JP3327207B2 - Article having hydrophilic coating film and method for producing the same - Google Patents

Article having hydrophilic coating film and method for producing the same

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JP3327207B2
JP3327207B2 JP11018598A JP11018598A JP3327207B2 JP 3327207 B2 JP3327207 B2 JP 3327207B2 JP 11018598 A JP11018598 A JP 11018598A JP 11018598 A JP11018598 A JP 11018598A JP 3327207 B2 JP3327207 B2 JP 3327207B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒作用によっ
て表面が親水化する層を表面に有する親水性塗膜を有す
る物品及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an article having a hydrophilic coating having on its surface a layer whose surface is hydrophilized by photocatalysis, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
環境汚染、安全な作業環境の確保の観点から、塗料或い
はコーティング剤の分野では有機溶剤から水系へと分散
媒の変更が求められている。
2. Description of the Related Art In recent years,
From the viewpoints of environmental pollution and ensuring a safe working environment, in the field of paints and coatings, it is required to change the dispersion medium from an organic solvent to an aqueous solvent.

【0003】この要求に基づき、アクリル樹脂系に代表
されるラジカル重合性ビニルモノマーを乳化重合したエ
マルジョン系塗料は、優れた被膜形成性及び耐薬品性の
良さから、コーティング剤の基本材料として幅広く採用
されている。しかしながら、この種のコーティング剤は
本質的に耐水性及び耐候性が不足するという欠点を有し
ている。
Based on this requirement, emulsion paints obtained by emulsion polymerization of radically polymerizable vinyl monomers represented by acrylic resin have been widely used as basic materials for coating agents because of their excellent film-forming properties and chemical resistance. Have been. However, this type of coating agent has the disadvantage of essentially lacking water resistance and weather resistance.

【0004】それに対し、シラン化合物を加水分解・縮
合して得られるシリコーン樹脂(レジン)は、高硬度
で、耐候性、耐水性、耐熱性、撥水性に優れた被膜を形
成する能力があるため、コーティング剤として注目され
ている。その反面、被膜形成性、耐アルカリ性、被膜の
可撓性に劣り、縮合活性に富むシラノール基に起因して
貯蔵安定性も劣るという欠点がある。また、シリコーン
樹脂は、一般的に有機溶剤に溶解した形態で使用される
ため、火災・爆発の危険性、人体への有毒性、環境汚染
等の問題があり、エマルジョン型の開発が求められてい
る。
On the other hand, a silicone resin (resin) obtained by hydrolyzing and condensing a silane compound has a high hardness and the ability to form a film having excellent weather resistance, water resistance, heat resistance and water repellency. , Has attracted attention as a coating agent. On the other hand, there are drawbacks in that the film formability, alkali resistance, film flexibility are poor, and the storage stability is poor due to the silanol group having a high condensation activity. In addition, since silicone resins are generally used in the form dissolved in organic solvents, there are problems such as the danger of fire and explosion, toxicity to the human body, and environmental pollution. I have.

【0005】このような背景の中で、近年、アクリル樹
脂とシリコーン化合物との複合膜を形成するエマルジョ
ン組成物が注目されており、幾つかの報告もなされてい
る。しかし、現在報告されているシリコーン−アクリル
エマルジョン組成物は、基本的にはアクリル樹脂の一部
を加水分解性シリル基で変性させる方法、或いはアクリ
ル乳化重合中にアルコキシシラン類を添加する方法で合
成されており、保存安定性が維持可能な実用レベルでの
シリコーン含有量は、せいぜい樹脂固形分に対し20重
量%程度である。
[0005] Against this background, emulsion compositions that form a composite film of an acrylic resin and a silicone compound have recently attracted attention, and several reports have been made. However, currently reported silicone-acryl emulsion compositions are basically synthesized by a method in which a part of the acrylic resin is modified with a hydrolyzable silyl group or a method in which alkoxysilanes are added during acrylic emulsion polymerization. The silicone content at a practical level at which storage stability can be maintained is at most about 20% by weight based on the resin solid content.

【0006】一方、最近、光触媒を利用して塗膜表面に
抗菌、防汚性を付与する技術が報告されている。これは
光触媒を最表層に固定化した膜に、紫外線を含む太陽光
を照射すると、光触媒によって生成する活性ラジカル種
が細菌類や油汚れを分解するというものであり、屋外に
曝される建築物、構造物用塗料への応用が期待されてい
る。光触媒含有膜の形成方法としては、(1)光触媒を
基材に直接塗布後、高温で焼結させる方法、(2)基材
と光触媒の間に中間接着層を設ける方法、(3)光触媒
とバインダー樹脂の組成物を塗布し、一コートにて塗膜
を形成する方法が報告されている。(1)は金属、ガラ
ス等の耐熱性を有する無機基材にしか適用できないし、
(3)は光触媒が塗膜内部に埋没してしまうため、光触
媒の能力を十分発揮させるためには光触媒の含有量を増
やさなくてはならない等の問題点があるため、(2)の
方法が最も実用的である。しかし、光触媒に接している
有機物は光照射にて発生するラジカル種により分解され
るため、光触媒を固定化する中間接着(下塗り)層にア
クリル樹脂、ウレタン樹脂等を主成分とする汎用な有機
樹脂塗料を用いた場合、屋外暴露によって多量の太陽光
が照射されるため、有機樹脂と光触媒の界面で有機樹脂
の酸化分解が起こるので、極めて耐久性に乏しい。これ
を防止するためには、下塗り層にシリコーン樹脂或いは
フッ素樹脂塗料を使用することが好ましいことも報告さ
れている。
On the other hand, recently, a technique for imparting antibacterial and antifouling properties to a coating film surface using a photocatalyst has been reported. This means that when a film containing a photocatalyst immobilized on the outermost layer is irradiated with sunlight containing ultraviolet rays, active radical species generated by the photocatalyst decompose bacteria and oil stains. It is expected to be applied to paints for structures. As a method for forming the photocatalyst-containing film, (1) a method in which the photocatalyst is directly applied to the substrate and then sintered at a high temperature; (2) a method in which an intermediate adhesive layer is provided between the substrate and the photocatalyst; There has been reported a method of applying a binder resin composition and forming a coating film with one coat. (1) can be applied only to heat-resistant inorganic base materials such as metal and glass,
In the case of (3), since the photocatalyst is buried inside the coating film, there is a problem that the content of the photocatalyst must be increased in order to sufficiently exert the photocatalytic ability. Most practical. However, since organic matter in contact with the photocatalyst is decomposed by radical species generated by light irradiation, a general-purpose organic resin containing acrylic resin, urethane resin, etc. as a main component in the intermediate adhesive (undercoat) layer that fixes the photocatalyst When a paint is used, a large amount of sunlight is irradiated by outdoor exposure, and oxidative decomposition of the organic resin occurs at the interface between the organic resin and the photocatalyst, so that the durability is extremely poor. In order to prevent this, it is also reported that it is preferable to use a silicone resin or a fluororesin paint for the undercoat layer.

【0007】また、これとは別に光触媒を含有した塗膜
に光を照射すると、表面の水に対する接触角が10度以
下に低下する現象も報告されている。これは光触媒粒子
表面の水酸基に水が吸着するためと考えられている。こ
の親水性塗膜は雨水により汚染物質が洗い流されるた
め、長期間にわたり極めて高い防汚性を発現することが
知られている。これは前述した光触媒の酸化分解による
防汚性付与とは別の機構で発現すると考えられており、
光触媒の親水化能力はラジカル種の発生による酸化分解
力と必ずしも相関するものではない。
In addition, a phenomenon has been reported in which, when a coating film containing a photocatalyst is irradiated with light, the contact angle of water on the surface is reduced to 10 degrees or less. This is considered to be because water is adsorbed on the hydroxyl groups on the surface of the photocatalyst particles. It is known that this hydrophilic coating film exhibits extremely high antifouling properties over a long period of time because pollutants are washed away by rainwater. This is thought to be manifested by a mechanism different from the above-mentioned antifouling property imparting by oxidative decomposition of the photocatalyst,
The hydrophilicity of the photocatalyst does not always correlate with the oxidative decomposition power due to the generation of radical species.

【0008】このような親水性塗膜を形成させる場合、
中間接着層としていかなる樹脂層を用いるかは極めて重
要な選択である。耐候性を最優先させる必要がある場
合、シリコーン樹脂を主成分とする無機塗膜が最も適す
るはずであるが、PETやポリカーボネート樹脂等の有
機樹脂基材にはプライマーなしでは密着性が低いのに加
え、膜自身の可撓性、耐アルカリ性に乏しいという欠点
を有する。それに対し、アクリル樹脂等の有機樹脂を主
成分とする下塗り層は、特に有機樹脂基材との密着性に
優れ、また低温硬化性、可撓性の付与も容易なため、フ
ィルム等の基材への下塗りには好適である。更に酸化分
解能は低く、親水化能力は高いタイプの光触媒を選択す
ることができれば、耐候性にも優れた光触媒含有塗膜の
形成が可能であろうと考えられる。
In forming such a hydrophilic coating film,
Which resin layer is used as the intermediate adhesive layer is a very important choice. When it is necessary to prioritize weather resistance, an inorganic coating containing silicone resin as the main component should be most suitable, but adhesion to organic resin base materials such as PET and polycarbonate resin is low without primer. In addition, there is a disadvantage that the film itself has poor flexibility and alkali resistance. On the other hand, an undercoat layer containing an organic resin such as an acrylic resin as a main component is particularly excellent in adhesion to an organic resin base material, and can be easily provided with low-temperature curability and flexibility. It is suitable for the undercoating of paint. Further, if a photocatalyst having a low oxidizing ability and a high hydrophilizing ability can be selected, it is considered that a photocatalyst-containing coating film having excellent weather resistance can be formed.

【0009】しかしながら、光触媒による親水性の発現
機構は完全に解明されてはおらず、現在、酸化分解能は
低く、親水化能力は高いタイプの光触媒の選択は不可能
である。従って有機樹脂基材への密着性、可撓性を維持
しつつ、光触媒による耐候劣化を最小限に抑えた下塗り
層の開発が、親水性光触媒含有塗膜の実用化にとって極
めて重要である。
However, the mechanism of the expression of hydrophilicity by the photocatalyst has not been completely elucidated, and at present, it is impossible to select a type of photocatalyst having a low oxidizing ability and a high hydrophilizing ability. Therefore, development of an undercoat layer that minimizes weather deterioration due to a photocatalyst while maintaining adhesion and flexibility to an organic resin substrate is extremely important for practical use of a hydrophilic photocatalyst-containing coating film.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を行った
結果、光触媒を基材表面に固定化する方法として、シリ
コーン樹脂を30重量%以上80重量%以下含有するシ
リコーン−アクリル複合膜を下塗り層とし、その上に光
触媒を含有する塗布液を塗布、固着させることにより、
光触媒を表面に固定化した場合、有機樹脂等の各種基材
上にプライマーなしでも密着性の良好な塗膜を形成し得
る上、低温硬化性、可撓性、耐候性にも優れ、太陽光照
射を受けることにより光触媒作用によって表面が親水化
し、防汚性、抗菌性、防曇性を発現する塗膜が得られる
ことを知見し、本発明をなすに至った。。
Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, as a method of immobilizing a photocatalyst on the surface of a substrate, a silicone resin was used. By coating a silicone-acryl composite film containing at least 80% by weight of the silicone-acrylic composite film as an undercoat layer, and applying and fixing a coating solution containing a photocatalyst thereon.
When the photocatalyst is immobilized on the surface, a coating film with good adhesion can be formed without a primer on various substrates such as an organic resin, and is excellent in low-temperature curability, flexibility, weather resistance, and sunlight. The present inventors have found that the surface becomes hydrophilic by photocatalysis by irradiation, and a coating film exhibiting antifouling property, antibacterial property and antifogging property can be obtained, and the present invention has been accomplished. .

【0011】以下、本発明について更に詳しく説明す
る。本発明の親水性塗膜を有する物品は、基材上に、全
樹脂固形分に対しシリコーン樹脂を30〜80重量%含
有するシリコーン−アクリル樹脂複合膜からなる第一層
と、その上に光触媒含有層からなる第二層が形成されて
なるものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The article having a hydrophilic coating film of the present invention comprises a first layer composed of a silicone-acrylic resin composite film containing 30 to 80% by weight of a silicone resin based on the total resin solid content on a substrate, and a photocatalyst thereon. A second layer composed of a containing layer is formed.

