6. 表面処理剤(B)が、さらに加水分解性シリル基を含有しないオルガノポリシロキサン(b)を含有し、成分(a)及び成分(b)の合計重量に対して、成分(a)の量が13〜99.9重量%、成分(b)の量が0.1〜87重量%の範囲内であることを特徴とする1項ないし5項のいずれか1項に記載の表面処理方法、
7. 加水分解性シリル基を含有しないオルガノポリシロキサン(b)が、分子量が200〜1,000の範囲内の、直鎖状ポリシロキサン及び/又は環状ポリシロキサンである6項に記載の表面処理方法、
8. 表面処理剤(B)が、さらにオルガノシリケート化合物(c)を含有することを特徴とする1項ないし7項のいずれか1項に記載の表面処理方法、
9. 表面処理剤(B)が、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルキル基を含有する化合物及び炭素数が6以上の炭化水素基を含有するアルコキシシランよりなる群から選ばれる1種以上の化合物(d)をさらに含有する1項ないし8項のいずれか1項に記載の表面処理方法、
10. 表面処理剤(B)が、有機金属化合物を該表面処理剤(B)に対し0.1〜10重量%含有することを特徴とする1項ないし9項のいずれか1項に記載の表面処理方法、
11. 1項ないし10項のいずれか1項に記載の方法により処理された物品、
に関する。
(1)塗膜面を洗浄する洗浄工程、
(2)工程(1)で得られた洗浄された塗膜面を、該塗膜面に生成している傷の深さが0.1〜5μmの範囲になるまで研磨剤(A)により研磨する研磨工程、及び
(3)工程(2)で得られた研磨された塗膜面に、表面処理剤(B)を塗布する塗布工程を含む方法であって、該表面処理剤(B)が、Si−C結合及び加水分解性シリル基を含有するオルガノポリシロキサン(a)を含有することを特徴とする表面処理方法である。
本発明方法において工程(1)は、塗膜面の表面に付着した、砂垢、土、鳥糞、油、水垢、花粉、油煙、カーボン、酸性雨、タール、鉄粉などの付着物を除去するために行われるものである。
本発明方法において工程(2)は、塗膜面に生じている傷などの凹凸差を低減し、後述の表面処理剤(B)により凹部の傷埋めができる状態にまで表面を平滑化させるために行われるものである。本発明方法においては、塗膜面に生成している傷の深さの平均値が0.1〜5.0μm、特に0.5〜3μmの範囲内になるまで研磨することが望ましい。傷の深さの平均値が0.1μm未満では、研磨時間が多くなり、他方5.0μmを超えると、後述の表面処理剤(B)により傷を埋めることが困難となるので望ましくない。本明細書では、傷の深さは、表面粗さ測定器により測定した粗さ曲線から得られるJIS B0031に記載の算術平均粗さRaに準じて規定するものとする。
本発明方法において、工程(3)は、後述の表面処理剤(B)を用いて、研磨された塗膜面の研磨傷を隠蔽し、艶を付与させ、保護被膜を形成するために行うものである。
Si−C結合及び加水分解性シリル基を含有するオルガノポリシロキサン(a)としては、従来公知のものが制限なく使用でき、その製造方法としては例えば、分子中にSi−C結合を含有するオルガノハロシランを加水分解縮合させるとともにアルコールによってアルコキシル化する方法;分子中にSi−C結合を含有するオルガノアルコキシシランを加水分解縮合させる方法などが挙げられる。
一方、Xとしては、同一又は異なって、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、i−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、i−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、i−ヘキシルオキシ基、フェノキシ基等のアルコキシ基;塩素、臭素、フッ素等のハロゲン;等が挙げられる。
オルガノポリシロキサン(a)のメチル基濃度(mol%)=(n2/n1)×100
n1:オルガノポリシロキサン(a)の置換基R1の合計モル数、n2:置換基R1におけるメチル基のモル数
本発明方法においては、工程(2)の後の研磨傷を目立たせなくさせることを目的として該Si−C結合及び加水分解性シリル基を含有するオルガノポリシロキサン(a)は、屈折率が1.39〜1.55好ましくは1.45〜1.55の範囲内であることが望ましい。本明細書において、屈折率は、JIS K 0062 に準拠し、アッベ屈折率計で測定したものである。
