JP2023150155A - Coated body and coating composition - Google Patents

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Abstract

To provide a coated body equipped with a surface layer having water repellency with excellent lastingness.SOLUTION: A coated body is equipped with a functional layer on surface, the coated body has irregularity on the surface, where the functional layer is equipped with a functional layer 1 having the average film thickness 0.01 to 20 μm which contains particles A of the average particle diameter 5nm to 500nm, particles B of the average particle diameter 1 μm to 30 μm, and a binder component, and the amount of the binder component in the functional layer 1 is within the range of 5 to 50 mass%.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、塗装体および塗料組成物に関し、特には、持続性に優れる撥水性を有する表層を備えた塗装体に関するものである。 The present invention relates to a coated body and a coating composition, and particularly to a coated body having a surface layer with excellent long-lasting water repellency.

近年、家屋の外壁材等に用いられる建築板は、光触媒塗装やオーバーコート塗装の普及によって低汚染仕様が広く一般化している。これらは、塗膜の表面を親水化することで塗膜に汚れが付着した際にも雨水で洗い流せるセルフクリーニング機能を有しており、美観性が求められる外壁市場において、美観の持続性を提供できる、優れた技術である。 In recent years, low-pollution specifications have become widespread for building boards used as exterior wall materials for houses due to the spread of photocatalyst coatings and overcoat coatings. By making the surface of the paint film hydrophilic, these products have a self-cleaning function that allows them to be washed away with rainwater even if dirt adheres to the paint film, providing a sustainable aesthetic appearance in the exterior wall market where aesthetics are required. It's possible, and it's an excellent technique.

特開平9-228602号公報(特許文献1)は、外壁用建材基体の表面に、光触媒性酸化物粒子を含有する表面層を備えるセルフクリーニング性外壁用建材の発明を記載する。特許文献1では、光触媒を含有する表面層を形成した外壁用建材において、光触媒を光励起すると、その表面が高度に親水化されるため、降雨にさらされた時に、付着堆積物や汚染物が雨滴により洗い流されるようになることから、自己洗浄(セルフクリーニング)可能な外壁用建材を提供できるとしている。 JP-A-9-228602 (Patent Document 1) describes an invention of a self-cleaning building material for exterior walls, which comprises a surface layer containing photocatalytic oxide particles on the surface of a base material for exterior walls. In Patent Document 1, when a building material for an exterior wall is formed with a surface layer containing a photocatalyst, the surface becomes highly hydrophilic when the photocatalyst is photoexcited. This makes it possible to provide a self-cleaning building material for exterior walls.

特開2013-209832号公報(特許文献2)は、基材上に下地塗膜層、クリヤー塗膜層およびオーバーコート塗膜層を有する建築板であって、クリヤー塗膜層がフッ素成分を含有するクリヤー塗料を塗布することにより形成されることを特徴とする建築板を記載する。特許文献2では、フッ素含有成分がクリヤー塗膜層とオーバーコート塗膜層の界面に適切に配向されることにより、自己洗浄能力を有する親水性の防汚積層塗膜における親水性の経時安定性を改善できることが記載されている。 JP 2013-209832A (Patent Document 2) discloses a building board having a base coating layer, a clear coating layer, and an overcoat coating layer on a base material, the clear coating layer containing a fluorine component. A building board is described which is characterized in that it is formed by applying a clear paint. Patent Document 2 discloses that the fluorine-containing component is appropriately oriented at the interface between the clear coating layer and the overcoat coating layer, thereby improving the hydrophilic stability over time in a hydrophilic antifouling laminated coating film that has self-cleaning ability. It is stated that this can be improved.

特開2011-246603号公報(特許文献3)は、平均粒子径10~300nmの親水性を有する金属酸化物微粒子、バインダー成分、表面張力調整剤、および溶媒成分を含有することを特徴とする塗料組成物を記載する。特許文献3では、平均粒子径10~300nmの親水性を有する金属酸化物微粒子を配合することで、これを配合しなかった場合に比べて、外観、親水性、防汚性のいずれにおいても改善できることが記載されている。 JP-A-2011-246603 (Patent Document 3) discloses a paint characterized by containing hydrophilic metal oxide fine particles with an average particle diameter of 10 to 300 nm, a binder component, a surface tension modifier, and a solvent component. A composition is described. In Patent Document 3, by blending hydrophilic metal oxide fine particles with an average particle size of 10 to 300 nm, appearance, hydrophilicity, and antifouling properties are improved compared to the case without blending. It describes what you can do.

しかしながら、塗膜の表面を親水化することは、雨水を濡れ拡げやすくする反面、塗膜が水を保持する時間が長くなる側面を有しており、藻やカビ、紫外線の影響を受けやすくなったり、寒冷地においては凍害の被害を受けやすくなるデメリットがある。また、光触媒により塗膜の表面を親水化する手法では、塗替えが困難であることや光が当たらない部分での効果が得られないといった課題もある。 However, while making the surface of the paint film hydrophilic makes it easier for rainwater to spread, it also means that the paint film retains water for a longer time, making it more susceptible to algae, mold, and ultraviolet rays. Also, in cold regions, it has the disadvantage of being susceptible to frost damage. In addition, the method of making the surface of the coating film hydrophilic using a photocatalyst has the problems of being difficult to recoat and not being effective in areas that are not exposed to light.

また、塗膜の表面を親水性にする手法とは別に、塗膜の表面を撥水性にする手法も知られている。塗膜の表面を撥水性にすることで、大気浮遊物等による汚染を防止する効果が期待できる。 Furthermore, apart from the method of making the surface of the coating film hydrophilic, a method of making the surface of the coating film water repellent is also known. By making the surface of the coating film water-repellent, it can be expected to have the effect of preventing pollution from airborne particles.

特開2005-15727号公報(特許文献4)は、アルキルアルコキシシラン(a)、アルコキシ基を有するオルガノポリシロキサン(b)及び乳化剤(c)を有効成分とするエマルション(A)及び水溶解度が5%以上の有機溶剤(B)を含有し、不揮発分が2~50%の範囲内である撥水性被膜形成組成物を記載する。特許文献4では、この組成物によって、塗装作業性が非常によく、撥水性に優れた被膜を形成できることが記載されている。 JP-A-2005-15727 (Patent Document 4) discloses an emulsion (A) containing an alkyl alkoxysilane (a), an organopolysiloxane (b) having an alkoxy group, and an emulsifier (c) as active ingredients, and a water solubility of 5. % or more of an organic solvent (B) and a nonvolatile content within the range of 2 to 50%. Patent Document 4 describes that this composition can form a film with very good coating workability and excellent water repellency.

特開平9-228602号公報Japanese Patent Application Publication No. 9-228602 特開2013-209832号公報Japanese Patent Application Publication No. 2013-209832 特開2011-246603号公報Japanese Patent Application Publication No. 2011-246603 特開2005-15727号公報Japanese Patent Application Publication No. 2005-15727

特許文献1~4は、ある程度の耐汚染性を実現可能な技術ではあるものの、窯業サイディング材の寒冷地への利用拡大やライフサイクルコストを考慮した際には、更なる性能向上が求められており、例えば、大気浮遊物が付着しにくくなるとともに、塗膜表面から水が滑落しやすい撥水性塗膜を表面に有し、これを長期に持続可能な建築板が求められている。 Although Patent Documents 1 to 4 are technologies that can achieve a certain degree of stain resistance, further performance improvements are required when considering the expanded use of ceramic siding materials in cold regions and life cycle costs. For example, there is a need for a building board that has a water-repellent coating on its surface that makes it difficult for airborne substances to adhere to it and allows water to easily slide off the coating surface, and that can be maintained for a long time.

そこで、本発明は、持続性に優れる撥水性を有する表層を備えた塗装体を提供することを課題とする。また、本発明は、持続性に優れる撥水性を有する塗膜を形成することが可能な塗料組成物を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a coated body having a surface layer with excellent water repellency and excellent durability. Another object of the present invention is to provide a coating composition capable of forming a water-repellent coating film with excellent durability.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討したところ、平均膜厚0.01~20μmの塗膜の表面において、特定の粒径を有する2種類の粒子を用いて凹凸を形成することで、撥水性が得られることを見出し、さらに、塗膜中のバインダー成分の量を特定量とすることで、表面の凹凸を形成しながら粒子の脱落を防ぐこともできるため、長期に亘って撥水性を発揮できることを見出し、本発明を完成させるに至った。 In order to solve the above problem, the inventor of the present invention made extensive studies and found that it is possible to form irregularities on the surface of a coating film with an average thickness of 0.01 to 20 μm using two types of particles having specific particle sizes. In addition, by controlling the amount of binder component in the coating film to a specific amount, it is possible to prevent particles from falling off while forming surface irregularities, so it can be used for a long period of time. It was discovered that water repellency can be exhibited, and the present invention was completed.

したがって、本発明の塗装体は、表面に機能層を備えた塗装体であって、該塗装体は表面に凹凸を有し、前記機能層が、平均粒子径5nm~500nmの粒子Aと、平均粒子径1μm~30μmの粒子Bとバインダー成分を含む平均膜厚0.01~20μmの機能層1を備え、前記機能層1中の前記バインダー成分の量が5~50質量%の範囲内であることを特徴とする、塗装体である。 Therefore, the coated body of the present invention is a coated body having a functional layer on the surface, the coated body has unevenness on the surface, and the functional layer has particles A having an average particle diameter of 5 nm to 500 nm, and an average particle diameter of 5 nm to 500 nm. A functional layer 1 with an average thickness of 0.01 to 20 μm containing particles B with a particle diameter of 1 μm to 30 μm and a binder component, and the amount of the binder component in the functional layer 1 is within the range of 5 to 50% by mass. It is a painted body characterized by this.

本発明の塗装体の好適例においては、前記機能層の表面の水接触角が100°~170°の範囲内である。 In a preferred embodiment of the coated body of the present invention, the water contact angle on the surface of the functional layer is within the range of 100° to 170°.

本発明の塗装体の他の好適例においては、前記機能層1中の前記粒子Aと前記粒子Bの割合が質量比で40:60~95:5の範囲内である。 In another preferred embodiment of the coated body of the present invention, the ratio of the particles A to the particles B in the functional layer 1 is within the range of 40:60 to 95:5 in terms of mass ratio.

本発明の塗装体の他の好適例においては、前記バインダー成分が式(1)で示される化合物を構成単位として含む。
式(1):R1Si(OR2)4-n
(式中、R1は炭素数1~8の有機基であり、R2は炭素数1~5のアルキル基であり、nは1又は2である。)
In another preferred embodiment of the coated body of the present invention, the binder component contains a compound represented by formula (1) as a structural unit.
Formula (1): R1 n Si(OR2) 4-n
(In the formula, R1 is an organic group having 1 to 8 carbon atoms, R2 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and n is 1 or 2.)

本発明の塗装体の他の好適例においては、前記機能層がさらに撥水剤を含む機能層2を前記機能層1上に積層して備える。 In another preferred embodiment of the coated body of the present invention, the functional layer further includes a functional layer 2 containing a water repellent agent laminated on the functional layer 1.

本発明の塗装体の他の好適例においては、前記機能層1および/または前記機能層2が付着向上剤を含む。 In another preferred embodiment of the coated body of the present invention, the functional layer 1 and/or the functional layer 2 contain an adhesion promoter.

本発明の塗装体の他の好適例においては、前記粒子Aが親水性シリカである。 In another preferred embodiment of the coated body of the present invention, the particles A are hydrophilic silica.

また、本発明の塗料組成物は、平均粒子径5nm~500nmの粒子Aと、平均粒子径1μm~30μmの粒子Bと、バインダー成分とを含み、塗膜形成成分中の前記バインダー成分の量が5~50質量%の範囲内であることを特徴とする塗料組成物である。 Further, the coating composition of the present invention includes particles A having an average particle diameter of 5 nm to 500 nm, particles B having an average particle diameter of 1 μm to 30 μm, and a binder component, and the amount of the binder component in the coating film forming components is This is a coating composition characterized in that the content is in the range of 5 to 50% by mass.

本発明の塗装体によれば、持続性に優れる撥水性を有する表層を備えた塗装体を提供することができる。また、本発明の塗料組成物によれば、撥水性の持続性に優れる塗膜を形成することが可能な塗料組成物を提供することができる。 According to the coated body of the present invention, it is possible to provide a coated body having a surface layer with excellent water repellency and excellent durability. Further, according to the coating composition of the present invention, a coating composition capable of forming a coating film with excellent long-lasting water repellency can be provided.

以下に、本発明を詳細に説明する。 The present invention will be explained in detail below.

本発明の1つの態様は、表層に機能層を有する塗装体である。本明細書では、この塗装体を「本発明の塗装体」とも称する。本発明の塗装体は、粒径の異なる2種類の粒子を用いることで表面に凹凸を有し、撥水性を発揮できることから、本発明において機能層は、少なくとも撥水性を有する層である。 One embodiment of the present invention is a coated body having a functional layer on its surface. In this specification, this coated body is also referred to as the "coated body of the present invention." The coated body of the present invention has an uneven surface and can exhibit water repellency by using two types of particles with different particle sizes. Therefore, in the present invention, the functional layer is a layer that has at least water repellency.

本発明の塗装体は、表層に機能層を有する。ここで、機能層は、1層でも複数層でもよく、少なくとも2層からなる機能層であることが好ましい。 The coated body of the present invention has a functional layer on the surface layer. Here, the functional layer may be one layer or multiple layers, and is preferably a functional layer consisting of at least two layers.

本発明の塗装体において、機能層は、平均膜厚0.01~20μmの機能層であって、平均粒子径5nm~500nmの粒子Aと、平均粒子径1μm~30μmの粒子Bと、バインダー成分を含み、機能層中のバインダー成分の量が5~50質量%の範囲内である機能層を含むことが好ましい。本発明の塗装体は、少なくともこの機能層の存在によって、表面に凹凸を有する。本明細書では、粒子A、粒子Bおよびバインダー成分を含む機能層を「機能層1」とも称する。 In the coated body of the present invention, the functional layer has an average thickness of 0.01 to 20 μm, and includes particles A with an average particle diameter of 5 nm to 500 nm, particles B with an average particle diameter of 1 μm to 30 μm, and a binder component. It is preferable to include a functional layer in which the amount of the binder component in the functional layer is within the range of 5 to 50% by mass. The coated body of the present invention has irregularities on the surface at least due to the presence of this functional layer. In this specification, the functional layer containing particles A, particles B, and a binder component is also referred to as "functional layer 1."

本発明の塗装体は、膜厚が比較的小さい機能層1に、特定の粒径を有する2種類の粒子Aおよび粒子Bを用いることで、塗装体の表面に凹凸を形成し、撥水性を発揮することができ、これによって、塗装体の表面に大気浮遊物が付着しにくくなる。また、機能層1中には特定量のバインダー成分が含まれるため、表面の凹凸を形成しながら粒子の脱落を防ぐことができ、長期に亘って撥水性を発揮することができる。 The coated body of the present invention uses two types of particles A and B having specific particle sizes in the functional layer 1, which has a relatively small film thickness, to form irregularities on the surface of the coated body and improve water repellency. This makes it difficult for airborne substances to adhere to the surface of the painted body. Further, since the functional layer 1 contains a specific amount of a binder component, it is possible to prevent particles from falling off while forming surface irregularities, and water repellency can be exhibited for a long period of time.

本発明の塗装体は、表面に凹凸を形成し、表面粗さが、0.1~100μmであることが好ましく、0.5~50μmであることがさらに好ましい。 The coated body of the present invention has an uneven surface, and the surface roughness is preferably 0.1 to 100 μm, more preferably 0.5 to 50 μm.

本明細書において、表面粗さは、JIS B 0601:2001に準拠して測定される十点平均粗さ(Rzjis)である。 In this specification, surface roughness is ten-point average roughness (Rzjis) measured in accordance with JIS B 0601:2001.

機能層1の平均膜厚は、0.01~20μmであることが好ましく、0.1~10μmであることがより好ましく、1~5μmであることがさらに好ましい。機能層1が薄すぎると、塗料の塗布量が少なくなり、撥水性を安定して発揮できない恐れがある。また、機能層1が厚すぎると、機能層の濁りが強くなる恐れや、機能層の脱落が起こりやすくなる恐れがある。 The average thickness of the functional layer 1 is preferably 0.01 to 20 μm, more preferably 0.1 to 10 μm, and even more preferably 1 to 5 μm. If the functional layer 1 is too thin, the amount of paint applied will be small, and water repellency may not be stably exhibited. Furthermore, if the functional layer 1 is too thick, there is a risk that the functional layer will become cloudy or that the functional layer will easily fall off.

本明細書において、機能層の平均膜厚は、塗膜の断面を走査型電子顕微鏡で観察して求めた値であり、撮影画像の中から無作為に選んだ100点の測定結果の平均値によって求められる。 In this specification, the average film thickness of the functional layer is a value obtained by observing the cross section of the coating film with a scanning electron microscope, and is the average value of the measurement results of 100 points randomly selected from the photographed images. It is determined by

粒子Aは、ナノオーダーの粒子であり、その平均粒子径は5nm~500nmであり、10nm~200nmであることが好ましく、20nm~120nmであることがより好ましく、30~80nmであることが特に好ましい。また、粒子Bは、ミクロンオーダーの粒子であり、その平均粒子径は1μm~30μmであり、2μm~30μmであることが好ましく、5μm~20μmであることがより好ましく、5μm~10μmであることが最も好ましい。このようなナノオーダーの粒子とミクロンオーダーの粒子を組み合わせることで、表面に微細凹凸を形成することができ、機能層に撥水性を付与することができる。また、粒子Bの平均粒子径は、表面に凹凸を形成させる観点から、機能層1の平均膜厚よりも大きいことが好ましい。 Particle A is a nano-order particle, and its average particle diameter is 5 nm to 500 nm, preferably 10 nm to 200 nm, more preferably 20 nm to 120 nm, particularly preferably 30 to 80 nm. . Further, the particles B are particles on the micron order, and the average particle diameter is 1 μm to 30 μm, preferably 2 μm to 30 μm, more preferably 5 μm to 20 μm, and preferably 5 μm to 10 μm. Most preferred. By combining such nano-order particles and micron-order particles, fine irregularities can be formed on the surface and water repellency can be imparted to the functional layer. Further, the average particle diameter of the particles B is preferably larger than the average thickness of the functional layer 1 from the viewpoint of forming irregularities on the surface.

本明細書において、粒子Aおよび粒子Bの平均粒子径は、体積基準粒度分布の50%粒子径(D50)を指し、粒度分布測定装置(例えばレーザ回折/散乱式粒度分布測定装置)を用いて測定される粒度分布から求めることができる。ここでの粒子径は、レーザ回折・散乱法による球相当径で表される。 In this specification, the average particle diameter of Particle A and Particle B refers to the 50% particle diameter (D 50 ) of the volume-based particle size distribution, and is measured using a particle size distribution measuring device (for example, a laser diffraction/scattering type particle size distribution measuring device). It can be determined from the particle size distribution measured by The particle size here is expressed as a spherical equivalent diameter determined by laser diffraction/scattering method.

機能層1中の粒子Aの量は、25~90質量%であることが好ましく、30~85質量%であることがさらに好ましい。機能層1中の粒子Bの量は、2.5~47.5質量%であることが好ましく、5~40質量%であることがさらに好ましい。また、機能層1中の粒子Aと粒子Bの割合、即ち粒子A:粒子Bの割合は、質量比で40:60~95:5の範囲内であることが好ましく、50:50~85:15の範囲内であることがさらに好ましい。機能層1中の粒子Aの量を25質量%以上とすることで、塗膜表面に微小な凹凸構造を形成しやすくなる。さらに、機能層1中の粒子Bの量を2.5質量%以上とすることで、塗膜の表面にフラクタル構造が形成され、塗膜に水が付着した際、水の表面張力によって水が凹部に入り込まない、撥水構造が形成できる。 The amount of particles A in the functional layer 1 is preferably 25 to 90% by weight, more preferably 30 to 85% by weight. The amount of particles B in the functional layer 1 is preferably 2.5 to 47.5% by weight, more preferably 5 to 40% by weight. Further, the ratio of particles A to particles B in the functional layer 1, that is, the ratio of particles A to particles B, is preferably within the range of 40:60 to 95:5, and 50:50 to 85: More preferably, it is within the range of 15. By setting the amount of particles A in the functional layer 1 to 25% by mass or more, it becomes easier to form a fine uneven structure on the surface of the coating film. Furthermore, by setting the amount of particles B in functional layer 1 to 2.5% by mass or more, a fractal structure is formed on the surface of the coating film, and when water adheres to the coating film, the water is absorbed by the surface tension of the water. A water-repellent structure can be formed that does not get into the recesses.

