JP2014014769A

JP2014014769A - 塗膜

Info

Publication number: JP2014014769A
Application number: JP2012153457A
Authority: JP
Inventors: Motomasa Haruna; 基全春名; Keiko Ishimoto; 景子石本; Hideo Aikawa; 英男合川; Takayuki Enomoto; 孝之榎本; Meiji Goto; 明治後藤
Original assignee: Panasonic Corp; KMEW Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; KMEW Co Ltd
Priority date: 2012-07-09
Filing date: 2012-07-09
Publication date: 2014-01-30

Abstract

【課題】マスキングテープ剥離性を損なわないようにして防汚性を確保することができる塗膜を提供する。
【解決手段】親水性材料と撥水性材料とを含有する。水の接触角が４０〜７０°である。
【選択図】なし

Description

本発明は、建材等の表面に塗装される塗膜に関するものである。

従来より、建材の表面に親水性塗膜を形成することによって、雨水等に対する防汚性を向上することが行われている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１４４０８３号公報

しかし、親水性塗膜を表面に有する建材はマスキングテープ剥離性が低いという問題があった。すなわち、建材の表面には塗装やシーリング・コーキングの際に作業箇所以外を汚さないために、マスキングテープが貼着されるが、作業後にマスキングテープを剥離すると建材の表面にマスキングテープの粘着剤（糊）が残ってしまうことがあった。そして、建材の表面に残ったマスキングテープの粘着剤に塵や埃が付着して建材の表面を汚すことがあった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、マスキングテープ剥離性を損なわないようにして防汚性を確保することができる塗膜を提供することを目的とするものである。

本発明に係る塗膜は、親水性材料と撥水性材料とを含有してなり、水の接触角が４０〜７０°であることを特徴とするものである。

本発明にあっては、前記親水性材料は水の接触角が５〜２０°の親水性塗膜を形成可能であり、前記撥水性材料は水の接触角が８０〜１００°の撥水性塗膜を形成可能なものであることが好ましい。

本発明にあっては、前記親水性材料と前記撥水性材料の配合比が０．７〜４．０であることが好ましい。

本発明にあっては、前記親水性材料はシリカゾルを含有し、前記撥水性材料はシロキサン結合を有する無機樹脂を含有することが好ましい。

本発明は、親水性材料と撥水性材料とを含有してなり、水の接触角が４０〜７０°であるので、マスキングテープ剥離性を損なわないようにして防汚性を確保することができるものである。

以下、本発明を実施するための形態を説明する。

本実施の形態の塗膜は、親水性材料と撥水性材料とを含有してなり、水の接触角が４０〜７０°となるように形成されている。

親水性材料は、塗膜に親水性を付与する親水性成分を含有する親水性塗料などを用いることができる。また、親水性材料は、これ単独で塗膜を形成した場合に、水の接触角が５〜２０°となる塗膜を形成することができるものを使用することができる。

親水性材料は、親水性樹脂を親水性成分として含有するものを用いることができる。この場合、親水性樹脂に特に制限はないが、分子内に水酸基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基、スルホン酸基及び／又はエーテル基を有する水溶性又は水分散性の親水性樹脂であることが好ましい。このような親水性樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアクリルアミド、カルボキシメチルセルロース、キトサン、ポリエチレンオキサイド、水溶性ナイロン、これらの重合体を形成するモノマーの共重合体、２−メトキシポリエチレングリコールメタクリレート／アクリル酸２−ヒドロキシルエチル共重合体等のポリオキシエチレン鎖を有するアクリル系重合体等が好ましい。これらは一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。

また、親水性材料は、微粒子シリカを親水性成分として含有するものを用いることができる。このような親水性材料としては、シラノール基と相互作用可能なシリカゾル液を用いることができ、微粒子シリカをゾル状にした形態、すなわち、コロイダルシリカを使用することが好ましい。コロイダルシリカは、耐溶剤性・耐酸性等の化学的安定性に優れ、また撥水性材料がアルコキシドを加水分解（部分加水分解）して得られるものである場合には、その撥水性材料への分散性にも優れている。使用されるコロイダルシリカは、特に限定されるものではないが、例えば、水分散コロイダルシリカあるいはアルコール等の非水系の有機溶剤分散コロイダルシリカを使用することができる。一般にこのようなコロイダルシリカは、固形分としての微粒子シリカを２０〜５０質量％含有しており、この値からシリカの配合量を決定することができる。水分散コロイダルシリカを使用する場合には、このコロイダルシリカ中に固形分以外として存在する水は、アルコキシドの加水分解（部分加水分解）に使用することができる。従って、アルコキシドの加水分解（部分加水分解）の際の水の量にはこの水分散コロイダルシリカの水を加算する必要がある。上記のようなコロイダルシリカとしては、日本化学工業（株）製の「シリカドール」、（株）ＡＤＥＫＡ製の「アデライトＡＴ」、触媒化成工業（株）製の「カタロイド」、日産化学工業（株）製の「スノーテックス」などを用いることができる。

