JP2011001532A - Coating agent having function of absorbing and blocking infrared and ultraviolet rays - Google Patents
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Abstract
Description
建屋、倉庫、自動車、ショーウインドウ、ショーケースなどの硝子面から太陽光の紫外線や赤外線が浸入し、室内、車内、ショーケース内部の温度が上昇し、また紫外線による人体の日焼けや商品・展示物の劣化・損傷が発生することから、赤外線と紫外線を同時に吸収・遮蔽する対策が強く求められていた。本発明は、硝子面に塗布することにより赤外線と紫外線を同時に吸収・遮蔽の効果を発現するコーティング剤に関するものである。 Sunlight ultraviolet rays and infrared rays penetrate from the glass surfaces of buildings, warehouses, automobiles, show windows, showcases, etc., the temperature inside the car, inside the car, and inside the showcase rises. Therefore, measures to absorb and shield infrared rays and ultraviolet rays at the same time have been strongly demanded. The present invention relates to a coating agent that exhibits an effect of simultaneously absorbing and shielding infrared rays and ultraviolet rays when applied to a glass surface.
赤外線、紫外線対策としては、硝子面に赤外線や紫外線吸収をするフィルムを貼り付ける方式がこれまで提唱されてきた。しかしながらフィルムの変色・劣化、赤外線・紫外線吸収能の低下、大判硝子へのフィルムの貼付けの難しさ、コスト面等に問題があった。 As a countermeasure against infrared rays and ultraviolet rays, a method of pasting a film that absorbs infrared rays and ultraviolet rays on the glass surface has been proposed. However, there have been problems in discoloration / deterioration of the film, a decrease in infrared / ultraviolet absorption ability, difficulty in sticking the film to a large glass, and cost.
また、硝子面に赤外線吸収するコート剤を塗布する方式も一部提案されているが、塗膜の劣化・ハクリ、赤外線・紫外線吸収能の低下、塗作業布の難しさに問題があり、幅広い普及には至っていない。コート剤に添加する赤外線吸収剤としては、酸化錫（ＡＴＯ）、酸化インジウム（ＩＴＯ）などが使用されているが、これらは赤外線を吸収するものの、紫外線を吸収しないので、紫外線の吸収対策として有機系紫外線剤が添加されていた。しかしながら紫外線吸収剤そのものが紫外線によって劣化・分解し、２〜３年で紫外線吸収性能が大きく低下することが問題であった。またコート剤に使用するバインダーとして、無機系塗膜を形成するアルコキシシラン加水分解物の使用が一部提唱されているが、塗膜の白化、ひび割れ、ハクリ・脱落の問題があり、耐久性に欠けるものであった。また硝子面への塗布作業性が極めて悪く、施工コストが高くなる問題を包含していた。 In addition, some methods of applying a coating agent that absorbs infrared rays to the glass surface have been proposed, but there are problems with coating film deterioration / development, reduced infrared / ultraviolet absorption ability, difficulty in coating work cloth, and a wide range It has not spread. As the infrared absorber added to the coating agent, tin oxide (ATO), indium oxide (ITO), etc. are used, but these absorb infrared rays but do not absorb ultraviolet rays. A system ultraviolet ray agent was added. However, the ultraviolet absorber itself deteriorates and decomposes due to ultraviolet rays, and the problem is that the ultraviolet absorption performance is greatly reduced in 2 to 3 years. In addition, the use of an alkoxysilane hydrolyzate that forms an inorganic coating as a binder used in coating agents has been proposed in part, but there are problems of whitening, cracking, peeling, and dropping off of the coating, resulting in durability. It was lacking. Moreover, the coating workability | operativity to a glass surface was very bad, and the problem that construction cost became high was included.
本発明では、赤外線と紫外線を同時に吸収・遮蔽効果を有する酸化亜鉛系顔料を使用すると共に、経年変化が小さいと言われているアルキルシリケート系の無機バインーを用いてコーティング剤を提供するものある。従来、無機バインダーを使用すると塗膜に割れ、剥離が生じ易く、０．５μｍ以上の厚膜の形成が難しいことが課題であった。本発明は、これらの課題を解決し、硝子面への塗布作業が簡便、短時間に出来、かつコート液の保存性（ポットライフ）が良好な赤外線・紫外線吸収・遮蔽機能を有するコーティング剤に関するものである。 In the present invention, a coating agent is provided by using a zinc oxide pigment having an effect of simultaneously absorbing and shielding infrared rays and ultraviolet rays, and using an alkyl silicate type inorganic binder which is said to have little secular change. Conventionally, when an inorganic binder is used, the coating film is easily cracked and peeled off, and it is difficult to form a thick film of 0.5 μm or more. The present invention relates to a coating agent that solves these problems, has an infrared / ultraviolet absorption / shielding function that is easy to apply to a glass surface, can be performed in a short time, and has good coating liquid storage stability (pot life). Is.