【0012】ここで、親水性塗膜は、鉄、ステンレス製
の建築用構造材やアルミサッシ建材等の表面保護、自動
車、電化製品用の塗装用コーティング、プラスチック
板、磁気或いは感熱記録用フィルム、包装用フィルム、
ビニールクロス等の表面保護コーティング、眼鏡レンズ
等の光学物品の表面保護コーティング、合板の表面保護
コーティング、モルタル、コンクリート、セメント製の
外装用壁材又は窯業パネル(ALC板、サイジングボー
ド、石膏ボード)、レンガ、ガラス陶磁器、人工大理石
等の表面保護コーティング等として使用することができ
る。基材はかかる物品の種類により選定され、また基材
の材質も、プラスチック(有機樹脂)、セラミックス、
ガラス、金属、或いはそれらの複合物等、特に限定され
るものではないが、ポリカーボネート、アクリル樹脂等
の有機樹脂平板、PET樹脂等の有機樹脂フィルムを好
ましく用いることができる。
Here, the hydrophilic coating film is used to protect the surface of steel or stainless steel building materials, aluminum sash building materials, etc., coatings for automobiles and electric appliances, plastic plates, films for magnetic or thermal recording, Packaging film,
Surface protection coatings such as vinyl cloth, surface protection coatings for optical articles such as spectacle lenses, surface protection coatings for plywood, mortar, concrete, cement exterior wall materials or ceramic panels (ALC boards, sizing boards, gypsum boards), It can be used as a surface protective coating for bricks, glass porcelain, artificial marble and the like. The base material is selected according to the type of the article, and the material of the base material is plastic (organic resin), ceramic,
Although not particularly limited, such as glass, metal, or a composite thereof, an organic resin flat plate such as polycarbonate and acrylic resin, and an organic resin film such as PET resin can be preferably used.

【0013】本発明においては、上記基材に、第一層と
してシリコーン−アクリル樹脂複合膜を形成する。
In the present invention, a silicone-acrylic resin composite film is formed as a first layer on the substrate.

【0014】この場合、このシリコーン−アクリル樹脂
複合膜において、シリコーン樹脂の全樹脂固形分に対す
る含有量は30〜80重量%であり、好ましくは35〜
70重量%、更に好ましくは40〜60重量%である。
30重量%より少ない場合、暴露試験で光触媒と下塗り
層の樹脂界面での分解劣化が発生し、光触媒の脱落、膜
の白化等の外観不良が著しいため不適である。一方、8
0重量%より多い場合、基材との密着性、耐アルカリ
性、可撓性が著しく低下し、シリコーン樹脂より構成さ
れる無機塗料の有する欠点を改良できず、実用性に乏し
い。
In this case, in the silicone-acrylic resin composite film, the content of the silicone resin with respect to the total resin solid content is 30 to 80% by weight, preferably 35 to 80% by weight.
It is 70% by weight, more preferably 40 to 60% by weight.
When the amount is less than 30% by weight, degradation is caused at the resin interface between the photocatalyst and the undercoat layer in an exposure test, and the appearance of the photocatalyst falls off, whitening of the film, etc. is remarkable, which is not suitable. On the other hand, 8
If the amount is more than 0% by weight, the adhesion to the substrate, alkali resistance, and flexibility are remarkably reduced, and the disadvantages of the inorganic coating composed of a silicone resin cannot be improved, resulting in poor practicality.

【0015】本発明の第一層の形成には、以下のシリコ
ーン−アクリル樹脂エマルジョン組成物を塗布する方法
が最も好ましい。即ち、 (1)下記平均組成式(1) R1 m2 nSi(OH)p(X)q(4-m-n-p-q)/2 (1) (式中、R1は非置換一価炭化水素基、R2は置換一価炭化水素基、Xは加水分解 性基を表す。m,n,p,qは0.5≦m≦1.8、0≦n≦1.0、0<p≦ 1.5、0≦q≦0.5、0.5≦m+n≦1.8、0<p+q≦1.5を満た す数である。) で表される非水溶性のシラノール基含有シリコーン樹脂 100重量部、 (2)ラジカル重合性ビニルモノマー 25〜233重量部 を主成分として含有し、実質的に有機溶剤を含まない水
系の乳化重合物からなるシリコーン樹脂含有エマルジョ
ン組成物である。
For forming the first layer of the present invention, the following method of applying a silicone-acrylic resin emulsion composition is most preferred. That is, (1) the following average composition formula (1): R 1 m R 2 n Si (OH) p (X) q O (4-mnpq) / 2 (1) (where R 1 is an unsubstituted monovalent carbon A hydrogen group, R 2 is a substituted monovalent hydrocarbon group, X is a hydrolyzable group, and m, n, p, and q are 0.5 ≦ m ≦ 1.8, 0 ≦ n ≦ 1.0, 0 < p ≦ 1.5, 0 ≦ q ≦ 0.5, 0.5 ≦ m + n ≦ 1.8, 0 <p + q ≦ 1.5) Non-water-soluble silanol group-containing A silicone resin-containing emulsion composition containing 100 parts by weight of a silicone resin and (2) 25 to 233 parts by weight of a radically polymerizable vinyl monomer as a main component and substantially containing no organic solvent and containing an aqueous emulsion polymer.

【0016】ここで、上記式(1)のシラノール基含有
シリコーン樹脂において、R1は非置換一価炭化水素基
を表し、炭素数1〜10のものが好ましく、メチル基、
エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t
−ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル
基、デシル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、5
−ヘキセニル基、9−デセニル基等のアルケニル基、フ
ェニル基等のアリール基などを具体例として示すことが
できる。この中でも、メチル基、プロピル基、ヘキシル
基、フェニル基が好ましい。特に耐候性を要求される場
合にはメチル基が好ましく、撥水性が求められる場合に
は長鎖アルキル基を使用するのが好ましく、被膜に可撓
性を付与する場合にはフェニル基を適用するのがよい。
この場合、特には、全有機置換基(R1+R2)中のメチ
ル基の含有率が少なくとも50モル%、特に80モル%
以上であることが好ましい。
Here, in the silanol group-containing silicone resin of the above formula (1), R 1 represents an unsubstituted monovalent hydrocarbon group, preferably has 1 to 10 carbon atoms, and has a methyl group,
Ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, t
Alkyl groups such as butyl group, hexyl group, cyclohexyl group, octyl group, decyl group, vinyl group, allyl group, 5
Specific examples include alkenyl groups such as -hexenyl group and 9-decenyl group, and aryl groups such as phenyl group. Among these, a methyl group, a propyl group, a hexyl group, and a phenyl group are preferred. In particular, when weather resistance is required, a methyl group is preferable. When water repellency is required, a long-chain alkyl group is preferably used. When imparting flexibility to a film, a phenyl group is used. Is good.
In this case, in particular, the content of methyl groups in all organic substituents (R 1 + R 2 ) is at least 50 mol%, especially 80 mol%
It is preferable that it is above.

【0017】R2は置換された一価炭化水素基を表す。
この置換一価炭化水素基は、上記炭素数1〜10の非置
換一価炭化水素基の水素原子の一部又は全部を置換基で
置換したもので、置換基としては、(i)フッ素、塩素
などのハロゲン原子、(ii)グリシジロキシ基、エポ
キシシクロヘキシル基などのエポキシ官能基、(ii
i)メタクリル基、アクリル基などの(メタ)アクリル
官能基、(iv)アミノ基、アミノエチルアミノ基、フ
ェニルアミノ基、ジブチルアミノ基などのアミノ官能
基、(v)メルカプト基、テトラスルフィド基などの含
硫黄官能基、(vi)(ポリオキシアルキレン)アルキ
ルエーテル基などのアルキルエーテル官能基、(vi
i)カルボキシル基、スルフォニル基などのアニオン性
基、(viii)第4級アンモニウム塩構造含有基など
が適用可能である。この置換された一価炭化水素基の具
体例としては、トリフルオロプロピル基、パーフルオロ
ブチルエチル基、パーフルオロオクチルエチル基、3−
クロロプロピル基、2−(クロロメチルフェニル)エチ
ル基、3−グリシジロキシプロピル基、2−(3,4−
エポキシシクロヘキシル)エチル基、5,6−エポキシ
ヘキシル基、9,10−エポキシデシル基、3−(メ
タ)アクリロキシプロピル基、(メタ)アクリロキシメ
チル基、11−(メタ)アクリロキシウンデシル基、3
−アミノプロピル基、N−(2−アミノエチル)アミノ
プロピル基、3−(N−フェニルアミノ)プロピル基、
3−ジブチルアミノプロピル基、3−メルカプトプロピ
ル基、2−(4−メルカプトメチルフェニル)エチル
基、ポリオキシエチレンオキシプロピル基、3−ヒドロ
キシカルボニルプロピル基、3−トリブチルアンモニウ
ムプロピル基などを挙げることができる。基材との密着
性を向上させる場合には、エポキシ、アミノ、メルカプ
ト官能性基などを適用するのがよい。ビニル重合体との
緊密なブロック化を目指す場合、ラジカル共重合が可能
な(メタ)アクリル官能性基、或いは連鎖移動剤として
の機能を有するメルカプト官能性基を使用するのが好ま
しい。また、ビニル重合体とシロキサン結合以外の結合
で架橋を試みる場合、ビニル重合体中に含有される有機
官能基と反応可能な官能基を導入しておけばよく、例え
ばエポキシ基(ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基
などとの反応)、アミノ基(エポキシ基、酸無水物基な
どとの反応)などを挙げることができる。
R 2 represents a substituted monovalent hydrocarbon group.
The substituted monovalent hydrocarbon group is obtained by substituting a part or all of the hydrogen atoms of the above unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms with a substituent. Examples of the substituent include (i) fluorine, A halogen atom such as chlorine; (ii) an epoxy functional group such as a glycidyloxy group or an epoxycyclohexyl group;
i) (meth) acryl functional groups such as methacryl group and acrylic group, (iv) amino functional groups such as amino group, aminoethylamino group, phenylamino group, dibutylamino group, (v) mercapto group, tetrasulfide group, etc. (Vi) an alkyl ether functional group such as a (polyoxyalkylene) alkyl ether group;
i) Anionic groups such as a carboxyl group and a sulfonyl group, and (viii) a group containing a quaternary ammonium salt structure are applicable. Specific examples of the substituted monovalent hydrocarbon group include a trifluoropropyl group, a perfluorobutylethyl group, a perfluorooctylethyl group,
Chloropropyl group, 2- (chloromethylphenyl) ethyl group, 3-glycidyloxypropyl group, 2- (3,4-
Epoxycyclohexyl) ethyl group, 5,6-epoxyhexyl group, 9,10-epoxydecyl group, 3- (meth) acryloxypropyl group, (meth) acryloxymethyl group, 11- (meth) acryloxyundecyl group , 3
-Aminopropyl group, N- (2-aminoethyl) aminopropyl group, 3- (N-phenylamino) propyl group,
Examples include a 3-dibutylaminopropyl group, a 3-mercaptopropyl group, a 2- (4-mercaptomethylphenyl) ethyl group, a polyoxyethyleneoxypropyl group, a 3-hydroxycarbonylpropyl group, and a 3-tributylammoniumpropyl group. it can. In order to improve the adhesion to the substrate, it is preferable to apply an epoxy, amino, mercapto functional group or the like. In order to achieve a tight block with a vinyl polymer, it is preferable to use a (meth) acryl functional group capable of radical copolymerization or a mercapto functional group having a function as a chain transfer agent. When cross-linking is attempted with a bond other than the siloxane bond with the vinyl polymer, a functional group capable of reacting with an organic functional group contained in the vinyl polymer may be introduced. For example, an epoxy group (hydroxy group, amino group) Group, a carboxy group, etc.), an amino group (a reaction with an epoxy group, an acid anhydride group, etc.) and the like.

【0018】加水分解性基Xの具体例としては、メトキ
シ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、
ブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基等の
アルコキシ基、イソプロペノキシ基等のアルケニルオキ
シ基、フェノキシ基等のアセトキシ基、オキシム基など
を挙げることができる。加水分解・縮合反応性、エマル
ジョン中での安定性から、アルコキシ基、特にメトキシ
基、エトキシ基、イソプロポキシ基を用いるのが好まし
い。
Specific examples of the hydrolyzable group X include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group,
Examples include an alkoxy group such as a butoxy group, a sec-butoxy group and a t-butoxy group, an alkenyloxy group such as an isopropenoxy group, an acetoxy group such as a phenoxy group, and an oxime group. It is preferable to use an alkoxy group, particularly a methoxy group, an ethoxy group, or an isopropoxy group, from the viewpoint of hydrolysis / condensation reactivity and stability in the emulsion.