撥水性材料は、塗膜に撥水性を付与する撥水性成分を含有する撥水性塗料などを用いることができる。また、撥水性材料は、これ単独で塗膜を形成した場合に、水の接触角が８０〜１００°となる塗膜を形成することができるものを使用することができる。

撥水性材料は、撥水性樹脂を撥水性成分として含有することができる。この場合、撥水性樹脂に特に制限はないが、フッ素系樹脂やシリコーン系樹脂などを用いることができる。フッ素系樹脂としては、フッ素原子を含むものであれば特に限定されないが、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）等が挙げられる。シリコーン系樹脂としては、例えば、アルキルアルコキシシラン樹脂、シランシロキサン樹脂等が挙げられる。

また、上記のような撥水性樹脂としては、溶剤タイプと水系タイプに二分化されるが、最近は環境問題から溶剤から水系に移行されることが多い。そこで、環境面を考慮しつつ塗装作業性が良く、帯電防止、塗膜物性等に優れた水系撥水性樹脂を用いるのが好ましい。水系撥水性樹脂は溶媒中に溶解されても良いし、または分散されていても良い。このような水系撥水性樹脂は、例えば、アクリル樹脂エマルジョン、アクリルシリコン樹脂エマルジョン、フッ素樹脂エマルジョン、ウレタン樹脂エマルジョン、ポリエステル樹脂エマルジョン、シリコン樹脂エマルジョン又は、これらの水溶性の撥水性樹脂の１種また２種以上を混合したものを挙げることができる。

また、上記のような撥水性樹脂としては、ジメチルシロキサンを繰り返し単位とする重合体ブロック（Ａ）と、ビニル重合性単量体を繰り返し単位とする重合体ブロック（Ｂ）（以下、重合体ブロック（Ｂ）という）およびケイ素含有グラフト交叉単位（Ｃ）（以下と、グラフト交叉単位（Ｃ）という）から構成され、グラフト交叉単位（Ｃ）が、少なくとも１個のシロキサン結合を介して重合体ブロック（Ａ）および重合体ブロック（Ｂ）の両者に共重合されているグラフトブロック共重合体を用いることができる。

また、上記の撥水性樹脂としては、シロキサン結合を有する無機樹脂を用いることができる。この撥水性樹脂は、一般式が次の式（１）
Ｓｉ（ＯＲ）_４…（１）
で表されるアルコキシドの加水分解物及び／又は部分加水分解物である。式（１）においてＲは、同一又は異種の置換若しくは非置換の炭素数１〜８の１価炭化水素基が好適であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等のアルキル基を例示することができる。アルコキシ基中に含有されるアルキル基のうち、炭素数が３以上のものについては、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基等のように直鎖状のものであってもよいし、イソプロピル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基等のように分岐を有するものであってもよい。アルコキシドを加水分解（部分加水分解）するのに必要な水の量は、特に限定されるものではないが、例えば、上記の親水性成分として微粒子シリカ（コロイダル状シリカなど）を用いる場合、その中に含まれる水の量と合わせて、式（１）中のＯＲ基１モルに対して０．００１モル以上の水で加水分解するのが好ましい。また、アルコキシドを加水分解（部分加水分解）する際に必要に応じて触媒を用いることができる。この触媒としては、特に限定されるものではないが、製造工程に要する時間を短縮する点から、酸性触媒が好ましい。このような酸性触媒としては特に限定されないが、例えば、酢酸、クロロ酢酸、クエン酸、安息香酸、ジメチルマロン酸、蟻酸、プロピオン酸、グルタール酸、グリコール酸、マレイン酸、マロン酸、トルエンスルホン酸、シュウ酸などの有機酸や、塩酸、硝酸、ハロゲン化シラン等の無機酸、酸性コロイダルシリカ、酸化チタニアゾル等の酸性ゾル状フィラー等を挙げることができ、これらの１種あるいは２種以上を使用することができる。また、アルコキシドの加水分解（部分加水分解）は、必要に応じて、例えば４０〜１００℃程度に加温して行なってもよい。

本実施の形態の塗膜は、上記のような親水性材料に含有されている親水性成分と、上記のような撥水性材料に含有されている撥水性成分とを含有し、親水性成分と撥水性成分の配合比率を調製することにより水の接触角が４０〜７０°となるように形成されている。ここで、親水性材料と撥水性材料との配合比は特に限定されず、親水性材料中の親水性成分の含有量と撥水性材料中の撥水性成分の含有量等に応じて適宜設定可能である。例えば、親水性材料と撥水性材料の配合比は０．７〜４．０にすることができる。この範囲であれば、親水性成分と撥水性成分とを塗膜に過不足なく含有させやすくなり、塗膜のマスキングテープ剥離性と防汚性とを両立させやすくなるものである。尚、上記配合比は、（親水性材料の配合量）／（撥水性材料の配合量）で規定される質量比である。