本発明の第１発明は、酸化亜鉛に異種金属をドープさせて赤外線と紫外線の両域に吸収・遮蔽性能を有する無機系酸化亜鉛顔料を主原料とし、これに無機バインダーとしてアルコキシシランの化合物を加え、さらに溶媒として炭素数１〜５の低級アルコールを配合したものをコート液の基本液とし、このコート液の基本液に対して、架橋剤としてグリシドアルキルシラン化合物、メタクリルアルキルシラン化合物、メルカプトアルキルシラン化合物、アミノアルキルシラン化合物の少なくとも１種を添加することを特徴とする赤外線・紫外線の吸収・遮蔽機能を有するーティング剤である。 The first invention of the present invention is that an inorganic zinc oxide pigment having an absorption and shielding performance in both infrared and ultraviolet regions by doping zinc oxide with a dissimilar metal as a main raw material, and an alkoxysilane compound as an inorganic binder. In addition, a mixture of a lower alcohol having 1 to 5 carbon atoms as a solvent is used as a basic solution for the coating solution, and a glycidyl alkylsilane compound, a methacrylalkylsilane compound, a mercapto as a crosslinking agent for the basic solution of the coating solution. A coating agent having an infrared ray / ultraviolet ray absorption / shielding function, wherein at least one of an alkylsilane compound and an aminoalkylsilane compound is added.
本発明の第３発明は、塗膜形成時の乾燥速度の調整剤として、エチレングリコール、エチレングリコールエーテル化合物の少なくとも１種を添加することを特徴とする請求項１の赤外線・紫外線の吸収・遮蔽機能を有するコーティング剤である。塗膜形成時の乾燥速度を調整することは、無機バインダーの架橋の緻密度をコントロールすることになり、塗膜の割れ、剥離、白化を防止し、塗装作業性の向上と共に塗膜の耐久性を高めることが出来る。 The third invention of the present invention is the absorption / shielding of infrared rays / ultraviolet rays according to claim 1, wherein at least one of an ethylene glycol and an ethylene glycol ether compound is added as an adjustment agent for the drying rate during coating film formation. It is a coating agent having a function. Adjusting the drying speed when forming the coating film controls the density of crosslinking of the inorganic binder, prevents cracking, peeling and whitening of the coating film, improves coating workability and durability of the coating film Can be increased.
酸化亜鉛に異臭金属をドープさせた無機系酸化亜鉛顔料を使用していることから、経年変化がほとんど無く、長期間に亘って安定した赤外線、紫外線を同時に吸収・遮蔽する効果を維持することが出来る。また、アルキルシケート系の無機バインダーを使用していることから、紫外線によるバインダーの劣化が見られない。本発明では、コーティング剤に架橋剤と乾燥速度調剤剤を用いることから、塗膜の厚膜形成（１０〜３０μｍ）が可能になり、硝子への密着性が良好である。また塗膜の硬度、耐水性・耐久性が向上することから、塗り替えや再塗布の必要性が少なく、長期間に亘って赤外線・紫外線遮蔽効果を享受することが出来る。また、コーティング剤の保管安定性（ポットライフ）が良好あり、６ケ月間以上、常温で保管しても粘度や塗料組成などに変化が見られなく、長期間良好な塗布作業性が保持される。 Because it uses an inorganic zinc oxide pigment doped with an odorous metal in zinc oxide, there is almost no secular change, and the effect of simultaneously absorbing and shielding stable infrared and ultraviolet rays can be maintained over a long period of time. I can do it. In addition, since an alkyl silicate inorganic binder is used, the deterioration of the binder due to ultraviolet rays is not observed. In the present invention, since a crosslinking agent and a drying rate preparation agent are used as the coating agent, a thick film can be formed (10 to 30 μm), and adhesion to glass is good. Further, since the hardness, water resistance and durability of the coating film are improved, there is little need for repainting and recoating, and the infrared / ultraviolet shielding effect can be enjoyed over a long period of time. Also, the storage stability (pot life) of the coating agent is good, and even when stored at room temperature for 6 months or longer, no change in viscosity or paint composition is observed, and good coating workability is maintained for a long time. .