本発明方法において、表面処理剤(B)は、加水分解性シリル基を含有しないオルガノポリシロキサン(b)を含有することが望ましい。該成分(b)により、塗り伸ばし性を向上させ、形成被膜を均一化させることができるものである。本発明方法において加水分解性シリル基を含有しないオルガノポリシロキサン(b)は、それ自体実質的に加水分解縮合しないものであり、塗り伸ばし性の点から、分子量が、200〜1,000、好ましくは300〜700の範囲内であることが好適であり、例えば、下式(6)或いは下式(8)で表される、直鎖状或いは環状のオルガノポリシロキサン化合物を含有することが望ましい。
−O−(CHR4−CH2-O)k3−R4´(7)
k3は1〜20、好ましくは2〜20の整数を表し、R4はメチル基又は水素原子を表す。R4´は、水素原子、炭素数が1〜3の置換もしくは非置換のアルキル基を表し、特に水素原子、メチル基が好適である。
本発明に用いられる表面処理剤(B)は、オルガノシリケート化合物(c)をさらに含有することができる。これにより、上記表面処理剤(B)による形成被膜の表面が降雨水等により経時で親水性に改質され、汚れにくくなるという利点がある。そのような目的で使用しうるオルガノシリケート化合物(c)としては、例えば下記式(9)で表される直鎖状の化合物を挙げることができる。
上記表面処理剤(B)は、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルキル基を含有する化合物及び炭素数が6以上の炭化水素基を含有するアルコキシシランよりなる群から選ばれる1種以上の化合物(d)を含有することができる。化合物(d)を配合せしめることにより、該表面処理剤(B)による形成被膜が撥水性又は滑水性に改質され、汚れ成分が付着しにくくなるという利点がある。ここで撥水性の被膜とは、水滴等をはじき易い被膜であることを意味し、滑水性の被膜とは、水滴等が流れ落ちやすい被膜であることを意味している。
R8 (4-b)Si(OR9)b (11)
R8は、同一又は異なって、炭素数が6以上の炭化水素基を表し、R9は、同一又は異なってアリール基、炭素数が1〜4のアルキル基を表す。bは1〜3好ましくは3の整数を表す。R8は、同一又は異なって、置換又は非置換の炭化水素基を表し、例えば、同一又は異なって、n−ヘキシル基、i−ヘキシル基、n−ヘプチル基、i−ヘプチル基、n−オクチル基、i−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−オクタデシル基等のアルキル基;シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基等を挙げることができる。R9としては、同一又は異なって、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基等のアルキル基;フェニル基などのアリール基;等を挙げることができ、特にメチル基が好適である。
(1)塗膜面を洗浄する洗浄工程、
(2)工程(1)で得られた洗浄された塗膜面を、該塗膜面に生成している傷の深さの平均値が0.1〜5.0μmの範囲内になるまで研磨剤(A)により研磨する研磨工程、
(3)工程(2)で得られた研磨された塗膜面上に、上記表面処理剤(B)を塗布する塗布工程及び
(4)工程(3)で得られた上記表面処理剤(B)が塗布された塗膜面を、該塗膜面の下り勾配の傾斜方向にほぼ平行な方向に拭く工程、
を含む表面処理方法である。
本発明における表面処理方法(II)において、工程(4)は、表面処理剤(B)による膜の表面状態を調整して該膜の汚れにくくする効果を向上させるために行うものである。表面処理剤(B)を塗布し、塗り広げた工程(3)の後、表面処理剤(B)が完全に硬化する前に、塗膜面の下り勾配の傾斜方向にほぼ平行な方向に、上記した拭き取り剤などで拭くことが望ましい。本明細書において、「下り勾配の傾斜方向」とは、塗膜面上の水滴が流れおちる方向を表し、例えば対象となる塗膜面が自動車車体である場合には、自動車車体に水滴を散布し、その水滴が流れ落ちる方向に従うことでその方向を知ることができる。また、本明細書において、「ほぼ平行」とは、基準となる下り勾配の傾斜方向に対して0〜±30°、好ましくは0〜±20°の範囲内の角度を有していてもよいことを示している。また、下り勾配の傾斜方向にほぼ平行な方向に沿って一方向へ拭く方法だけでなく、前記方向と逆の方向、もしくは往復して交互に拭いてもよい。
尚、「部」及び「%」は夫々「重量部」及び「重量%」を示す。
製造例1
3口フラスコにメチルトリメトキシシラン80部、ジメチルジメトキシシラン20部を加え、攪拌下0.05N塩酸水10部を滴下し、68℃で1時間加水分解縮合した。これを120℃まで加熱して副生メタノールを除き、ろ過を行なって加水分解性シリル基を含有するオルガノポリシロキサンAを得た。動粘度は200mm2/s、屈折率は1.41であった。