【0019】m,n,p,qは各々0.5≦m≦1.
8、0≦n≦1.0、0<p≦1.5、0≦q≦0.
5、0.5≦m+n≦1.8、0<p+q≦1.5の範
囲を満たす数を表す。即ち、上記シリコーン樹脂は、硬
化過程において、3次元的に強固なシロキサン結合を形
成し、有機溶剤によるアクリル樹脂の溶出、膨潤を防
ぎ、より緻密な複合膜を形成できる程度の架橋性を有す
ることが必要である。非置換一価炭化水素基R1の組成
比率mが0.5より小さい場合、シリコーン樹脂の架橋
密度が高すぎるため、耐クラック性に乏しい。1.8よ
り大きい場合は、逆に架橋密度が低く、シリコーン樹脂
のネットワーク形成が不十分であり、完全硬化してもア
クリル樹脂はシリコーン樹脂ネットワークから容易に溶
けだしてしまうため、不適である。置換一価炭化水素基
2は必須成分ではないが、アクリル樹脂中に含有され
る反応性置換基と化学結合を形成できる有機基をシリコ
ーン樹脂側に含ませてもよい。縮合反応性基であるシラ
ノール基は、必ず含有していなくてはならない。しか
し、シラノール基量pが1.5を超える場合、保存安定
性が乏しく不適である。また加水分解性基Xは、通常加
水分解後も若干残存しているが、本発明にて使用される
シリコーン樹脂においては、Xの組成比率qは0.5以
下であることが好ましい。0.5を超えると乳化重合
中、及び重合後の保存中に加水分解が進行し、アルコー
ル等の副生物が生成し、エマルジョンを不安定にするた
めである。
M, n, p and q are each 0.5 ≦ m ≦ 1.
8, 0 ≦ n ≦ 1.0, 0 <p ≦ 1.5, 0 ≦ q ≦ 0.
5, a number that satisfies the ranges of 0.5 ≦ m + n ≦ 1.8 and 0 <p + q ≦ 1.5. In other words, the silicone resin forms a strong three-dimensional siloxane bond in the curing process, prevents the acrylic resin from being eluted and swelled by the organic solvent, and has sufficient cross-linking property to form a denser composite film. is necessary. When the composition ratio m of the unsubstituted monovalent hydrocarbon group R 1 is less than 0.5, the crosslink density of the silicone resin is too high, and the crack resistance is poor. On the other hand, when it is larger than 1.8, the crosslinking density is low, the network of the silicone resin is insufficiently formed, and the acrylic resin easily melts out of the silicone resin network even when completely cured, which is not suitable. The substituted monovalent hydrocarbon group R 2 is not an essential component, but an organic group capable of forming a chemical bond with a reactive substituent contained in the acrylic resin may be included on the silicone resin side. The silanol group, which is a condensation reactive group, must be contained. However, when the amount p of the silanol group exceeds 1.5, the storage stability is poor and it is not suitable. Although the hydrolyzable group X usually slightly remains after hydrolysis, in the silicone resin used in the present invention, the composition ratio q of X is preferably 0.5 or less. If it exceeds 0.5, hydrolysis proceeds during the emulsion polymerization and during storage after the polymerization, and by-products such as alcohol are generated, thereby destabilizing the emulsion.

【0020】更により緻密で、かつ透明性に優れた複合
膜を形成するためには、アクリル樹脂と複合化されるシ
リコーン樹脂が、以下の分子構造を有することが重要で
ある。
In order to form a more dense and highly transparent composite film, it is important that the silicone resin to be composited with the acrylic resin has the following molecular structure.

【0021】即ち、(a)式R3−SiZ3で表される構
造単位(T単位)を30〜100モル%含有し、かつこ
のT単位のうち、式R3−Si(OH)Z’2で表される
シラノール基を1個含有する構造単位(T−2単位)を
30〜80モル%含有し(但し、上記式中、R3は置換
又は非置換の一価炭化水素基を示し、ZはOH基、加水
分解性基又はシロキサン残基を示し、Z’はシロキサン
残基を示す。)、数平均分子量が500以上であるシラ
ノール基含有シリコーン樹脂が適する。
That is, (a) 30 to 100 mol% of the structural unit (T unit) represented by the formula R 3 —SiZ 3 , and of the T units, the formula R 3 —Si (OH) Z ′ 30 to 80 mol% of a structural unit (T-2 unit) containing one silanol group represented by 2 (wherein R 3 represents a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group) , Z represents an OH group, a hydrolyzable group or a siloxane residue, and Z ′ represents a siloxane residue.) And a silanol group-containing silicone resin having a number average molecular weight of 500 or more is suitable.

【0022】なお、シロキサン残基は、酸素原子を介し
て隣接する珪素原子に結合し、シロキサン結合を形成し
ている置換基のことを意味し、−O−Si≡と表すこと
ができる。
The siloxane residue means a substituent bonded to an adjacent silicon atom via an oxygen atom to form a siloxane bond, and can be represented by -O-Si≡.

【0023】このようなシリコーン樹脂と、後述するラ
ジカル重合性ビニルモノマーとを含有する混合溶液を乳
化重合して得られるシリコーン−アクリル樹脂複合エマ
ルジョン組成物は、室温で長期間にわたり経時変化せ
ず、更に塗膜は透明性に優れ、耐酸性、耐アルカリ性、
耐有機溶剤性、耐候性に優れた塗膜を形成することが可
能である。
A silicone-acrylic resin composite emulsion composition obtained by emulsion polymerization of a mixed solution containing such a silicone resin and a radically polymerizable vinyl monomer described below does not change over time at room temperature for a long time. Furthermore, the coating film is excellent in transparency, acid resistance, alkali resistance,
It is possible to form a coating film having excellent organic solvent resistance and weather resistance.

【0024】式 3−SiZ3で表されるT単位は、シリ
コーン樹脂の架橋度、硬化性に大きく影響を与える構造
単位で、30〜100モル%含有される。含有量が30
モル%未満では、形成される被膜が低硬度となり、また
硬化性も劣るおそれがある。エマルジョン粒子内でビニ
ル重合ポリマーと均一に絡まり合わせ、活性なシラノー
ル基の自由度を制御するためにはシリコーン樹脂により
構造性を付与する必要がある。T単位含有量が50〜1
00モル%の範囲を満たしていれば、シリコーン樹脂は
剛直となり、保存安定性も良好となるため、更に好まし
い。
Equation RThree-SiZThreeThe T unit represented by
Structure that greatly affects the degree of crosslinking and curability of corn resin
It is contained in a unit of 30 to 100 mol%. 30 content
If it is less than mol%, the formed film has low hardness, and
Curability may also be poor. Vinyl in emulsion particles
Active silanol entangled uniformly with the polymer
In order to control the degree of freedom of the
It is necessary to give structure. T unit content is 50-1
If the range of 00 mol% is satisfied, the silicone resin
It is more preferable because it is rigid and has good storage stability.
No.

【0025】この場合、その他の構成単位としては、R
3 3SiZ で表されるM単位0〜10モル%、R3 2SiZ
2で表されるD単位0〜50モル%、又はSiZ4で表さ
れるQ単位0〜30モル%を併用してもよい。硬化被膜
の硬度を更に高めるためには、主としてQ単位を併用す
るとよく、逆に硬化被膜に柔軟性を付与する目的には、
D単位を併用するのがよい。
In this case, the other structural unit is R
Three ThreeSiZ 0 to 10 mol% of an M unit represented by the formula:Three TwoSiZ
Two0 to 50 mol% of a D unit represented byFourRepresented by
0 to 30 mol% of the Q unit may be used in combination. Cured film
In order to further increase the hardness of
Conversely, for the purpose of imparting flexibility to the cured film,
It is preferable to use D units in combination.

【0026】上述したように、上記R3−SiZ3のT単
位中、R3−Si(OH)Z’2で表されるシラノール基
を1個だけ含有するT−2単位を30〜80モル%含有
していることが好ましいが、この場合、上述したよう
に、Z’で示されるシロキサン残基は−O−Si≡と表
すことができるから、T−2単位は、R3−Si(O
H)(−O−Si≡)2と表すこともできる。
As described above, 30 to 80 mol of T-2 units containing only one silanol group represented by R 3 —Si (OH) Z ′ 2 in the T units of R 3 —SiZ 3. %, But in this case, as described above, since the siloxane residue represented by Z ′ can be represented by —O—Si≡, the T-2 unit is represented by R 3 —Si ( O
H) (—O—Si≡) 2 .

【0027】ここで、R3の置換又は非置換の一価炭化
水素基としては、上述したR1、R2と同様のものを挙げ
ることができるが、シリコーン樹脂中の有機置換基R3
は、塗膜の耐候性をより一層高めるためには50モル%
以上がメチル基であることが好ましい。
Here, as the substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group for R 3 , the same groups as those described above for R 1 and R 2 can be mentioned, but the organic substituent R 3 in the silicone resin can be exemplified.
Is 50 mol% in order to further improve the weather resistance of the coating film.
The above is preferably a methyl group.

【0028】なお、シリコーン樹脂の分子量は、数平均
分子量で500以上が好ましいが、より好ましくは80
0〜3000であり、重量平均分子量で800〜100
00程度が適する。
The number average molecular weight of the silicone resin is preferably 500 or more, more preferably 80 or more.
0 to 3000, and 800 to 100 in weight average molecular weight.
About 00 is suitable.

【0029】上記シリコーン樹脂は、上記条件を満たし
ていれば、いかなる方法で製造しても良い。具体的製造
方法を以下に述べる。製造するための原料としては、上
述した加水分解性基や塩素等の加水分解性基を1個、2
個、3個又は4個含有し、上記条件を満たす有機置換基
を有するシラン化合物であればいかなるものも使用可能
である。このようなシラン化合物としては、ビニルトリ
クロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリ
エトキシシラン、ビニルメチルジクロルシラン、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、5−ヘキセニルトリメトキシシラン、3−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプ
ロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピル
メチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメ
チルジエトキシシラン、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、4−ビニルフ
ェニルトリメトキシシラン、3−(4−ビニルフェニ
ル)プロピルトリメトキシシラン、4−ビニルフェニル
メチルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメ
トキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−
アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−(2−ア
ミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−
メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプ
トプロピルトリエトキシシエラン、3−メルカプトプロ
ピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピル
メチルジエトキシシランなどの所謂シランカップリング
剤以外に、テトラクロルシラン、テトラメトキシシラ
ン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、メ
チルトリクロルシラン、メチルトリメトキシシラン、メ
チルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシ
ラン、メチルトリブトキシシラン、メチルトリイソプロ
ペノキシシラン、ジメチルジクロルシラン、ジメチルジ
メトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチル
ジイソプロポキシシラン、ジメチルジブトキシシラン、
ジメチルジイソプロペノキシシラン、トリメチルクロル
シラン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキ
シシラン、トリメチルイソプロペノキシシラン、エチル
トリクロルシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピ
ルトリクロルシラン、ブチルトリクロルシラン、ブチル
トリメトキシシラン、ヘキシルトリクロルシラン、ヘキ
シルトリメトキシシラン、デシルトリクロルシラン、デ
シルトリメトキシシラン、フェニルトリクロルシラン、
フェニルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリクロ
ルシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、プロピ
ルメチルジクロルシラン、プロピルメチルジメトキシシ
ラン、ヘキシルメチルジクロルシラン、ヘキシルメチル
ジメトキシシラン、フェニルメチルジクロルシラン、フ
ェニルメチルジメトキシシラン、ジフェニルジクロルシ
ラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジメチルフェニル
クロルシラン、及びこれらの部分加水分解物などが、使
用可能なシラン化合物として挙げられる。なお、加水分
解性基が塩素等のハロゲン原子の場合は全て加水分解さ
せ、シリコーン樹脂中に残存させないことが好ましい。
操作性、副生物の溜去のし易さからは、アルコキシシラ
ンが好ましく、特にメトキシシラン或いはエトキシシラ
ンを使用するのがより好ましい。使用可能な有機珪素化
合物はこれに限定されるものではない。これらのシラン
化合物の1種又は2種以上の混合物を使用しても良い。
The silicone resin may be manufactured by any method as long as the above conditions are satisfied. A specific manufacturing method will be described below. As a raw material for the production, one hydrolyzable group such as the above-described hydrolyzable group or chlorine is used.
Any silane compound containing 3, 4 or 4 organic substituents satisfying the above conditions can be used. Examples of such a silane compound include vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldichlorosilane, vinylmethyldimethoxysilane, vinylmethyldiethoxysilane, 5-hexenyltrimethoxysilane, and 3-glycide. Xypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, 3 -(Meth) acryloxypropyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropylmethyldiethoxysilane, 4-vinylphenyltrimethoxysilane 3- (4-vinylphenyl) propyltrimethoxysilane, 4-vinylphenyl methyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyl methyl dimethoxy silane, 3-
Aminopropylmethyldiethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, 3-
In addition to so-called silane coupling agents such as mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, and 3-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, tetrachlorosilane, tetramethoxysilane, Ethoxysilane, tetrabutoxysilane, methyltrichlorosilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, methyltributoxysilane, methyltriisopropenoxysilane, dimethyldichlorosilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldi Ethoxysilane, dimethyldiisopropoxysilane, dimethyldibutoxysilane,
Dimethyldiisopropenoxysilane, trimethylchlorosilane, trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, trimethylisopropenoxysilane, ethyltrichlorosilane, ethyltrimethoxysilane, propyltrichlorosilane, butyltrichlorosilane, butyltrimethoxysilane, hexyltrichlorosilane , Hexyltrimethoxysilane, decyltrichlorosilane, decyltrimethoxysilane, phenyltrichlorosilane,
Phenyltrimethoxysilane, cyclohexyltrichlorosilane, cyclohexyltrimethoxysilane, propylmethyldichlorosilane, propylmethyldimethoxysilane, hexylmethyldichlorosilane, hexylmethyldimethoxysilane, phenylmethyldichlorosilane, phenylmethyldimethoxysilane, diphenyldichloro Examples of usable silane compounds include silane, diphenyldimethoxysilane, dimethylphenylchlorosilane, and partial hydrolysates thereof. In addition, when the hydrolyzable group is a halogen atom such as chlorine, it is preferable that all of the hydrolyzable groups are hydrolyzed and do not remain in the silicone resin.
From the viewpoint of operability and easy removal of by-products, alkoxysilanes are preferable, and methoxysilane or ethoxysilane is particularly preferable. The usable organosilicon compound is not limited to this. One or a mixture of two or more of these silane compounds may be used.