本発明の赤外線・紫外線の吸収・遮蔽機能を有するーティング剤を建屋、倉庫、自動車、ショウルーム、ショーケースなどの窓や開口部に設置されている硝子板や透明プラスチック板の表面に塗布することにより、室内、車内、ショーケースなどの内部への赤外線と紫外線の浸入を永年に亘って防止ができる。紫外線の遮蔽効果により、人体の日焼け防止、展示商品の変色・劣化防止が可能になる。また赤外線の遮蔽効果により、夏場においては、室内・車内・庫内の温度上昇を緩和させることが出来、さらに冬場においては、開口部の硝子面やプラスチック板からの熱線放出を阻止し、室内・車内・庫内の保温性が高まることから省エネ対策になり、また冬場の結露防止対策にも有効である。 By applying the coating agent having infrared / ultraviolet absorption / shielding function of the present invention to the surface of a glass plate or transparent plastic plate installed in a window or opening of a building, warehouse, automobile, showroom, showcase, etc. It is possible to prevent the intrusion of infrared rays and ultraviolet rays into the interior of a room, a car, a showcase, etc. for many years. The UV shielding effect makes it possible to prevent the human body from sunburn and to prevent discoloration and deterioration of the displayed products. In addition, the infrared shielding effect can alleviate temperature rises in the room, in the car, and in the interior in the summer, and in winter, it prevents the release of heat rays from the glass surface of the opening and the plastic plate. It is an energy-saving measure because it increases the heat insulation in the car and in the cabinet, and it is also effective for preventing condensation in winter.
本半発明で使用する赤外線・紫外線を同時に吸収・遮蔽する素材としては、異種金属をドープさせた酸化亜鉛系顔料を使用するが、これまでの赤外線吸収剤としては、アンチモンドープ酸化錫（ＡＴＯ）、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）が代表的なものであった。これらのＡＴＯやＩＴＯは、赤外線の吸収・遮蔽効果を示すが、紫外線の吸収性能は低いものであった。しかしながら、赤外線を吸収・遮蔽を要求される局面では、紫外線の同時吸収を要求されることが多い。このため紫外線対策については、有機系紫外線吸収剤としてベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、サルチル酸系の吸収剤が添加されることが多い。しかしながら、有機系紫外線吸収剤は、紫外線を吸収して自分自身が劣化・分解し、２〜３年間で紫外線吸収剤の性能が大きく低下する問題を包含していた。 Zinc oxide pigments doped with dissimilar metals are used as the material that simultaneously absorbs and shields infrared and ultraviolet rays used in the present half-invention, but antimony-doped tin oxide (ATO) has been used as an infrared absorber so far. Tin-doped indium oxide (ITO) was typical. These ATO and ITO exhibit an infrared absorption / shielding effect, but have a low ultraviolet absorption performance. However, in the situation where absorption / shielding of infrared rays is required, simultaneous absorption of ultraviolet rays is often required. For this reason, benzophenone-based, benzotriazole-based, cyanoacrylate-based, and salicylic acid-based absorbers are often added as organic ultraviolet absorbers. However, organic ultraviolet absorbers have included the problem that they absorb ultraviolet rays and deteriorate and decompose themselves, and the performance of the ultraviolet absorber is greatly reduced in 2 to 3 years.
一方、無機系紫外線吸収剤については、従来より酸化亜鉛、酸化チタンがよく知られており、塗料、化粧品、日焼け止めクリームなどに使用されている。しかしながら酸化亜鉛や酸化チタンをコート剤に用いると、紫外線を吸収・遮蔽効果を発揮するものの、赤外線の吸収効果が小さく、塗膜が白色になったり、透明性に欠ける問題があった。 On the other hand, zinc oxide and titanium oxide have been well known as inorganic ultraviolet absorbers and have been used in paints, cosmetics, sunscreen creams and the like. However, when zinc oxide or titanium oxide is used as a coating agent, although it absorbs and shields ultraviolet rays, the effect of absorbing infrared rays is small, and the coating film becomes white and lacks transparency.