3口フラスコにメチルトリメトキシシラン80部、ジメチルジメトキシシラン20部を加え、攪拌下0.05N塩酸水10部を滴下し、68℃で2時間加水分解縮合した。これを120℃まで加熱して副生メタノールを除き、ろ過を行なって加水分解性シリル基を含有するオルガノポリシロキサンBを得た。動粘度は500mm2/s、屈折率は1.41であった。
3口フラスコにメチルトリメトキシシラン50部、ジメチルジメトキシシラン20部、フェニルトリメトキシシラン30部を加え、攪拌下0.05N塩酸水10部を滴下し、68℃で1時間加水分解縮合した。これを120℃まで加熱して副生メタノールを除き、ろ過を行なって加水分解性シリル基を含有するオルガノポリシロキサンCを得た。動粘度は250mm2/s、屈折率は1.50であった。
3口フラスコにメチルトリメトキシシラン108.8部、ジメチルジメトキシシラン18.0部、ジフェニルジメトキシシラン12.2部及び水12.0部からなる混合物を加水分解し、副生成したメタノールを減圧留去して加水分解性シリル基を含有するオルガノポリシロキサンDを得た。動粘度は200mm2/s、屈折率は1.48であった。
3口フラスコにメチルトリメトキシシラン85部、ビニルメチルジメトキシシラン15部を加え、攪拌下0.05塩酸水15部を滴下し、68℃で2時間加水分解縮合した。これを120℃まで加熱して副生メタノールを除き、濾過を行い、ポリオルガノシロキサンEを得た。
(注)ジメチルシロキサンオイル:H−[Me2SiO]19−Me2Si−Hを主成分とする
製造例6
3つ口フラスコにメチルトリメトキシシラン100gを加え攪拌下0.05N塩酸水10gを滴下し、68℃で2時間加水分解縮合した。これを120℃まで加熱して副生メタノールを除き、濾過を行い、加水分解性基を含有するオルガノポリシロキサンGを得た。動粘度は50mm2/s、屈折率は1.41であった。
製造例7〜27
表1に記載の配合組成で各成分を配合して各表面処理剤(A1)〜(A21)を得た。
(注2)「エチルシリケート40」:商品名、コルコート社製、テトラエトキシシラン縮合物、平均縮合度6、SiO2として40重量%を含有する状態までテトラエトキシシランを縮合させたもの
(注3)「エチルシリケート48」:商品名、コルコート社製、テトラエトキシシラン縮合物、SiO2として48重量%を含有する状態までテトラエトキシシランを縮合させたもの
(注4)「フルオンPTFEルブリカントL173J」:商品名、旭硝子株式会社製、ポリテトラフルオロエチレンパウダー。平均粒子径7μm
(*注)ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン:式(10)において、m1が7、m2が2、aが3、R6がメチル基である化合物。
表面処理剤(A22):カルナバワックス
表面処理剤(A23):「フッソ99」(商品名、ソフト99社製、組成:炭化水素ワックス、フッソ変性ワックス、ポリテトラフルオロエチレンパウダー、フッソ系樹脂、石油系溶剤)。
洗車やワックスがけによりキズが生成し劣化した、最上層にクリヤー塗膜が形成されている自動車外板に以下の方法で表面処理を行った。
(洗浄工程)
自動車外板を水で濡らした後、自動車用のシャンプー「ニューカーシャンプー」(商品名、ソフト99コーポレーション社製)と洗車用スポンジ等を用いて表面の油煙やほこり、チリなどの汚れを水洗した。その後、自動車外板表面に付着した鉄粉などの金属片をネンド状クリーナーを使用して除去した。
(研磨工程)
極細目コンパウンド「ハード1−L」(商品名、住友スリーエム株式会社製、液状コンパウンド)を自動車外板に塗布し、キズ深さがの平均値が1μmになるまでスポンジバフでバフがけした。傷深さは表面粗さ測定器により測定した。バフの回転数は1500RPMとした。この工程に約1時間を要した。
(表面処理剤塗布工程)
バフがけした自動車外板表面を水洗、乾燥後、該表面を「シリコンオフ」(商品名、関西ペイント株式会社製、脱脂剤)を用いて脱脂した。そして、上記各表面処理剤(A1)〜(A23)を「3M 仕上げクロス5350」(商品名、住友スリーエム社製、帯電防止糸含有極細繊維使用のクロス)を用いて夫々塗り伸ばした後、別の清浄な「3M 仕上げクロス5350」でむらがなくなるまでふき取った。
(仕上げ工程)
上記塗布工程後の各表面処理剤が乾燥硬化する前の状態で、別の清浄な「3M 仕上げクロス5350」で、自動車ボディーの雨筋ができる方向(例えば、ドア部、フェンダー部等の地面に対してほぼ垂直な垂直部は上から下へ、ルーフ部、ボンネット部等の地面に対してほぼ平行な平面部は車の進行方向に沿う方向)に拭き取った。
その後、各外板を屋内(気温25℃)で8時間放置し、試験体とし下記性能試験に供した。結果を表2に示す。
実施例2において最後の仕上げ工程を除いた以外は実施例2と同様にして試験体を作成し、下記性能試験に供した。結果を表2に併せて示す。
比較例3
