JP2011156476A - 無機系部材からなる基材の表面のメンテナンス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基材の表面を保護すると共に美感を維持し、汚れとして特に目立ちやすい指紋を目立たなくし、また付着した指紋を除去し易くし、更には、傷等により補修の必要性が生じた際の基材から保護用コーティング剤の除去を容易に行える無機系部材からなる基材の表面のメンテナンス方法を得る。
【解決手段】 物体の内外装に備えられた無機系部材からなる基材の表面のメンテナンス方法であって、先ず、基材の表面にプライマーとして有機官能基がエポキシ基であるシランカップリング剤を塗布し、その後、有効成分として、下記（ａ）、（ｂ）を含有し、固形分中の（ａ）＋（ｂ）の重量％が、１００重量％以下４０重量％以上で、（ａ）と（ｂ）の混合比率が、（ａ）が０％〜１００％、（ｂ）が０％〜１００％である保護用コーティング剤を塗布する。
（ａ）アクリル系共重合物のエマルジョン
（ｂ）水性ウレタン系樹脂
【選択図】 なし

Description

本発明は、物体の内外装に備えられたステンレス等の無機質部材からなる基材の表面を保護すると共に美感を維持するメンテナンス方法に関する。

例えば、エレベータのカーゴ内やパネル部分等に使用されるステンレス材は、人の手指脂（以下、指紋という。）等が付着すると表面が見難くなると同時に汚れが更に雑菌を呼ぶという悪循環に至る。また、海岸近くの場所では風に運ばれる塩分により本来あり得ないことであるが、錆の発生ケースも認められている。こうした汚れからステンレス等からなる基材を護り、その美観を長く保持するメンテナンス方法が求められている。

従来、ステンレス等の無機質部材からなる基材の表面のメンテナンス方法として、基材の表面に溶剤型の保護用コーティング剤を塗布するといった方法が知られている。しかしながら、これらの塗膜は一度傷が付くとその補修時には溶剤処理しなければならないし、再塗布するには極めて手間がかかるといった問題があった。

このような問題点に鑑み、水系の保護用コーティング剤を塗布し、所定の期間経過後に、アルカリ性洗剤で容易に除去できるようにしたメンテナンス方法が提案されているが、このタイプの保護用コーティング剤は密着性が悪く、汚れが付着した塗膜を水拭きすると剥がれてしまうといった問題があった。

また、汚れとして特に目立ちやすい指紋を目立たなくし、また付着した指紋を除去し易くするものとして、液晶モニタ、テレビ、ショーケース、時計や計器のカバーガラスなどの基材の表面に貼着される、電離放射線硬化型樹脂を含む保護用コーティング剤から形成された樹脂層の表面にぬれ張力が２５ｍＮ／ｍ以上としたフィルム（例えば、特許文献１参照。）や、主骨格に酸素原子を有する樹脂を含有させて、電気陰性度の高い酸素原子により指紋を大きく濡れ広げさせて目立ち難くさせる保護用コーティング剤（例えば、特許文献２参照。）を塗布するといったことが提案されている。

しかし、これらのフィルムや塗料にあっては、前者は電離放射線により硬化する樹脂を含む塗料から形成された樹脂層（塗膜）は基材から容易に除去できず、また同様に、後者にあっても熱硬化型樹脂からなるため成膜した後は容易に除去することができないので、傷等により補修の必要性が生じた際の補修が困難であるといった問題があった。

再公表０４−４６２３０号公報 特開２００７−３１４６０９号公報

上記のように、汚れから基材を護るものとして知られている溶剤型の保護用コーティング剤ではその補修時には溶剤処理しなければならず、再塗布するには極めて手間がかかるといった問題があり、また、水系の保護用コーティング剤では密着性が悪く、汚れが付着した塗膜を水拭きすると剥がれてしまうといった問題があり、また、基材の表面に貼着される、電離放射線硬化型樹脂を含む保護用コーティング剤から形成された樹脂層の表面にぬれ張力が２５ｍＮ／ｍ以上としたフィルムや主骨格に酸素原子を有する樹脂を含有させて、電気陰性度の高い酸素原子により指紋を大きく濡れ広げさせて目立ち難くさせる保護用コーティング剤では、塗膜を容易に除去することができないので、傷等により補修の必要性が生じた際の補修が困難であるといった問題があった。