しかしながら酸化亜鉛結晶に構成している亜鉛原子（ＩＩ価）とは異なる価数の原子（ＩＩＩ価、ＩＶ価、Ｖ価）を酸化亜鉛の結晶内にドープさせると、赤外線と紫外線の両者を吸収する特性を発現することが判明している。従って本発明では、赤外線と紫外線を同時に吸収・遮蔽効果を引き出すため、異種金属（ＩＩＩ価、ＩＶ価、Ｖ価）をドープさせた酸化亜鉛を基本材料（顔料）として用いる。酸化亜鉛にドープする異種金属としては、アルミニウム、アンチモン、ガリウムなどが望ましく、赤外線の吸収・遮蔽効果が大きい。本発明に用いる異種金属をドープさせた酸亜鉛系顔料は、無機化合物であるので紫外線や赤外線を吸収しても組成的に変化や劣化がなく、長期期間、安定して赤外線・紫外線の吸収性能を発現させることが出来る。 However, if zinc atoms are doped with atoms with different valences (III, IV, V) from the zinc atoms (II) constituting the zinc oxide crystals, both infrared and ultraviolet rays are absorbed. It has been found that it exhibits the characteristics to Therefore, in the present invention, zinc oxide doped with dissimilar metals (III valence, IV valence, V valence) is used as a basic material (pigment) in order to bring out the effect of absorbing and shielding infrared rays and ultraviolet rays simultaneously. As the dissimilar metal doped into zinc oxide, aluminum, antimony, gallium and the like are desirable, and the infrared absorption / shielding effect is great. The zinc acid pigments doped with dissimilar metals used in the present invention are inorganic compounds, so they do not change or deteriorate in composition even when absorbing ultraviolet rays or infrared rays, and stably absorb infrared rays and ultraviolet rays over a long period of time. Can be expressed.
異種金属をドープさせた酸化亜鉛顔料の１次粒子径としては、５０ｎｍ以下が望ましい。１次粒子径が５０ｎｍ以上の酸化亜鉛顔料を使用すると、塗膜の透明性が低下し、白くなりやすい。また１次粒子径が５ｎｍ以下になると、粒子の凝集性が高まることから、コート剤調製段階における分散性が低下して逆に塗膜の透明性が低下する。従って１次粒子径としては特に５〜３０ｎｍが好ましい。 The primary particle diameter of the zinc oxide pigment doped with a different metal is desirably 50 nm or less. When a zinc oxide pigment having a primary particle diameter of 50 nm or more is used, the transparency of the coating film is lowered and it tends to be white. On the other hand, when the primary particle diameter is 5 nm or less, the cohesiveness of the particles is increased, so that the dispersibility in the coating agent preparation stage is lowered and the transparency of the coating film is lowered. Accordingly, the primary particle size is particularly preferably 5 to 30 nm.
酸化亜鉛系顔料を無機バインダーと混合してコーティング剤にするに当たっては、酸化亜鉛系顔料を事前に湿式メディア分散機、超音波分散機などの分散機でもって分散体に調製しておくことが望ましい。分散溶媒としては、炭素数１〜４のアルコールが望ましい。炭素数１〜４のアルコールとしては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノールがあるが、いずれのアルコールを使用してもよい。 In mixing a zinc oxide pigment with an inorganic binder to form a coating agent, it is desirable to prepare the zinc oxide pigment beforehand in a dispersion using a dispersing machine such as a wet media dispersing machine or an ultrasonic dispersing machine. . As a dispersion solvent, a C1-C4 alcohol is desirable. Examples of the alcohol having 1 to 4 carbon atoms include methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, and n-butanol, and any alcohol may be used.