【0030】これら列挙した加水分解性シラン化合物の
加水分解方法は、以下に示すような方法で行うことが好
ましい。即ち、加水分解性シラン化合物を水溶液中で加
水分解することにより得られるシリコーン樹脂は、加水
分解残基をほとんど含まず、シラノール基を豊富に含有
する特徴を有する。実質的に有機溶剤をほとんど含有し
ない親水性条件で加水分解を実施すると、本発明を特徴
づけるT−2単位を多量に含有する構造性に富む特異な
シリコーン樹脂が得られる。このシリコーン樹脂は、以
下の各工程を経て調製される。
The hydrolysis of these listed hydrolyzable silane compounds is preferably carried out by the following method. That is, a silicone resin obtained by hydrolyzing a hydrolyzable silane compound in an aqueous solution has a feature that it hardly contains a hydrolysis residue and contains abundant silanol groups. When the hydrolysis is carried out under hydrophilic conditions containing substantially no organic solvent, a unique silicone resin rich in structure and containing a large amount of T-2 units, which characterizes the present invention, is obtained. This silicone resin is prepared through the following steps.

【0031】まず、第一の過程では、前述した各種加水
分解性有機シラン化合物を、pH=1〜7の水溶液中で
加水分解・縮合する過程である。加水分解に使用する水
の量は、上記諸条件を満足する組成に配合したシラン化
合物或いはその混合物100重量部に対して50〜50
0重量部使用するのが良い。50重量部未満では反応系
内の水量が少ないため、前述したシラノール基の反応性
の制御が難しく、構造性の付与が不可能な場合が生じ
る。また、500重量部を超えると原料のシラン濃度が
低すぎ、縮合反応が遅くなってしまうおそれが生じる。
加水分解は水溶液にシラン化合物を加え、撹拌し行う
が、加水分解、特に初期の加水分解を促進させるため
に、加水分解用触媒を添加しても良い。加水分解触媒
は、シラン化合物を添加する前に水溶液に添加しても良
いし、シラン化合物を分散させた後の分散液に添加して
も良い。加水分解触媒としては、従来公知の触媒を使用
することができ、添加した水溶液がpH=1〜7の酸性
を示すものを適用するのが良い。特に、酸性のハロゲン
化水素、カルボン酸、スルフォン酸、酸性或いは弱酸性
の無機塩、イオン交換樹脂等の固体酸などが好ましい。
具体例としては、フッ化水素、塩酸、硝酸、硫酸、酢
酸,マレイン酸に代表される有機酸、メチルスルフォン
酸、表面にスルフォン酸基又はカルボン酸基を有するカ
チオン樹脂等が挙げられる。加水分解触媒を使用する場
合、その添加量は珪素原子上の加水分解性基1モルに対
して0.001〜10モル%の範囲であることが好まし
い。
First, the first step is a step of hydrolyzing and condensing the above-mentioned various hydrolyzable organic silane compounds in an aqueous solution having a pH of 1 to 7. The amount of water used for the hydrolysis is 50 to 50 with respect to 100 parts by weight of the silane compound or the mixture thereof, which is blended in a composition satisfying the above conditions.
It is better to use 0 parts by weight. When the amount is less than 50 parts by weight, the amount of water in the reaction system is small, so that it is difficult to control the reactivity of the silanol group described above, and it may not be possible to impart structure. On the other hand, if it exceeds 500 parts by weight, the silane concentration of the raw material may be too low, and the condensation reaction may be delayed.
The hydrolysis is carried out by adding a silane compound to the aqueous solution and stirring the mixture, but a hydrolysis catalyst may be added in order to promote the hydrolysis, particularly the initial hydrolysis. The hydrolysis catalyst may be added to the aqueous solution before adding the silane compound, or may be added to the dispersion after dispersing the silane compound. As the hydrolysis catalyst, a conventionally known catalyst can be used, and it is preferable to use one in which the added aqueous solution shows acidity at pH = 1 to 7. Particularly preferred are acidic hydrogen halides, carboxylic acids, sulfonic acids, acidic or weakly acidic inorganic salts, and solid acids such as ion exchange resins.
Specific examples include hydrogen fluoride, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, acetic acid, organic acids represented by maleic acid, methylsulfonic acid, and cationic resins having a sulfonic acid group or a carboxylic acid group on the surface. When a hydrolysis catalyst is used, the amount added is preferably in the range of 0.001 to 10 mol% based on 1 mol of the hydrolyzable group on the silicon atom.

【0032】一方、上記シリコーン樹脂と共に用いられ
てシリコーン樹脂含有アクリルエマルジョン組成物を形
成するラジカル重合性ビニルモノマーとしては公知のも
のが使用可能であるが、その例としては、(a)アクリ
ル酸又はメタクリル酸のメチル、エチル、プロピル、イ
ソプロピル、ブチル、イソブチル、オクチル、2−エチ
ルヘキシル、ラウリル、ステアリル又はシクロヘキシル
エステルなどの(メタ)アクリル酸エステル、(b)ア
クリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸などのカルボ
キシル基又はその無水物含有ビニルモノマー、(c)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)アクリレートなどのヒドロキシル
基含有ビニルモノマー、(d)(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−メト
キシメチル(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、ダイアセトン(メタ)アク
リルアミドなどのアミド基含有ビニルモノマー、(e)
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)アクリレートなどのアミノ基含有
ビニルモノマー、(f)メトキシエチル(メタ)アクリ
レート、ブトキシエチル(メタ)アクリレートなどのア
ルコキシル基含有ビニルモノマー、(g)グリシジル
(メタ)アクリレート、グリシジルアリルエーテルなど
のグリシジル基含有ビニルモノマー、(h)酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル系モノマ
ー、(i)スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチ
レンなどの芳香族ビニルモノマー、(j)(メタ)アク
リロニトリルなどのシアン化ビニルモノマー、(k)塩
化ビニル、臭化ビニルなどのハロゲン化ビニルモノマ
ー、(l)ジビニルベンゼン、アリル(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、ジ
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチ
ロールプロパントリ(メタ)アクリレートなどの1分子
中にラジカル重合性不飽和基を2個以上含有するビニル
モノマー、(m)エチレンオキサイド基の数が1〜10
0個の(ポリ)オキシエチレンモノ(メタ)アクリレー
トなどの(ポリ)オキシエチレン鎖含有ビニルモノマ
ー、(n)片末端に(メタ)アクリロキシプロピル基を
含有するジメチルポリシロキサン、片末端にスチリル基
或いはα−メチルスチリル基を含有するジメチルポリシ
ロキサンなどの片末端にラジカル重合性官能基を有し、
シロキサン単位が1〜200個のジオルガノポリシロキ
サン、(o)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、5−ヘキセニルトリメトキシ
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)アクリロキシプロヒル
メチルジエトキシシラン、4−ビニルフェニルトリメト
キシシラン、3−(4−ビニルフェニル)プロピルトリ
メトキシシラン、4−ビニルフェニルメチルトリメトキ
シシランなどのラジカル重合性官能基を含有するシラン
化合物等を具体例として例示することができる。
On the other hand, as the radical polymerizable vinyl monomer which is used together with the silicone resin to form the acrylic emulsion composition containing the silicone resin, known ones can be used. Examples thereof include (a) acrylic acid or (Meth) acrylic acid esters such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, octyl, 2-ethylhexyl, lauryl, stearyl or cyclohexyl esters of methacrylic acid, (b) acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride and the like A vinyl monomer containing a carboxyl group or its anhydride, (c) 2
-Hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxyl group-containing vinyl monomers such as 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, (d) (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N-methoxymethyl (meth) acrylamide, N An amide group-containing vinyl monomer such as butoxymethyl (meth) acrylamide and diacetone (meth) acrylamide; (e)
Amino group-containing vinyl monomers such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate and diethylaminoethyl (meth) acrylate; (f) alkoxyl group-containing vinyl monomers such as methoxyethyl (meth) acrylate and butoxyethyl (meth) acrylate; (g) glycidyl Glycidyl group-containing vinyl monomers such as (meth) acrylate and glycidyl allyl ether; (h) vinyl ester monomers such as vinyl acetate and vinyl propionate; and (i) aromatic vinyl monomers such as styrene, vinyl toluene and α-methylstyrene. , (J) vinyl cyanide monomers such as (meth) acrylonitrile, (k) vinyl halide monomers such as vinyl chloride and vinyl bromide, (l) divinylbenzene, allyl (meth) acrylate, ethylene glycol Vinyl monomer containing two or more radically polymerizable unsaturated groups in one molecule such as di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, and the number of (m) ethylene oxide groups Is 1 to 10
Zero (poly) oxyethylene chain-containing vinyl monomer such as (poly) oxyethylene mono (meth) acrylate, (n) dimethylpolysiloxane containing (meth) acryloxypropyl group at one end, styryl group at one end Alternatively, it has a radical polymerizable functional group at one terminal such as dimethylpolysiloxane containing an α-methylstyryl group,
Diorganopolysiloxane having 1 to 200 siloxane units, (o) vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, vinylmethyldiethoxysilane, 5-hexenyltrimethoxysilane, 3- (meth) acrylic Roxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3- (meth) acryloxyprohillmethyldiethoxysilane, 4-vinylphenyltrimethoxy Specific examples thereof include silane compounds having a radical polymerizable functional group such as silane, 3- (4-vinylphenyl) propyltrimethoxysilane, and 4-vinylphenylmethyltrimethoxysilane.

【0033】これらの中で、ラジカル重合性ビニルモノ
マー中の炭素数1〜18のアルキル基を有する(メタ)
アクリル酸アルキルエステルの含有量が1〜100モル
%である。1モル%未満の含有量では耐薬品性などの特
性が得られないことがある。更に好ましくは30〜99
モル%の範囲を満たすのが好ましい。硬化被膜に耐溶剤
性又は耐薬品性などの特性を付与する場合には、架橋可
能な官能基を含有するラジカル重合性ビニルモノマーを
共重合させるのがよく、特に縮合反応によりシロキサン
結合を形成できる(o)に示されるラジカル重合性官能
基を含有するシラン化合物、及びカルボン酸/エポキシ
基の開環反応による架橋が可能なエポキシ官能基を有す
る(g)に分類されるグリシジル(メタ)アクリレー
ト、グリシジルアリルエーテルなどのグリシジル基含有
ビニルモノマーが好適であり、本系では他方に使用する
樹脂がシラノール基を含有するシリコーン樹脂であるの
で、シラン化合物の方がより一層適している。この場
合、このシラン化合物としては、特に下記一般式(2)
で示されるビニル重合性官能基含有加水分解性シランが
使用される。
Among them, a radical polymerizable vinyl monomer having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms (meth)
The content of the alkyl acrylate is 1 to 100 mol%. If the content is less than 1 mol%, characteristics such as chemical resistance may not be obtained. More preferably, 30 to 99
It is preferable to satisfy the range of mol%. When imparting properties such as solvent resistance or chemical resistance to the cured film, it is preferable to copolymerize a radically polymerizable vinyl monomer having a crosslinkable functional group, and particularly to form a siloxane bond by a condensation reaction. A silane compound containing a radical polymerizable functional group shown in (o), and a glycidyl (meth) acrylate classified into (g) having an epoxy functional group capable of crosslinking by a ring-opening reaction of a carboxylic acid / epoxy group; A glycidyl group-containing vinyl monomer such as glycidyl allyl ether is suitable, and in the present system, the resin used for the other is a silicone resin containing a silanol group, and thus a silane compound is more suitable. In this case, as the silane compound, particularly, the following general formula (2)
The hydrolyzable silane containing a vinyl polymerizable functional group represented by the following formula is used.

【0034】[0034]

【化1】 式中、R4は水素原子又はメチル基、R5は炭素数1〜1
0の酸素原子、−COO−基などを介在してもよいアル
キレン基、アリーレン基、アルキレンアリーレン基等の
二価の有機基、rは0,1又は2を示し、R1,Xは上
記と同様の意味を示す。
Embedded image In the formula, R 4 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 5 has 1 to 1 carbon atoms.
0 oxygen atoms, -COO- interposed may be an alkylene group or the like group, an arylene group, a divalent organic group such as alkylene arylene group, r represents 0, 1 or 2, R 1, X is as above Indicates the same meaning.

【0035】R5の具体例としては、下記のものを例示
することができる。
Specific examples of R 5 include the following.