本発明の目的は、基材の表面を保護すると共に美感を維持し、汚れとして特に目立ちやすい指紋を目立たなくし、また付着した指紋を除去し易くし、更には、傷等により補修の必要性が生じた際の基材から保護用コーティング剤の除去を容易に行える無機系部材からなる基材の表面のメンテナンス方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明者等は、アクリル系共重合物のエマルジョンや水性ウレタン系樹脂の屈折率が指紋成分の屈折率とほぼ同程度であることを見出し、アクリル系共重合物のエマルジョンや水性ウレタン系樹脂を保護用コーティング剤の有効成分とすることに着眼するとともに、保護用コーティング剤の塗膜の密着性を得るためにプライマーとしてシランカップリング剤を塗布することに着眼し、本発明を完成するに至った。

請求項１に記載の発明は、物体の内外装に備えられた無機系部材からなる基材の表面のメンテナンス方法であって、先ず、基材の表面にプライマーとして有機官能基がエポキシ基であるシランカップリング剤を塗布し、その後、有効成分として、下記（ａ）、（ｂ）を含有し、固形分中の（ａ）＋（ｂ）の重量％が、１００重量％以下４０重量％以上で、（ａ）と（ｂ）の混合比率が、（ａ）が０％〜１００％、（ｂ）が０％〜１００％である保護用コーティング剤を塗布することを特徴とする。
（ａ）アクリル系共重合物のエマルジョン
（ｂ）水性ウレタン系樹脂

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の、前記シランカップリング剤は、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であることを特徴とする。

請求項１に記載の無機系部材からなる基材の表面のメンテナンス方法によれば、基材の表面に保護用コーティング剤の塗膜が基材の表面を塵埃等から護り、また、表面に付着した指紋を目立たなくし、また、付着した指紋を容易に拭き取り除去することができる塗膜を基材の表面に形成することができる。
そして、この保護用コーティング剤の塗布にあっては、先ず、基材の表面にプライマーとして有機官能基がエポキシ基であるシランカップリング剤を塗布し、その後に保護用コーティング剤を塗布するので、水系である保護用コーティング剤がシランカップリング剤の塗膜を介して基材の表面に密着し、汚れが付着した保護用コーティング剤の塗膜を水拭きしても剥がれることなく、保護用コーティング剤の塗膜から汚れを落とすことができる。
また、形成された保護用コーティング剤の塗膜は、傷等により補修の必要性が生じた際にはアルカリ性洗剤で容易に除去することができる。

請求項２に記載の無機系部材からなる基材の表面のメンテナンス方法によれば、請求項１に記載の、シランカップリング剤が、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であるので、保護用コーティング剤の塗膜を基材の表面に密着させることができる。

以下、本発明に係る無機系部材からなる基材の表面のメンテナンス方法の実施例を詳細に説明する。
本例は、先ず、基材の表面にプライマーとして有機官能基がエポキシ基であるシランカップリング剤を塗布する。
シランカップリング剤は、一つの分子中に有機物との反応や相互作用が期待できる有機官能基「Ｙ」と加水分解性基「−ＯＲ］の両者を併せ持つ有機化合物である。

有機官能基と有機ポリマー等と、加水分解性基を加水分解、反応させることにより無機物質表面等と化学結合を形成して化学的性質の異なる両者を強固に結びつける働きをする。有機官能基「Ｙ］としてはアミノ基、エボシ基、メタクリル基、ビニル基等がある。加水分解性基「ＯＲ」としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等がある。
本発明で使用するシランカップリング剤としては極性を有する水、エチルアルコール等の溶媒に溶解できるものを選択する。
ここで使用するシランとして、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が使用されるが、特に好ましいのは、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である。
かかるシランをエチルアルコールで希釈してプライマーとし、これを基材表面に塗布する。シランをエチルアルコールで希釈したシランカップリング剤の濃度は、２％〜１０％が好ましく、２％〜５％が特に好ましい。