本発明に用いるバンダーは、紫外線や赤外線の吸収による組成的な経時変化、経年劣化が小さい無機バインダーとして、アルキルシリケート化合物を用いる。アルキルシリケート化合物は硝子と同じようなシリカのネットワークを形成することから、硝子との密着が比較的良好であるが、膜厚が０．５μｍ以上になると、急激に塗膜の強度や密着性が低下し、塗膜のヒビ割れ、剥離、脱落、雨水での膨潤等が発生する問題を包含していた。本発明の対象である赤外線・紫外線の吸収・遮蔽の分野では、塗膜の厚みを１０〜３０μｍ程度の厚膜にすることが必要であることから、この分野にアルキルシリケート化合物をバインダーとして使用することは極めて難しい課題とされていた。 The bander used in the present invention uses an alkyl silicate compound as an inorganic binder that is small in compositional change with time due to absorption of ultraviolet rays and infrared rays, and has little deterioration over time. Alkyl silicate compounds form a silica network similar to glass, so that adhesion to glass is relatively good. However, when the film thickness is 0.5 μm or more, the strength and adhesion of the coating suddenly increases. This included problems such as cracking, peeling, dropping off, swelling with rainwater, and the like. In the field of absorption / shielding of infrared rays / ultraviolet rays, which is the subject of the present invention, it is necessary to make the thickness of the coating film about 10 to 30 μm thick. Therefore, alkyl silicate compounds are used as binders in this field. This was an extremely difficult task.
本発明に用いる無機バンダーのアルキルシリケート化合物としては、エチルシリケート、メチルシリケートなどのオリゴマー（２〜５０量体）を用いることが出来る。量体数が大きいオリゴマーは、縮合度が高く塗料化が比較的容易であるが、ポットライフが短くなる欠点を有している。量体数が小さいオリゴマーは、加水分解・縮合反応によるシリカ生成速度が早いことから、一般的に安定した塗膜形成が難しいとされている。しかしながら本発明では、下記の架橋剤と乾燥速度調整剤を併用することより、量体数が１０以下の縮合度の低いオリゴマーを使用することが出来、コーティング剤の保管安定性（ポットライフ）を長することが出来る。 As an inorganic silicate alkylsilicate compound used in the present invention, oligomers (2 to 50-mer) such as ethyl silicate and methyl silicate can be used. An oligomer having a large number of monomers has a high degree of condensation and is relatively easy to make into a paint, but has the disadvantage of shortening the pot life. An oligomer having a small number of monomers is generally considered to be difficult to form a stable coating film because of its high silica production rate due to hydrolysis and condensation reactions. However, in the present invention, by using the following crosslinking agent and a drying rate adjusting agent in combination, an oligomer having a number of monomers of 10 or less and having a low degree of condensation can be used, and the storage stability (pot life) of the coating agent can be increased. Can be long.
本発明では、アルキルシリケート化合物にネットワークの形成段階において、架橋を促進させると共に、ネットワーク構造の緻密化に作用する架橋剤を使用する。架橋剤としては、エポキシシラン（グリシドアルキルシラン）化合物、メタクリルアルキルシラン化合物、メルカプトアルキルシラン化合物、ビニルシラン化合物、アミノアルキルシラン化合物の少なくとも１種を添加することが望ましい。さらに緻密な構造をネットワークを形成するには、上記の異なる架橋剤を２種以上を組み合わせて使用することが好ましい。 In the present invention, a cross-linking agent that promotes cross-linking and acts on densification of the network structure is used in the alkyl silicate compound in the network formation stage. As the crosslinking agent, it is desirable to add at least one of an epoxy silane (glycidalkyl silane) compound, a methacryl alkyl silane compound, a mercapto alkyl silane compound, a vinyl silane compound, and an aminoalkyl silane compound. In order to form a network with a more precise structure, it is preferable to use a combination of two or more of the above different crosslinking agents.
架橋剤のエポキシシラン化合物（グリシドアルキルシラン化合物）としては、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシランなどを用いることが出来る。 As an epoxy silane compound (glycidyl alkyl silane compound) as a crosslinking agent, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycid Xylpropylmethyldiethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and the like can be used.
架橋剤のメタクリルアルキルシラン化合物としては、３−メタクリロキシプロピリルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピリルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピリルメチルジメトキシシランなどを用いることが出来る。 As the methacrylalkylsilane compound as a crosslinking agent, 3-methacryloxypropylyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropylylmethyldimethoxysilane, and the like can be used.
架橋剤のメルカプトアルキルシラン化合物としては、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメキシシランなどを用いることが出来る。 As a mercaptoalkylsilane compound as a crosslinking agent, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethyloxysilane, or the like can be used.
架橋剤のビニルシラン化合物としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリアセトキシシランを用いることが出来る。 As the vinyl silane compound of the crosslinking agent, vinyl trimethoxy silane, vinyl triethoxy silane, vinyl triisopropoxy silane, or vinyl triacetoxy silane can be used.