【0036】[0036]

【化2】 Embedded image

【0037】上記ビニル重合性官能基含有加水分解性シ
ランの含有量は、ラジカル重合性ビニルモノマー全体の
0.01〜10モル%、特に0.1〜5モル%が好まし
い。少なすぎると耐溶剤性、耐薬品性の発現が不十分と
なり、多すぎると高架橋しすぎて、被膜にクラックが発
生したりするため不適当となる場合がある。
The content of the above-mentioned hydrolyzable silane containing a vinyl polymerizable functional group is preferably 0.01 to 10 mol%, particularly preferably 0.1 to 5 mol%, of the whole radically polymerizable vinyl monomer. If the amount is too small, the expression of solvent resistance and chemical resistance becomes insufficient, and if the amount is too large, crosslinking may be excessively high and cracks may occur in the coating, which may be inappropriate.

【0038】なお、表面に潤滑性を付与したい場合には
(n)に例示されている片末端にラジカル重合性官能基
を含有するジオルガノポリシロキサンを共重合するのが
よい。
When it is desired to impart lubricity to the surface, it is preferable to copolymerize a diorganopolysiloxane having a radically polymerizable functional group at one end as exemplified in (n).

【0039】また、第1成分のシリコーン樹脂100重
量部に対して、このラジカル重合性ビニルモノマーは2
5〜233重量部の範囲で使用する。25重量部未満で
は、造膜性及び耐薬品性が不十分となることがあり、2
33重量部を超過すると、耐候性及び耐水性が不足する
ことがある。更に好ましくは、このラジカル重合性ビニ
ルモノマーを42〜186重量部の範囲で使用するのが
よい。
The radical polymerizable vinyl monomer is added to 100 parts by weight of the silicone resin as the first component.
Used in the range of 5 to 233 parts by weight. If the amount is less than 25 parts by weight, the film-forming properties and chemical resistance may be insufficient,
If it exceeds 33 parts by weight, weather resistance and water resistance may be insufficient. More preferably, the radical polymerizable vinyl monomer is used in the range of 42 to 186 parts by weight.

【0040】本発明で用いるシリコーン樹脂含有アクリ
ルエマルジョン組成物は、上記シリコーン樹脂とラジカ
ル重合性ビニルモノマーとを乳化重合して得られる乳化
重合物であるが、この乳化重合は、界面活性剤を用い、
ラジカル重合開始剤を使用することによって行うことが
できる。この場合、乳化重合に使用する界面活性剤とし
ては、従来公知のノニオン系、カチオン系、アニオン系
各種界面活性剤、及びラジカル重合可能な官能基を含有
する反応性乳化剤が適用可能である。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フェ
ニルエーテル、ポリオキシエチレンカルボン酸エステ
ル、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレンソルビタ
ンエステルなどのノニオン系界面活性剤、アルキルトリ
メチルアンモニウムクロライド、アルキルベンジルアン
モニウムクロライドなどのカチオン系界面活性剤、アル
キル又はアルキルアリル硫酸塩、アルキル又はアルキル
アリルスルフォン酸塩、ジアルキルスルフォコハク酸塩
などのアニオン系界面活性剤、アミノ酸型、ベタイン型
などの両性イオン型界面活性剤、特開平8−27347
号公報中に記されている分子中にスルフォン酸塩、ポリ
オキシエチレン鎖、第4級アンモニウム塩などの親水性
基を含有するラジカル重合可能な(メタ)アクリレー
ト、スチレン、マレイン酸エステル化合物などの誘導体
を含む各種反応性界面活性剤を示すことができる。これ
らの界面活性剤は1種又は2種以上を使用してもよい。
界面活性剤は、有効成分の0.5〜15重量%使用する
のが好ましく、特には1〜10重量%使用するのが良
い。特にエマルジョンの安定性を確保する観点からは、
使用する界面活性剤の一部或いは全部に、上記反応性界
面活性剤を使用するのが良い。
The acrylic emulsion composition containing a silicone resin used in the present invention is an emulsion polymer obtained by emulsion polymerization of the above silicone resin and a radical polymerizable vinyl monomer. This emulsion polymerization is carried out using a surfactant. ,
It can be performed by using a radical polymerization initiator. In this case, as the surfactant used for the emulsion polymerization, various types of conventionally known nonionic, cationic and anionic surfactants, and reactive emulsifiers containing radically polymerizable functional groups are applicable. Nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene carboxylic acid ester, sorbitan ester, polyoxyethylene sorbitan ester, and cationic interface such as alkyltrimethylammonium chloride and alkylbenzylammonium chloride Surfactant, anionic surfactant such as alkyl or alkyl allyl sulfate, alkyl or alkyl allyl sulfonate, dialkyl sulfosuccinate, amphoteric surfactant such as amino acid type, betaine type, etc. 27347
Of radical polymerizable (meth) acrylates, styrene, and maleic acid ester compounds containing a hydrophilic group such as a sulfonate, a polyoxyethylene chain, and a quaternary ammonium salt in the molecule described in the publication Various reactive surfactants including derivatives can be shown. One or more of these surfactants may be used.
The surfactant is preferably used in an amount of 0.5 to 15% by weight of the active ingredient, particularly preferably 1 to 10% by weight. In particular, from the viewpoint of ensuring the stability of the emulsion,
It is preferable to use the above-mentioned reactive surfactant for part or all of the surfactant used.

【0041】次に、ラジカル重合開始剤としては、過硫
酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、過酸化
水素水、t−ブチルハイドロパーオキサイド、t−ブチ
ルパーオキシマレイン酸、コハク酸パーオキシド、2,
2’−アゾビス−2−[2−N−ベンジルアミジノ]プ
ロパン塩酸塩等の水溶性タイプ、ベンゾイルパーオキサ
イド、キュメンハイドロパーオキサイド、ジブチルパー
オキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネー
ト、クミルパーオキシネオデカノエート、クミルパーオ
キシオクトエート、アゾイソブチロニトリル等の油溶性
タイプ、酸性亜硫酸ナトリウム、ロンガリット、アスコ
ルビン酸等の還元剤を併用したレドックス系などを使用
することができる。この重合開始剤の使用量は、ラジカ
ル重合性ビニルモノマーに対して、0.1〜10重量%
使用すればよく、好ましくは0.5〜5重量%使用する
のが良い。
Next, examples of the radical polymerization initiator include persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate, hydrogen peroxide solution, t-butyl hydroperoxide, t-butyl peroxymaleic acid, succinic peroxide, and the like. ,
Water-soluble types such as 2'-azobis-2- [2-N-benzylamidino] propane hydrochloride, benzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, dibutyl peroxide, diisopropylperoxydicarbonate, cumylperoxy neodecanoate And oil-soluble types such as cumyl peroxy octoate and azoisobutyronitrile, and redox systems in which a reducing agent such as sodium acid sulfite, Rongalit, and ascorbic acid are used in combination. The amount of the polymerization initiator used is 0.1 to 10% by weight based on the radical polymerizable vinyl monomer.
It may be used, and preferably 0.5 to 5% by weight.

【0042】上記エマルジョン組成物の製造方法につい
て更に具体的に述べると、好適な方法は、以下の2方法
に大別される。
The method for producing the emulsion composition will be described in more detail. Suitable methods are roughly classified into the following two methods.

【0043】第1の方法は、第1の工程でシラノール基
を含有する単独では水不溶性のシリコーン樹脂溶液から
有機溶剤を溜去し、実質的に有効成分のみにし、第2の
工程で有機溶剤を除去したシリコーン樹脂をラジカル重
合可能なビニルモノマー化合物に添加・溶解することに
よりその溶液とし、第3の工程で界面活性剤を使用して
第2の工程で調製したシリコーン樹脂含有ビニルモノマ
ー溶液を乳化重合してエマルジョンとする方法である。
溶剤を溜去する工程では、活性の高いシラノール基を温
存するため、できるかぎり低温で除去するのがよい。従
って、この方法は、一度有機溶剤を分離するため、比較
的シラノール基含有量の少ない安定性に優れるシリコー
ン樹脂を用いる場合に適している。必要に応じて、比較
的高沸点のラジカル重合性ビニルモノマーを共存させた
状態で有機溶剤を溜去する、ラジカル重合性ビニルモノ
マーを溶剤の代わりとする所謂溶剤置換法を採用しても
よい。乳化重合する方法としては、一括して乳化した
後、重合する一括仕込法、ラジカル重合性ビニルモノマ
ー含有溶液或いはその乳化液を連続追加しながら重合す
る単量体添加法など従来公知の種々の方法が適用可能で
ある。また、乳化液の一部を予め重合した後、残りの乳
化液を追加しながら重合するシード重合法、更にはコア
とシェルのモノマー組成を変えたコア/シェル重合法も
適用できる。
In the first method, the organic solvent is distilled off from the solely water-insoluble silicone resin solution containing a silanol group in the first step, and only the active ingredient is substantially removed. The silicone resin from which the silicone resin has been removed is added and dissolved in a radically polymerizable vinyl monomer compound to form a solution thereof. The silicone resin-containing vinyl monomer solution prepared in the second step using a surfactant in the third step is used as the solution. This is a method in which emulsion polymerization is performed to form an emulsion.
In the step of distilling off the solvent, the highly active silanol groups are preserved, so it is preferable to remove them at as low a temperature as possible. Therefore, this method is suitable when a silicone resin having a relatively low silanol group content and excellent stability is used because the organic solvent is once separated. If necessary, a so-called solvent substitution method may be employed in which the organic solvent is distilled off in the presence of a relatively high-boiling radical polymerizable vinyl monomer, and the radical polymerizable vinyl monomer is used instead of the solvent. Various methods known in the art, such as a batch charging method in which emulsion polymerization is performed at a time and then polymerization, and a monomer addition method in which polymerization is performed while continuously adding a radical polymerizable vinyl monomer-containing solution or an emulsion thereof, are used. Is applicable. Further, a seed polymerization method in which a part of the emulsion is polymerized in advance and then the remaining emulsion is added, and a core / shell polymerization method in which the monomer composition of the core and the shell is changed can be applied.

【0044】ラジカル重合性ビニルモノマー含有溶液の
乳化液は、ラジカル重合性ビニルモノマー含有溶液を界
面活性剤水溶液に添加し、ホモミキサー或いは高圧ホモ
ジナイザーを使用して乳化することが好ましい。乳化重
合は10〜90℃、好ましくは30〜80℃の温度で通
常3〜8時間で完結する。
As the emulsion of the radical polymerizable vinyl monomer-containing solution, it is preferable to add the radical polymerizable vinyl monomer-containing solution to an aqueous surfactant solution and emulsify using a homomixer or a high-pressure homogenizer. Emulsion polymerization is completed at a temperature of 10 to 90C, preferably 30 to 80C, usually for 3 to 8 hours.