本実施の形態の塗膜は、親水性材料と撥水性材料とを含有する混合材料を被塗装物の表面に塗布して乾燥硬化することにより形成することができる。被塗装物としては、特に限定されるものではないが、例えばセメント等の窯業系材料で形成される外装材などの建材を用いることができる。また、塗布方法は、特に限定されることなく任意の方法を採用することができ、例えば、刷毛塗り、スプレーコート、浸漬（ディッピング、ディップコート）、ロールコート、フローコート、カーテンコート、ナイフコート、スピンコート、バーコート等の通常の方法を適宜選択することができる。尚、上記の混合材料を塗布するにあたって、適宜の溶媒を用いて混合材料を希釈しても良い。希釈溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール等の低級脂肪族アルコール類、エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル等のエチレングリコール誘導体、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のジエチレングリコール誘導体、及びジアセトンアルコール等の有機溶剤を挙げることができ、これらは１種を単独で使用する他、２種以上を混合して混合溶剤として使用することもできる。

また、塗膜の硬化方法についても特に限定されるものではなく、公知の方法で行なうことができる。この硬化の際の温度も特に限定されるものではなく、所望とする塗膜性能や硬化触媒の使用の有無に応じて常温から加熱まで広い温度範囲を取ることができる。また、塗膜の厚みは、特に限定されるものではなく、例えば０．０５〜１０μｍ程度であればよいが、塗膜が長期に亘って被塗装物の表面に安定して密着・保持され、且つクラックや剥離が生じることを防ぐために、０．０５〜２μｍの範囲が好ましく、０．１〜１μｍの範囲がより好ましい。

以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

（実施例及び比較例）
親水性材料としては、平均一次粒子径が小さい成分（Ｂ１）であるシリカゾル（日産化学工業（株）商品名「ＳＴ−Ｏ」：粒径１０〜２０ｎｍ）と、平均一次粒子径が大きい成分（Ｂ２）であるシリカゾルを混合して使用した。ここで、（Ｂ１）成分：（Ｂ２）成分の比率が固形分質量比で９９．９：０．１となるように組み合わせて配合した。この親水性材料は親水性成分として微粒子シリカを３．６質量％で含有するものであった。

撥水性材料としては、テトラエトキシシラン（ＴＥＳ）をイソプロピルアルコールに溶解させた樹脂液を用いた。この撥水性材料は撥水性成分としてテトラエトキシシランを１．９質量％で含有するものであった。

そして、上記の親水性材料と撥水性材料とを表１に示す割合（単位は質量部）で配合して混合することにより塗料組成物を調製した。この塗料組成物を窯業系基材の表面にエアースプレーして塗布し、１５０℃で３０分間焼成することによって、平均膜厚１．０μｍの塗膜を形成した。

（水の接触角）
水の接触角の測定は、実施例及び比較例で形成した塗膜を水平にした状態で、この表面に１μＬの水を落とし、２３±５℃の温度で接触角計を用いて、θ／２法により行なった。水の接触角は防汚性を評価する指標であって、７０°以上の塗膜では防汚性が劣り、雨筋汚れなどが発生する可能性が高いものである。

（マスキングテープの剥離性）
大きさ幅１８ｍｍ×長さ１８ｍのマスキングテープ（カモ井加工紙株式会社ＳＢ−２４６Ｓ）を３０〜５０Ｎで押圧して貼着した後、これを剥離する際の力をテンションゲージで測定した。剥離する際の力が５Ｎ以上では、作業性が低下し、塗膜にマスキングテープの粘着剤が残存する可能性が高くなる。

（マスキングテープの糊残存性）
上記のマスキングテープの剥離性の試験の後、塗膜に残存している粘着剤を目視で確認した。粘着剤の残存がほとんどなく糊跡が目視確認しにくいものを○、糊跡が目視確認しやすいものを×と評価した。

表１から明らかなように、実施例１，２では防汚性及びマスキング剥離性の両方が良好でいずれも遜色が無いが、比較例１〜５では防汚性及びマスキング剥離性のいずれか一方が損なうことがあった。

Claims

親水性材料と撥水性材料とを含有してなり、水の接触角が４０〜７０°であることを特徴とする塗膜。
前記親水性材料は水の接触角が５〜２０°の親水性塗膜を形成可能であり、前記撥水性材料は水の接触角が８０〜１００°の撥水性塗膜を形成可能なものであることを特徴とする請求項１に記載の塗膜。
前記親水性材料と前記撥水性材料の配合比が０．７〜４．０であることを特徴とする請求項１又は２に記載の塗膜。
前記親水性材料はシリカゾルを含有し、前記撥水性材料はシロキサン結合を有する無機樹脂を含有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の塗膜。