架橋剤のアミノアルキルシラン化合としては、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルメトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルエトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシランなどを用いることが出来る。 As the aminoalkylsilane compound of the crosslinking agent, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropylmethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropylethoxy Silane, 3- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, and the like can be used.
架橋剤の添加量としては、アルキルシリケート化合物に対して、１〜１００重量％の範囲であるが、架橋剤の添加量が少ないと架橋促進の効果が小さく、また逆に添加量が多くなると塗液が増粘したり、ポットライフが短くなる。従って架橋剤の添加量は５〜５０重量％が特に好ましい。 The addition amount of the crosslinking agent is in the range of 1 to 100% by weight with respect to the alkyl silicate compound. However, if the addition amount of the crosslinking agent is small, the effect of promoting crosslinking is small. The liquid thickens and the pot life is shortened. Therefore, the addition amount of the crosslinking agent is particularly preferably 5 to 50% by weight.
本発明のコーティング剤の調製に当たって使用する溶媒は、前記の異種金属の分散体にした溶媒と同じように炭素数１〜４のアルコールの使用が望ましい。溶媒して炭素数が異なるアルコールや他種の有機溶媒を使用すると、異種金属の分散体の分散バランスが崩れて、塗液や塗膜が白濁したり、透明性が低下したりする。 As for the solvent used in the preparation of the coating agent of the present invention, it is desirable to use an alcohol having 1 to 4 carbon atoms in the same manner as the solvent in which the dissimilar metal is dispersed. If an alcohol or another type of organic solvent having a different carbon number is used as a solvent, the dispersion balance of the dissimilar metal dispersion is lost, and the coating liquid or coating film becomes cloudy or the transparency is lowered.
本発明のコーティング剤の調製に当たっては、乾燥速度調剤の添加が必要である。本発明のコート剤に配合する溶媒に炭素数が１〜４のアルコールを使用するため、塗液の乾燥速度が速く、蒸発熱の発散により塗膜が冷却されて空気中の水分が巻き込まれ、塗膜が白濁することが多い。またネットワークが形成前に塗膜が乾燥すると、緻密な塗膜が得られず、塗膜の強度や硬度が低下したり、ハクリ、ヒビ割れが発生し易い。従って、本発明では、架橋剤と共に、乾燥速度調剤を併用することにより、アルキルシリケート化合物と架橋剤との反応によるシリカのネットワークの形成速度と塗膜の乾燥速度を相互に制御することにより、最適な塗膜の形成が可能になる。 In preparing the coating agent of the present invention, it is necessary to add a drying rate preparation. Since alcohol having 1 to 4 carbon atoms is used in the solvent to be blended with the coating agent of the present invention, the drying speed of the coating liquid is fast, the coating film is cooled by the divergence of evaporation heat, and moisture in the air is involved. The coating often becomes cloudy. Further, when the coating film is dried before the network is formed, a dense coating film cannot be obtained, and the strength and hardness of the coating film are reduced, and cracking and cracking are likely to occur. Therefore, in the present invention, by using a drying rate preparation together with a crosslinking agent, the formation rate of the silica network by the reaction of the alkylsilicate compound and the crosslinking agent and the drying rate of the coating film are mutually controlled. Can be formed.
乾燥速度調剤としては、異種金属をドープした酸化亜鉛の分散状態を壊さないで、塗膜の乾＋コールエーテル化合物の少なくと１種を添加することが望ましい。エチレングリコールエーテル化合物としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノターシャルブチルエーテル、エチレングリコールモノｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル等があり、これらのものを用いることが出来る。 As a drying rate preparation, it is desirable to add at least one kind of dry + coal ether compound of the coating film without destroying the dispersion state of zinc oxide doped with different metals. Examples of the ethylene glycol ether compound include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoisobutyl ether, ethylene glycol monotert-butyl ether, ethylene glycol mono n-propyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, etc. These can be used.