【0045】第2の方法は、下記工程、即ち、(i)加
水分解性シラン化合物をpH=1〜7の水溶液中で加水
分解し、上述したシラノール基含有シリコーン樹脂を含
む反応混合物を得る工程、(ii)この反応混合物から
加水分解副生成物を系外に除去し、主としてシラノール
基含有シリコーン樹脂と水を含有する系にする工程、
(iii)上記主としてシラノール基含有シリコーン樹
脂と水からなる系に、ラジカル重合性ビニルモノマーを
添加し、シラノール基含有シリコーン樹脂を上記ビニル
モノマーに溶解し、残存する加水分解副生成物及び水か
らなる層を除去する工程、(iv)このシリコーン樹脂
含有ラジカル重合性ビニルモノマー溶液を界面活性剤の
存在下で乳化重合する工程によってエマルジョン組成物
を得る方法である。更に詳細には、この第2の方法は、
第1の工程で加水分解性シラン化合物を水中で加水分解
し、更に縮合重合させ、分子末端にシラノール基を含有
する上記式(1)のシリコーン樹脂を含む反応混合物を
得、第2の工程でこの反応混合物から加水分解により副
生したアルコール等の有機溶剤、その他の加水分解副生
物を溜去し、式(1)のシラノール基含有シリコーン樹
脂成分と水のみとし、ここに第3の工程でラジカル重合
可能なビニルモノマー化合物を添加し、水系に分散或い
は不溶な状態で存在するシリコーン樹脂をビニルモノマ
ー化合物中に溶解させ、シリコーン樹脂を含有するラジ
カル重合性ビニルモノマー溶液として水層から分離し、
更に第4の工程で界面活性剤を使用して、第3の工程で
調製したシリコーン樹脂含有ラジカル重合性ビニルモノ
マー溶液を乳化重合する方法である。この方法では、工
程の途中でシリコーン樹脂単独で存在する状態がないた
め、反応活性に富むシラノール基の縮合を抑制すること
が可能である。従って、この方法は、シラノール基を豊
富に含有するが、水に不溶なシリコーン樹脂の場合に適
している。また、この水中で加水分解・縮合させたシリ
コーン樹脂は、有機溶剤中で調製した同一組成のシリコ
ーン樹脂と比較して、より高硬度で、可撓性に富む被膜
を与え、硬化性にも優れるため、好ましい方法であり、
本発明では、この第2の方法によって得られたエマルジ
ョン組成物を用いることが好ましい。シリコーン樹脂含
有アクリルエマルジョン組成物は、従来から公知の様々
な方法によって調製することができるが、上述したシリ
コーン樹脂含有アクリルエマルジョン組成物は、これま
でのものとは全く異なるものである。即ち、上記のよう
な加水分解・縮合方法によって生成したシリコーン樹脂
を、上記のような乳化重合法にてアクリル樹脂と複合化
させることにより、均一、透明性に優れた緻密な塗膜を
形成することが初めて可能となったものである。
The second method comprises the following steps: (i) a step of hydrolyzing a hydrolyzable silane compound in an aqueous solution having a pH of 1 to 7 to obtain a reaction mixture containing the above silanol group-containing silicone resin. (Ii) removing hydrolysis by-products from the reaction mixture out of the system to form a system mainly containing a silanol group-containing silicone resin and water;
(Iii) A radical polymerizable vinyl monomer is added to the above-mentioned system mainly composed of a silanol group-containing silicone resin and water, and the silanol group-containing silicone resin is dissolved in the above-mentioned vinyl monomer. A method of obtaining an emulsion composition by a step of removing a layer and (iv) a step of emulsion-polymerizing the silicone resin-containing radically polymerizable vinyl monomer solution in the presence of a surfactant. More specifically, this second method comprises:
In the first step, the hydrolyzable silane compound is hydrolyzed in water and further subjected to condensation polymerization to obtain a reaction mixture containing the silicone resin of the above formula (1) containing a silanol group at a molecular terminal. From the reaction mixture, an organic solvent such as alcohol by-produced by hydrolysis and other hydrolysis by-products are distilled off to obtain only the silanol group-containing silicone resin component of the formula (1) and water. Add a radically polymerizable vinyl monomer compound, dissolve the silicone resin present in a dispersed or insoluble state in the aqueous system into the vinyl monomer compound, and separate from the aqueous layer as a radically polymerizable vinyl monomer solution containing the silicone resin,
Further, the method is a method in which a surfactant is used in the fourth step to emulsion-polymerize the silicone resin-containing radically polymerizable vinyl monomer solution prepared in the third step. In this method, since there is no state in which the silicone resin alone exists in the middle of the process, it is possible to suppress condensation of silanol groups having a high reaction activity. Therefore, this method is suitable for a silicone resin rich in silanol groups but insoluble in water. In addition, the silicone resin hydrolyzed and condensed in water has a higher hardness, gives a highly flexible film, and is excellent in curability as compared with a silicone resin having the same composition prepared in an organic solvent. Therefore, it is a preferred method,
In the present invention, it is preferable to use the emulsion composition obtained by the second method. The silicone resin-containing acrylic emulsion composition can be prepared by various conventionally known methods, but the above-mentioned silicone resin-containing acrylic emulsion composition is completely different from the conventional one. That is, by forming the silicone resin produced by the hydrolysis / condensation method as described above and an acrylic resin by the emulsion polymerization method as described above, a uniform, highly transparent and dense coating film is formed. This is the first time that it has become possible.

【0046】ここで、上記エマルジョン組成物は、乳化
重合を実施する以前に、単独では水に不溶なレベルまで
重縮合させたシリコーン樹脂の溶液から、加水分解性シ
ラン化合物を加水分解する際に副生するアルコールなど
を含めた有機溶剤を可能な限り除去し、少量の被膜形成
助剤を添加した系で更にラジカル重合性ビニルモノマー
の溶液に変換したものを乳化重合に供することにより、
従来シリコーン樹脂の溶剤として多用されていたメタノ
ール等の低沸点有機溶剤やトルエンに代表される芳香族
有機溶剤を実質的に含有しないエマルジョンが得られ
る。なお、実質的に含有しないとは、シラノール基含有
シリコーン樹脂とラジカル重合性ビニルモノマーとの合
計量100重量部に対して5重量%以下ということであ
り、更に好ましくは2重量%以下である。
Here, the above-mentioned emulsion composition is used for hydrolyzing a hydrolyzable silane compound from a solution of a silicone resin which has been polycondensed to a level which is insoluble in water by itself before the emulsion polymerization is carried out. By removing as much as possible the organic solvent including the produced alcohol and the like, and further converting it to a solution of a radically polymerizable vinyl monomer in a system to which a small amount of a film forming aid is added, and subjecting it to emulsion polymerization,
An emulsion substantially free of a low-boiling organic solvent such as methanol or an aromatic organic solvent represented by toluene, which has been frequently used as a solvent for a silicone resin, can be obtained. The phrase “substantially not contained” means that the content is 5% by weight or less, more preferably 2% by weight or less, based on 100 parts by weight of the total amount of the silanol group-containing silicone resin and the radical polymerizable vinyl monomer.

【0047】本発明において、第一層を形成するシリコ
ーン−アクリル樹脂複合膜は、上記シリコーン樹脂含有
アクリルエマルジョン組成物を主成分とし、硬化触媒、
被膜形成助剤、防腐剤、凍結防止剤等を含有したものを
硬化することによって形成することができる。硬化触媒
としては従来公知の縮合触媒であるものを使用すること
ができる。例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、ナトリウムメチラート、酢酸ナト
リウム、ぎ酸ナトリウム、n−ヘキシルアミン、トリブ
チルアミン、ジアザビシクロウンデセンのごとき塩基性
化合物類;テトライソプロピルチタネート、テトラブチ
ルチタネート、アルミニウムトリイソブトキシド、アル
ミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムアセチル
アセトナート、過塩素酸アルミニウム、塩化アルミニウ
ム、コバルトオクチレート、コバルトアセチルアセトナ
ート、鉄アセチルアセトナ一ト、スズアセチルアセトナ
ート、ジブチルスズオクチレート、ジブチルスズラウレ
ートのごとき含金属化合物類;p−トルエンスルホン
酸、トリクロル酢酸のごとき酸性化合物類、及びこれら
のエマルジョンなどが挙げられる。
In the present invention, the silicone-acrylic resin composite film forming the first layer comprises the above silicone resin-containing acrylic emulsion composition as a main component, a curing catalyst,
It can be formed by curing a material containing a film forming aid, a preservative, an antifreezing agent and the like. As the curing catalyst, a conventionally known condensation catalyst can be used. For example, basic compounds such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium methylate, sodium acetate, sodium formate, n-hexylamine, tributylamine, diazabicycloundecene; tetraisopropyl titanate, tetraisopropyl Butyl titanate, aluminum triisobutoxide, aluminum triisopropoxide, aluminum acetylacetonate, aluminum perchlorate, aluminum chloride, cobalt octylate, cobalt acetylacetonate, iron acetylacetonate, tin acetylacetonate, dibutyltin octane And metal-containing compounds such as dibutyltin laurate; acidic compounds such as p-toluenesulfonic acid and trichloroacetic acid; and emulsions thereof.

【0048】また、被膜形成助剤は水に可溶で、大部分
の水分が気化した後も被膜中に残存し、完全硬化するま
で被膜に流動性を付与することにより高いレベリング性
を維持するように機能するものである。特に、形成され
るアクリル系ポリマーのガラス転移点が高い場合に有効
である。従って、水に可溶で沸点が100℃以上のもの
は全て含まれ、1−ブタノール、イソブチルアルコー
ル、2−ペンタノール、3−ペンタノール、イソペンチ
ルアルコール、乳酸メチル、乳酸エチル、3−メチル−
3−メトキシブタノール等のアルコール類、1,2−プ
ロパンジオール、1,3−ブタンジオール、4−ブタン
ジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタン
ジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、グ
リセリン、トリメチロールプロパン等のポリオール類、
2−ブトキシエタノール、2−フェノキシエタノール、
2−エトキシエチルアセタート、2−ブトキシエチルア
セタート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルア
セタート等のエチレングリコール誘導体、1−メトキシ
−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノー
ル、1−メトキシ−2−メチルエチルアセタート、1−
エトキシ−2−メチルエチルアセタート、ジプロピレン
グリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテ
ル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプ
ロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート等の
プロピレングリコール誘導体、3−メトキシブチルアセ
タート等のブチレングリコール誘導体、シクロヘキサノ
ン等のケトン類、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、γ−ブ
チロラクトン、炭酸プロピレン、ジブチルフタレート等
のエステル類等を例示することができる。特に、2−エ
トキシエチルアセタート、2−ブトキシエチルアセター
ト、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセター
ト、1−エトキシ−2−メチルエチルアセタート、ジプ
ロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート等が
レベリング性の点から好ましい。これらの有機溶剤は、
メタノールやエタノール等の低沸点アルコール類と比較
して水溶性に劣るため、エマルジョンの安定性を損なわ
ず、均一な被膜の形成にのみ寄与する。この被膜形成助
剤は、乳化重合前のビニルモノマー溶液に添加しても良
いし、乳化重合後のエマルジョンに添加してもその作用
は変わらない。添加量は(シラノール基含有シリコーン
+ラジカル重合性ビニルモノマー)の合計量100重量
部に対して0〜20重量部であるのが好ましい。20重
量部を超えて添加すると、硬化終了後も被膜中に残存す
る被膜形成助剤の量が多くなるため、被膜の特性が不十
分なものとなり好ましくない。より好ましくは、5〜2
0重量部の範囲を満たす場合である。更に好ましい範囲
は5〜15重量部である。
The film forming aid is soluble in water, and remains in the film even after most of the water is vaporized, and maintains high leveling properties by imparting fluidity to the film until it is completely cured. It works like that. This is particularly effective when the acrylic polymer formed has a high glass transition point. Therefore, all those soluble in water and having a boiling point of 100 ° C. or higher are included, and 1-butanol, isobutyl alcohol, 2-pentanol, 3-pentanol, isopentyl alcohol, methyl lactate, ethyl lactate, and 3-methyl-
Alcohols such as 3-methoxybutanol, 1,2-propanediol, 1,3-butanediol, 4-butanediol, 2,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 2-methyl-2,4- Pentanediol, glycerin, polyols such as trimethylolpropane,
2-butoxyethanol, 2-phenoxyethanol,
Ethylene glycol derivatives such as 2-ethoxyethyl acetate, 2-butoxyethyl acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, 1-methoxy-2-methylethyl acetate Start, 1-
Propylene glycol derivatives such as ethoxy-2-methylethyl acetate, dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, and butylene glycol derivatives such as 3-methoxybutyl acetate And esters such as butyl acetate, isobutyl acetate, γ-butyrolactone, propylene carbonate, and dibutyl phthalate. Particularly, 2-ethoxyethyl acetate, 2-butoxyethyl acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, 1-ethoxy-2-methylethyl acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, and the like are preferable from the viewpoint of leveling properties. These organic solvents are
Since it is inferior in water solubility to low boiling alcohols such as methanol and ethanol, it does not impair the stability of the emulsion and contributes only to the formation of a uniform film. This film forming aid may be added to the vinyl monomer solution before the emulsion polymerization, or may be added to the emulsion after the emulsion polymerization, and the action is not changed. The addition amount is preferably from 0 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of (silanol containing silicone + radical polymerizable vinyl monomer). If it is added in excess of 20 parts by weight, the amount of the film-forming aid remaining in the film even after the completion of curing becomes large, and the properties of the film become insufficient, which is not preferable. More preferably, 5-2
This is the case where the range of 0 parts by weight is satisfied. A more preferred range is 5 to 15 parts by weight.

【0049】なお、上記エマルジョン組成物には、pH
を調節するための緩衝剤となる酸・塩基性化合物の組み
合わせ、例えば酢酸と酢酸ナトリウム、リン酸水素二ナ
トリウムとクエン酸などを添加してもよい。その他、優
れた塗膜性能を付与する目的で体質顔料、着色顔料及び
防食顔料、染料、レベリング剤なども使用できる。この
場合、上記エマルジョン組成物は、pH3〜9、特に4
〜8に調整することが好ましい。
The above emulsion composition has a pH
May be added, such as a combination of an acid and a basic compound serving as a buffering agent for adjusting the pH, such as acetic acid and sodium acetate, disodium hydrogen phosphate and citric acid. In addition, extenders, colored pigments, anticorrosive pigments, dyes, leveling agents, and the like can be used for the purpose of imparting excellent coating performance. In this case, the emulsion composition has a pH of 3 to 9, especially 4
It is preferable to adjust to 88.

【0050】本発明においては、上記シリコーン−アク
リル樹脂複合膜の第一層上に光触媒含有層の第二層を形
成する。
In the present invention, a second layer of the photocatalyst-containing layer is formed on the first layer of the silicone-acrylic resin composite film.