粒子Aおよび粒子Bは、無機粒子、有機粒子、有機無機複合粒子のいずれも使用することができ、多孔質粒子であってもよい。また、その形状は、特に限定されず、球状の他、角状、針状、鱗片状等の非球状であってもよい。無機粒子としては、例えば、重質炭酸カルシウム、カオリン、クレー、陶土、チャイナクレー、タルク、バライト粉、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、シリカ粒子、水酸化アルミニウム、大理石、御影石、蛇紋岩、花崗岩、蛍石、寒水石、長石、石灰石、珪石、珪砂、砕石、雲母、珪質頁岩、セラミック、ガラス、金属等の粒子が挙げられる。また、有機粒子および有機無機複合粒子としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリル酸アルキルエステル、ポリメタクリル酸アルキルエステル、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・メチルビニールエーテル共重合体、架橋ポリジメチルシロキサン等の粒子が挙げられる。粒子Aおよび粒子Bは、同一の材質でもよいが、異なる材質であることが好ましい。また、粒子Aおよび粒子Bのそれぞれは、一種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。 Particles A and Particles B can be any of inorganic particles, organic particles, and organic-inorganic composite particles, and may be porous particles. Further, the shape is not particularly limited, and in addition to being spherical, it may be non-spherical such as angular, needle-like, and scale-like. Examples of inorganic particles include heavy calcium carbonate, kaolin, clay, china clay, china clay, talc, barite powder, barium sulfate, barium carbonate, magnesium carbonate, silica particles, aluminum hydroxide, marble, granite, serpentine, and granite. Examples include particles of fluorite, agarite, feldspar, limestone, silica, silica sand, crushed stone, mica, siliceous shale, ceramic, glass, metal, and the like. Examples of organic particles and organic-inorganic composite particles include polyethylene, polypropylene, polyacrylic acid alkyl ester, polymethacrylic acid alkyl ester, polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene/methyl vinyl ether copolymer, and crosslinked polydimethylsiloxane. Examples include particles such as. Particle A and particle B may be made of the same material, but are preferably made of different materials. Further, each of the particles A and B may be used alone or in combination of two or more types.

粒子Aは、金属酸化物粒子であることが好ましい。金属酸化物粒子としては、例えば、シリカ粒子、アルミナ粒子、マイカ粒子、タルク粒子、酸化チタン粒子、酸化セリウム粒子、酸化亜鉛粒子、酸化カルシウム粒子等が挙げられ、これらの中でもシリカ粒子が好ましい。なお、シリカ粒子は、撥水性等の観点から疎水性シリカ粒子を用いることが知られているが、本発明においては、親水性シリカ、特にはコロイダルシリカを用いることが好ましい。粒子Aとして親水性シリカ粒子を用いることで、機能層の透明性を向上でき、例えば下層の意匠層の意匠を活かした塗装体を提供することができる。また、粒子Aとしてコロイダルシリカを用いることで、塗料の分散安定性が向上し、塗装体の表面に凹凸を形成しやすくなる。 Preferably, particles A are metal oxide particles. Examples of metal oxide particles include silica particles, alumina particles, mica particles, talc particles, titanium oxide particles, cerium oxide particles, zinc oxide particles, calcium oxide particles, and among these, silica particles are preferred. Although it is known that hydrophobic silica particles are used as the silica particles from the viewpoint of water repellency, in the present invention, it is preferable to use hydrophilic silica, particularly colloidal silica. By using hydrophilic silica particles as particles A, the transparency of the functional layer can be improved, and for example, it is possible to provide a coated body that takes advantage of the design of the lower design layer. Further, by using colloidal silica as particles A, the dispersion stability of the coating material is improved, and it becomes easier to form irregularities on the surface of the coated body.

粒子Bは、樹脂ビーズや無機粒子、多孔質粒子、またはガラスビーズであることが好ましく、樹脂ビーズであることがさらに好ましい。粒子Bに比重が小さく、透明性に優れる樹脂ビーズや多孔質粒子、ガラスビーズを用いることで、機能層中における分散安定性が向上し、凹凸構造の形成が容易になるとともに、機能層の透明性が向上し、機能層形成面の塗膜層や基材層の意匠を活かした撥水層の形成が可能になる。さらに、粒子Bを疎水性の高い樹脂ビーズとすることで、凹凸構造による撥水効果と、樹脂ビーズによる撥水効果の両方の効果から、機能層の撥水性をより向上することができる。 Particles B are preferably resin beads, inorganic particles, porous particles, or glass beads, and more preferably resin beads. By using resin beads, porous particles, or glass beads with low specific gravity and excellent transparency as particles B, the dispersion stability in the functional layer is improved, the formation of an uneven structure is facilitated, and the transparency of the functional layer is improved. It becomes possible to form a water-repellent layer that takes advantage of the design of the coating layer and base material layer on the surface on which the functional layer is formed. Furthermore, by using highly hydrophobic resin beads as particles B, the water repellency of the functional layer can be further improved from both the water repellent effect due to the uneven structure and the water repellent effect due to the resin beads.

バインダー成分は、機能層の連続相を形成する成分であり、機能層中に含まれる粒子の脱落を防ぐことができる。これによって、粒子A及び粒子Bによる撥水性を長期に亘って持続することが可能となる。また、バインダー成分を用いることで、基材や塗膜層との付着性を向上させることができる。 The binder component is a component that forms the continuous phase of the functional layer, and can prevent particles contained in the functional layer from falling off. This makes it possible to maintain the water repellency of particles A and B over a long period of time. Further, by using a binder component, adhesion to the base material and the coating layer can be improved.

機能層1中のバインダー成分の量は、5~50質量%の範囲内であり、10~40質量%の範囲内であることが好ましく、15~35質量%の範囲内であることがさらに好ましい。バインダー成分の量を増加させることで、粒子Aおよび粒子Bによる撥水性の持続性ならびに付着性を向上させることができる。一方、バインダー成分が多すぎると、表面の凹凸を形成することが困難になる場合もある。バインダー成分は、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。 The amount of the binder component in the functional layer 1 is within the range of 5 to 50% by mass, preferably within the range of 10 to 40% by mass, and more preferably within the range of 15 to 35% by mass. . By increasing the amount of the binder component, the sustainability of water repellency and adhesion of particles A and B can be improved. On the other hand, if the binder component is too large, it may become difficult to form surface irregularities. The binder component may be used alone or in combination of two or more types.

バインダー成分としては、例えば、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、スチレンアクリル共重合樹脂、ポリエステル樹脂、ふっ素樹脂、ロジン樹脂、石油樹脂、クマロン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、セルロース樹脂、キシレン樹脂、アルキド樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、ブチラール樹脂、マレイン酸樹脂、フマル酸樹脂、ビニル樹脂、アミン樹脂、ケチミン樹脂、およびこれらの樹脂を変性した樹脂(変性樹脂)等の樹脂が挙げられる。樹脂の変性には、各種変性が知られるが、例えば、アルキル変性、アルキルエーテル変性、アルキルフェノールノボラック変性、アクリル変性、脂肪酸変性、ウレタン変性、アミノ変性、イソシアネート変性、シリコーン変性や、アリル基を利用したグラフト変性等が挙げられる。また、架橋剤により架橋された樹脂もバインダー成分に含まれる。 Examples of the binder component include acrylic resin, silicone resin, acrylic silicone resin, styrene-acrylic copolymer resin, polyester resin, fluororesin, rosin resin, petroleum resin, coumaron resin, phenol resin, urethane resin, melamine resin, urea resin, Epoxy resins, cellulose resins, xylene resins, alkyd resins, aliphatic hydrocarbon resins, butyral resins, maleic acid resins, fumaric acid resins, vinyl resins, amine resins, ketimine resins, and resins modified from these resins (modified resins) Examples include resins such as. Various modifications are known for resin modification, such as alkyl modification, alkyl ether modification, alkylphenol novolak modification, acrylic modification, fatty acid modification, urethane modification, amino modification, isocyanate modification, silicone modification, and allyl group-based modification. Examples include graft modification. Further, a resin crosslinked with a crosslinking agent is also included in the binder component.

バインダー成分は、式(1):R1Si(OR2)4-n(式中、R1は炭素数1~8の有機基であり、R2は炭素数1~5のアルキル基であり、nは1又は2である。)で示される化合物を構成単位(繰り返し単位等)として含むことが好ましく、例えば、式(1)で示される化合物を構成単位として含む樹脂を含むことが好ましい。バインダー成分が式(1)で示される化合物を構成単位として含むことで、耐候性に優れる膜を形成することができる。さらに、粒子Aがシリカ粒子である場合や粒子Bが樹脂ビーズやガラスビーズである場合には、粒子A、Bとの分散安定性、固定性を向上することができ、撥水性の持続性や透明性の向上にも効果を有する。 The binder component has the formula (1): R1 n Si(OR2) 4-n (wherein, R1 is an organic group having 1 to 8 carbon atoms, R2 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and n is 1 or 2) as a structural unit (such as a repeating unit), and for example, it is preferable to contain a resin containing a compound represented by formula (1) as a structural unit. When the binder component contains the compound represented by formula (1) as a structural unit, a film with excellent weather resistance can be formed. Furthermore, when particle A is a silica particle or particle B is a resin bead or glass bead, the dispersion stability and fixation with particles A and B can be improved, and the sustainability of water repellency and It is also effective in improving transparency.

式(1)において、R1の有機基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ビニル基を挙げることができる。また、アルキル基は、直鎖でも分岐したものでもよく、このようなアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等を挙げることができる。好ましいアルキル基は、炭素数が1~4個のものである。シクロアルキル基としては、例えば、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基を好適に挙げることができる。アリール基としては、例えば、フェニル基等を挙げることができる。これらの有機基は任意に置換基で置換されていてもよい。このような置換基としては、例えば、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、フッ素原子)、(メタ)アクリロイル基、メルカプト基、脂環式基等を挙げることができる。 In formula (1), examples of the organic group R1 include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and a vinyl group. Further, the alkyl group may be straight chain or branched, and examples of such alkyl groups include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, and i-butyl group. , s-butyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, etc. Preferred alkyl groups have 1 to 4 carbon atoms. Preferred examples of the cycloalkyl group include a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group. Examples of the aryl group include a phenyl group. These organic groups may be optionally substituted with a substituent. Examples of such substituents include halogen atoms (eg, chlorine atoms, bromine atoms, fluorine atoms), (meth)acryloyl groups, mercapto groups, alicyclic groups, and the like.

式(1)において、R2のアルキル基は、直鎖でも分岐したものでもよく、このようなアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基等を挙げることができる。好ましいアルキル基は炭素数が1~2個のものである。 In formula (1), the alkyl group of R2 may be linear or branched, and examples of such alkyl groups include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, Examples include i-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, and pentyl group. Preferred alkyl groups have 1 to 2 carbon atoms.

式(1)で示される化合物の具体例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、i-プロピルトリメトキシシラン、i-プロピルトリエトキシシラン、γ-クロロプロピルトリメトキシシラン、γ-クロロプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3,3,3-トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3-トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、γ-メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン等を挙げることができる。好ましくは、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシランである。 Specific examples of the compound represented by formula (1) include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, i- Propyltrimethoxysilane, i-propyltriethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane , 3,3,3-trifluoropropyltriethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane Ethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, methylphenyldimethoxysilane, dimethyldipropoxysilane, etc. can be mentioned. Preferred are methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, and dimethyldimethoxysilane.

式(1)で示される化合物を構成単位として含むバインダー成分を得る際には、式(1)で示される化合物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、式(1)で示される化合物の部分加水分解縮合物を用いてもよい。この部分加水分解縮合物は、ポリスチレン換算重量平均分子量が、例えば300~5000であり、好ましくは500~3000である。このような分子量の部分加水縮合物を使用することにより、貯蔵安定性を悪化させることなく、付着性のよい膜を得ることができる。また、式(1)で示される化合物の部分加水分解縮合物は、ケイ素原子に結合した-OH基や-OR2基を1個以上、好ましくは3~30個有するものであることが適当である。式(1)で示される化合物の具体例としては、市販品である信越化学工業社製のKR-211、KR-212、KR-213、KR-214、KR-216、KR-218;東芝シリコーン社製のTSR-145、TSR-160、TSR-165、YR-3187等を挙げることができる。 When obtaining a binder component containing the compound represented by formula (1) as a structural unit, the compound represented by formula (1) may be used alone or in combination of two or more types. Alternatively, a partially hydrolyzed condensate of the compound represented by formula (1) may be used. The weight average molecular weight of this partially hydrolyzed condensate in terms of polystyrene is, for example, 300 to 5,000, preferably 500 to 3,000. By using a partial hydrocondensate having such a molecular weight, a film with good adhesion can be obtained without deteriorating storage stability. Further, it is appropriate that the partially hydrolyzed condensate of the compound represented by formula (1) has one or more, preferably 3 to 30, -OH or -OR2 groups bonded to a silicon atom. . Specific examples of the compound represented by formula (1) include commercially available products KR-211, KR-212, KR-213, KR-214, KR-216, and KR-218 manufactured by Shin-Etsu Chemical; Toshiba Silicone; Examples include TSR-145, TSR-160, TSR-165, YR-3187, etc. manufactured by the company.

式(1)で示される化合物を構成単位として含むバインダー成分を得る場合において、式(1)で示される化合物および/またはその部分加水分解縮合物(ただし式(1)中のnが1である)(A)と、式(1)で示される化合物および/またはその部分加水分解縮合物(ただし式(1)中のnが2である)(B)を併用する場合、その質量比(A:B)が例えば50:50~100:0、好ましくは60:40~95:5であると、その後に加水分解縮合反応させる際に安定に反応し、また耐クラック性の良好な膜を形成することができる。 When obtaining a binder component containing the compound represented by formula (1) as a constitutional unit, the compound represented by formula (1) and/or its partially hydrolyzed condensate (provided that n in formula (1) is 1) ) (A) and the compound represented by formula (1) and/or its partially hydrolyzed condensate (provided that n in formula (1) is 2) (B) are used together, the mass ratio (A When :B) is, for example, 50:50 to 100:0, preferably 60:40 to 95:5, the reaction will be stable during the subsequent hydrolytic condensation reaction, and a film with good crack resistance will be formed. can do.

バインダー成分中の式(1)で示される化合物の量は、2~90質量%であることが好ましく、5~80質量%であることがより好ましい。 The amount of the compound represented by formula (1) in the binder component is preferably 2 to 90% by weight, more preferably 5 to 80% by weight.

バインダー成分は、有機無機複合樹脂を含むことが好ましく、オルガノシランおよび/またはその部分加水分解縮合物、およびシリル基含有ビニル系樹脂を構成単位として含有する有機無機複合樹脂を含むことがより好ましく、式(1)で示される化合物および/またはその部分加水分解縮合物、およびシリル基含有ビニル系樹脂を構成単位として含有する有機無機複合樹脂を含むことがさらに好ましい。バインダー成分は、撥水性の持続性および付着性の観点から有機成分を有することが好ましいが、バインダー成分として有機無機複合樹脂を用いることで、さらに耐候性にも優れる膜を形成することができる。また、有機無機複合樹脂は、有機成分に加えて無機成分を有することから透明性にも優れる樹脂であり、また、その無機成分が無機酸化物粒子と反応しやすく、無機酸化物粒子を固定化することもできる。 The binder component preferably contains an organic-inorganic composite resin, more preferably an organic-inorganic composite resin containing an organosilane and/or a partially hydrolyzed condensate thereof, and a silyl group-containing vinyl resin as a constituent unit, It is more preferable to include an organic-inorganic composite resin containing a compound represented by formula (1) and/or a partially hydrolyzed condensate thereof, and a silyl group-containing vinyl resin as a constituent unit. The binder component preferably has an organic component from the viewpoint of water repellency sustainability and adhesion, but by using an organic-inorganic composite resin as the binder component, it is possible to form a film with even better weather resistance. In addition, organic-inorganic composite resin is a resin that has excellent transparency because it contains an inorganic component in addition to an organic component, and the inorganic component easily reacts with inorganic oxide particles and immobilizes the inorganic oxide particles. You can also.

バインダー成分中の有機無機複合樹脂の量は、20質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましい。有機無機複合樹脂は、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。 The amount of the organic-inorganic composite resin in the binder component is preferably 20% by mass or more, more preferably 50% by mass or more. The organic-inorganic composite resin may be used alone or in combination of two or more types.

シリル基含有ビニル系樹脂は、加水分解性シリル基または水酸基と結合したケイ素原子を有するシリル基を有することが好ましく、ビニル系樹脂の末端または側鎖に加水分解性シリル基または水酸基と結合したケイ素原子を有するシリル基を樹脂1分子中に少なくとも1個を有することがより好ましく、ビニル系樹脂の末端または側鎖に加水分解性シリル基または水酸基と結合したケイ素原子を有するシリル基を樹脂1分子中に2個以上有することがさらに好ましい。 The silyl group-containing vinyl resin preferably has a silyl group having a silicon atom bonded to a hydrolyzable silyl group or a hydroxyl group, and silicon bonded to a hydrolyzable silyl group or a hydroxyl group at the terminal or side chain of the vinyl resin. It is more preferable to have at least one silyl group having an atom in one molecule of the resin, and one molecule of the resin has a silyl group having a silicon atom bonded to a hydrolyzable silyl group or a hydroxyl group at the terminal or side chain of the vinyl resin. It is more preferable to have two or more of them.

シリル基含有ビニル系樹脂のシリル基は、例えば、一般式-SiX(R3)(3-P)(式中、Xは、アルコキシ基、アシロキシ基、ハロゲン基、ケトキシメート基、メルカプト基、アルケニルオキシ基、フェノキシ基等の加水分解性基または水酸基であり、R3は、水素または炭素数1~10のアルキル基、アリール基、アラルキル基等の1価の炭化水素基であり、Pは1~3の整数である。)で示されるものである。 The silyl group of the silyl group-containing vinyl resin has the general formula -SiX P (R3) (3-P) (wherein, X is an alkoxy group, an acyloxy group, a halogen group, a ketoximate group, a mercapto group, an alkenyloxy group, a hydrolyzable group such as a phenoxy group, or a hydroxyl group, R3 is hydrogen or a monovalent hydrocarbon group such as an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group, an aralkyl group, and P is 1 to 3 is an integer of ).

シリル基含有ビニル系樹脂は、例えば、一般式(X)(R3)(3-P)Si-H(式中、X、R3およびPは、上記シリル基の一般式のX、R3およびPと同じ意味である。)で示されるヒドロシラン化合物と、炭素-炭素二重結合を有するビニル系樹脂とを常法に従って反応させることにより製造される。 The silyl group-containing vinyl resin has, for example, the general formula (X) P (R3) (3-P) Si-H (wherein, X, R3 and P are the general formula of the above silyl group). It is produced by reacting a hydrosilane compound represented by (has the same meaning as ) with a vinyl resin having a carbon-carbon double bond according to a conventional method.

ここで、ヒドロシラン化合物としては、例えば、メチルジクロロヒドロシラン、メチルジエトキシヒドロシラン、メチルジアセトキシヒドロシラン等を代表的なものとして挙げることができる。シリル基含有ビニル系樹脂を製造する際のヒドロシラン化合物の使用量は、ビニル系樹脂中に含まれる炭素-炭素二重結合の数に対して0.5~2倍となるモル量が適当である。 Here, representative examples of the hydrosilane compound include methyldichlorohydrosilane, methyldiethoxyhydrosilane, methyldiacetoxyhydrosilane, and the like. The appropriate amount of the hydrosilane compound to be used when producing a silyl group-containing vinyl resin is a molar amount that is 0.5 to 2 times the number of carbon-carbon double bonds contained in the vinyl resin. .

ビニル系樹脂は、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、フマル酸等のカルボン酸又は無水マレイン酸等の酸無水物を必須モノマー単位として含有し、更に(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、シクロヘキシル(メタ)アクリル酸等の(メタ)アクリル酸エステル、アクリロニトリル、スチレン、α-メチルスチレン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等からなる群から選ばれるビニル系モノマーをコモノマー単位として含有する共重合体であることが好ましく、共重合体製造時に(メタ)アクリル酸アリル、ジアリルフタレート等をラジカル共重合させることにより、ビニル系樹脂中にヒドロシリル化反応のための炭素-炭素二重結合を導入することが可能となる。 Vinyl resins contain, for example, carboxylic acids such as (meth)acrylic acid, itaconic acid, and fumaric acid, or acid anhydrides such as maleic anhydride as essential monomer units, and further include methyl (meth)acrylate, (meth)acrylate, etc. (Meth)acrylic acid esters such as ethyl acrylate, butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylic acid, acrylonitrile, styrene, α-methylstyrene, vinyl acetate, vinyl propionate The copolymer is preferably a copolymer containing a vinyl monomer selected from the group consisting of It becomes possible to introduce carbon-carbon double bonds for hydrosilylation reactions into the resin.

また、シリル基含有ビニル系樹脂は、上記のカルボン酸又は酸無水物を含むビニル系モノマーと、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシビニルエーテル等の水酸基含有モノマーと、γ-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、β-(メタ)アクリロキシエチルトリメトキシシラン、β-(メタ)アクリロキシエチルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジプロポキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシブチルフェニルジメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルジエチルメトキシシラン等のシリル基含有ビニル化合物とをラジカル重合させる方法によっても調製することができる。これらシリル基含有ビニル系樹脂の具体例としては、例えば、市販品である鐘淵化学工業社製のカネカゼムラツク等を挙げることができる。 In addition, silyl group-containing vinyl resins include vinyl monomers containing the above-mentioned carboxylic acids or acid anhydrides, and hydroxyl groups such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, and 2-hydroxyvinyl ether. Containing monomers, γ-(meth)acryloxypropyltrimethoxysilane, γ-(meth)acryloxypropyltriethoxysilane, β-(meth)acryloxyethyltrimethoxysilane, β-(meth)acryloxyethyltriethoxy Silane, γ-(meth)acryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-(meth)acryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-(meth)acryloxypropylmethyldipropoxysilane, γ-(meth)acryloxybutylphenyldimethoxy It can also be prepared by radical polymerization with a silyl group-containing vinyl compound such as silane, γ-(meth)acryloxypropyldimethylmethoxysilane, and γ-(meth)acryloxypropyldiethylmethoxysilane. Specific examples of these silyl group-containing vinyl resins include Kanekazemurak, a commercially available product manufactured by Kanekafuchi Kagaku Kogyo Co., Ltd., and the like.