実施例2において、研磨工程において、傷深さが6μmになるまでバフがけする以外は、実施例2と同様の手順にて試験体を得た。結果を表2に併せてしめす。
(*1)仕上がり性(傷の隠蔽性)
各試験体を屋外の太陽光の下で目視観察し、各表面処理剤塗布前のキズが隠蔽されているかを下記基準で評価した。
◎:光沢が非常に良好であり、キズが全く見えない。○:光沢が良好であり、キズがほとんど見えない、△:光沢が良好であり、キズがわずかに見える、×:キズがほとんど隠蔽されていない
(*2)塗布作業性
各表面処理剤による塗布作業性を下記基準で評価した。
○:ムラなく容易に仕上がる、△:ムラなく仕上げるのが容易ではなく仕上げるのに多くの時間を要する、×:多くの時間をかけてもムラが残る
(*3)汚れ除去容易性
上記方法で得られた各試験体を屋外にさらに3ヶ月暴露した後、暴露後の各試験体の汚れの除去容易性について下記基準にて評価した。
◎:暴露後の試験体を水洗するだけで汚れがきれいに取れる、○:暴露後の試験体を水洗した後、クロスで汚れがきれいに拭き取れる、△:暴露後の試験体を水洗した後、クロスで拭いても汚れが僅かに残る、×:暴露後の試験体を水洗し、クロスで拭いても汚れが落ちにくい
Claims (11)
- (1)塗膜面を洗浄する洗浄工程、
(2)工程(1)で得られた洗浄された塗膜面を、該塗膜面に生成している傷の深さの平均値が0.1〜5μmの範囲内になるまで研磨剤(A)により研磨する研磨工程、及び
(3)工程(2)で得られた研磨された塗膜面上に、表面処理剤(B)を塗布する塗布工程を含む方法であって、該表面処理剤(B)が、Si−C結合及び加水分解性シリル基を含有するオルガノポリシロキサン(a)を含有することを特徴とする塗膜面の表面処理方法。 - (1)塗膜面を洗浄する洗浄工程、
(2)工程(1)で得られた洗浄された塗膜面を、該塗膜面に生成している傷の深さの平均値が0.1〜5μmの範囲内になるまで研磨剤(A)により研磨する研磨工程、
(3)工程(2)で得られた研磨された塗膜面上に、表面処理剤(B)を塗布する塗布工程及び
(4)工程(3)で得られた表面処理剤(B)が塗布された塗膜面を、該塗膜面の下り勾配の傾斜方向にほぼ平行な方向に拭く工程、
を含む方法であって、該表面処理剤(B)が、Si−C結合及び加水分解性シリル基を含有するオルガノポリシロキサン(a)を含有することを特徴とする表面処理方法。 - Si−C結合及び加水分解性シリル基を含有するオルガノポリシロキサン(a)が、ベンゼン環構造を有するものである請求項1または2に記載の表面処理方法。
- Si−C結合及び加水分解性シリル基を含有するオルガノポリシロキサン(a)が、3次元構造のオルガノポリシロキサン骨格及び直鎖状のオルガノポリシロキサン骨格を分子中に共に含有するオルガノポリシロキサン(a1)を含有する請求項1ないし3のいずれか1項に記載の表面処理方法。
- 表面処理剤(B)が、Si−C結合及び加水分解性シリル基を含有するオルガノポリシロキサン(a)を処理剤(B)中に13重量%以上含有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の表面処理方法。
- 表面処理剤(B)が、さらに加水分解性シリル基を含有しないオルガノポリシロキサン(b)を含有し、成分(a)及び成分(b)の合計重量に対して、成分(a)の量が13〜99.9重量%、成分(b)の量が0.1〜87重量%の範囲内であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の表面処理方法。
- 加水分解性シリル基を含有しないオルガノポリシロキサン(b)が、分子量が200〜1,000の範囲内の、直鎖状ポリシロキサン及び/又は環状ポリシロキサンである請求項6に記載の表面処理方法。
- 表面処理剤(B)が、さらにオルガノシリケート化合物(c)を含有することを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の表面処理方法。
- 表面処理剤(B)が、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルキル基を含有する化合物及び炭素数が6以上の炭化水素基を含有するアルコキシシランよりなる群から選ばれる1種以上の化合物(d)をさらに含有する請求項1ないし8のいずれか1項に記載の表面処理方法。
- 表面処理剤(B)が、有機金属化合物を該表面処理剤(B)に対し0.1〜10重量%含有することを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載の表面処理方法。
- 請求項1ないし10のいずれか1項に記載の方法により処理された物品。
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