乾燥速度調整剤は、添加量が少ないと乾燥速度の調整の効果が得られ難く、蒸発熱の放散により塗膜が冷却れて空気中水分が塗膜に混入するため、塗膜の白化現象が発生し易い。この白化現象が起きると、塗膜の透明度が低下し、塗膜強度・密着性も低下する。逆に添加量が多くなると、異種金属をドープした酸化亜鉛の分散状態を壊したり、塗装時に塗液のタレ発生が起こり易くなる。また乾燥時間が長くなり、塗装作業性が悪くなる。従って、乾燥速度調整剤の添加量は、コーティング剤の全体重量に対して１〜５０％が望ましく、特に５〜３０％が好ましい。 When the addition amount of the drying rate modifier is small, it is difficult to obtain the effect of adjusting the drying rate, and the coating film is cooled by diffusion of heat of evaporation and moisture in the air is mixed into the coating film. It is easy to generate. When this whitening phenomenon occurs, the transparency of the coating film decreases, and the strength and adhesion of the coating film also decrease. On the other hand, when the addition amount increases, the dispersion state of zinc oxide doped with a different metal is easily broken, or sagging of the coating liquid easily occurs during coating. Also, the drying time becomes longer and the coating workability becomes worse. Therefore, the addition amount of the drying rate adjusting agent is desirably 1 to 50%, particularly 5 to 30%, based on the total weight of the coating agent.
本発明の赤外線・紫外線の吸収・遮蔽光効果を有するコーティング剤は、建物、倉庫、乗用車車、トラック、バス、飛行機、ショーウンインドウなどの硝子面、透明プラスチック板にに塗布して、内部に進入してくる赤外線・紫外線を吸収・遮蔽を行うものであるが、塗布方法はロールコート法、スプレイ法、ディッピング法、スピンコーター法、ナプキン塗布法等により簡便に塗布することができる。 The coating agent having infrared / ultraviolet absorption / shielding light effect of the present invention is applied to glass surfaces of buildings, warehouses, passenger cars, trucks, buses, airplanes, shawed windows, etc., and transparent plastic plates. It absorbs and shields incoming infrared rays and ultraviolet rays, and can be simply applied by a roll coating method, a spray method, a dipping method, a spin coater method, a napkin coating method, or the like.
塗膜の膜厚は、単位面積当たりのコーティング剤の塗布量により任意に調節することができるが、赤外線・紫外線を吸収・遮蔽効果を効率的に発現させるために、塗膜を欠陥のない連続膜とし、かつ膜厚を１０〜３０μｍにすることが望ましい。 The film thickness of the coating film can be arbitrarily adjusted according to the coating amount of the coating agent per unit area, but in order to efficiently absorb and shield infrared rays and ultraviolet rays, the coating film should be continuous without defects. It is desirable to use a film and to have a thickness of 10 to 30 μm.
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらに制限されるものではない。 Examples of the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.
赤外線・紫外線の吸収・遮蔽光効果を有するコーティング剤の調整としては、下記の手順で調製した。先ずは、異種金属をドープした酸化亜鉛として、アンチモンドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）をエタノールに分散した溶液（固形分濃度：３０％）２５０ｇを用意した。これにエチルシリケートオリゴマー（エチルシリケート４０：ＳｉＯ２／４０％）２００ｇを加えて３０分間混合した。さらに有機溶媒として、エタノール３５０ｇで稀釈して、コート剤の基本液とした。In order to adjust the coating agent having infrared / ultraviolet absorption / shielding light effect, it was prepared by the following procedure. First, 250 g of a solution (solid content concentration: 30%) in which antimony-doped zinc oxide (AZO) was dispersed in ethanol was prepared as zinc oxide doped with a different metal. 200 g of ethyl silicate oligomer (ethyl silicate 40: SiO 2 /40%) was added thereto and mixed for 30 minutes. Furthermore, it diluted with 350 g of ethanol as an organic solvent, and it was set as the basic solution of the coating agent.
上記のコート剤の基本液に対して、架橋剤として、ビニルトリイソプロポキシシラン ３０ｇ、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン ７０ｇを添加した。さらに、乾燥速度調整剤として、エチレングリコール ４０ｇとエチレングリコールモノイソプロピルエーテル ６０ｇを添加し、３０分間攪拌を行いコート剤調製液とした。 30 g of vinyl triisopropoxysilane and 70 g of 3-mercaptopropyltriethoxysilane were added as a crosslinking agent to the basic solution of the coating agent. Further, 40 g of ethylene glycol and 60 g of ethylene glycol monoisopropyl ether were added as a drying rate adjusting agent, and the mixture was stirred for 30 minutes to prepare a coating agent preparation solution.