また、シリル基含有ビニル系樹脂が水分散性樹脂である場合には、後述のようにして水分散性のシリル基含有ビニル系樹脂を調製することも可能である。 Furthermore, when the silyl group-containing vinyl resin is a water-dispersible resin, it is also possible to prepare the water-dispersible silyl group-containing vinyl resin as described below.

シリル基含有ビニル系樹脂の酸価は、好ましくは20~150mgKOH/gであり、より好ましくは50~120mgKOH/gである。シリル基含有ビニル系樹脂の酸価が上記特定した範囲内にあると、得られる有機無機複合樹脂の貯蔵安定性を向上させることができ、また、得られる膜の耐水性および耐熱水性を向上させることもできる。本明細書において、樹脂の酸価とは、樹脂1gを中和するのに必要な水酸化カリウムのmg数を意味する。 The acid value of the silyl group-containing vinyl resin is preferably 20 to 150 mgKOH/g, more preferably 50 to 120 mgKOH/g. When the acid value of the silyl group-containing vinyl resin is within the range specified above, the storage stability of the obtained organic-inorganic composite resin can be improved, and the water resistance and hot water resistance of the obtained film can be improved. You can also do that. In this specification, the acid value of a resin means the number of mg of potassium hydroxide required to neutralize 1 g of resin.

シリル基含有ビニル系樹脂は、ポリスチレン換算重量平均分子量が、1000~50000であることが好ましい。 The silyl group-containing vinyl resin preferably has a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 1,000 to 50,000.

バインダー成分中のシリル基含有ビニル系樹脂の量は、5質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましい。 The amount of the silyl group-containing vinyl resin in the binder component is preferably 5% by mass or more, more preferably 50% by mass or more.

次に、式(1)で示される化合物および/またはその部分加水分解縮合物、およびシリル基含有ビニル系樹脂を構成単位として含有する有機無機複合樹脂の製造方法について説明する。本明細書では、この有機無機複合樹脂を「有機無機複合樹脂(a)」とも称する。 Next, a method for producing an organic-inorganic composite resin containing a compound represented by formula (1) and/or a partially hydrolyzed condensate thereof, and a silyl group-containing vinyl resin as a constituent unit will be described. In this specification, this organic-inorganic composite resin is also referred to as "organic-inorganic composite resin (a)."

有機無機複合樹脂(a)、特にその水分散液の製造方法の一実施形態においては、まず、式(1)で示される化合物および/またはその部分加水分解縮合物(以下、成分(a-1)ともいう)とシリル基含有ビニル系樹脂(以下、成分(a-2)ともいう)との混合物に更に水および触媒を存在させて加水分解および縮合反応を生じさせる。成分(a-1)と成分(a-2)との混合割合は、成分(a-1)100質量部に対して成分(a-2)の量が5~200質量部、好ましくは10~150質量部であることが適当である。この成分(a-2)の量が5質量部より少ないと、得られる塗膜の外観や耐クラック性、耐凍害性、耐アルカリ性等が悪くなる場合があり、逆に成分(a-2)の量が200質量部を超えると、得られる膜の耐候性、耐汚染性等が悪くなる場合がある。 In one embodiment of the method for producing an organic-inorganic composite resin (a), particularly an aqueous dispersion thereof, first, a compound represented by formula (1) and/or a partially hydrolyzed condensate thereof (hereinafter, component (a-1) ) and a silyl group-containing vinyl resin (hereinafter also referred to as component (a-2)) in the presence of water and a catalyst to cause hydrolysis and condensation reactions. The mixing ratio of component (a-1) and component (a-2) is such that the amount of component (a-2) is 5 to 200 parts by mass, preferably 10 to 200 parts by mass, per 100 parts by mass of component (a-1). A suitable amount is 150 parts by mass. If the amount of component (a-2) is less than 5 parts by mass, the appearance, crack resistance, frost damage resistance, alkali resistance, etc. of the resulting coating film may deteriorate, and conversely, component (a-2) If the amount exceeds 200 parts by mass, the resulting film may have poor weather resistance, stain resistance, etc.

成分(a-1)と成分(a-2)との混合物に添加する水の量は、成分(a-1)と成分(a-2)との混合物中に初期に存在していた加水分解性基の好ましくは45~100%、より好ましくは50~90%を加水分解および縮合反応させるのに充分な量であり、具体的には上記の混合物中の加水分解性基の総数の0.45~1.0倍、好ましくは0.5~0.9倍のモル数となる量が適当である。ここで45%以上が好ましいとする理由は、有機無機複合樹脂(a)の水分散液(エマルション)となった時の貯蔵安定性がよく、また、コート材に用いた時に透明性の高い膜形成が可能であるためである。 The amount of water added to the mixture of component (a-1) and component (a-2) is determined so that the amount of water added to the mixture of component (a-1) and component (a-2) is determined by the amount of water that is The amount is sufficient to hydrolyze and condensate preferably 45 to 100%, more preferably 50 to 90% of the hydrolyzable groups, specifically 0.0 of the total number of hydrolyzable groups in the mixture. An appropriate amount is 45 to 1.0 times, preferably 0.5 to 0.9 times the number of moles. The reason why 45% or more is preferable is that the organic-inorganic composite resin (a) has good storage stability when it becomes an aqueous dispersion (emulsion), and it also provides a highly transparent film when used as a coating material. This is because formation is possible.

成分(a-1)と成分(a-2)との混合物に添加する触媒としては、硝酸、塩酸等の無機酸や、酢酸、蟻酸、プロピオン酸等の有機酸を挙げることができる。触媒の添加量は、上記混合物のpHが3~6になる量が適当である。加水分解反応については、成分(a-1)と成分(a-2)との混合物を、水及び触媒の存在下で、40~80℃、好ましくは45~65℃で、2~10時間、撹拌しながら反応させる方法が適当であるが、この方法に限定されるものではない。 Examples of the catalyst added to the mixture of component (a-1) and component (a-2) include inorganic acids such as nitric acid and hydrochloric acid, and organic acids such as acetic acid, formic acid and propionic acid. The appropriate amount of catalyst to be added is such that the pH of the mixture becomes 3 to 6. For the hydrolysis reaction, a mixture of component (a-1) and component (a-2) is heated at 40 to 80°C, preferably 45 to 65°C, for 2 to 10 hours in the presence of water and a catalyst. A method of reacting while stirring is suitable, but the method is not limited to this method.

成分(a-1)と成分(a-2)との加水分解縮合反応を上記のように一段階で実施することが可能であるが、生成物の貯蔵安定性の観点から、次のような二段階で反応させることが好ましい。即ち、第一段階として、水及び触媒の存在下で、成分(a-1)と成分(a-2)との混合物中に初期に存在していた加水分解性基の40~80%、好ましくは45~70%が加水分解縮合反応するように、40~80℃、好ましくは45~65℃で1~8時間、撹拌しながら反応させる。 Although it is possible to carry out the hydrolytic condensation reaction between component (a-1) and component (a-2) in one step as described above, from the viewpoint of storage stability of the product, the following It is preferable to carry out the reaction in two stages. That is, in the first step, in the presence of water and a catalyst, 40 to 80%, preferably 40 to 80%, of the hydrolyzable groups initially present in the mixture of component (a-1) and component (a-2) are removed. is reacted with stirring at 40 to 80°C, preferably 45 to 65°C, for 1 to 8 hours so that 45 to 70% of the mixture undergoes a hydrolytic condensation reaction.

第二段階として、第一段階に続いて、更に水及びトリメトキシボラン、トリエトキシボラン等のトリアルコキシボラン、トリ-n-ブトキシエチルアセテートジルコニウム、ジn-ブトキシ(エチルアセテート)ジルコニウム、テトタラキス(エチルアセテート)ジルコニウム等のジルコニウムキレート化合物、ジイソプロポキシビス(アセチルアセテート)チタン、ジイソプロポキシビス(エチルアセテート)チタン等のチタンキレート化合物、モノアセチルアセテートビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジイソプロポキシエチルアセトアセテートアルミニウム等のアルミニウムキレート化合物等の有機金属化合物触媒を添加し、加水分解および縮合反応を生じさせる。第二段階で用いるトリアルコキシボランや有機金属化合物触媒は縮合反応を促進し、膜の外観、耐候性、耐汚染性、耐熱水性等を向上させることができる。 As a second step, following the first step, water and trialkoxyborane such as trimethoxyborane, triethoxyborane, tri-n-butoxyethyl acetate zirconium, di-n-butoxy(ethyl acetate) zirconium, tetratarakis (ethyl acetate) zirconium chelate compounds such as zirconium, titanium chelate compounds such as diisopropoxybis(acetylacetate)titanium, diisopropoxybis(ethylacetate)titanium, monoacetylacetatebis(ethylacetoacetate)aluminum, diisopropoxyethylacetate An organometallic compound catalyst such as an aluminum chelate compound such as aluminum acetate is added to cause hydrolysis and condensation reactions. The trialkoxyborane or organometallic compound catalyst used in the second step can promote the condensation reaction and improve the appearance, weather resistance, stain resistance, hot water resistance, etc. of the membrane.

第二段階で添加する水の量は、成分(a-1)と成分(a-2)との混合物中に初期に存在していた加水分解性基の45~100%、好ましくは50~90%が加水分解および縮合反応するのに充分な量である。第二段階で添加する触媒の量は、第一段階で得られた反応物と未反応で残っている成分(a-1)および成分(a-2)との合計量100質量部に対して0.001~5質量部、好ましくは、0.005~2質量部が適当である。第二段階における加水分解縮合反応は、第一段階と同様に40~80℃で2~5時間反応させるのが適当である。 The amount of water added in the second step is 45 to 100%, preferably 50 to 90% of the hydrolyzable groups initially present in the mixture of component (a-1) and component (a-2). % is sufficient for hydrolysis and condensation reactions. The amount of the catalyst added in the second step is based on 100 parts by mass of the total amount of the reactant obtained in the first step and the remaining unreacted components (a-1) and (a-2). A suitable amount is 0.001 to 5 parts by weight, preferably 0.005 to 2 parts by weight. The hydrolytic condensation reaction in the second stage is suitably carried out at 40 to 80°C for 2 to 5 hours as in the first stage.

なお、加水分解縮合反応物は、その反応で生成するアルコール分により、又はそのアルコール分と必要に応じて添加した後記の有機溶媒とにより溶液状態となっている。このようにして得られた反応物である有機無機複合樹脂(a)の溶液に中和剤を加えて均一に分散させ、中和した後、水を加えるか、もしくは中和剤と水とを同時に加え、撹拌することにより強制分散させて水分散液(エマルション)を得る。 Note that the hydrolytic condensation reaction product is in a solution state due to the alcohol content produced by the reaction, or due to the alcohol content and an organic solvent described below added as necessary. A neutralizing agent is added to the solution of the organic-inorganic composite resin (a), which is the reaction product obtained in this way, and the neutralizing agent is uniformly dispersed. After neutralization, water is added, or the neutralizing agent and water are combined. They are added simultaneously and forcedly dispersed by stirring to obtain an aqueous dispersion (emulsion).

中和剤の量は、安定なエマルションが得られるように、反応物である有機無機複合樹脂中の酸基の50~100%、好ましくは、70~100%を中和する量が適当である。なお、中和剤としては、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、モノエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N,N-ジメチルエタノールアミン、モルホリン等が代表的なものとして挙げられる。 The amount of the neutralizing agent is appropriate to neutralize 50 to 100%, preferably 70 to 100%, of the acid groups in the organic-inorganic composite resin as a reactant so as to obtain a stable emulsion. . Note that typical neutralizing agents include triethylamine, triethanolamine, dimethylethanolamine, monoethanolamine, N-methyldiethanolamine, N,N-dimethylethanolamine, and morpholine.

中和後に加える水の量は、塗装作業性等を考慮して任意に決定されるが、通常塗料の固形分が10~70質量%になる程度の量が適当である。なお、このようにして得られた有機無機複合樹脂(a)の水分散液中には上記の加水分解縮合反応により生成したアルコール分が残っている。従って、その水分散液をそのまま塗料に使用すると、揮発性有機成分(VOC)が多くなるので、常法に従ってアルコール分を減圧下で除去することが好ましい。 The amount of water added after neutralization is arbitrarily determined in consideration of painting workability, etc., but it is usually appropriate to use an amount that will bring the solid content of the paint to 10 to 70% by mass. Note that in the aqueous dispersion of the organic-inorganic composite resin (a) thus obtained, the alcohol produced by the above-mentioned hydrolytic condensation reaction remains. Therefore, if the aqueous dispersion is used as it is in a paint, volatile organic components (VOC) will increase, so it is preferable to remove the alcohol content under reduced pressure according to a conventional method.

有機無機複合樹脂は、アミノ基を有する加水分解縮合反応なアルコキシシランにより架橋(または硬化)されていることが好ましく、アミノ基を有する加水分解縮合反応なアルコキシシランおよび該アルコキシシランのアミノ基との反応性を有するエポキシ基を分子内に有する化合物により架橋(または硬化)されていることがさらに好ましい。このように有機無機複合樹脂を架橋または硬化させることによって、耐熱水性、耐アルカリ性、耐候性、耐汚染性、耐溶剤性、耐クラック性等に優れた膜を形成することができる。本明細書では、このアミノ基を有する加水分解縮合反応なアルコキシシランを「アルコキシシラン(b)」または「成分(b)」とも称し、該アルコキシシランのアミノ基との反応性を有するエポキシ基を分子内に有する化合物を「化合物(c)」または「成分(c)」とも称する。 The organic-inorganic composite resin is preferably crosslinked (or cured) with a hydrolytic condensation-reactive alkoxysilane having an amino group, and a hydrolytic condensation-reactive alkoxysilane having an amino group and the amino group of the alkoxysilane. It is more preferable that it be crosslinked (or cured) with a compound having a reactive epoxy group in its molecule. By crosslinking or curing the organic-inorganic composite resin in this manner, a film with excellent hot water resistance, alkali resistance, weather resistance, stain resistance, solvent resistance, crack resistance, etc. can be formed. In this specification, this hydrolytic condensation alkoxysilane having an amino group is also referred to as "alkoxysilane (b)" or "component (b)", and the epoxy group having reactivity with the amino group of the alkoxysilane is referred to as "alkoxysilane (b)" or "component (b)". The compound contained in the molecule is also referred to as "compound (c)" or "component (c)."

成分(b)は、アミノ基を有する加水分解縮合反応可能なアルコキシシランであり、具体的には、式(2):(R6-NH-R5-)Si(OR4)4-n(式中、R4は、炭素数1~5のアルキル基であり、R5は、炭素数1~5のアルキレン基であり、R6は、水素原子、炭素数1~5のアルキル基、炭素数5~8のシクロアルキル基、炭素数6~8のアリール基、または置換もしくは未置換のアミノ基であり、nは1または2である。)で示されるアミノ基含有アルコキシシランを好適に使用することができる。アルコキシシラン(b)は、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。 Component (b) is an alkoxysilane having an amino group and capable of a hydrolytic condensation reaction, and specifically has the formula (2): (R6-NH-R5-) n Si(OR4) 4-n (in the formula , R4 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R5 is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and R6 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyl group having 5 to 8 carbon atoms. An amino group-containing alkoxysilane represented by a cycloalkyl group, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted amino group, where n is 1 or 2, can be preferably used. Alkoxysilane (b) may be used alone or in combination of two or more.

式(2)において、R4としてのアルキル基は、直鎖でも分岐したものでもよく、その例として、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基等を挙げることができる。好ましいアルキル基は炭素数が1~2個のものである。R5としてのアルキレン基は、直鎖でも分岐したものでもよく、その例として、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等を挙げることができる。R6としてのアルキル基は、R4の場合と同様である。また、R6としてのシクロアルキル基としては、例えばシクロヘキシル基、シクロヘプチル基等を挙げることができる。またR6としてのアリール基としては、例えば、フェニル基等を挙げることができる。さらにR6としてのアミノ基としては、アミノ基中の水素原子の一方または両方が、例えば、炭素数1~5のアルキル基で置換されたものを挙げることができる。 In formula (2), the alkyl group as R4 may be linear or branched, and examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group. group, s-butyl group, t-butyl group, pentyl group, etc. Preferred alkyl groups have 1 to 2 carbon atoms. The alkylene group as R5 may be linear or branched, and examples include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, and the like. The alkyl group as R6 is the same as in the case of R4. Furthermore, examples of the cycloalkyl group as R6 include a cyclohexyl group and a cycloheptyl group. Further, examples of the aryl group as R6 include a phenyl group. Furthermore, examples of the amino group as R6 include those in which one or both of the hydrogen atoms in the amino group are substituted with, for example, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

アルコキシシラン(b)としては、例えば、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N-シクロへキシルーγ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-シクロヘキシル-γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-(2-アミノエチル)-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-(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、γ-アニリノプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。 Examples of the alkoxysilane (b) include γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-(β-aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-(β-aminoethyl )-γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-(β-aminoethyl)-γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, N-cyclohexyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-cyclohexyl-γ-aminopropyltri Examples include ethoxysilane, γ-(2-aminoethyl)-aminopropyltrimethoxysilane, γ-(2-aminoethyl)-aminopropylmethyldimethoxysilane, and γ-anilinopropyltrimethoxysilane.

アルコキシシラン(b)の量は、有機無機複合樹脂100質量部に対して、好ましくは0.5~30質量部、より好ましくは2~15質量部であることが適当である。アルコキシシラン(b)の量が少なすぎると、得られる膜の硬化性や耐汚染性が低下する場合があり、逆に多過ぎると、耐熱水性や耐クラック性が低下する場合がある。 The amount of alkoxysilane (b) is preferably 0.5 to 30 parts by weight, more preferably 2 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the organic-inorganic composite resin. If the amount of alkoxysilane (b) is too small, the curability and stain resistance of the resulting film may be reduced; on the other hand, if it is too large, the hot water resistance and crack resistance may be reduced.

成分(c)は、アルコキシシラン(b)中のアミノ基との反応性を有するエポキシ基を分子内に有する化合物である。化合物(c)としては、例えば、エポキシ基含有アルコキシシラン、アルキルグリシジルエーテルおよびエステル、シクロエポキシ化合物、ビスフェノールAF系の低分子量エポキシ樹脂、あるいはこれらの乳化物等を用いることができる。化合物(c)は、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。 Component (c) is a compound having an epoxy group in its molecule that is reactive with the amino group in alkoxysilane (b). As the compound (c), for example, epoxy group-containing alkoxysilanes, alkyl glycidyl ethers and esters, cyclopoxy compounds, bisphenol AF-based low molecular weight epoxy resins, or emulsions thereof can be used. Compound (c) may be used alone or in combination of two or more.

化合物(c)の具体例としては、γ-グリシドキシプロピルトリメキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリイソプロペニルオキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリイミノオキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジメトキシシラン、γ-イソンアネートプロピルトリイソプロペニルオキシシランとグリシドールとの付加物、ブチルグリシジルエーテル、ポリオキシエチレングリシジルエーテル、カージュラーE(シェル社製商品名)、ブチルフェニルグリシジルエーテル、エピコート815、828、834(油化シェルエポキシ社製商品名)等およびこれら乳化物が代表的なものとして挙げられる。化合物(c)の中でも加水分解性シリル基を持つエポキシ基含有アルコキシシラン化合物を用いた場合には、膜の硬化性が向上し、耐熱性、耐アルカリ性等がよくなるので好ましい。 Specific examples of compound (c) include γ-glycidoxypropyltrimexysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, and γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane. , γ-glycidoxypropyltriisopropenyloxysilane, γ-glycidoxypropyltriiminooxysilane, β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethylmethyldimethoxysilane, γ-isonanatepropyltriisopropenyloxysilane and adducts with glycidol, butyl glycidyl ether, polyoxyethylene glycidyl ether, Cardular E (trade name manufactured by Shell Co., Ltd.), butylphenyl glycidyl ether, Epicote 815, 828, 834 (trade name manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), etc. These emulsions are representative examples. Among the compounds (c), it is preferable to use an epoxy group-containing alkoxysilane compound having a hydrolyzable silyl group because the curability of the film is improved and heat resistance, alkali resistance, etc. are improved.

化合物(c)の量は、アルコキシシラン(b)のアミノ基の活性水素の総数に対して、化合物(c)のエポキシ基の総数が、好ましくは0.1~2.0倍、より好ましくは0.2~1.2倍となる量であることが適当である。化合物(c)の量が少なすぎると、得られる膜の耐熱水性等が低下する場合があり、逆に多過ぎると塗膜の耐候性、耐クラック性等が低下する場合がある。 The amount of compound (c) is such that the total number of epoxy groups in compound (c) is preferably 0.1 to 2.0 times, more preferably A suitable amount is 0.2 to 1.2 times as much. If the amount of compound (c) is too small, the hot water resistance etc. of the resulting film may be reduced; on the other hand, if it is too large, the weather resistance, crack resistance, etc. of the coating film may be reduced.