【0051】ここで、第二層に用いる光触媒としては、
塗膜の表面に存在し、太陽光を受けることにより表面を
親水性に変化させることのできる程度の、高い光触媒活
性を有する粒子が使用される。光触媒として高い活性を
有するものとしては、化学的に安定であり、安価である
ことを考慮すると酸化チタンが好ましい。酸化チタンの
粒子型は問わない。酸化チタン粒子は分散媒に分散した
ゾルの他、水、溶剤を含有したペースト或いは粉体を使
用することができる。ゾルの分散媒としては水、メタノ
ール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノー
ル、イソブタノール等のアルコール類、メチルエチルケ
トン、メチルイソブチルケトン等のケトン類が好まし
い。酸化チタンの光触媒活性は、粒子の平均粒径が小さ
いほど高く、粒径0.1μm以下のものを使用するのが
良い。ここで言う平均粒径とは、粉末ならX線回折した
ときの結晶の最大ピークの積分幅からScherrer
式により求められる値、分散液なら動的光散乱法にて測
定された値である。
Here, as the photocatalyst used for the second layer,
Particles which are present on the surface of the coating film and have a high photocatalytic activity that can change the surface to hydrophilic by receiving sunlight are used. Titanium oxide is preferable as a photocatalyst having high activity, considering that it is chemically stable and inexpensive. The particle type of titanium oxide does not matter. As the titanium oxide particles, besides a sol dispersed in a dispersion medium, a paste or powder containing water and a solvent can be used. As the dispersion medium of the sol, water, alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol and isobutanol, and ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone are preferable. The photocatalytic activity of titanium oxide is higher as the average particle size of the particles is smaller, and it is preferable to use those having a particle size of 0.1 μm or less. The average particle size referred to here is the Scherrer based on the integration width of the maximum peak of the crystal when X-ray diffraction is performed for powder.
It is a value obtained by the formula, and in the case of a dispersion, a value measured by a dynamic light scattering method.

【0052】これらの光触媒活性な粒子は分散媒等の影
響により凝集を起こし、分散安定性に乏しくなる場合が
ある。この場合、部分的に表面処理し安定化させること
ができる。表面処理は加水分解性を有するケイ素、アル
ミニウム、ジルコニウム等を添加し、粒子の表面を変性
することによって達成される。但し、粒子の表面全てを
被覆してしまうと光触媒活性は抑制されるので、表面処
理は部分的に行われねばならず、膜の防汚性を十分発現
する程度にとどめる。
These photocatalytically active particles may agglomerate under the influence of a dispersion medium or the like, resulting in poor dispersion stability. In this case, it is possible to partially stabilize the surface by performing a surface treatment. The surface treatment is achieved by adding hydrolyzable silicon, aluminum, zirconium or the like to modify the surface of the particles. However, if the entire surface of the particles is covered, the photocatalytic activity is suppressed, so that the surface treatment must be partially performed, and the film is only sufficiently developed to exhibit the antifouling property of the film.

【0053】第二層の光触媒含有層を形成する塗布液と
しては、光触媒の微粒子を水及び/又は有機溶剤に分散
した液が使用できる。有機溶剤の例としては、メタノー
ル、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコー
ル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、そ
の他エステル類、エーテル類、ジメチルホルムアミド等
が使用できる。第一層と強固に結合し、塗膜としての耐
久性を高めるため、シリコーン樹脂を含有することも可
能である。この場合、光触媒とシリコーン樹脂の含有比
率は任意に決定することができるが、好ましくはシリコ
ーン樹脂100重量部に対し、光触媒を固形分で10〜
400重量部使用するのがよい。なお、シリコーン樹脂
としては、上述したシリコーン樹脂を使用することも可
能であるが、これに限られず、公知のシリコーン樹脂を
用いることができる。
As the coating liquid for forming the second photocatalyst-containing layer, a liquid in which fine particles of the photocatalyst are dispersed in water and / or an organic solvent can be used. Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, and isopropyl alcohol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, and other esters, ethers, and dimethylformamide. It is possible to contain a silicone resin in order to firmly bond with the first layer and increase the durability as a coating film. In this case, the content ratio of the photocatalyst to the silicone resin can be arbitrarily determined, but preferably the photocatalyst is 10 to 10 parts by weight of the silicone resin in solid content.
It is preferred to use 400 parts by weight. In addition, as the silicone resin, the above-described silicone resin can be used, but is not limited thereto, and a known silicone resin can be used.

【0054】また、光触媒酸化チタンとシリカ分散液と
の混合液から形成される第二層は、速やかに親水性を発
現する傾向にあり、好ましい。この場合、光触媒酸化チ
タンは、シリカ固形分100重量部に対し40〜190
0重量部の割合で使用することが好ましい。
The second layer formed from a mixed solution of the photocatalytic titanium oxide and the silica dispersion is preferable because it tends to quickly develop hydrophilicity. In this case, the titanium oxide photocatalyst is 40 to 190 parts by weight based on 100 parts by weight of silica
It is preferable to use 0 parts by weight.

【0055】更に、光触媒粒子は本来、光照射により生
ずる強力な酸化力により脱臭力、抗菌力を発現するが、
これらの機能性を更に高めるために銀、銅、白金、金、
パラジウム、鉄、ニッケル、亜鉛より選ばれた1種又は
2種以上の金属元素を含む物質を含有させることができ
る。これらの金属元素を含む物質の含有量は、硬度、可
撓性等の膜物性に影響を与えない程度である必要があ
り、酸化チタン100重量部に対し20重量部以下であ
ることが好ましい。
Furthermore, the photocatalyst particles originally exhibit a deodorizing power and an antibacterial power due to a strong oxidizing power generated by light irradiation.
To further enhance these functions, silver, copper, platinum, gold,
A substance containing one or more metal elements selected from palladium, iron, nickel, and zinc can be contained. The content of the substance containing such a metal element must be such that the physical properties of the film such as hardness and flexibility are not affected, and is preferably 20 parts by weight or less based on 100 parts by weight of titanium oxide.

【0056】なお、先に述べたように、光触媒酸化チタ
ンの酸化分解能と親水化能とは、別の原理で発現してい
ると考えられているが、両者をはっきり区別して扱うこ
とは極めて困難である。親水性表面に油分などの有機物
が付着すれば、当然接触角は上昇するが、光触媒により
生成したラジカル種によって有機物の分解が起これば、
親水性も長期にわたり維持できることとなり、塗膜表面
の防汚性に大きく寄与していると考えられるからであ
る。
As described above, it is considered that the oxidizing ability and the hydrophilizing ability of the photocatalytic titanium oxide are expressed by different principles, but it is extremely difficult to treat both clearly. It is. If an organic substance such as oil adheres to the hydrophilic surface, the contact angle naturally increases, but if the organic substance is decomposed by radical species generated by the photocatalyst,
This is because hydrophilicity can be maintained for a long period of time, and it is considered that this greatly contributes to the antifouling property of the coating film surface.

【0057】本発明の塗膜において、塗膜厚さは適宜選
定されるが、第一層は0.01〜100μm、特に0.
1〜50μmであることが好ましく、また第二層は0.
5μm以下、特に0.1μm以下であることが好まし
い。
In the coating film of the present invention, the thickness of the coating film is appropriately selected, but the thickness of the first layer is 0.01 to 100 μm, particularly 0.1 μm.
It is preferably 1 to 50 μm, and the second layer has a thickness of 0.1 μm.
It is preferably 5 μm or less, particularly preferably 0.1 μm or less.

【0058】塗膜の形成方法も制限されないが、以下の
工程を採用することができる。即ち、上記エマルジョン
組成物等のシリコーン−アクリル樹脂複合膜を形成可能
なコーティング液を第一層として基材に塗布する工程、
塗布した膜を風乾、或いは加熱硬化することにより部分
的又は完全に硬化させる工程、シリコーン樹脂層の上に
光触媒含有塗布液を塗布する工程、室温乾燥或いは加熱
して光触媒を第一層に固着させる、或いはシリコーン樹
脂を架橋させて光触媒含有塗膜を形成させることによっ
て第二層とする工程を順次行うことにより達成される。
基材と第一層のシリコーン−アクリル樹脂複合膜との密
着性を向上させるため、プライマー層を形成しても良い
し、基材表面にコロナ放電等の処理を行っても良い。基
材への塗布方法としては、スプレーコーティング法、ロ
ールコーティング法、ディップコーティング法、スピン
コーティング法等があるが、そのいずれを用いてもよい
し、それ以外の方法でもよい。塗膜の硬化方法は、空気
中に放置して風乾させても良いし、加熱しても良い。加
熱温度、時間なども限定されるものではないが、通常は
室温〜250℃、10分〜2時間加熱することにより硬
化塗膜が形成される。第一層の硬化条件を調整し、部分
的に未架橋膜とすることにより、第二層との密着性を向
上させることも可能である。この場合、具体的には第一
層の硬化を80〜130℃、1〜10分程度で行うこと
により、タック感のない程度に硬化しながら一部未硬化
状態としておき、第二層を塗布後、硬化させることによ
って光触媒を一部埋め込んだ状態とすることにより、硬
度及び密着性に優れた塗膜を得ることができる。これら
の塗膜に太陽光等の紫外線を含む光を照射すると、数日
で表面の水に対する接触角が60度以下、場合によって
は20度以下に低下し、親水性となる。接触角が60度
を超えると、雨水による汚染物質の除去効果が十分機能
せず、期待される防汚性が発現しない。紫外線を含む光
としては、波長が400nm以下の光を含んだものであ
れば光源、強度等は問わず、使用することができ、例え
ば、太陽光等の大気中の紫外線や蛍光灯の紫外線、紫外
線ランプ等の紫外線発生装置を使用することができる。
従って、太陽光が当たる場所であれば、数日〜数週間で
塗膜表面は親水化される。室内での使用の場合、最低1
μW/cm2の紫外線を含む光が照射されることが好ま
しい。1μw/cm2以下では表面親水化が達成されな
かったり、或いは極めて長時間を要することがある。
The method for forming the coating film is not limited, but the following steps can be adopted. That is, a step of applying a coating liquid capable of forming a silicone-acrylic resin composite film such as the emulsion composition to a substrate as a first layer,
A step of partially or completely curing the applied film by air drying or heat curing, a step of applying a photocatalyst-containing coating solution on the silicone resin layer, and drying or heating at room temperature to fix the photocatalyst to the first layer. Alternatively, it is achieved by sequentially performing a step of forming a second layer by crosslinking a silicone resin to form a photocatalyst-containing coating film.
In order to improve the adhesion between the substrate and the first layer of the silicone-acrylic resin composite film, a primer layer may be formed, or the surface of the substrate may be subjected to a treatment such as corona discharge. Examples of the method of applying to the substrate include a spray coating method, a roll coating method, a dip coating method, and a spin coating method, and any of these methods may be used, or any other method may be used. Regarding the method of curing the coating film, the film may be left in the air and air-dried, or may be heated. The heating temperature, time and the like are not limited, but usually, a cured coating film is formed by heating from room temperature to 250 ° C. for 10 minutes to 2 hours. By adjusting the curing conditions of the first layer and partially forming an uncrosslinked film, it is possible to improve the adhesion to the second layer. In this case, specifically, by curing the first layer at 80 to 130 ° C. for about 1 to 10 minutes, the second layer is applied while being partially cured while not being tacky. After that, by curing, the photocatalyst is partially embedded so that a coating film having excellent hardness and adhesiveness can be obtained. When these coating films are irradiated with light including ultraviolet rays such as sunlight, the contact angle of the surface with water drops to 60 degrees or less, and in some cases, 20 degrees or less in several days, and becomes hydrophilic. When the contact angle exceeds 60 degrees, the effect of removing pollutants by rainwater does not function sufficiently, and the expected antifouling property is not exhibited. As the light containing ultraviolet light, any light source having a wavelength of 400 nm or less can be used, regardless of the intensity, etc., for example, ultraviolet light in the atmosphere such as sunlight or ultraviolet light of a fluorescent lamp, An ultraviolet generator such as an ultraviolet lamp can be used.
Therefore, in a place where sunlight is applied, the surface of the coating film is hydrophilized within several days to several weeks. Minimum 1 for indoor use
It is preferable to irradiate light containing ultraviolet light of μW / cm 2 . If it is 1 μw / cm 2 or less, surface hydrophilization may not be achieved or it may take an extremely long time.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明によれば、第一層の下塗り層に全
樹脂固形分に対しシリコーン樹脂を30〜80重量%含
有するシリコーン−アクリル樹脂複合膜を形成し、その
上に光触媒含有層を形成したことにより、耐候性と基材
への密着性、可撓性、耐アルカリ性の両立が可能とな
る。また、この塗膜は太陽光の照射を受け、塗膜表面が
親水性を発現し、長期間、防汚性、抗菌性を維持するこ
とができる。
According to the present invention, a silicone-acrylic resin composite film containing a silicone resin in an amount of 30 to 80% by weight based on the total resin solid content is formed on the undercoat layer of the first layer, and a photocatalyst-containing layer is formed thereon. Is formed, it is possible to achieve both weather resistance, adhesion to a substrate, flexibility, and alkali resistance. In addition, this coating film is exposed to sunlight and the coating film surface exhibits hydrophilicity, and can maintain antifouling property and antibacterial property for a long time.

【0060】この場合、第一層に上述したシリコーン樹
脂含有アクリルエマルジョン組成物を使用することによ
り、これは、水分散エマルジョン塗料であり、地球環
境、安全性、作業者の健康等に配慮したものであると共
に、従来のシリコーン−アクリル樹脂塗料とは異なり、
シリコーン樹脂の分子構造を制御することによりシリコ
ーン樹脂の含有量を高く保ちつつ、透明、均一なシリコ
ーン−アクリル樹脂複合膜を形成することができる。
In this case, by using the above-mentioned silicone resin-containing acrylic emulsion composition for the first layer, this is a water-dispersed emulsion paint, which takes into consideration the global environment, safety, worker's health, etc. And, unlike conventional silicone-acrylic resin paints,
By controlling the molecular structure of the silicone resin, a transparent and uniform silicone-acrylic resin composite film can be formed while keeping the content of the silicone resin high.