上記のコート剤調製液をポリ容器内に充填して常温で６ヶ月間暗所にて保存した後、コー剤の粘度をフローカップ法で測定した。粘度の経時変化率が５％以内であり、高い保存安定性を示した。 The above coating agent preparation solution was filled in a plastic container and stored at room temperature in a dark place for 6 months, and then the viscosity of the coating agent was measured by a flow cup method. The rate of change with time in viscosity was within 5%, indicating high storage stability.
硝子板（厚み３ｍｍ、大きさ２００ｍｍ×２００ｍｍ）用意し、エタノールで硝子表面を油脂分を拭き取り、硝子面を親水性に処理した後、上記のコート剤調製液を低圧温風ガンで塗布量が約４０〜５０ｇ／ｍ２になるように硝子面に塗布し、そのまま常温（約２５℃）で放置して塗膜の形成を行った。Prepare a glass plate (thickness 3 mm, size 200 mm x 200 mm), wipe off the oil and fat on the glass surface with ethanol, make the glass surface hydrophilic, and then apply the coating agent preparation solution with a low-pressure hot air gun. It was applied to the glass surface so as to be about 40 to 50 g / m 2 , and was left as it was at room temperature (about 25 ° C.) to form a coating film.
また、比較のため、以下のコート剤調製液を作製し、上記実施例と同様の作製方法で塗膜を形成した。なお、比較例において特記している以外の成分は実施例と同一である。
［比較例１］Moreover, the following coating agent preparation liquid was produced for the comparison, and the coating film was formed with the preparation methods similar to the said Example. In addition, components other than those specified in the comparative example are the same as those in the examples.
[Comparative Example 1]
実施例のコート剤の基本液のみの使用で、架橋剤と乾燥速度調剤を配合していないコー剤調製液を作成した。
［比較例２］By using only the basic solution of the coating agent of the example, a coating agent preparation solution containing no crosslinking agent and drying rate preparation was prepared.
[Comparative Example 2]
実施例のコート剤の基本液に対して、乾燥速度調整剤を配合するが、架橋剤を添加していないコート剤調製液を作成した。
［比較例３］A coating agent preparation solution was prepared by adding a drying rate adjusting agent to the basic solution of the coating agent of the example but not adding a crosslinking agent.
[Comparative Example 3]
実施例のコート剤の基本液に対して、架橋剤を配合するが、乾燥速度調整剤を添加していないコート剤調製液を作成した。 A coating agent preparation solution was prepared by adding a crosslinking agent to the basic solution of the coating agent of the example, but not adding a drying rate adjusting agent.
実施例及び比較例１〜３のコート剤調製液を塗布した直後の成膜性（表面平滑性）、塗布１日後の塗膜の状態、鉛筆硬度、及び塗布１週間後の塗膜について膜厚を測定した。この測定結果を表１に示す。 Film forming properties (surface smoothness) immediately after application of the coating agent preparations of Examples and Comparative Examples 1 to 3, film state after 1 day of application, pencil hardness, and film thickness after 1 week of application Was measured. The measurement results are shown in Table 1.
また、実施例及び比較例１〜３のコート剤調製液を塗布して１週間後の塗膜について、可視光（測定波長：５００ｎｍ）、赤外線（測定波長：１６００ｎｍ）、紫外線透過率（測定波長：３６０ｎ）を分光光度計を用いて測定した結果を表１に示す。またブランクテストとして、硝子板（厚み：３ｍｍ）の各透過率の測定した。この測定結果を表１に示す。 Further, with respect to the coating film one week after applying the coating agent preparation solutions of Examples and Comparative Examples 1 to 3, visible light (measurement wavelength: 500 nm), infrared light (measurement wavelength: 1600 nm), ultraviolet transmittance (measurement wavelength) Table 360 shows the results of measuring 360 n) using a spectrophotometer. As a blank test, each transmittance of a glass plate (thickness: 3 mm) was measured. The measurement results are shown in Table 1.
Claims (2)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2009162225A JP2011001532A (en) | 2009-06-17 | 2009-06-17 | Coating agent having function of absorbing and blocking infrared and ultraviolet rays |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116239916A (en) * | 2022-09-05 | 2023-06-09 | 龙牌涂料(北京)有限公司 | Ultraviolet-absorbing indoor coating and preparation method thereof |
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2009
- 2009-06-17 JP JP2009162225A patent/JP2011001532A/en active Pending
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