アルコキシシラン(b)や化合物(c)を用いる場合は、塗装直前に有機無機複合樹脂の水分散液と混合し、分散させて使用することが好ましい。アルコキシシラン(b)および化合物(c)は、有機無機複合樹脂の硬化剤として作用し、アルコキシシラン(b)中のシリル基および化合物(c)中のシリル基(存在する場合)は、有機無機複合樹脂中に残存するシリル基と加水分解縮合反応し、また、アルコキシシラン(b)中のアミノ基は化合物(c)中のエポキシ基と反応する。 When alkoxysilane (b) or compound (c) is used, it is preferable to mix it with an aqueous dispersion of an organic-inorganic composite resin and disperse it immediately before coating. The alkoxysilane (b) and the compound (c) act as a curing agent for the organic-inorganic composite resin, and the silyl group in the alkoxysilane (b) and the silyl group in the compound (c) (if present) are organic and inorganic. A hydrolytic condensation reaction occurs with the silyl groups remaining in the composite resin, and the amino group in the alkoxysilane (b) reacts with the epoxy group in the compound (c).

バインダー成分は、水分散性樹脂を含んでもよい。本明細書において「水分散性樹脂」とは、水中に分布して不均質な系(例えば乳濁液又は懸濁液)を形成することが可能な樹脂である。水分散性樹脂は、エマルション樹脂を含むことが好ましい。エマルション樹脂は、分子量を大きくすることが可能であり、また、分散安定性にも優れる水分散性樹脂である。例えば、上述の有機無機複合樹脂またはシリル基含有ビニル系樹脂が水分散性樹脂である場合や、有機無機複合樹脂またはシリル基含有ビニル系樹脂以外の樹脂として水分散性樹脂を含む場合等がある。 The binder component may include a water-dispersible resin. As used herein, a "water-dispersible resin" is a resin that can be distributed in water to form a heterogeneous system (eg, an emulsion or suspension). It is preferable that the water-dispersible resin includes an emulsion resin. The emulsion resin is a water-dispersible resin that can have a large molecular weight and has excellent dispersion stability. For example, there are cases where the above-mentioned organic-inorganic composite resin or silyl group-containing vinyl resin is a water-dispersible resin, or cases where a water-dispersible resin is included as a resin other than the organic-inorganic composite resin or silyl group-containing vinyl resin. .

バインダー成分中の水分散性樹脂の量は、例えば50質量%以上であり、80質量%以上であることが好ましい。水分散性樹脂は、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。 The amount of water-dispersible resin in the binder component is, for example, 50% by mass or more, preferably 80% by mass or more. The water-dispersible resins may be used alone or in combination of two or more.

水分散性樹脂は、アクリル成分を構成単位(繰り返し単位等)として含むことが好ましい。本明細書において「アクリル成分」とは、アクリル酸、メタクリル酸およびその誘導体(例えば、アクリル酸およびメタクリル酸のエステル、アミド等の(メタ)アクリロイル基を有する化合物やアクリル酸ニトリル、メタクリル酸ニトリル等)を指す。アクリル成分は、一種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。 It is preferable that the water-dispersible resin contains an acrylic component as a structural unit (repeat unit, etc.). In this specification, "acrylic component" refers to acrylic acid, methacrylic acid, and derivatives thereof (for example, esters of acrylic acid and methacrylic acid, compounds having a (meth)acryloyl group such as amides, acrylic nitrile, methacrylic nitrile, etc. ). The acrylic component may be used alone or in combination of two or more.

アクリル成分の具体例としては、特に制限されるものではないが、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、sec-ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、n-ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、N-モノメチル(メタ)アクリルアミド、N-モノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-n-プロピル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、エチレングリコール(メタ)アクリレート、エチレングリコールメトキシ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールメトキシ(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4-メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレート、4-メチルシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Specific examples of the acrylic component include, but are not limited to, acrylic acid, methacrylic acid, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, and isopropyl (meth)acrylate. , n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, tert-butyl (meth)acrylate, sec-butyl (meth)acrylate, amyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate , n-octyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, dodecyl (meth)acrylate, n-lauryl (meth)acrylate, tridecyl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, 2-methoxy Ethyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate , (meth)acrylamide, diacetone (meth)acrylamide, N-monomethyl (meth)acrylamide, N-monoethyl (meth)acrylamide, N,N-dimethyl (meth)acrylamide, N-n-propyl (meth)acrylamide, N - Isopropyl (meth)acrylamide, methylenebis(meth)acrylamide, N-methylol (meth)acrylamide, N-butoxymethyl (meth)acrylamide, dimethylaminoethyl (meth)acrylamide, N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylamide, Diacetone (meth)acrylamide, dimethylaminoethyl (meth)acrylate, diethylaminoethyl (meth)acrylate, ethylene glycol (meth)acrylate, ethylene glycol methoxy (meth)acrylate, diethylene glycol (meth)acrylate, diethylene glycol methoxy (meth)acrylate, tri- Fluoroethyl (meth)acrylate, tetrafluoropropyl (meth)acrylate, octafluoropentyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, 4-methylcyclohexyl (meth)acrylate, Cyclohexylmethyl (meth)acrylate, cyclohexylethyl (meth)acrylate, cyclohexylpropyl (meth)acrylate, 4-methylcyclohexylmethyl (meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, 1,3-butanediol di(meth)acrylate , 1,4-butanediol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, 1,9-nonanediol di(meth)acrylate and the like.

本明細書において、(メタ)アクリレートの語は、メタクリレートまたはアクリレートを意味する。例えば、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレートは、2-エチルヘキシルアクリレートまたは2-エチルヘキシルメタクリレートである。また、ジ(メタ)アクリレート、トリ(メタ)アクリレート等のように、複数であることを示す接頭語が(メタ)アクリレートに付されている場合もあるが、この場合の各(メタ)アクリレートは、同一でも異なっていてもよい。 As used herein, the term (meth)acrylate means methacrylate or acrylate. For example, 2-ethylhexyl (meth)acrylate is 2-ethylhexyl acrylate or 2-ethylhexyl methacrylate. In addition, there are cases where (meth)acrylates are given a prefix indicating that they are plural, such as di(meth)acrylate, tri(meth)acrylate, etc., but in this case each (meth)acrylate is , may be the same or different.

アクリル成分を構成単位として含む水分散性樹脂には、アクリル樹脂の他、アクリルスチレン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、ふっ素変性アクリル樹脂、脂肪酸変性アクリル樹脂、ウレタン変性アクリル樹脂、エポキシ変性アクリル樹脂等の各種変性樹脂も含まれる。 In addition to acrylic resins, water-dispersible resins containing acrylic components as constituent units include various modified acrylic resins such as acrylic styrene resins, acrylic silicone resins, fluorine-modified acrylic resins, fatty acid-modified acrylic resins, urethane-modified acrylic resins, and epoxy-modified acrylic resins. Also includes resin.

水分散性樹脂中のアクリル成分の量は、10質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましい。 The amount of the acrylic component in the water-dispersible resin is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more.

水分散性樹脂は、非アクリル成分を構成単位(繰り返し単位等)として含むことができる。非アクリル成分とは、アクリル成分以外の成分であり、例えば、スチレンの他、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、クロトン酸、ビニルバーサチック酸等のカルボキシル基含有単量体;メチルスチレン、クロロスチレン、メトキシスチレン、ビニルトルエン等の芳香族系モノマー;エチレン、プロピレン等のオレフィン系モノマー;酢酸ビニル、塩化ビニル等のビニル系モノマー;マレイン酸アミド等のアミド系モノマー;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン等のアルコキシシリル基含有単量体;ジアルキルフマレート、アリルアルコール、ビニルピリジン、ブタジエン等が挙げられる。非アクリル成分は、一種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。 The water-dispersible resin can contain a non-acrylic component as a structural unit (such as a repeating unit). Non-acrylic components are components other than acrylic components, and include, in addition to styrene, carboxyl group-containing monomers such as fumaric acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, itaconic anhydride, crotonic acid, and vinyl versatic acid. Aromatic monomers such as methylstyrene, chlorostyrene, methoxystyrene, and vinyltoluene; Olefinic monomers such as ethylene and propylene; Vinyl monomers such as vinyl acetate and vinyl chloride; Amide monomers such as maleic acid amide; Alkoxysilyl group-containing monomers such as vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, and vinylmethyldiethoxysilane; examples include dialkyl fumarate, allyl alcohol, vinylpyridine, butadiene, and the like. The non-acrylic components may be used alone or in combination of two or more.

水分散性樹脂は、シランカップリング剤を構成単位(繰り返し単位等)として含むことが好ましい。ここで、シランカップリング剤は、アクリル成分および非アクリル成分のいずれでもよいが、アクリル成分であることが好ましい。水分散性樹脂の構成単位となり得るシランカップリング剤としては、例えば、重合性基を有するシランカップリング剤等が挙げられる。重合性基としては、例えば、アルケニル基(ビニル基、アリル基等)、アルケニルカルボニル基(例えば、(メタ)アクリロイル基、クロトノイル基等)等の重合性不飽和基等が挙げられる。 It is preferable that the water-dispersible resin contains a silane coupling agent as a structural unit (repeat unit, etc.). Here, the silane coupling agent may be either an acrylic component or a non-acrylic component, but is preferably an acrylic component. Examples of the silane coupling agent that can serve as a structural unit of the water-dispersible resin include a silane coupling agent having a polymerizable group. Examples of the polymerizable group include polymerizable unsaturated groups such as alkenyl groups (vinyl group, allyl group, etc.), alkenylcarbonyl groups (eg, (meth)acryloyl group, crotonoyl group, etc.).

重合性基を有するシランカップリング剤としては、例えば、加水分解縮合性基(例えば、アルコキシ基、ハロゲン原子)が結合したシリル基を有する単量体であり、下記式(3)で表される化合物等が挙げられる。
(R7)-Si-(R8)4-n (3)
式(3)において、R7は、重合性不飽和結合基を有する基を示す。R8は、水素原子、加水分解縮合性基、炭化水素基、エポキシ基(エポキシ基含有基)を示し、少なくとも1つのR8は加水分解縮合性基を示す。nは、1~3の整数を示す。
The silane coupling agent having a polymerizable group is, for example, a monomer having a silyl group to which a hydrolytically condensable group (e.g., an alkoxy group, a halogen atom) is bonded, and is represented by the following formula (3). Examples include compounds.
(R7) n -Si-(R8) 4-n (3)
In formula (3), R7 represents a group having a polymerizable unsaturated bond group. R8 represents a hydrogen atom, a hydrolytic condensable group, a hydrocarbon group, or an epoxy group (an epoxy group-containing group), and at least one R8 represents a hydrolytic condensable group. n represents an integer from 1 to 3.

式(3)において、R7において、重合性不飽和結合基としては、例えば、ビニル基、アリル基、(メタ)アクロイル基等が挙げられる。R8において、炭化水素基としては、例えば、アルキル基、アリール基(フェニル基等)等が挙げられる。アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基等のC1-4アルキル基等が挙げられる。R8において、加水分解縮合性基としては、例えば、ヒドロキシル基、ハロゲン原子(塩素原子等)、アルコキシ基、アシロキシ基、アリールオキシ基(フェノキシ基等)、メルカプト基等が挙げられる。R8において、アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基等のC1-4アルコキシ基等が挙げられる。R8において、アシロキシ基としては、例えば、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基等のC2-4アシルオキシ基などが挙げられる。 In formula (3), examples of the polymerizable unsaturated bond group in R7 include a vinyl group, an allyl group, and a (meth)acroyl group. Examples of the hydrocarbon group in R8 include an alkyl group and an aryl group (such as a phenyl group). Examples of the alkyl group include C 1-4 alkyl groups such as methyl group and ethyl group. In R8, examples of the hydrolytic condensable group include a hydroxyl group, a halogen atom (chlorine atom, etc.), an alkoxy group, an acyloxy group, an aryloxy group (phenoxy group, etc.), a mercapto group, and the like. Examples of the alkoxy group in R8 include C 1-4 alkoxy groups such as a methoxy group and an ethoxy group. Examples of the acyloxy group in R8 include C 2-4 acyloxy groups such as an acetyloxy group and a propionyloxy group.

重合性基を有するシランカップリング剤としては、例えば、ビニル基含有シラン{例えば、ビニル基を有するハロシラン(例えば、ビニルトリクロロシラン等のビニルモノ乃至トリハロシラン)、ビニル基を有するアルコキシシラン[例えば、ビニルアルコキシシラン(例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニルモノ乃至トリアルコキシシラン、好ましくはビニルモノ乃至トリC1-4アルコキシシラン)、ビニルアルコキシアルコキシシラン(例えば、ビニルトリ(メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリス(β-メトキシエトキシ)シラン等のビニルモノ乃至トリ(C1-4アルコキシC1-4アルコキシ)シラン)、スチリル基含有シラン(例えば、p-スチリルトリメトキシシラン等のスチリルモノ乃至トリアルコキシシラン、好ましくはスチリルモノ乃至トリC1-4アルコキシシラン)]}、(メタ)アクリロイル基含有シラン{例えば、(メタ)アクリロイル基を有するアルコキシシラン[例えば、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン等の(メタ)アクリロキシアルキルモノ乃至トリアルコキシシラン、好ましくは(メタ)アクリロキシC2-4アルキルモノ乃至トリC1-4アルコキシシラン]、(メタ)アクリロイル基を有するヒドロキシシラン[例えば、3-(メタ)アクリロキシプロピルヒドロキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルヒドロキシシラン等の(メタ)アクリロキシアルキルヒドロキシシラン、好ましくは(メタ)アクリロキシC2-4アルキルヒドロキシシラン]}等が挙げられる。 Examples of the silane coupling agent having a polymerizable group include vinyl group-containing silanes {e.g., halosilanes having vinyl groups (e.g., vinyl mono- to trihalosilanes such as vinyl trichlorosilane), alkoxysilanes having vinyl groups [e.g. Alkoxysilanes (e.g., vinylmono- to trialkoxysilanes such as vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane, preferably vinylmono- to tri-C 1-4 alkoxysilanes), vinylalkoxyalkoxysilanes (e.g., vinyltri(methoxyethoxy)silane, vinyltris (vinyl mono- to tri(C 1-4 alkoxyC 1-4 alkoxy) silanes such as (β-methoxyethoxy) silane), styryl group-containing silanes (for example, styryl mono- to trialkoxy silanes such as p-styryltrimethoxysilane, preferably styryl mono- to triC 1-4 alkoxysilane)], (meth)acryloyl group-containing silane {for example, alkoxysilane having a (meth)acryloyl group [for example, 3-(meth)acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-( (meth)acryloxyalkyl mono- to trialkoxysilanes such as meth)acryloxypropyltriethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropylmethyldiethoxysilane, preferably ( meth)acryloxy C 2-4 alkyl mono- to triC 1-4 alkoxysilane], hydroxysilane having a (meth)acryloyl group [e.g. 3-(meth)acryloxypropylhydroxysilane, 3-(meth)acryloxypropyl Examples include (meth)acryloxyalkylhydroxysilanes such as methylhydroxysilane, preferably (meth)acryloxyC 2-4 alkylhydroxysilanes.

水分散性樹脂は、構成単位となる単量体成分の重合により得ることができ、構成単位となる単量体成分の乳化重合により得ることが好ましい。単量体成分は、一種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。 The water-dispersible resin can be obtained by polymerization of monomer components serving as structural units, and is preferably obtained by emulsion polymerization of monomer components serving as structural units. The monomer components may be used alone or in combination of two or more.

水分散性樹脂は、単相構造を有する樹脂であってもよいし、異相構造を有する樹脂であってもよい。本明細書において、異相構造を有する樹脂とは、単量体成分の組成が異なる複数の部位がドメイン状あるいは層状に存在する樹脂を指し、このうち、単量体成分の組成が異なる複数の部位が層状に存在する樹脂を「複層構造を有する樹脂」とも称される。また、この複層構造を有する水分散性樹脂粒子の内側の層を「コア」、外側の層を「シェル」とし、これを、コアシェル構造を有する樹脂と称する場合もある。一方、単相構造を有する樹脂は、単量体成分の組成がドメイン状あるいは層状に分かれていない樹脂、好ましくは単量体成分の組成が一様に分布している樹脂である。単相構造は、1段の乳化重合によって調製することができ、異相構造は、多段の乳化重合によって調製することができる。異相構造は、例えば2~5の層またはドメイン、好ましくは2~3の層またはドメインを有する。 The water-dispersible resin may be a resin having a single phase structure or a resin having a heterophase structure. In this specification, a resin having a heterophasic structure refers to a resin in which a plurality of sites with different compositions of monomer components exist in a domain or layered form, and among these, multiple sites with different compositions of monomer components exist. A resin that exists in layers is also referred to as a "resin with a multilayer structure." Further, the inner layer of the water-dispersible resin particles having a multilayer structure is referred to as a "core", and the outer layer is referred to as a "shell", and this is sometimes referred to as a resin having a core-shell structure. On the other hand, a resin having a single-phase structure is a resin in which the composition of monomer components is not divided into domains or layers, preferably a resin in which the composition of monomer components is uniformly distributed. Single-phase structures can be prepared by one-stage emulsion polymerization, and heterophasic structures can be prepared by multi-stage emulsion polymerization. The heterophasic structure has, for example, 2 to 5 layers or domains, preferably 2 to 3 layers or domains.

単量体成分を乳化重合させる方法としては、乳化剤の存在下で乳化重合すればよく、例えば、乳化剤を含む溶媒(溶液)に、単量体成分を混合(滴下等)して重合する方法、予め乳化させておいた単量体成分を溶媒に混合(滴下等)して重合する方法等が挙げられる。溶媒としては、通常、水、水と水溶性有機溶媒の混合溶媒等の水性溶媒が使用できる。水溶性有機溶媒としては、アルコール、例えばメタノール、エタノール等のC1-4アルコール等が挙げられる。水溶性有機溶媒は、一種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。異相構造を作る方法としては、例えば、上述の乳化重合を繰り返し行う多段乳化重合法が挙げられる。 As a method for emulsion polymerization of the monomer components, emulsion polymerization may be performed in the presence of an emulsifier, for example, a method of mixing (dropping etc.) the monomer components in a solvent (solution) containing an emulsifier and polymerizing. Examples include a method in which monomer components that have been emulsified in advance are mixed (dropped, etc.) in a solvent and polymerized. As the solvent, usually an aqueous solvent such as water or a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent can be used. Examples of water-soluble organic solvents include alcohols such as C 1-4 alcohols such as methanol and ethanol. The water-soluble organic solvents may be used alone or in combination of two or more. Examples of methods for creating a heterophase structure include a multistage emulsion polymerization method in which the above-mentioned emulsion polymerization is repeated.

乳化剤としては、アニオン性乳化剤、ノニオン性乳化剤、カチオン性乳化剤、両性乳化剤、高分子乳化剤、反応性乳化剤等が挙げられる。乳化剤は、一種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。 Examples of the emulsifier include anionic emulsifiers, nonionic emulsifiers, cationic emulsifiers, amphoteric emulsifiers, polymer emulsifiers, and reactive emulsifiers. The emulsifiers may be used alone or in combination of two or more.

アニオン性乳化剤としては、例えば、アンモニウムドデシルサルフェート、ナトリウムドデシルサルフェート等のアルキルサルフェート塩;アンモニウムドデシルスルホネート、ナトリウムドデシルスルホネート等のアルキルスルホネート塩;アンモニウムドデシルベンゼンスルホネート、ナトリウムドデシルナフタレンスルホネート等のアルキルアリールスルホネート塩;ポリオキシエチレンアルキルサルフェート塩;ポリオキシエチレンアルキルアリールサルフェート塩;ジアルキルスルホコハク酸塩;アリールスルホン酸-ホルマリン縮合物;アンモニウムラウリレート、ナトリウムステアリレート等の脂肪酸塩等が挙げられる。 Examples of anionic emulsifiers include alkyl sulfate salts such as ammonium dodecyl sulfate and sodium dodecyl sulfate; alkyl sulfonate salts such as ammonium dodecyl sulfonate and sodium dodecyl sulfonate; alkylaryl sulfonate salts such as ammonium dodecylbenzene sulfonate and sodium dodecylnaphthalene sulfonate; Examples include polyoxyethylene alkyl sulfate salts; polyoxyethylene alkylaryl sulfate salts; dialkyl sulfosuccinates; arylsulfonic acid-formalin condensates; fatty acid salts such as ammonium laurylate and sodium stearate.

ノニオン性乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールとの縮合体、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセライド、エチレンオキサイドと脂肪族アミンとの縮合体等が挙げられる。 Examples of nonionic emulsifiers include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylaryl ether, condensate of polyethylene glycol and polypropylene glycol, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, fatty acid monoglyceride, ethylene oxide and aliphatic Examples include condensates with amines.

カチオン性乳化剤としては、例えば、ドデシルアンモニウムクロライド等のアルキルアンモニウム塩等が挙げられる。 Examples of the cationic emulsifier include alkyl ammonium salts such as dodecylammonium chloride.

両性乳化剤としては、例えば、ベタインエステル型乳化剤等が挙げられる。 Examples of the amphoteric emulsifier include betaine ester emulsifiers.