その後、有効成分として、下記（ａ）、（ｂ）を含有し、固形分中の（ａ）＋（ｂ）の重量％が、１００重量％以下４０重量％以上で、（ａ）と（ｂ）の混合比率が、（ａ）が０％〜１００％、（ｂ）が０％〜１００％である保護用コーティング剤を塗布する。
（ａ）アクリル系共重合物のエマルジョン
（ｂ）水性ウレタン系樹脂
アクリル系共重合物のエマルジョンや水性ウレタン系樹脂の屈折率［ｎ］は、１．４８〜１．５０であり、指紋成分の屈折率［ｎ］（１．４６〜１．５２程度）とほぼ同程度である。

保護用コーティング剤に含有するアクリル系共重合物のエマルジョンとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル等のアクリル酸エステルの１種若しくは２種以上及び又はメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ラウリル等のメタクリル酸エステルの１種若しくは２種以上との共重合体、また、これらとスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、メチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸等のカルボキシル基含有ビニル単量体、β−ハイドロキシエチルアクリレート、β−ハイドロキシエチルメタクリレート、β−ハイドロキシプロピルアクリレート、β−ハイドロキシプロピルメタクリレート、アリルアルコール、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド等の水酸基含有ビニル単量体、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、グリシジルアリルエーテル等のエポキシ基含有ビニル単量体等の上記アクリル酸エステル及び又はメタクリル酸エステルと共重合可能なビニル単量体の１種若しくは２種以上との共重合体であり、該共重合体で通常３０〜６０％のエマルジョンで提供される。

前記水性ウレタン系樹脂としては、芳香族または脂肪族、脂環族イソシアネートとポリエステル又はポリカーボネート、ポリエーテル系ポリオールから生成されるウレタン樹脂の水溶液、コロイダルディスパージョン、エマルジョン等が利用できる。このうち特に、傷隠蔽性や耐傷付き性といった面から、水性ウレタン系樹脂がウレタンディスパージョンであることが好ましく、そして、このなかでも特に耐傷付き性といった面から、ウレタンディスパージョンのウレタンが脂肪族ポリエステル系ウレタンであることが好ましい。

更に、保護用コーティング剤にはワックスエマルジョン、アルカリ可溶性樹脂、造膜助剤、可塑剤、濡れ剤、消泡剤、防腐剤、紫外線吸収剤を加えることができる。
前記ワックスエマルジョンとしては、植物系のキャンデリラワックス、カルナバワックス、ライスワックス、木ロウなど、動物系の蜜ロウ、ラノリン、鯨ロウなど、鉱物系のモンタンワックス、オゾケライト、セレシンなど、石油系のパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムなど、合成炭化水素系のフィッシャートロプシュワックス、酸化ポリエチレンワックス、ポリエチレンワックス、アクリル−エチレン共重合体ワックスなど、変性ワックス系のモンタンワックス誘導体、パラフィンワックス誘導体、マイクロクリスタリンワックス誘導体、水素添加ヒマシ油などのワックスを乳化分散したものが利用できる。
アルカリ可溶性樹脂としては、スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂や、フェノール系樹脂、アルキッド樹脂、アクリル系樹脂などがあるが、スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂がより好ましい。
造膜助剤としては、エチルカルビトール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール等、可塑剤としては、ジブチルフタレート、トリブトキシエチルフォスフェート等がある。

以下、本発明の実施例を挙げて、本発明の特徴について例証する。但し、本発明はこれらの実施例によって何等制限されるものではない。

表１はシランカップリング剤の実施例１，２を示す。
表２は水系である保護用コーティング剤の実施例１〜５を示し、表３は水系である保護用コーティング剤の実施例６〜１０を示す。
表注の数字は重量％を示す。

３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（１）：エボニックデグサ社製ＧＬＹＭＯ
３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン（２）：エボニックデグサ社製ＧＬＹＥＯ

防腐剤： ローム＆ハース社製 ケーソンＣＧ／ＩＣＰ（１．５％）
濡れ剤： セイミケミカル社製 サーフロンＳ−１１１Ｎ
消泡剤： ワッカーシリコーン社製 ＳＥ−２１
造膜助剤： 日本触媒社製 シーホゾールＤＧ
可塑剤： 大八化学社製 ＴＢＸＰ
アクリル系共重合物エマルジョン（１）：
ローム＆ハース社製 プライマルＮＴ−６０３５、固形分；３８％
アクリル系共重合物エマルジョン（２）：
ローム＆ハース社製 プライマルＢ−９２４、固形分；３８％
アクリル系共重合物エマルジョン（３）：
ローム＆ハース社製 プライマルＢ−５０５、固形分；４０％
水性ウレタン系樹脂（１）：
ＤＳＭネオレジン社製 ネオレッツＲ−９６０３、固形分；３４％
水性ウレタン系樹脂（２）：
ＤＳＭネオレジン社製 ネオレッツＲ−９７０、固形分；３９％
ポリエチレンワックスエマルジョン（１）：
東邦化学工業社製 ハイテックＥ−４０００、固形分；４０％
ポリエチレンワックスエマルジョン（２）：
表４で示す配合で調製した。

注１：ハネウエル社製 ＡＣポリエチレン＃５４０
注２：花王社製 エマルゲン４２０
アクリル可溶性樹脂溶液：
アトケム社製 ＳＭＡ１７３５２、固形分；１５％の水溶液

試験項目及び試験結果
（１）シランカップリング剤と保護用コーティング剤との密着性試験
表１の実施例１，２に示す組成を有するシランカップリング剤を調製し、このシランカップリング剤をステンレスに均一に塗布し、アルコールが揮発する短時間を待って、表１，２に示す保護用コーティング剤を重ね塗りした。
塗布後、１５時間経過後に水拭きを行い密着性試験をしたところ、実施例１，２のいずれにも保護用コーティング剤の剥離は認められなかった。
（２）保護用コーティング剤の乾燥塗膜の乾燥光沢試験
シランカップリング剤の塗膜に重ね塗りをした保護用コーティング剤の乾燥塗膜の状態を目視で観察したところ、ステンレスの未塗布状態と比較して、同等或いは同等に近い光沢であった。
（３）保護用コーティング剤の乾燥塗膜の指紋付着性試験
保護用コーティング剤の乾燥塗膜上に人の指を押しつけた後、その目立ち易さを目視で観察したところ、ステンレスの未塗布状態と比較して、明らかに目立たなかった。
（４）保護用コーティング剤の指紋の拭き取り易さ試験
保護用コーティング剤の乾燥塗膜に指紋を付け、乾いた綿の布を使用して指紋上を拭いて、指紋の除去性を調べたところ、ステンレスと比較して遙かにふき取りやすく、１回或いは数回の拭き上げで容易に除去できた。
（５）保護用コーティング剤の乾燥塗膜の除去性試験
アルカリ性洗剤（リンレイ「ギガパワープロ」）を希釈した洗浄液（１０倍）で表面を濡らし、綿ガーゼで軽く表面を擦り塗膜の除去性を調べたところ、容易に除去できる。

Claims (2)

1. 物体の内外装に備えられた無機系部材からなる基材の表面のメンテナンス方法であって、先ず、基材の表面にプライマーとして有機官能基がエポキシ基であるシランカップリング剤を塗布し、その後、有効成分として、下記（ａ）、（ｂ）を含有し、固形分中の（ａ）＋（ｂ）の重量％が、１００重量％以下４０重量％以上で、（ａ）と（ｂ）の混合比率が、（ａ）が０％〜１００％、（ｂ）が０％〜１００％である保護用コーティング剤を塗布することを特徴とする無機系部材からなる基材の表面のメンテナンス方法。
   （ａ）アクリル系共重合物のエマルジョン
   （ｂ）水性ウレタン系樹脂
2. 前記シランカップリング剤は、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であることを特徴とする請求項１に記載の無機系部材からなる基材の表面のメンテナンス方法。