高分子乳化剤としては、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム等のポリ(メタ)アクリル酸塩;ポリビニルアルコール;ポリビニルピロリドン;ポリヒドロキシエチルアクリレート等のポリヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;これらの重合体を構成する単量体のうちの1種類以上の単量体を共重合成分とする重合体等が挙げられる。 Examples of polymer emulsifiers include poly(meth)acrylates such as sodium polyacrylate; polyvinyl alcohol; polyvinylpyrrolidone; polyhydroxyalkyl (meth)acrylates such as polyhydroxyethyl acrylate; Examples include polymers having one or more types of monomers as a copolymerization component.

反応性乳化剤としては、例えば、重合性基を有する乳化剤である。重合性基としては、例えば、アルケニル基(ビニル基、アリル基等)、アルケニルカルボニル基(例えば、(メタ)アクリロイル基、クロトノイル基等)等の重合性不飽和基等が挙げられる。乳化剤として反応性乳化剤を用いる場合、水分散性樹脂は、反応性乳化剤を構成単位(繰り返し単位等)として含むことができる。 Examples of the reactive emulsifier include emulsifiers having a polymerizable group. Examples of the polymerizable group include polymerizable unsaturated groups such as alkenyl groups (vinyl group, allyl group, etc.), alkenylcarbonyl groups (eg, (meth)acryloyl group, crotonoyl group, etc.). When using a reactive emulsifier as an emulsifier, the water-dispersible resin can contain the reactive emulsifier as a structural unit (repeat unit, etc.).

反応性乳化剤の具体例としては、プロペニル-アルキルスルホコハク酸エステル塩、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンスルホネート塩、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル硫酸アンモニウム、アリルオキシメチルアルキルオキシポリオキシエチレンのスルホネート塩、アリルオキシメチルノニルフェノキシエチルヒドロキシポリオキシエチレンのスルホネート塩、アリルオキシメチルアルコキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン硫酸エステル塩、ビス(ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル)メタクリレート化スルホネート塩、アリルオキシメチルアルコキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル、アリルオキシメチルノニルフェノキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン等が挙げられる。 Specific examples of reactive emulsifiers include propenyl-alkyl sulfosuccinate salts, (meth)acrylic acid polyoxyethylene sulfonate salts, polyoxyethylene alkyl propenyl phenyl ether ammonium sulfate, allyloxymethylalkyloxypolyoxyethylene sulfonate salts, allyl Oxymethylnonylphenoxyethylhydroxypolyoxyethylene sulfonate salt, allyloxymethylalkoxyethylhydroxypolyoxyethylene sulfate salt, bis(polyoxyethylene polycyclic phenyl ether) methacrylated sulfonate salt, allyloxymethylalkoxyethylhydroxypolyoxyethylene , polyoxyethylene alkylpropenylphenyl ether, allyloxymethylnonylphenoxyethylhydroxypolyoxyethylene, and the like.

単量体成分を重合させる際には、重合開始剤を用いることができる。重合開始剤としては、従来からラジカル重合に一般的に使用されているものが使用可能であり、中でも水溶性のものが好適である。例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩類;アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2-アミノジプロパン)ハイドロクロライド、4,4’-アゾビス-シアノバレリックアシッド、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)、2,2’-アゾビス(2-メチルブタンアミドオキシム)ジハイドロクロライドテトラハイドレート等のアゾ系化合物;過酸化水素水、t-ブチルハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、パラクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、過酸化アンモニウム等の過酸化物等が挙げられる。重合開始剤は、一種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。単量体成分100質量部あたりの重合開始剤の量は、例えば0.01~3質量部である。 A polymerization initiator can be used when polymerizing the monomer components. As the polymerization initiator, those commonly used in radical polymerization can be used, and among them, water-soluble ones are preferred. For example, persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate; azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis(2-methylbutyronitrile), 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) ), 2,2'-azobis(2-aminodipropane) hydrochloride, 4,4'-azobis-cyanovaleric acid, 2,2'-azobis(2-methylpropionamidine), 2,2'-azobis Azo compounds such as (2-methylbutanamidoxime) dihydrochloride tetrahydrate; hydrogen peroxide, t-butyl hydroperoxide, benzoyl peroxide, parachlorobenzoyl peroxide, lauroyl peroxide, ammonium peroxide, etc. peroxides, etc. The polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more. The amount of polymerization initiator per 100 parts by mass of monomer components is, for example, 0.01 to 3 parts by mass.

重合開始剤の分解を促進するために、例えば、L-アスコルビン酸、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム等の還元剤、硫酸第一鉄等の遷移金属塩等の重合開始剤の分解剤を反応系内に適量で添加してもよい。また、反応系内には、必要により、例えば、連鎖移動剤、pH緩衝剤、キレート剤等の添加剤を適量で添加してもよい。連鎖移動剤としては、例えば、アルキルメルカプタン類、芳香族メルカプタン類、ハロゲン化炭化水素類等が挙げられ、これらの中でも、ラウリルメルカプタン、n-ブチルメルカプタン、t-ブチルメルカプタン、オクチルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、チオグリコール酸-2-エチルヘキシル、2-メチル-t-ブチルチオフェノール、四臭化炭素、α-メチルスチレンダイマー等が好適である。 In order to accelerate the decomposition of the polymerization initiator, for example, a decomposing agent for the polymerization initiator such as a reducing agent such as L-ascorbic acid, sodium thiosulfate, or sodium bisulfite, or a transition metal salt such as ferrous sulfate is added to the reaction system. It may be added in an appropriate amount. Furthermore, additives such as a chain transfer agent, a pH buffering agent, a chelating agent, and the like may be added in appropriate amounts into the reaction system, if necessary. Examples of chain transfer agents include alkyl mercaptans, aromatic mercaptans, halogenated hydrocarbons, etc. Among these, lauryl mercaptan, n-butyl mercaptan, t-butyl mercaptan, octyl mercaptan, n-dodecyl Mercaptan, 2-ethylhexyl thioglycolate, 2-methyl-t-butylthiophenol, carbon tetrabromide, α-methylstyrene dimer, and the like are preferred.

単量体成分を乳化重合させる際の雰囲気は、特に限定されないが、窒素ガス等の不活性ガスであることが好ましい。単量体成分を乳化重合させる際の重合温度は、特に限定がないが、通常、好ましくは50~100℃である。重合温度は、一定であってもよく、重合反応の途中で変化させてもよい。単量体成分を乳化重合させる重合時間は、特に限定がなく、重合反応の進行状況に応じて適宜設定すればよいが、通常、2~9時間程度である。 The atmosphere during emulsion polymerization of the monomer components is not particularly limited, but is preferably an inert gas such as nitrogen gas. The polymerization temperature during emulsion polymerization of the monomer components is not particularly limited, but is usually preferably 50 to 100°C. The polymerization temperature may be constant or may be changed during the polymerization reaction. The polymerization time for emulsion polymerization of the monomer components is not particularly limited and may be appropriately set depending on the progress of the polymerization reaction, but is usually about 2 to 9 hours.

機能層1は、界面活性剤を含んでもよい。機能層1の形成に用いる塗料組成物において粒子Aおよび粒子Bを安定に分散させる観点から、界面活性剤を用いることが好ましい。界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤等に分類され、いずれを用いてもよい。界面活性剤は、一種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。 Functional layer 1 may contain a surfactant. From the viewpoint of stably dispersing the particles A and B in the coating composition used for forming the functional layer 1, it is preferable to use a surfactant. Surfactants are classified into anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, nonionic surfactants, etc., and any of them may be used. The surfactants may be used alone or in combination of two or more.

機能層1は、その他の成分として、顔料(但し、粒子Aまたは粒子Bに該当するものを除く)、分散剤、酸化防止剤、沈降防止剤、表面調整剤、粘性調整剤、消泡剤、シランカップリング剤、付着向上剤、防藻剤、防カビ剤、防腐剤、殺虫剤、抗菌剤、抗ウイルス剤、紫外線吸収剤、ラジカル捕捉剤、帯電防止剤、導電性付与剤等を必要に応じて適宜含んでいてもよい。なお、付着向上剤の詳細については、後述する。 Functional layer 1 contains, as other components, pigments (excluding those corresponding to particles A or particles B), dispersants, antioxidants, antisettling agents, surface conditioners, viscosity conditioners, antifoaming agents, Requires silane coupling agents, adhesion improvers, algaecides, antifungal agents, preservatives, insecticides, antibacterial agents, antiviral agents, ultraviolet absorbers, radical scavengers, antistatic agents, conductivity imparting agents, etc. It may be included as appropriate. Note that details of the adhesion improver will be described later.

機能層1は、可視光透過率が、好ましくは60%以上であり、より好ましくは65%以上であり、特に好ましくは75%以上である。 The visible light transmittance of the functional layer 1 is preferably 60% or more, more preferably 65% or more, particularly preferably 75% or more.

本明細書において、可視光透過率は、可視領域(360nm~750nm)における全光線透過率を意味し、JIS K 7361-1:1997に基づき測定することで求められる。 In this specification, visible light transmittance means total light transmittance in the visible region (360 nm to 750 nm), and is determined by measurement based on JIS K 7361-1:1997.

本発明の塗装体において、機能層は、上述の機能層1と、該機能層1上に積層された、撥水剤を含む機能層を備えることが好ましい。撥水剤を含む機能層を機能層1上に積層させることで、機能層の撥水性をさらに向上させることができる。本明細書では、この撥水剤を含む機能層を「機能層2」とも称する。 In the coated body of the present invention, the functional layer preferably includes the above-described functional layer 1 and a functional layer laminated on the functional layer 1 and containing a water repellent. By laminating a functional layer containing a water repellent on the functional layer 1, the water repellency of the functional layer can be further improved. In this specification, the functional layer containing this water repellent is also referred to as "functional layer 2."

機能層2の平均膜厚は、10μm以下であることが好ましく、0.1~5μmであることがより好ましく、0.5~5μmの範囲内であることがさらに好ましい。機能層2を0.1μm以上の厚みで形成することにより高い撥水性を安定して実現することができる。他方で、機能層2が厚すぎると、塗装体の表面に凹凸を形成することが困難になる恐れがある。また、厚い機能層を作製する際には塗装ムラが生じやすくなり、安定した機能の発現が困難になる恐れがある。 The average thickness of the functional layer 2 is preferably 10 μm or less, more preferably 0.1 to 5 μm, and even more preferably within the range of 0.5 to 5 μm. By forming the functional layer 2 with a thickness of 0.1 μm or more, high water repellency can be stably achieved. On the other hand, if the functional layer 2 is too thick, it may become difficult to form irregularities on the surface of the coated body. Moreover, when producing a thick functional layer, coating unevenness tends to occur, which may make it difficult to exhibit stable functionality.

撥水剤としては、例えばシリコーン系撥水剤を用いることができ、特にアルコキシル基を有する構造を備えるアルコキシシラン系撥水剤を用いることが好ましい。撥水剤をモノマーやオリゴマーの形態で用いる場合、機能層2中では、それらの加水分解縮合物として存在している。 As the water repellent, for example, a silicone water repellent can be used, and it is particularly preferable to use an alkoxysilane water repellent having a structure having an alkoxyl group. When the water repellent is used in the form of monomers or oligomers, it exists in the functional layer 2 as a hydrolyzed condensate thereof.

アルコキシシラン系撥水剤としては、例えば中鎖もしくは長鎖のアルキル基を官能基として有しているものを挙げることができ、例えば下記一般式(4)や下記一般式(5)に示すものを挙げることができる。 Examples of the alkoxysilane water repellent include those having a medium-chain or long-chain alkyl group as a functional group, such as those shown in the following general formula (4) or the following general formula (5). can be mentioned.

一般式(4): RSi(OR4-n
一般式(4)中のnは、1~3の整数を示し、Rは中鎖または長鎖のアルキル基を示し、Rはアルキル基を示す。
General formula (4): R n Si(OR 1 ) 4-n
In the general formula (4), n represents an integer of 1 to 3, R represents a medium-chain or long-chain alkyl group, and R 1 represents an alkyl group.

一般式(5): RSi(OR4-n-m
一般式(5)中のnは1~3の整数を示し、mは0~2の整数を示し、Rは中鎖または長鎖のアルキル基を示し、Rはアルキル基を示し、Xは加水分解性基を示す。
General formula (5): R n Si(OR 1 ) 4-n-m X m
In the general formula (5), n represents an integer of 1 to 3, m represents an integer of 0 to 2, R represents a medium chain or long chain alkyl group, R 1 represents an alkyl group, and X represents an integer of 0 to 2. Indicates a hydrolyzable group.

このようなアルコキシシラン系撥水剤は、モノマー分子からなるもののほか、加水分解により複数分子が重縮合したオリゴマーからなるものを用いることもできる。 Such alkoxysilane water repellent agents may be made of monomer molecules, or may be made of oligomers in which multiple molecules are polycondensed by hydrolysis.

一般式(4)および(5)において、中鎖もしくは長鎖のアルキル基(R)としては、炭素数4~12の直鎖または分枝鎖アルキル基が好適なものとして例示される。また、アルコキシ基(OR)を構成するアルキル基(R)については通常は、炭素数1~3程度の低級アルキル基が好ましい。また、加水分解性基については、アルコキシ基、エステル基、ハロゲン原子等を挙げることができる。 In general formulas (4) and (5), suitable examples of the medium-chain or long-chain alkyl group (R) include straight-chain or branched-chain alkyl groups having 4 to 12 carbon atoms. Further, the alkyl group (R 1 ) constituting the alkoxy group (OR 1 ) is usually preferably a lower alkyl group having about 1 to 3 carbon atoms. Further, examples of the hydrolyzable group include an alkoxy group, an ester group, and a halogen atom.

また、アルコキシシラン系撥水剤の官能基アルキル基は、炭素数4~12の中鎖または長鎖アルキル基であることが好ましく、炭素数1~3の低級アルキル基の場合には、良好な撥水効果を得ることは難しくなり、炭素数が12を超える場合にも同様である。 In addition, the functional alkyl group of the alkoxysilane water repellent is preferably a medium-chain or long-chain alkyl group with 4 to 12 carbon atoms, and in the case of a lower alkyl group with 1 to 3 carbon atoms, it has a good It becomes difficult to obtain a water repellent effect, and the same is true when the number of carbon atoms exceeds 12.

撥水剤は、オイル状態(モノマーやオリゴマー)あるいは予め水に分散されてエマルジョン状態で使用されることが好ましい。また、シリコーン系撥水剤を用いる場合には、シリカ微粒子を含有することも好ましい。 The water repellent is preferably used in the form of an oil (monomer or oligomer) or in the form of an emulsion that has been previously dispersed in water. Moreover, when using a silicone water repellent, it is also preferable to contain silica fine particles.

また、撥水剤としては、上述のシリコーン系撥水剤の他、フッ素系撥水剤やフッ素含有シリコーン系撥水剤等の公知の撥水剤を使用することができる。フッ素系撥水剤としては、例えば、含フッ素アクリレート系ポリマーやパーフルオロポリエーテル等が挙げられる。フッ素含有シリコーン系撥水剤としては、例えば、上述のシリコーン系撥水剤にフッ素原子を含有する有機基が導入されたものや、パーフルオロポリエーテルの末端または側鎖にケイ素原子を含有する有機基が導入されたもの等が挙げられる。 Further, as the water repellent, in addition to the above-mentioned silicone water repellent, known water repellents such as a fluorine water repellent and a fluorine-containing silicone water repellent can be used. Examples of the fluorine-based water repellent include fluorine-containing acrylate polymers and perfluoropolyethers. Examples of fluorine-containing silicone water repellents include those in which a fluorine atom-containing organic group is introduced into the above-mentioned silicone water repellent, and an organic group containing a silicon atom at the terminal or side chain of perfluoropolyether. Examples include those into which a group has been introduced.

機能層2中の撥水剤の量は、30質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましい。撥水剤は、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。 The amount of water repellent in the functional layer 2 is preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more. Water repellents may be used alone or in combination of two or more.

本発明の塗装体において、機能層1および/または機能層2は、付着向上剤を含むことが好ましい。ここで、付着向上剤は、機能層2中の撥水剤の付着性を向上させ、撥水剤の脱落を防ぐために使用される物質である。付着向上剤は、機能層1と機能層2の一方または両方に使用されることで、撥水剤の脱落防止の効果を得ることができる。付着向上剤としては、シランカップリング剤や架橋剤として知られる物質が好適に使用できる。付着向上剤は、一種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。 In the coated body of the present invention, it is preferable that functional layer 1 and/or functional layer 2 contain an adhesion improver. Here, the adhesion improver is a substance used to improve the adhesion of the water repellent in the functional layer 2 and to prevent the water repellent from falling off. By using the adhesion improver in one or both of the functional layer 1 and the functional layer 2, it is possible to obtain the effect of preventing the water repellent from falling off. As the adhesion improver, substances known as silane coupling agents and crosslinking agents can be suitably used. The adhesion improvers may be used alone or in combination of two or more.

架橋剤としては、例えば、メラミン系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アクリルアミド系架橋剤、ポリアミド系架橋剤、エポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、アジリジン系架橋剤、チタネート系架橋剤、尿素系架橋剤、アルキルアルコール化尿素系架橋剤、ヒドラジド系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、ジルコニウム化合物、亜鉛化合物、チタニウム化合物、アルミニウム化合物等の多価金属化合物等が挙げられる。 Examples of crosslinking agents include melamine crosslinking agents, oxazoline crosslinking agents, acrylamide crosslinking agents, polyamide crosslinking agents, epoxy crosslinking agents, isocyanate crosslinking agents, aziridine crosslinking agents, titanate crosslinking agents, and urea crosslinking agents. Examples thereof include alkyl alcoholized urea crosslinking agents, hydrazide crosslinking agents, carbodiimide crosslinking agents, and polyvalent metal compounds such as zirconium compounds, zinc compounds, titanium compounds, and aluminum compounds.

オキサゾリン系架橋剤としては、例えば、2,2’-ビス(2-オキサゾリン)、1,2-ビス(2-オキサゾリン-2-イル)エタン、1,4-ビス(2-オキサゾリン-2-イル)ブタン、1,8-ビス(2-オキサゾリン-2-イル)ブタン、1,4-ビス(2-オキサゾリン-2-イル)シクロヘキサン、1,2-ビス(2-オキサゾリン-2-イル)ベンゼン、1,3-ビス(2-オキサゾリン-2-イル)ベンゼン、2-ビニル-2-オキサゾリン、2-ビニル-4-メチル-2-オキサゾリン、2-ビニル-5-メチル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-4-メチル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-5-エチル-2-オキサゾリン等が挙げられる Examples of oxazoline crosslinking agents include 2,2'-bis(2-oxazoline), 1,2-bis(2-oxazolin-2-yl)ethane, 1,4-bis(2-oxazolin-2-yl) ) butane, 1,8-bis(2-oxazolin-2-yl)butane, 1,4-bis(2-oxazolin-2-yl)cyclohexane, 1,2-bis(2-oxazolin-2-yl)benzene , 1,3-bis(2-oxazolin-2-yl)benzene, 2-vinyl-2-oxazoline, 2-vinyl-4-methyl-2-oxazoline, 2-vinyl-5-methyl-2-oxazoline, 2 -isopropenyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-4-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-5-ethyl-2-oxazoline, etc.

カルボジイミド系架橋剤としては、例えば、N,N’-ジシクロヘキシルカルボジイミド、N,N’-ジイソプロピルカルボジイミド、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、N-[3-(ジメチルアミノ)プロピル]-N’-エチルカルボジイミド、N-[3-(ジメチルアミノ)プロピル]-N’-エチルカルボジイミドメチオジド、N-tert-ブチル-N’-エチルカルボジイミド、N-シクロヘキシル-N’-(2-モルホリノエチル)カルボジイミドメソ-p-トルエンスルホネート、N,N’-ジ-tert-ブチルカルボジイミド、N,N’-ジ-p-トリルカルボジイミド等のカルボジイミド化合物;カルボジイミド化触媒の存在下でポリイソシアネートの公知の縮合反応により得られるカルボジイミド化合物;ポリイソシアネート及びポリアルキレンオキサイドを原料とするカルボジイミド化合物等が挙げられる。 Examples of carbodiimide crosslinking agents include N,N'-dicyclohexylcarbodiimide, N,N'-diisopropylcarbodiimide, 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide, N-[3-(dimethylamino)propyl ]-N'-ethylcarbodiimide, N-[3-(dimethylamino)propyl]-N'-ethylcarbodiimide methiodide, N-tert-butyl-N'-ethylcarbodiimide, N-cyclohexyl-N'-(2 -morpholinoethyl)carbodiimide Carbodiimide compounds such as meso-p-toluenesulfonate, N,N'-di-tert-butylcarbodiimide, N,N'-di-p-tolylcarbodiimide; Examples include carbodiimide compounds obtained by known condensation reactions; carbodiimide compounds made from polyisocyanates and polyalkylene oxides, and the like.

シランカップリング剤としては、アミノ基含有シランカップリング剤、エポキシ基含有シランカップリング剤、イソシアネート基含有シランカップリング剤等が挙げられる。 Examples of the silane coupling agent include an amino group-containing silane coupling agent, an epoxy group-containing silane coupling agent, an isocyanate group-containing silane coupling agent, and the like.

アミノ基含有シランカップリング剤の具体例としては、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N-β-(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β-(アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-β-(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-β-(アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N-β-(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-ウレイドプロピルトリメトキシシラン、γ-アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ-ウレイドプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-ビニルベンジル-γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-β-(アミノエチル)-8-アミノオクチルトリメトキシシラン、γ-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン等が挙げられる。 Specific examples of amino group-containing silane coupling agents include γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltriisopropoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, and γ-aminopropyl. Methyldiethoxysilane, N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β-(aminoethyl)-γ- Aminopropyltriethoxysilane, N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropyltriisopropoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyl Trimethoxysilane, γ-ureidopropyltrimethoxysilane, γ-anilinopropyltrimethoxysilane, γ-ureidopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-vinylbenzyl-γ-aminopropyl Examples include triethoxysilane, N-β-(aminoethyl)-8-aminooctyltrimethoxysilane, and γ-triethoxysilyl-N-(1,3-dimethyl-butylidene)propylamine.

エポキシ基含有シランカップリング剤の具体例としては、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリエトキシシラン、β-グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β-グリシドキシエチルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルジメチルメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピル(エチル)ジメトキシシラン、β-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、β-3,4-エポキシシクロヘキシルエチルトリエトキシシラン、8-グリシドキシオクチルトリメトキシシラン、8-グリシドキシオクチルメチルジメトキシシラン、8-グリシドキシオクチルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。 Specific examples of epoxy group-containing silane coupling agents include glycidoxymethyltrimethoxysilane, glycidoxymethyltriethoxysilane, β-glycidoxyethyltrimethoxysilane, β-glycidoxyethyltriethoxysilane, γ - Glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyldimethylmethoxysilane, γ-glycidoxypropyl(ethyl)dimethoxysilane, β-3,4-epoxycyclohexylethyltrimethoxysilane, β-3,4-epoxycyclohexylethyltriethoxysilane, 8-glycidoxyoctyltrimethoxysilane, 8- Examples include glycidoxyoctylmethyldimethoxysilane and 8-glycidoxyoctylmethyldiethoxysilane.

イソシアネート基含有シランカップリング剤の具体例としては、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Specific examples of the isocyanate group-containing silane coupling agent include 3-isocyanatepropyltriethoxysilane.

機能層1中の付着向上剤の量は、0.3~30質量%であることが好ましく、0.5~20質量%であることがより好ましい。機能層2中の付着向上剤の量は、1~30質量%であることが好ましく、5~20質量%であることがより好ましい。付着向上剤は1種を用いても良く、2種以上を組み合わせて用いても良い。 The amount of adhesion improver in functional layer 1 is preferably from 0.3 to 30% by weight, more preferably from 0.5 to 20% by weight. The amount of adhesion improver in the functional layer 2 is preferably 1 to 30% by weight, more preferably 5 to 20% by weight. One type of adhesion improver may be used, or two or more types may be used in combination.

機能層2は、その他の成分として、樹脂、顔料、分散剤、酸化防止剤、沈降防止剤、粘性調整剤、表面調整剤、消泡剤、防藻剤、防カビ剤、防腐剤、殺虫剤、抗菌剤、抗ウイルス剤、紫外線吸収剤、ラジカル捕捉剤、帯電防止剤、導電性付与剤等を必要に応じて適宜含んでいてもよい。 Functional layer 2 contains resin, pigment, dispersant, antioxidant, antisettling agent, viscosity modifier, surface modifier, antifoaming agent, algae preventive agent, fungicide, preservative, and insecticide as other components. , an antibacterial agent, an antiviral agent, an ultraviolet absorber, a radical scavenger, an antistatic agent, a conductivity imparting agent, etc. may be included as appropriate.

機能層2は、可視光透過率が、好ましくは75%以上であり、より好ましくは80%以上であり、特に好ましくは90%以上である。 The visible light transmittance of the functional layer 2 is preferably 75% or more, more preferably 80% or more, particularly preferably 90% or more.

本発明の塗装体は、機能層の表面の水接触角が100°~170°の範囲内であることが好ましく、110°~165°の範囲内であることがより好ましく、120°~160°の範囲内であることがさらに好ましい。水接触角は、水に対するぬれの尺度となり、一般に水接触角が高いと撥水性が高くなる。ここでの機能層の表面とは、機能層全体の表面を指す。例えば、機能層が機能層1からなる場合、機能層の表面の水接触角は、機能層1の表面の水接触角であり、機能層が複数層からなる場合、複数層が積層されてなる機能層の最表面の水接触角である。水接触角は、表面のフラクタル構造や二重構造によって実表面積を大きくしたり、粒子B、バインダー樹脂の疎水度を上げることや、表面張力の小さい成分の配合量を多くすることで高くすることができ、これによって、撥水性の高い機能層を得ることができる。 In the coated body of the present invention, the water contact angle on the surface of the functional layer is preferably within the range of 100° to 170°, more preferably within the range of 110° to 165°, and more preferably 120° to 160°. More preferably, it is within the range of . The water contact angle is a measure of wettability with water, and generally, the higher the water contact angle, the higher the water repellency. The surface of the functional layer here refers to the surface of the entire functional layer. For example, when the functional layer consists of functional layer 1, the water contact angle on the surface of the functional layer is the water contact angle on the surface of functional layer 1, and when the functional layer consists of multiple layers, the multiple layers are laminated. This is the water contact angle on the outermost surface of the functional layer. The water contact angle can be increased by increasing the actual surface area by creating a fractal structure or double structure on the surface, by increasing the hydrophobicity of particles B and binder resin, or by increasing the amount of components with low surface tension. As a result, a highly water-repellent functional layer can be obtained.

本明細書において、機能層の水接触角は、静滴法によって求められる水の接触角を指す。具体的には、機能層表面に10μLの蒸留水を滴下し、20℃の雰囲気下で10秒間静置し、一般的な接触角計(例えば協和界面化学株式会社CA-X接触角測定装置)を用いて水の接触角を測定することができる。 In this specification, the water contact angle of the functional layer refers to the water contact angle determined by the sessile drop method. Specifically, 10 μL of distilled water was dropped on the surface of the functional layer, left to stand for 10 seconds in an atmosphere of 20°C, and then measured using a general contact angle meter (for example, Kyowa Interface Science Co., Ltd. CA-X contact angle measurement device). can be used to measure the contact angle of water.

本発明の塗装体は、機能層の可視光透過率が、好ましくは60%以上であり、より好ましくは65%以上であり、特に好ましくは75%以上である。ここでの機能層とは、機能層全体を指す。例えば、機能層が機能層1からなる場合、機能層の可視光透過率は、機能層1の可視光透過率であり、機能層が複数層からなる場合、複数層が積層されてなる機能層の可視光透過率である。 In the coated body of the present invention, the visible light transmittance of the functional layer is preferably 60% or more, more preferably 65% or more, particularly preferably 75% or more. The functional layer here refers to the entire functional layer. For example, when the functional layer consists of functional layer 1, the visible light transmittance of the functional layer is the visible light transmittance of functional layer 1, and when the functional layer consists of multiple layers, the functional layer is formed by laminating multiple layers. visible light transmittance.

本発明の塗装体は、機能層、特に機能層1が、塗膜層上に形成されていてもよい。ここで、塗膜層は、1層でも複数層でもよく、様々な目的から塗装されている。例えば、基材上に意匠を施す場合には意匠層を塗装することができ、また、基材の表面を保護する場合には保護層を塗装することができる。基材の意匠を活かし、基材への吸いこみを防止し、機能層の付着性を向上させたい場合は、基材上に下塗り層を塗装することができる。また、塗膜層は、異なる目的から複数の塗膜層で構成されてもよく、例えば、意匠層と保護層とが積層されていてもよい。 In the coated body of the present invention, the functional layer, particularly the functional layer 1, may be formed on the coating layer. Here, the coating layer may be one layer or multiple layers, and is coated for various purposes. For example, when a design is to be applied to a base material, a design layer can be applied, and when the surface of the base material is to be protected, a protective layer can be applied. If you want to take advantage of the design of the base material, prevent it from being sucked into the base material, and improve the adhesion of the functional layer, you can apply an undercoat layer on the base material. Further, the coating layer may be composed of a plurality of coating layers for different purposes, and for example, a design layer and a protective layer may be laminated.

塗膜層、特に機能層1が接している塗膜層は、平均粒子径30~100μmの粒子Cを含むことが好ましい。このように、機能層の下側に位置する塗膜層に平均粒子径の大きな粒子、好ましくは粒子Bよりも平均粒子径が大きな粒子を用いることで、塗装体の撥水性をさらに向上させることができる。 The coating layer, particularly the coating layer in contact with the functional layer 1, preferably contains particles C having an average particle diameter of 30 to 100 μm. In this way, by using particles with a large average particle size, preferably particles with an average particle size larger than particle B, in the coating layer located below the functional layer, the water repellency of the coated body can be further improved. Can be done.

粒子Cを含む塗膜層の平均膜厚は、10~100μmであることが好ましく、12~80μmであることがより好ましく、15~50μmであることがさらに好ましい。 The average thickness of the coating layer containing particles C is preferably 10 to 100 μm, more preferably 12 to 80 μm, and even more preferably 15 to 50 μm.

粒子Cは、ミクロンオーダーの粒子であり、その平均粒子径は30~100μmであり、30~80μmであることが好ましく、35~60μmであることがより好ましい。粒子Cの平均粒子径は、透過型電子鏡または走査型電子鏡や光学顕微鏡で測定した粒子径を指し、粒子Aおよび粒子Bの平均粒子径で説明したようにして求めることができる。 Particles C are particles on the micron order, and have an average particle diameter of 30 to 100 μm, preferably 30 to 80 μm, and more preferably 35 to 60 μm. The average particle diameter of particles C refers to the particle diameter measured with a transmission electron mirror, a scanning electron mirror, or an optical microscope, and can be determined as described for the average particle diameter of particles A and B.

粒子Cを含む塗膜層において、塗膜層中の粒子Cの量は、1~50質量%であることが好ましく、5~30質量%であることがさらに好ましい。粒子Cは、一種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。 In the coating layer containing particles C, the amount of particles C in the coating layer is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 5 to 30% by mass. Particles C may be used alone or in combination of two or more types.

粒子Cは、粒子Aおよび粒子Bと同様に、無機粒子、有機粒子、有機無機複合粒子のいずれも使用することができ、多孔質粒子であってもよい。粒子Cは、樹脂ビーズ、シリカまたはガラスビーズであることが好ましく、樹脂ビーズであることがさらに好ましい。 Particles C, like particles A and B, can be any of inorganic particles, organic particles, and organic-inorganic composite particles, and may be porous particles. Particles C are preferably resin beads, silica or glass beads, and more preferably resin beads.

塗膜層は、通常、樹脂を含む。塗膜層(複数層である場合は各塗膜層)中の樹脂の量は、30~99質量%であることが好ましく、50~95質量%であることがより好ましい。樹脂は、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。 The coating layer usually contains resin. The amount of resin in the coating layer (in each coating layer if there are multiple layers) is preferably 30 to 99% by mass, more preferably 50 to 95% by mass. The resins may be used alone or in combination of two or more.

塗膜層は、その他の成分として、顔料、分散剤、酸化防止剤、沈降防止剤、消泡剤、シランカップリング剤、付着性付与剤、防藻剤、防カビ剤、防腐剤、殺虫剤、抗菌剤、抗ウイルス剤、紫外線吸収剤、ラジカル捕捉剤、帯電防止剤、導電性付与剤等を必要に応じて適宜含んでいてもよい。 The coating layer contains pigments, dispersants, antioxidants, antisettling agents, antifoaming agents, silane coupling agents, adhesion agents, algaecides, fungicides, preservatives, and insecticides as other ingredients. , an antibacterial agent, an antiviral agent, an ultraviolet absorber, a radical scavenger, an antistatic agent, a conductivity imparting agent, and the like may be included as appropriate.

本発明の塗装体において、基材としては、例えば、エポキシ樹脂、ABS樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリル樹脂、特にはポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリプロピレン(PP)等のプラスチック基材、鉄、ステンレス、アルミニウム、銅、チタンやそれらの合金等の金属基材、セメント、コンクリート、石膏、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、大理石、人工大理石、ガラス、セラミック等の金属以外の無機質基材、木質基材、これら基材の2種以上の材料を組み合わせた複合基材等が挙げられる。 In the coated body of the present invention, examples of the base material include epoxy resin, ABS resin, polycarbonate, polyvinyl chloride, polystyrene, acrylic resin, particularly polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene terephthalate (PET), and polypropylene (PP). ), metal base materials such as iron, stainless steel, aluminum, copper, titanium, and their alloys, metals such as cement, concrete, plaster, calcium silicate, calcium carbonate, marble, artificial marble, glass, ceramic, etc. Other examples include inorganic base materials, wood base materials, and composite base materials that combine two or more of these base materials.

基材は、様々な形状のものがあり、例えば、板状の基材等がある。基材の表面は、平滑であってもよいし、凹凸を有していてもよい。 The base material has various shapes, for example, a plate-shaped base material. The surface of the base material may be smooth or may have unevenness.

本発明の塗装体は、建材、特に建築板であることが好ましい。建築基材の具体例としては、例えば、単板、合板、パーティクルボード、中密度繊維板(MDF)等の木質建材;窯業系サイディングボード、フレキシブルボード、珪酸カルシウム板、石膏スラグバーライト板、木片セメント板、石綿セメント板、パルプセメント板、プレキャストコンクリート板、軽量気泡コンクリート(ALC)板またはALCパネル、石膏ボード等の窯業建材;金属サイディングボード、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属建材等の各種建材(特に建築板)が好適に挙げられる。また、基材の具体例として、塩ビシート、ターポリン、プラダン(プラスチック製ダンボール)、アクリル板等のプラスチック基材、タイル、ガラス板等も挙げられる。 The coated body of the present invention is preferably a building material, particularly a building board. Specific examples of building materials include wood building materials such as veneer, plywood, particle board, and medium density fiberboard (MDF); ceramic siding boards, flexible boards, calcium silicate boards, gypsum slag barlite boards, and wood chips. Ceramic building materials such as cement boards, asbestos cement boards, pulp cement boards, precast concrete boards, lightweight aerated concrete (ALC) boards or ALC panels, and gypsum boards; various building materials such as metal siding boards, metal building materials such as aluminum, iron, and stainless steel; (In particular, building boards) are preferred. Further, specific examples of the base material include plastic base materials such as a vinyl chloride sheet, tarpaulin, plastic cardboard (plastic cardboard), and acrylic board, tiles, and glass plates.

基材は、その表面に、脱脂処理、化成処理、研磨等の前処理や、シーラー、プライマー塗装等が施されていてもよい。例えば、基材が、窯業建材等のコート材を過度に吸い込む可能性のある基材(特に多孔性基材)である場合、基材の表面がシーラーで塗装され、基材上にシーラー層が形成されている場合がある。また、基材が、金属建材等である場合には、基材の表面がプライマーで塗装され、基材上にプライマー層が形成されている場合がある。 The surface of the base material may be subjected to pretreatment such as degreasing treatment, chemical conversion treatment, polishing, etc., or coating with a sealer or primer. For example, if the base material is a ceramic building material or other base material (especially a porous base material) that may absorb excessive coating material, the surface of the base material is coated with a sealer, and a sealer layer is placed on the base material. may be formed. Further, when the base material is a metal building material or the like, the surface of the base material may be coated with a primer, and a primer layer may be formed on the base material.

本発明の塗装体は、外壁や屋根、塀、橋梁、鉄塔、高架、石油タンク、車輛、建設機械、看板、内装材等に好適に適用することができる。 The coated body of the present invention can be suitably applied to external walls, roofs, fences, bridges, steel towers, elevated structures, oil tanks, vehicles, construction machinery, signboards, interior materials, etc.

機能層(特に機能層1、機能層2)および塗膜層を形成するためのコート材(塗料等)は、必要に応じて適宜選択される各種成分を混合することによって調製できる。コート材は、1液型でも2液型でもよいが、2液型のコート材である場合、主剤と硬化剤とを予め用意しておき、これらを塗装時に混合することで調製できる。通常、主剤は樹脂を含み、硬化剤は架橋剤を含む。主剤と硬化剤との混合の際に、粘度の調整等の目的で水や希釈剤等の添加剤をさらに加えてもよい。 The coating material (paint, etc.) for forming the functional layer (particularly functional layer 1 and functional layer 2) and the coating layer can be prepared by mixing various components that are appropriately selected as necessary. The coating material may be a one-component type or a two-component type, but in the case of a two-component type coating material, it can be prepared by preparing a base agent and a curing agent in advance and mixing them at the time of coating. Usually, the base material contains a resin, and the curing agent contains a crosslinking agent. When mixing the base resin and the curing agent, additives such as water and a diluent may be further added for the purpose of adjusting viscosity and the like.

コート材の塗装手段は、特に限定されず、既知の塗装手段、例えば、刷毛塗装、ローラー塗装、コテ塗装、ヘラ塗装、フローコーター塗装、スプレー塗装(例えばエアースプレー塗装、エアレススプレー塗装)、シャーワーコーター塗装、ディッピング塗装等が利用できる。 The coating method for the coating material is not particularly limited, and may be any known coating method such as brush coating, roller coating, trowel coating, spatula coating, flow coater coating, spray coating (e.g. air spray coating, airless spray coating), shower coater. Painting, dipping painting, etc. can be used.

コート材の乾燥手段は、特に限定されず、周囲温度での自然乾燥や乾燥機等を用いた強制乾燥のいずれであってもよい。また、焼付けを行う場合もある。焼付けの場合、基材やコート材に応じて加熱温度が適宜設定されるが、通常、40~180℃の範囲内で加熱して膜を形成することが好ましい。 The means for drying the coating material is not particularly limited, and may be either natural drying at ambient temperature or forced drying using a dryer or the like. Also, baking may be performed. In the case of baking, the heating temperature is appropriately set depending on the base material and coating material, but it is usually preferable to form a film by heating within the range of 40 to 180°C.

本発明の塗装体の機能層が機能層1および機能層2を備える場合、機能層1と機能層2をウェットオンウェットで塗装することが好ましい。ウェットオンウェットで塗装することで、機能層1と機能層2の層間付着性が向上し、撥水性能の持続性向上に繋がる。 When the functional layer of the coated body of the present invention includes the functional layer 1 and the functional layer 2, it is preferable that the functional layer 1 and the functional layer 2 are coated wet-on-wet. Wet-on-wet coating improves interlayer adhesion between functional layer 1 and functional layer 2, leading to improved sustainability of water repellency.

本発明の別の態様は、平均粒子径5nm~500nmの粒子Aと、平均粒子径1μm~30μmの粒子Bと、バインダー成分とを含む塗料組成物である。本明細書においては、この塗料組成物を「本発明の塗料組成物」とも称する。本発明の塗料組成物は、塗膜形成成分中のバインダー成分の量が5~50質量%の範囲内であり、上述した機能層1を形成するために使用できる塗料組成物である。 Another embodiment of the present invention is a coating composition containing particles A having an average particle diameter of 5 nm to 500 nm, particles B having an average particle diameter of 1 μm to 30 μm, and a binder component. In this specification, this coating composition is also referred to as "the coating composition of the present invention." The coating composition of the present invention is a coating composition in which the amount of the binder component in the coating film forming components is within the range of 5 to 50% by mass, and can be used to form the above-mentioned functional layer 1.

本発明の塗料組成物は、平均粒子径5nm~500nmの粒子Aを含む。本発明の塗料組成物に使用できる「粒子A」の説明については、特段の記載がない限り、上述した本発明の塗装体の機能層1についての「粒子A」の説明が同様に当てはまる。 The coating composition of the present invention contains particles A having an average particle diameter of 5 nm to 500 nm. Regarding the explanation of "particles A" that can be used in the coating composition of the present invention, unless otherwise specified, the explanation of "particles A" for the functional layer 1 of the coated body of the present invention described above applies similarly.

例えば、本発明の塗料組成物において、粒子Aは、その平均粒子径は、10nm~200nmであることが好ましく、20nm~120nmであることがより好ましく、30~80nmであることがさらに好ましい。また、粒子Aは、金属酸化物粒子であることが好ましく、親水性シリカであることがさらに好ましい。 For example, in the coating composition of the present invention, the average particle diameter of particles A is preferably 10 nm to 200 nm, more preferably 20 nm to 120 nm, and even more preferably 30 to 80 nm. Further, the particles A are preferably metal oxide particles, and more preferably hydrophilic silica.

一方、本発明の塗料組成物における粒子Aの量については、本発明の塗料組成物が溶媒等の揮発性物質を含み得ることから、上述した本発明の塗装体の説明とは異なる部分もある。 On the other hand, regarding the amount of particles A in the coating composition of the present invention, since the coating composition of the present invention may contain volatile substances such as solvents, there are some differences from the above description of the coated body of the present invention. .

本発明の塗料組成物中の粒子Aの量は、機能層1中の粒子Aの量を上記特定した範囲に調整する観点から、1~40質量であることが好ましく、3~30質量であることがさらに好ましい。 The amount of particles A in the coating composition of the present invention is preferably 1 to 40 mass, and preferably 3 to 30 mass, from the viewpoint of adjusting the amount of particles A in functional layer 1 within the range specified above. It is even more preferable.

本発明の塗料組成物は、平均粒子径1μm~30μmの粒子Bを含む。本発明の塗料組成物に使用できる「粒子B」の説明については、特段の記載がない限り、上述した本発明の塗装体の機能層1についての「粒子B」の説明が同様に当てはまる。 The coating composition of the present invention contains particles B having an average particle diameter of 1 μm to 30 μm. Regarding the explanation of "particles B" that can be used in the coating composition of the present invention, unless otherwise specified, the explanation of "particles B" for the functional layer 1 of the coated body of the present invention described above applies similarly.

例えば、本発明の塗料組成物において、粒子Bは、その平均粒子径は、2μm~30μmであることが好ましく、5μm~20μmであることがより好ましく、5μm~10μmであることが最も好ましい。また、粒子Bは、樹脂ビーズまたはガラスビーズであることが好ましく、樹脂ビーズであることがさらに好ましい。 For example, in the coating composition of the present invention, the average particle diameter of particles B is preferably 2 μm to 30 μm, more preferably 5 μm to 20 μm, and most preferably 5 μm to 10 μm. Further, the particles B are preferably resin beads or glass beads, and more preferably resin beads.

一方、本発明の塗料組成物における粒子Bの量については、本発明の塗料組成物が溶媒等の揮発性物質を含み得ることから、上述した本発明の塗装体の説明とは異なる部分もある。 On the other hand, regarding the amount of particles B in the coating composition of the present invention, since the coating composition of the present invention may contain volatile substances such as solvents, there are some differences from the above description of the coated body of the present invention. .

本発明の塗料組成物中の粒子Bの量は、機能層1中の粒子Bの量を上記特定した範囲に調整する観点から、1~30質量であることが好ましく、2~20質量であることがさらに好ましい。 The amount of particles B in the coating composition of the present invention is preferably 1 to 30 mass, and preferably 2 to 20 mass, from the viewpoint of adjusting the amount of particles B in functional layer 1 within the range specified above. It is even more preferable.

また、本発明の塗料組成物において、粒子Aと粒子Bの割合、即ち粒子A:粒子Bの割合は、質量比で40:60~95:5の範囲内であることが好ましく、50:50~85:15の範囲内であることがさらに好ましい。 Furthermore, in the coating composition of the present invention, the ratio of particles A to particles B, that is, the ratio of particles A to particles B, is preferably within the range of 40:60 to 95:5, and preferably 50:50. More preferably, the ratio is within the range of 85:15.

本発明の塗料組成物は、バインダー成分を含む。本発明の塗料組成物に使用できる「バインダー成分」の説明については、特段の記載がない限り、上述した本発明の塗装体の機能層1についての「バインダー成分」の説明が同様に当てはまる。 The coating composition of the present invention contains a binder component. Regarding the explanation of the "binder component" that can be used in the coating composition of the present invention, unless otherwise specified, the explanation of the "binder component" for the functional layer 1 of the coated body of the present invention described above applies similarly.

例えば、本発明の塗料組成物において、バインダー成分は、式(1):R1Si(OR2)4-n(式中、R1は炭素数1~8の有機基であり、R2は炭素数1~5のアルキル基であり、nは1又は2である。)で示される化合物を構成単位(繰り返し単位等)として含むことが好ましい。また、バインダー成分は、有機無機複合樹脂を含むことがより好ましく、式(1)で示される化合物および/またはその部分加水分解縮合物を構成単位として含有する有機無機複合樹脂を含むことがさらに好ましい。 For example, in the coating composition of the present invention, the binder component has the formula (1): R1 n Si(OR2) 4-n (wherein R1 is an organic group having 1 to 8 carbon atoms, and R2 is an organic group having 1 to 8 carbon atoms). -5 alkyl group, and n is 1 or 2) as a constituent unit (repeat unit, etc.). Further, the binder component more preferably contains an organic-inorganic composite resin, and even more preferably contains an organic-inorganic composite resin containing the compound represented by formula (1) and/or its partially hydrolyzed condensate as a constituent unit. .

一方、本発明の塗料組成物におけるバインダー成分の量については、本発明の塗料組成物が溶媒等の揮発性物質を含み得ることから、上述した本発明の塗装体の説明とは異なる部分もある。 On the other hand, the amount of the binder component in the coating composition of the present invention may differ from the above description of the coated body of the present invention because the coating composition of the present invention may contain volatile substances such as solvents. .

本発明の塗料組成物において、塗膜形成成分中のバインダー成分の量は、5~50質量%の範囲内であり、10~40質量%の範囲内であることが好ましく、15~35質量%の範囲内であることがさらに好ましい。 In the coating composition of the present invention, the amount of the binder component in the coating film forming components is within the range of 5 to 50% by mass, preferably within the range of 10 to 40% by mass, and 15 to 35% by mass. More preferably, it is within the range of .

本明細書において、塗膜形成成分とは、水、有機溶剤等の揮発する成分を除いた成分を指し、最終的に塗膜を形成することになる成分である。本明細書においては、塗料組成物を130℃で10分間乾燥させた際に残存する成分を塗膜形成成分として取り扱う。本発明の塗料組成物中の塗膜形成成分の量は、例えば2~50質量%であり、好ましくは5~40質量%であり、特に好ましくは7~30質量%である。 In this specification, a coating film-forming component refers to a component excluding volatile components such as water and an organic solvent, and is a component that will ultimately form a coating film. In this specification, the components remaining when the coating composition is dried at 130° C. for 10 minutes are treated as coating film-forming components. The amount of the film-forming component in the coating composition of the invention is, for example, 2 to 50% by weight, preferably 5 to 40% by weight, particularly preferably 7 to 30% by weight.

本発明の塗料組成物は、付着向上剤を含むことができる。本発明の塗料組成物に使用できる「付着向上剤」の説明については、特段の記載がない限り、上述した本発明の塗装体の機能層1についての「付着向上剤」の説明が同様に当てはまる。 The coating composition of the present invention can include an adhesion promoter. Regarding the explanation of the "adhesion improver" that can be used in the coating composition of the present invention, unless otherwise specified, the explanation of the "adhesion improver" for the functional layer 1 of the coated body of the present invention described above applies similarly. .

一方、本発明の塗料組成物における付着向上剤の量については、本発明の塗料組成物が溶媒等の揮発性物質を含み得ることから、上述した本発明の塗装体の説明とは異なる部分もある。 On the other hand, the amount of the adhesion improver in the coating composition of the present invention may differ from the above description of the coated body of the present invention because the coating composition of the present invention may contain volatile substances such as solvents. be.

本発明の塗料組成物中の付着向上剤の量は、例えば0.01~10質量%の範囲内である。 The amount of adhesion promoter in the coating composition of the invention is, for example, in the range from 0.01 to 10% by weight.

本発明の塗料組成物は、溶媒を含むことができる。溶媒としては、水、有機溶剤またはそれらの混合溶媒を使用できる。ここで、有機溶剤としては、特に限定されるものではなく、炭化水素系溶媒、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒等の各種有機溶媒が使用できる。有機溶媒は、一種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。本発明の塗料組成物中の溶媒の含有量は、例えば40~95質量%である。 The coating composition of the present invention can contain a solvent. As the solvent, water, an organic solvent, or a mixed solvent thereof can be used. Here, the organic solvent is not particularly limited, and various organic solvents such as hydrocarbon solvents, alcohol solvents, ketone solvents, ester solvents, and ether solvents can be used. The organic solvents may be used alone or in combination of two or more. The content of the solvent in the coating composition of the present invention is, for example, 40 to 95% by mass.

水は、特に制限されるものではないが、水道水の他、イオン交換水や蒸留水等の純水が挙げられる。また、塗料組成物を長期保存する場合には、カビやバクテリアの発生を防止するため、紫外線照射等により滅菌処理した水を用いてもよい。本発明の塗料組成物中の水の量は、40~95質量%であることが好ましい。本発明の塗料組成物は、水系塗料組成物であることが好ましい。本明細書において、水系塗料組成物とは、主溶媒として水を含有する塗料組成物を意味する。 Water is not particularly limited, and examples include tap water, as well as pure water such as ion-exchanged water and distilled water. Furthermore, when storing the coating composition for a long period of time, water that has been sterilized by ultraviolet irradiation or the like may be used to prevent the growth of mold and bacteria. The amount of water in the coating composition of the present invention is preferably 40 to 95% by weight. The coating composition of the present invention is preferably a water-based coating composition. In this specification, a water-based coating composition means a coating composition containing water as a main solvent.

炭化水素系溶媒としては、例えば、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素等が挙げられ、より具体的には、トルエン、キシレン、ソルベントナフサ、ミネラルスピリット、ヘキサン、シクロヘキサン、オクタン、テルペン油等を例示することができる。また、アルコール系溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールが挙げられ、ケトン系溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられ、エステル系溶媒としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等が挙げられ、エーテル系溶媒としては、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルカルビトール等が挙げられる。なお、エチレングリコールモノエチルエーテルやメチルカルビトールのように水酸基とエーテル結合の両方を有する溶媒は、本明細書においては、エーテル系溶媒に分類される。 Examples of hydrocarbon solvents include aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, and more specifically, toluene, xylene, solvent naphtha, mineral spirit, hexane, cyclohexane, and octane. , terpene oil, etc. Examples of alcohol solvents include methanol, ethanol, propanol, and butanol; examples of ketone solvents include acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone; and examples of ester solvents include acetic acid. Ethyl, butyl acetate, etc. are mentioned, and examples of the ether solvent include ethylene glycol monoethyl ether, methyl carbitol, etc. Note that solvents having both hydroxyl groups and ether bonds, such as ethylene glycol monoethyl ether and methyl carbitol, are classified as ether solvents in this specification.

本発明の塗料組成物は、溶媒として水を含有することが好ましく、水および親水性有機溶剤を含有することがさらに好ましい。本明細書において、「親水性有機溶剤」とは、25℃の塗料組成物中において水と均質に混合できる有機溶剤を指す。親水性有機溶剤としては、アルコール系溶媒またはエーテル系溶媒が好ましい。本発明の塗料組成物中の親水性有機溶剤の量は、0~30質量%であることが好ましい。 The coating composition of the present invention preferably contains water as a solvent, and more preferably contains water and a hydrophilic organic solvent. As used herein, the term "hydrophilic organic solvent" refers to an organic solvent that can be homogeneously mixed with water in a coating composition at 25°C. As the hydrophilic organic solvent, alcohol-based solvents or ether-based solvents are preferred. The amount of hydrophilic organic solvent in the coating composition of the present invention is preferably 0 to 30% by weight.

本発明の塗料組成物は、界面活性剤を含むことが好ましい。界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤等に分類され、いずれを用いてもよい。界面活性剤は、一種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。本発明の塗料組成物中の界面活性剤の量は、例えば、0.01~5質量%である。 The coating composition of the present invention preferably contains a surfactant. Surfactants are classified into anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, nonionic surfactants, etc., and any of them may be used. The surfactants may be used alone or in combination of two or more. The amount of surfactant in the coating composition of the invention is, for example, 0.01 to 5% by weight.

本発明の塗料組成物は、水と、親水性有機溶剤及び/又は界面活性剤を含有することが好ましい。親水性有機溶剤や界面活性剤を併用することで、溶媒として水を含む塗料組成物中において粒子A及び粒子Bを安定に分散させることができる。 The coating composition of the present invention preferably contains water, a hydrophilic organic solvent, and/or a surfactant. By using a hydrophilic organic solvent and a surfactant in combination, particles A and particles B can be stably dispersed in a coating composition containing water as a solvent.

本発明の塗料組成物は、その他の成分として、顔料(但し、粒子Aまたは粒子Bに該当するものを除く)、分散剤、消泡剤、酸化防止剤、沈降防止剤、シランカップリング剤、防藻剤、防カビ剤、防腐剤、殺虫剤、抗菌剤、抗ウイルス剤、紫外線吸収剤、ラジカル捕捉剤、帯電防止剤、導電性付与剤等を必要に応じて適宜含んでいてもよい。 The coating composition of the present invention includes, as other components, pigments (excluding those corresponding to particles A or particles B), dispersants, antifoaming agents, antioxidants, antisettling agents, silane coupling agents, It may contain an algaecide, a fungicide, a preservative, an insecticide, an antibacterial agent, an antiviral agent, an ultraviolet absorber, a radical scavenger, an antistatic agent, a conductivity imparting agent, etc., as necessary.

本発明の塗料組成物は、必要に応じて適宜選択される各種成分を混合することによって調製できる。本発明の塗料組成物は、1液型でも多液型でもよいが、多液型の塗料組成物である場合、主剤と硬化剤や添加剤等の他の成分とを予め用意しておき、これらを塗装時に混合することで調製できる。通常、主剤は樹脂を含み、硬化剤は架橋剤を含む。主剤と硬化剤との混合の際に、粘度の調整等の目的で水や希釈剤等の添加剤をさらに加えてもよい。 The coating composition of the present invention can be prepared by mixing appropriately selected various components as necessary. The coating composition of the present invention may be of a one-component type or a multi-component type, but in the case of a multi-component coating composition, the main ingredient and other components such as a curing agent and additives are prepared in advance, It can be prepared by mixing these at the time of painting. Usually, the base material contains a resin, and the curing agent contains a crosslinking agent. When mixing the base resin and the curing agent, additives such as water and a diluent may be further added for the purpose of adjusting viscosity and the like.

本発明の塗料組成物の塗装手段は、特に限定されず、既知の塗装手段、例えば、刷毛塗装、ローラー塗装、コテ塗装、ヘラ塗装、フローコーター塗装、スプレー塗装(例えばエアースプレー塗装、エアレススプレー塗装)、シャーワーコーター塗装、ディッピング塗装等が利用できる。 The coating method of the coating composition of the present invention is not particularly limited, and may be any known coating method such as brush coating, roller coating, trowel coating, spatula coating, flow coater coating, spray coating (e.g. air spray coating, airless spray coating). ), shower coater painting, dipping painting, etc. can be used.

本発明の塗料組成物の乾燥手段は、特に限定されず、周囲温度での自然乾燥や乾燥機等を用いた強制乾燥のいずれであってもよい。また、焼付けを行う場合もある。焼付けの場合、基材や塗料組成物に応じて加熱温度が適宜設定されるが、通常、40~180℃の範囲内で加熱して膜を形成することが好ましい。 The means for drying the coating composition of the present invention is not particularly limited, and may be either natural drying at ambient temperature or forced drying using a dryer or the like. Also, baking may be performed. In the case of baking, the heating temperature is appropriately set depending on the substrate and the coating composition, but it is usually preferable to form a film by heating within the range of 40 to 180°C.

本発明の塗料組成物は、クリヤー塗料であることが好ましい。本明細書において、クリヤー塗料は、厚さ10μmの膜を形成した際の可視光透過率が60%以上となるクリヤー塗料を指し、該光線透過率は、65%以上であることが好ましく、75%以上であることが特に好ましい。 The coating composition of the present invention is preferably a clear coating. In this specification, the clear paint refers to a clear paint that has a visible light transmittance of 60% or more when a film with a thickness of 10 μm is formed, and the light transmittance is preferably 65% or more, and 75% or more. % or more is particularly preferable.

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to the Examples below.

<シリル基含有ビニル系樹脂溶液の調製>
還流冷却器および攪拌機を備えた反応器に、エチレングリコールモノブチルエーテル100質量部を加え、撹拌しながら100℃に加温した。次に、イソブチルメタクリレート50質量部、2-エチルヘキシルメタクリレート31.5質量部、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン10質量部、アクリル酸8.5質量部、およびt-ブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート2.5質量部の混合溶液を、100℃で3時間かけて滴下し、その後105℃に昇温し、2時間維持し、反応を終了させ、シリル基含有ビニル系樹脂溶液aを得た。得られたシリル基含有ビニル系樹脂溶液aは、固形分濃度50質量%で、樹脂の酸価は65mgKOH/g、数平均分子量は10000であった。
<Preparation of silyl group-containing vinyl resin solution>
100 parts by mass of ethylene glycol monobutyl ether was added to a reactor equipped with a reflux condenser and a stirrer, and the mixture was heated to 100° C. with stirring. Next, 50 parts by mass of isobutyl methacrylate, 31.5 parts by mass of 2-ethylhexyl methacrylate, 10 parts by mass of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 8.5 parts by mass of acrylic acid, and t-butylperoxy-2-ethylhexano A mixed solution of 2.5 parts by mass of ate was added dropwise at 100°C over 3 hours, and then the temperature was raised to 105°C and maintained for 2 hours to complete the reaction, yielding a silyl group-containing vinyl resin solution a. . The obtained silyl group-containing vinyl resin solution a had a solid content concentration of 50% by mass, an acid value of 65 mgKOH/g, and a number average molecular weight of 10,000.

<有機無機複合樹脂水分散液1の調製>
還流冷却器および攪拌機を備えた反応器に、(a)メチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物(東レ・ダウコーニング(株)製のSR2402;固形分100質量%)23質量部、メチルトリメトキシシラン8質量部、ジメチルジメトキシシラン1.7質量部、(b)シリル基含有ビニル系樹脂溶液a25質量部、イソプロパノール10質量部を加え、混合した後、イオン交換水3.0質量部と1規定塩酸0.05質量部を加え、60℃で3時間反応させた。次いで、モノアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム0.3質量部とイオン交換水0.8質量部を加え、更に60℃で3時間反応させた。次いで、トリエチルアミン0.6質量部と水37質量部を加え、50℃で1時間撹拌したのち、減圧(1.3×10Pa(100トール))下、脱溶剤を行った後、水で固形分濃度35質量%になるように希釈調整を行い、式(1)で示される化合物を構成単位として含む有機無機複合樹脂の水分散液1を得た。
<Preparation of organic-inorganic composite resin aqueous dispersion 1>
In a reactor equipped with a reflux condenser and a stirrer, (a) 23 parts by mass of a partially hydrolyzed condensate of methyltrimethoxysilane (SR2402 manufactured by Dow Corning Toray Industries, Inc.; solid content 100% by mass), methyltrimethoxy After adding and mixing 8 parts by mass of silane, 1.7 parts by mass of dimethyldimethoxysilane, 25 parts by mass of (b) silyl group-containing vinyl resin solution a, and 10 parts by mass of isopropanol, 3.0 parts by mass of ion-exchanged water and 1N 0.05 parts by mass of hydrochloric acid was added, and the mixture was reacted at 60° C. for 3 hours. Next, 0.3 parts by mass of monoacetylacetonate bis(ethyl acetoacetate)aluminum and 0.8 parts by mass of ion-exchanged water were added, and the mixture was further reacted at 60° C. for 3 hours. Next, 0.6 parts by mass of triethylamine and 37 parts by mass of water were added, and after stirring at 50°C for 1 hour, the solvent was removed under reduced pressure (1.3 × 10 4 Pa (100 torr)), and the mixture was diluted with water. Dilution was adjusted so that the solid content concentration was 35% by mass to obtain an aqueous dispersion 1 of an organic-inorganic composite resin containing the compound represented by formula (1) as a constituent unit.

<有機無機複合樹脂水分散液2の調製>
冷却器および攪拌機を備えた反応器に、イオン交換水20質量部、乳化剤としてエーテルサルフェート型乳化剤(商品名「アデカリアソープSR1025」、株式会社ADEKA製)0.2質量部をそれぞれ仕込み、反応器内部を窒素で置換しながら、75℃まで昇温した。次いで、過硫酸カリウム(重合開始剤)0.5質量部を加え、予め別容器で撹拌混合しておいた乳化物(メタクリル酸メチル:20質量部、アクリル酸ブチル:12質量部、アクリル酸シクロヘキシル:15質量部、アクリル酸:1質量部、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン:2質量部、アデカリアソープSR1025:2質量部、イオン交換水:23質量部)を3時間かけて滴下した。その後、80℃で2時間攪拌を続けながら熟成し、40℃まで冷却した後、アンモニア水を加えてpH8.0に調整し、式(1)で示される化合物を構成単位として含む有機無機複合樹脂の水分散液2(固形分濃度45質量%)を得た。
<Preparation of organic-inorganic composite resin aqueous dispersion 2>
A reactor equipped with a cooler and a stirrer was charged with 20 parts by mass of ion-exchanged water and 0.2 parts by mass of an ether sulfate emulsifier (trade name "ADEKA Soap SR1025", manufactured by ADEKA Co., Ltd.) as an emulsifier. The temperature was raised to 75° C. while purging the inside with nitrogen. Next, 0.5 parts by mass of potassium persulfate (polymerization initiator) was added, and an emulsion prepared by stirring and mixing in a separate container (methyl methacrylate: 20 parts by mass, butyl acrylate: 12 parts by mass, cyclohexyl acrylate) was added. : 15 parts by mass, acrylic acid: 1 part by mass, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane: 2 parts by mass, Adekariasoap SR1025: 2 parts by mass, ion-exchanged water: 23 parts by mass) were added dropwise over 3 hours. Thereafter, the organic-inorganic composite resin containing the compound represented by formula (1) as a constituent unit was aged at 80°C for 2 hours with continuous stirring, cooled to 40°C, and adjusted to pH 8.0 by adding ammonia water. Aqueous dispersion 2 (solid content concentration 45% by mass) was obtained.

<アクリル樹脂水分散液の調製>
冷却器および攪拌機を備えた反応器に、イオン交換水20質量部、乳化剤としてエーテルサルフェート型乳化剤(商品名「アデカリアソープSR1025」、株式会社ADEKA製)0.2質量部をそれぞれ仕込み、反応器内部を窒素で置換しながら、75℃まで昇温した。次いで、過硫酸カリウム(重合開始剤)0.5質量部を加え、予め別容器で撹拌混合しておいた乳化物(メタクリル酸メチル:21質量部、アクリル酸ブチル:13質量部、アクリル酸シクロヘキシル:15質量部、アクリル酸:1質量部、アデカリアソープSR1025:2質量部、イオン交換水:23質量部)を3時間かけて滴下した。その後、80℃で2時間攪拌を続けながら熟成し、40℃まで冷却した後、アンモニア水を加えてpH8.0に調整し、固形分濃度45%のアクリル樹脂水分散液を得た。
<Preparation of acrylic resin aqueous dispersion>
A reactor equipped with a cooler and a stirrer was charged with 20 parts by mass of ion-exchanged water and 0.2 parts by mass of an ether sulfate emulsifier (trade name "ADEKA Soap SR1025", manufactured by ADEKA Co., Ltd.) as an emulsifier. The temperature was raised to 75° C. while purging the inside with nitrogen. Next, 0.5 parts by mass of potassium persulfate (polymerization initiator) was added, and an emulsion (methyl methacrylate: 21 parts by mass, butyl acrylate: 13 parts by mass, cyclohexyl acrylate) was mixed with stirring in a separate container. 15 parts by mass of acrylic acid, 2 parts by mass of Adekaria Soap SR1025, and 23 parts by mass of ion-exchanged water) were added dropwise over 3 hours. Thereafter, the mixture was aged at 80° C. for 2 hours while stirring, and after cooling to 40° C., ammonia water was added to adjust the pH to 8.0 to obtain an aqueous acrylic resin dispersion with a solid content concentration of 45%.

<クリアー塗料組成物の調製>
表1に示した配合に従って、クリアー塗料1~3を調製した。表中に示される配合の各成分の量は質量部で示される。なお、配合した各原料については以下の通りである。
・ポリデュレックスG613〔水分散性樹脂、旭化成ケミカルズ社製商品名〕
・ビスカレックスVG2〔増粘剤、ヘキスト合成(株)製商品名〕
・BYK-028〔消泡剤、ビックケミージャパン社製商品名〕
・BYK-349〔レベリング剤、ビックケミージャパン社製商品名〕
・TINUVIN 1130〔紫外線吸収剤、BASFジャパン(株)製商品名〕
・TINUVIN 292〔光安定化剤、BASFジャパン(株)製商品名〕
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル〔成膜助剤〕
・タフチックAR650M〔透明樹脂ビーズ、平均粒径30μm、東洋紡績(株)製商品名〕
・タフチックAR650ML〔透明樹脂ビーズ、平均粒径80μm、東洋紡績(株)製商品名〕
<Preparation of clear paint composition>
Clear paints 1 to 3 were prepared according to the formulations shown in Table 1. The amounts of each component of the formulations shown in the table are given in parts by weight. The ingredients blended are as follows.
・Polydulex G613 [Water-dispersible resin, product name manufactured by Asahi Kasei Chemicals]
・Viscalex VG2 [Thickener, trade name manufactured by Hoechst Synthesis Co., Ltd.]
・BYK-028 [Defoaming agent, product name manufactured by BYK Chemie Japan Co., Ltd.]
・BYK-349 [Leveling agent, product name manufactured by BYK Chemie Japan Co., Ltd.]
・TINUVIN 1130 [UV absorber, product name manufactured by BASF Japan Ltd.]
・TINUVIN 292 [Light stabilizer, product name manufactured by BASF Japan Ltd.]
・Diethylene glycol monobutyl ether [film-forming aid]
・Toughtic AR650M [transparent resin beads, average particle size 30 μm, product name manufactured by Toyobo Co., Ltd.]
・Toughtic AR650ML [transparent resin beads, average particle size 80 μm, product name manufactured by Toyobo Co., Ltd.]

Figure 2023150155000001
Figure 2023150155000001

<機能層1形成用塗料の調製>
表2~8に示した配合に従って、機能層1形成用塗料を調製した。表中に示される配合の各成分の量は質量部で示される。なお、配合した各原料については以下の通りである。
親水性シリカ1:スノーテックス30、親水性シリカ、平均粒子径12nm、不揮発分30質量%、日産化学社製商品
親水性シリカ2:スノーテックス30L、親水性シリカ、平均粒子径45nm、不揮発分30質量%、日産化学社製商品
親水性シリカ3:スノーテックスYL、親水性シリカ、平均粒子径60nm、不揮発分40質量%、日産化学社製商品
親水性シリカ4:MP-1040、親水性シリカ、平均粒子径100nm、不揮発分40質量%、日産化学社製商品
親水性シリカ5:MP-4540M、親水性シリカ、平均粒子径450nm、不揮発分40質量%、日産化学社製商品
疎水性シリカ1:AEROSIL RX200、疎水性シリカ、平均粒子径12nm、エボニック社製商品
樹脂ビーズ1:AR650SX、透明樹脂ビーズ、平均粒子径5μm、東洋紡績(株)製商品
樹脂ビーズ2:AR650S、透明樹脂ビーズ、平均粒子径18μm、東洋紡績(株)製商品
樹脂ビーズ3:AR650M、透明樹脂ビーズ、平均粒子径30μm、東洋紡績(株)製商品
シリカ微粒子:ACEMATT TS100、平均粒子径10μm、Evonik社製商品
付着向上剤1:KBM403、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、信越化学社製商品
付着向上剤2:KBM603、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、信越化学社製商品
分散剤:QP52000H、ヒドロキシエチルセルロース、ダウ・ケミカル社製商品
<Preparation of paint for forming functional layer 1>
Paints for forming functional layer 1 were prepared according to the formulations shown in Tables 2 to 8. The amounts of each component of the formulations shown in the table are given in parts by weight. The ingredients blended are as follows.
Hydrophilic silica 1: Snowtex 30, hydrophilic silica, average particle size 12 nm, nonvolatile content 30% by mass, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. Hydrophilic silica 2: Snowtex 30L, hydrophilic silica, average particle size 45 nm, nonvolatile content 30 Mass%, product manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. Hydrophilic Silica 3: Snowtex YL, hydrophilic silica, average particle size 60 nm, non-volatile content 40% by mass, product manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. Hydrophilic Silica 4: MP-1040, hydrophilic silica, Average particle diameter 100 nm, nonvolatile content 40% by mass, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. Hydrophilic Silica 5: MP-4540M, hydrophilic silica, average particle diameter 450 nm, nonvolatile content 40% by mass, manufactured by Nissan Chemical Company Hydrophobic Silica 1: AEROSIL RX200, hydrophobic silica, average particle size 12 nm, manufactured by Evonik Resin beads 1: AR650SX, transparent resin beads, average particle size 5 μm, manufactured by Toyobo Co., Ltd. Resin beads 2: AR650S, transparent resin beads, average particles Diameter 18 μm, manufactured by Toyobo Co., Ltd. Resin beads 3: AR650M, transparent resin beads, average particle size 30 μm, manufactured by Toyobo Co., Ltd. Silica fine particles: ACEMATT TS100, average particle size 10 μm, manufactured by Evonik Adhesion improver 1: KBM403, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, product manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Adhesion improver 2: KBM603, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, product manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Dispersant :QP52000H, hydroxyethylcellulose, Dow Chemical product

<機能層2形成用塗料の調製>
表2~8に示した配合に従って、機能層2形成用塗料を調製した。表中に示される配合の各成分の量は質量部で示される。なお、配合した各原料については以下の通りである。
撥水剤1:シリコーン系撥水剤、ドライシールS、デュポン・東レ・スペシャリティ・マテリアル社製商品
付着向上剤1:KBM403、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、信越化学社製商品
付着向上剤2:KBM603、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、信越化学社製商品
<Preparation of paint for forming functional layer 2>
Paints for forming functional layer 2 were prepared according to the formulations shown in Tables 2 to 8. The amounts of each component of the formulations shown in the table are given in parts by weight. The ingredients blended are as follows.
Water repellent 1: Silicone water repellent, DrySeal S, manufactured by DuPont-Toray Specialty Materials Co., Ltd. Adhesion improver 1: KBM403, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Adhesion improver 2: KBM603, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, product manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.

<評価用基材の作製>
基材上にシーラーを塗布量100g/mとなるようにエアスプレーして塗装し、室温で2時間乾燥後、その上に下塗り塗料を塗布量100g/m(乾燥膜厚:25μm)となるようにエアスプレーして塗装し、室温で1週間乾燥させ、評価用基材を作製した。使用した原料などの詳細を以下に示す。
<基材>
スレート板〔150mm×70mm×5mm、TP技研(株)製〕
<シーラー>
水性マイティーシーラーマルチ〔カチオン型水性塗料、大日本塗料(株)製商品名〕
<下塗り塗料>
DNTビューアクリル N-40のグレー色(透明性評価試験にて使用)または白色(水接触角、耐汚染性、耐汚染力持続性評価試験にて使用)〔水性アクリルエマルション塗料、大日本塗料(株)製商品名〕
<Preparation of evaluation base material>
The sealer was air-sprayed onto the base material in an amount of 100 g/m 2 , and after drying at room temperature for 2 hours, an undercoat was applied on top of it with an amount of 100 g/m 2 (dry film thickness: 25 μm). It was air-sprayed and dried at room temperature for one week to prepare a substrate for evaluation. Details of the raw materials used are shown below.
<Base material>
Slate board [150mm x 70mm x 5mm, manufactured by TP Giken Co., Ltd.]
<Sealer>
Water-based Mighty Sealer Multi [Cationic water-based paint, product name manufactured by Dainippon Toyo Co., Ltd.]
<Undercoat paint>
DNT View Acrylic N-40 gray color (used in transparency evaluation test) or white color (used in water contact angle, stain resistance, stain resistance durability evaluation test) [Water-based acrylic emulsion paint, Dainippon Paint Co., Ltd. Co., Ltd. product name]

<試験板の作製>
クリアー塗料を、エアスプレーにて100g/mとなるように塗装し、120℃×15分乾燥させて、クリアー層を形成させた。続いて、クリアー層上に機能層1形成用塗料をエアスプレーで塗装し、機能層1を形成させた。実施例27を除いて、機能層1上に機能層2形成用塗料をエアスプレーで塗装し、機能層2を形成させた。これにより、表面に凹凸を有する試験板を用意した。
各試験板のクリアー層の形成に用いたクリアー塗料の種類は、表2~8に示される。各試験板の作製に用いた機能層1形成用塗料および機能層2形成用塗料は、その配合の詳細が表2~8に示され、上記<機能層1形成用塗料の調製>および<機能層2形成用塗料の調製>に従って調製された塗料である。また、作製された試験板の機能層1の平均膜厚および機能層2の平均膜厚は、表2~8に示される。
<Preparation of test plate>
A clear paint was applied by air spray at a concentration of 100 g/m 2 and dried at 120° C. for 15 minutes to form a clear layer. Subsequently, a paint for forming functional layer 1 was applied on the clear layer by air spray to form functional layer 1. Except for Example 27, the functional layer 2-forming paint was applied onto the functional layer 1 by air spray to form the functional layer 2. In this way, a test plate having irregularities on the surface was prepared.
The types of clear paint used to form the clear layer of each test plate are shown in Tables 2 to 8. The details of the formulations of the paints for forming functional layer 1 and the paints for forming functional layer 2 used in the preparation of each test plate are shown in Tables 2 to 8. Preparation of Paint for Forming Layer 2> Further, the average thickness of functional layer 1 and the average thickness of functional layer 2 of the test plates produced are shown in Tables 2 to 8.

<水接触角の測定>
試験板表面に10μLの蒸留水を滴下し、20℃の雰囲気下で滴下10秒間静置して、接触角(静的接触角)を協和界面化学株式会社CA-X接触角測定装置にて測定した。測定値を以下の評価基準に従い評価した。結果を表2~8に示す。
[評価基準]
◎:静的接触角が130度以上170度以下。
○:静的接触角が115度以上、130度未満。
△:静的接触角が100度以上115度未満。
×:静的接触角が100度未満。
<Measurement of water contact angle>
Drop 10 μL of distilled water onto the surface of the test plate, let it stand for 10 seconds in an atmosphere of 20°C, and measure the contact angle (static contact angle) using Kyowa Interface Science Co., Ltd. CA-X contact angle measurement device. did. The measured values were evaluated according to the following evaluation criteria. The results are shown in Tables 2-8.
[Evaluation criteria]
◎: Static contact angle is 130 degrees or more and 170 degrees or less.
○: Static contact angle is 115 degrees or more and less than 130 degrees.
Δ: Static contact angle is 100 degrees or more and less than 115 degrees.
×: Static contact angle is less than 100 degrees.

<透明性試験>
評価用基材(ただし、下塗り塗料にはDNTビューアクリル N-40のグレー色を用いた)上に形成した塗膜を三刺激値直読式色差計「CR400」(商品名、コニカミノルタ社製)を用いて測色し、未塗装のブランクである標準板(すなわち、評価用基材)と比較したΔLの値から以下の基準に基づいて塗膜の透明性を評価した。ΔL値が低いほど、クリアー層および機能層の透明性が優れることを示す。結果を表2~8に示す。
[評価基準]
◎:ΔL<2.0
○:2.0≦ΔL<3.0
△:3.0≦ΔL<5.0
×:5.0≦ΔL
<Transparency test>
The coating film formed on the evaluation substrate (the gray color of DNT View Acrylic N-40 was used as the undercoat) was measured using a tristimulus value direct reading color difference meter "CR400" (trade name, manufactured by Konica Minolta). The transparency of the coating film was evaluated based on the following criteria based on the value of ΔL compared with an unpainted blank standard plate (i.e. evaluation base material). The lower the ΔL value, the better the transparency of the clear layer and functional layer. The results are shown in Tables 2-8.
[Evaluation criteria]
◎:ΔL<2.0
○: 2.0≦ΔL<3.0
△: 3.0≦ΔL<5.0
×: 5.0≦ΔL

<耐汚染性試験>
上記<試験板の作製>に従って作製した試験板を室温にて10日間養生した後に、水平面に対して10度に傾斜し、かつ長さ30cmで深さ3mmの溝が3mmピッチで刻まれた屋根を有する架台に、屋根に降った雨が塗膜の表面に筋状に流れ落ちるように南向きに垂直に取り付け、その状態で屋外に1ヶ月間暴露した後、評価用基材上の塗膜の外観を未試験の塗膜と比較して、以下の基準で目視観察した。機能層の撥水性が良好である程、耐汚染性試験の結果が優れる。結果を表2~8に示す。
[評価基準]
◎:汚れも雨筋もなく、綺麗な外観が維持されている。
○:わずかな汚れはあるが、雨筋は確認されない。
△:局所的な汚れがあり、雨筋が薄く確認される。
×:全面にかなりの汚れがあり、雨筋がしっかりと確認される。
<Stain resistance test>
After curing the test board prepared according to the above <Preparation of test board> at room temperature for 10 days, the roof was sloped at 10 degrees with respect to the horizontal plane, and grooves 30 cm long and 3 mm deep were carved at 3 mm pitch. The paint film on the evaluation substrate was mounted vertically on a frame facing south so that rain falling on the roof would run down the surface of the paint film in streaks, and exposed outdoors in that state for one month. The appearance was compared with that of an untested coating film and visually observed using the following criteria. The better the water repellency of the functional layer, the better the stain resistance test results. The results are shown in Tables 2-8.
[Evaluation criteria]
◎: Maintains a clean appearance with no dirt or rain streaks.
○: There is slight dirt, but no rain streaks are observed.
△: There is local dirt and thin rain streaks are observed.
×: There is considerable dirt on the entire surface, and rain streaks are clearly visible.

<耐汚染力持続性試験>
上記<耐汚染性試験>と同様にして、養生した試験板を架台に取り付け、屋外にて6ヶ月間の暴露試験を実施し、評価用基材上の塗膜の外観を未試験の塗膜と比較して、以下の基準で目視観察した。機能層の撥水性の持続性が良好である程、耐汚染力持続性試験の結果が優れる。結果を表2~8に示す。
[評価基準]
◎:汚れも雨筋もなく、綺麗な外観が維持されている。
○:わずかな汚れはあるが、雨筋は確認されない。
△:局所的な汚れがあり、雨筋が薄く確認される。
×:全面にかなりの汚れがあり、雨筋がしっかりと確認される。
<Stain resistance durability test>
In the same manner as in the above <Stain Resistance Test>, the cured test plate was mounted on a pedestal, and an exposure test was conducted outdoors for 6 months. Visual observation was made using the following criteria. The better the durability of the water repellency of the functional layer, the better the results of the stain resistance durability test. The results are shown in Tables 2-8.
[Evaluation criteria]
◎: Maintains a clean appearance with no dirt or rain streaks.
○: There is slight dirt, but no rain streaks are observed.
△: There is local dirt and thin rain streaks are observed.
×: There is considerable dirt on the entire surface, and rain streaks are clearly visible.

Figure 2023150155000002
Figure 2023150155000002

Figure 2023150155000003
Figure 2023150155000003

Figure 2023150155000004
Figure 2023150155000004

Figure 2023150155000005
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Figure 2023150155000006
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Figure 2023150155000007
Figure 2023150155000007

Figure 2023150155000008
Figure 2023150155000008

表中「樹脂層1を形成する塗料の固形分量」は、機能層1形成用塗料中における固形分の量(質量%)を示す。本明細書では、塗料中の固形分の量を、塗料中の塗膜形成成分の量と言い換えることができる。
また、「機能層1中のバインダー成分」は、機能層1中のバインダー成分の量(質量%)を示す、「機能層1中の粒子A」は、機能層1中の粒子Aの量(質量%)を示し、「機能層1中の粒子B」は、機能層1中の粒子Bの量(質量%)を示す。
In the table, "solid content amount of paint forming resin layer 1" indicates the amount of solid content (mass %) in the paint for forming functional layer 1. In this specification, the amount of solid content in a paint can be translated into the amount of film-forming components in the paint.
Further, "binder component in functional layer 1" indicates the amount (mass%) of the binder component in functional layer 1, and "particle A in functional layer 1" indicates the amount (% by mass) of particle A in functional layer 1. "Particles B in functional layer 1" indicates the amount (mass%) of particles B in functional layer 1.

Claims (8)

表面に機能層を備えた塗装体であって、該塗装体は表面に凹凸を有し、
前記機能層が、平均粒子径5nm~500nmの粒子Aと、平均粒子径1μm~30μmの粒子Bとバインダー成分を含む平均膜厚0.01~20μmの機能層1を備え、
前記機能層1中の前記バインダー成分の量が5~50質量%の範囲内であることを特徴とする、塗装体。
A painted body having a functional layer on the surface, the painted body having unevenness on the surface,
The functional layer comprises a functional layer 1 with an average thickness of 0.01 to 20 μm containing particles A with an average particle size of 5 nm to 500 nm, particles B with an average particle size of 1 μm to 30 μm, and a binder component,
A coated body, characterized in that the amount of the binder component in the functional layer 1 is within the range of 5 to 50% by mass.
前記機能層の表面の水接触角が100°~170°の範囲内であることを特徴とする、請求項1に記載の塗装体。 The coated body according to claim 1, wherein the surface of the functional layer has a water contact angle within a range of 100° to 170°. 前記機能層1中の前記粒子Aと前記粒子Bの割合が質量比で40:60~95:5の範囲内であることを特徴とする、請求項1または2に記載の塗装体。 The coated body according to claim 1 or 2, characterized in that the ratio of the particles A to the particles B in the functional layer 1 is within a range of 40:60 to 95:5 in terms of mass ratio. 前記バインダー成分が式(1)で示される化合物を構成単位として含むことを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の塗装体。
式(1):R1Si(OR2)4-n
(式中、R1は炭素数1~8の有機基であり、R2は炭素数1~5のアルキル基であり、nは1又は2である。)
The coated body according to any one of claims 1 to 3, wherein the binder component contains a compound represented by formula (1) as a constitutional unit.
Formula (1): R1 n Si(OR2) 4-n
(In the formula, R1 is an organic group having 1 to 8 carbon atoms, R2 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and n is 1 or 2.)
前記機能層がさらに撥水剤を含む機能層2を前記機能層1上に積層して備えることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の塗装体。 The coated body according to any one of claims 1 to 4, wherein the functional layer further comprises a functional layer 2 containing a water repellent agent laminated on the functional layer 1. 前記機能層1および/または前記機能層2が付着向上剤を含むことを特徴とする、請求項5に記載の塗装体。 The coated body according to claim 5, characterized in that the functional layer 1 and/or the functional layer 2 contains an adhesion promoter. 前記粒子Aが親水性シリカであることを特徴とする、請求項1~6のいずれか一項に記載の塗装体。 The coated body according to any one of claims 1 to 6, wherein the particles A are hydrophilic silica. 平均粒子径5nm~500nmの粒子Aと、平均粒子径1μm~30μmの粒子Bと、バインダー成分とを含み、塗膜形成成分中の前記バインダー成分の量が5~50質量%の範囲内であることを特徴とする塗料組成物。 Contains particles A with an average particle diameter of 5 nm to 500 nm, particles B with an average particle diameter of 1 μm to 30 μm, and a binder component, and the amount of the binder component in the coating film forming components is within the range of 5 to 50% by mass. A paint composition characterized by:
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