【0061】[0061]

【実施例】以下、調製例、実施例及び比較例を示し、本
発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制
限されるものではない。なお、以下の例において部は重
量部を示す。
EXAMPLES The present invention will be described in detail with reference to Preparation Examples, Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples. In addition, in the following examples, a part shows a weight part.

【0062】[調製例1]2Lのフラスコに、メチルト
リメトキシシラン408g(3.0モル)を仕込み、窒
素雰囲気下、0℃で水800gを加えてよく混合した。
ここに、氷冷下、0.05Nの塩酸水溶液216gを4
0分間かけて滴下し加水分解反応を行った。滴下終了
後、10℃以下で1時間撹拌した後、室温で3時間撹拌
して加水分解反応を完結させた。次いで、加水分解で生
成したメタノール及び水を70℃×60Torrの条件
下で1時間減圧溜去し、1136gの溶液を得た。溶液
は白濁しており、1昼夜静置すると2層に分離した。水
に不溶となったシリコーン樹脂は沈降した。
[Preparation Example 1] 408 g (3.0 mol) of methyltrimethoxysilane was charged into a 2 L flask, and 800 g of water was added at 0 ° C. under a nitrogen atmosphere and mixed well.
Here, 216 g of a 0.05N aqueous hydrochloric acid solution was added under ice cooling to 4 g.
The hydrolysis reaction was performed by dropping over 0 minutes. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at 10 ° C. or lower for 1 hour, and then stirred at room temperature for 3 hours to complete the hydrolysis reaction. Next, methanol and water produced by the hydrolysis were distilled off under reduced pressure at 70 ° C. × 60 Torr for 1 hour to obtain 1136 g of a solution. The solution became cloudy and separated into two layers when left standing overnight. The silicone resin insoluble in water settled.

【0063】この白濁溶液から一部サンプリングし、水
不溶となったシリコーン樹脂をメチルイソブチルケトン
を用いて溶解させ、水層から分離した。脱水処理後、T
HFに溶媒置換し、メチルグリニャールを反応させ、シ
ラノール基を定量したところ、シラノール基の含有量は
11.0重量%(対シリコーン樹脂)であった。またG
PC測定の結果、このシリコーン樹脂の数平均分子量は
1.8×103であった。
A portion of the cloudy solution was sampled, and the water-insoluble silicone resin was dissolved using methyl isobutyl ketone and separated from the aqueous layer. After dehydration treatment, T
The solvent was replaced by HF, and methyl Grignard was reacted to determine the silanol group. As a result, the content of the silanol group was 11.0% by weight (based on the silicone resin). G
As a result of PC measurement, the number average molecular weight of this silicone resin was 1.8 × 10 3 .

【0064】このシラノール基含有シリコーン樹脂の構
造は、赤外吸収スペクトル(IR)分析、及び核磁気共
鳴スペクトル(29Si NMR)分析により決定した。
風乾により溶剤を除去した被膜の赤外吸収スペクトル
で、3200cm-1を中心にシラノール基に由来する幅
広い吸収が観測される一方、メトキシ基の炭素−水素結
合の伸縮振動に由来する2840cm-1付近に吸収は観
測されなかった。別法として、残存メトキシ基をアルカ
リクラッキング法で溜去し定量することを試みたが、メ
タノールは検出されず、赤外吸収スペクトル分析の結果
が裏付けられた。この結果から、メトキシ基は完全に加
水分解されていると判断された。
The structure of the silanol group-containing silicone resin was determined by infrared absorption spectrum (IR) analysis and nuclear magnetic resonance spectrum ( 29 Si NMR) analysis.
In the infrared absorption spectrum of the film obtained by removing the solvent by air drying, while broad absorption derived from silanol groups around the 3200 cm -1 is observed, the carbon of the methoxy group - around 2840cm -1, which derived from the stretching vibration of the hydrogen bond No absorption was observed. Alternatively, an attempt was made to distill and quantify the residual methoxy group by the alkali cracking method, but no methanol was detected, confirming the results of the infrared absorption spectrum analysis. From this result, it was determined that the methoxy group was completely hydrolyzed.

【0065】29Si NMR分析では、以下に示すT単
位の各構造は、出現する化学シフトの位置違いから判別
可能である。 T−1単位 CH3−Si(−O−Si≡)1(−OH)2 −46〜48ppm T−2単位 CH3−Si(−O−Si≡)2(−OH)1 −54〜58ppm T−3単位 CH3−Si(−O−Si≡)3 −62〜68ppm
In the 29 Si NMR analysis, each structure of the T unit shown below can be distinguished from the difference in the position of the appearing chemical shift. T-1 unit CH 3 -Si (-O-Si≡) 1 (-OH) 2 -46 to 48 ppm T-2 unit CH 3 -Si (-O-Si≡) 2 (-OH) 1 -54 to 58 ppm T-3 units CH 3 -Si (-O-Si≡) 3 -62~68ppm

【0066】このシラノール基含有シリコーン樹脂の29
Si NMR分析を行ったところ、T−1単位を2モル
%、T−2単位を42モル%、T−3単位を56モル%
含んでいるとわかった。以上の分析結果から、得られた
シリコーン樹脂は以下の平均組成式で表すことができ
る。
The silanol group-containing silicone resin 29
When Si NMR analysis was performed, T-1 unit was 2 mol%, T-2 unit was 42 mol%, and T-3 unit was 56 mol%.
I knew it did. From the above analysis results, the obtained silicone resin can be represented by the following average composition formula.

【0067】(CH31.0Si(OH)0.441.28 この組成式から算出されるシラノール基含有量は10.
5重量%であり、実測値とも良く一致していた。
(CH 3 ) 1.0 Si (OH) 0.44 O 1.28 The silanol group content calculated from this composition formula is 10.
It was 5% by weight, which was in good agreement with the actually measured value.

【0068】次に、この水溶液にメタクリル酸メチル
(MMA)210g及びアクリル酸ブチル(BA)90
gを加え、沈降したシリコーン樹脂を溶解し、シリコー
ン樹脂含有MMA/BA溶液として水層から分離した。
分離後の溶液に、水を500g加え、10分間十分撹拌
混合した後静置し、水層を分離した。有機層中に含有さ
れるメタノールをGCで定量したところ、本溶液中に
0.2重量%検出された。最終的に不揮発分40.2重
量%(105℃×3時間)のMMA/BA溶液(A)が
505g得られた。
Next, 210 g of methyl methacrylate (MMA) and 90 g of butyl acrylate (BA) were added to this aqueous solution.
g was added, and the precipitated silicone resin was dissolved and separated from the aqueous layer as a silicone resin-containing MMA / BA solution.
To the solution after separation, 500 g of water was added, and the mixture was sufficiently stirred and mixed for 10 minutes, and then allowed to stand, and the aqueous layer was separated. When methanol contained in the organic layer was quantified by GC, 0.2% by weight was detected in this solution. Finally, 505 g of an MMA / BA solution (A) having a nonvolatile content of 40.2% by weight (105 ° C. × 3 hours) was obtained.

【0069】[調製例2]調製例1において、メチルト
リメトキシシランの代わりに、メチルトリメトキシシラ
ン388g(2.85モル)及びジメチルジメトキシシ
ラン18g(0.15モル)を使用し、水400gと1
N酢酸水4gを用いて加水分解し、MMA210g及び
BA90gの代わりにMMA110g、BA110gを
使用して水層から分離するように変更する以外は、調製
例1と同様にして調製した。
[Preparation Example 2] In Preparation Example 1, 388 g (2.85 mol) of methyltrimethoxysilane and 18 g (0.15 mol) of dimethyldimethoxysilane were used instead of methyltrimethoxysilane, and 400 g of water was used. 1
The preparation was carried out in the same manner as in Preparation Example 1, except that the mixture was hydrolyzed using 4 g of N acetic acid aqueous solution and changed to separate from the aqueous layer using 110 g of MMA and 110 g of BA instead of 210 g of MMA and 90 g of BA.

【0070】得られたシラノール基含有シリコーン樹脂
を同様に分析したところ、T−2単位を38モル%含有
し、数平均分子量は1.5×103であった。また平均
組成式は以下のように表される。
When the obtained silanol group-containing silicone resin was analyzed in the same manner, it contained 38 mol% of T-2 units and had a number average molecular weight of 1.5 × 10 3 . The average composition formula is represented as follows.

【0071】(CH31.05Si(OH)0.401.28 また、シラノール基量は9.6重量%であった。(CH 3 ) 1.05 Si (OH) 0.40 O 1.28 The amount of silanol groups was 9.6% by weight.

【0072】最終的に、不揮発分49.7%(105℃
×3時間)のMMA/BA混合溶液(B)411gを得
た。
Finally, a nonvolatile content of 49.7% (105 ° C.)
X 3 hours) to obtain 411 g of an MMA / BA mixed solution (B).

【0073】[調製例3]5Lフラスコに、水1300
g、メタノール200g、トルエン800gを仕込み、
室温で撹拌しながら、メチルトリクロルシラン89.7
g(0.6モル)とフェニルトリクロルシラン507.
6g(2.4モル)の混合物を1時間かけて滴下し、加
水分解させた。更に、30℃で3時間撹拌することによ
って加水分解を完結させた。その後静置して塩酸を含む
水層を分離除去した。次いで残った有機層に1Lの水を
加え、10分間撹拌し、静置した後水層を分離除去する
という水洗操作を2回繰り返した。得られたシリコーン
樹脂溶液を50℃×50Torrの条件下で有機溶剤を
減圧溜去し、粉体化したシリコーン樹脂を329g得
た。
[Preparation Example 3] Water 1300 was placed in a 5 L flask.
g, 200 g of methanol and 800 g of toluene.
With stirring at room temperature, 89.7 methyltrichlorosilane.
g (0.6 mole) and phenyltrichlorosilane.
6 g (2.4 mol) of the mixture was added dropwise over 1 hour and hydrolyzed. Further, the mixture was stirred at 30 ° C. for 3 hours to complete the hydrolysis. Thereafter, the mixture was allowed to stand, and an aqueous layer containing hydrochloric acid was separated and removed. Then, 1 L of water was added to the remaining organic layer, and the mixture was stirred for 10 minutes, allowed to stand, and then washed twice with separation and removal of the aqueous layer. The organic solvent was distilled off under reduced pressure of the obtained silicone resin solution at 50 ° C. × 50 Torr to obtain 329 g of a powdered silicone resin.

【0074】得られたシラノール基含有シリコーン樹脂
を同様に分析したところ、T−1単位を1モル%、T−
2単位を16モル%含有し、数平均分子量は1.9×1
3であった。シラノール基量は2.6重量%であっ
た。また平均組成式は以下のように表される。
When the obtained silanol group-containing silicone resin was analyzed in the same manner, 1 mol% of T-1 unit was obtained.
Contains 2 mol% of 2 units and has a number average molecular weight of 1.9 × 1
0 was 3. The amount of silanol groups was 2.6% by weight. The average composition formula is represented as follows.

【0075】(C650.80(CH30.2Si(OCH
30.07(OH)0.401.27 このシリコーン樹脂にメタクリル酸メチル(MMA)2
00g及びアクリル酸ブチル(BA)23gを加え、最
終的に不揮発分59.0%(105℃×3時間)のMM
A/BA溶液(C)を552g得た。
(C 6 H 5 ) 0.80 (CH 3 ) 0.2 Si (OCH
3 ) 0.07 (OH) 0.40 O 1.27 Methyl methacrylate (MMA) 2
00g and 23 g of butyl acrylate (BA) were added, and finally MM with a non-volatile content of 59.0% (105 ° C. × 3 hours)
552 g of A / BA solution (C) was obtained.

【0076】[調製例4]撹拌機、コンデンサー、温度
計及び窒素ガス導入口を備えた重合容器に、脱イオン水
を730部、pH緩衝剤として炭酸ソーダを0.47
部、ホウ酸を4.70部仕込み、撹拌しながら60℃に
昇温した後窒素置換した。これにロンガリット1.75
部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウムの1%水溶液
0.12部、硫酸第1鉄の1%水溶液0.04部を添加
すると同時に、調製例1で得たシリコーン樹脂含有MM
A/BA溶液(A)700部、γ−メタアクリロキシプ
ロピルメチルジメトキシシラン7部、t−ブチルハイド
ロパーオキサイド(純分69%)2.1部、反応性界面
活性剤アクアロンRN−20(第一工業製薬(株)製/
商品名)14.0部、アクアロンHS−10(第一工業
製薬(株)製/商品名)7.0部からなる混合液を、重
合容器内の温度を60℃に保持しながら、2.5時間か
けて均一に添加し、更に60℃にて2時間反応させて重
合を完了させた。ここに、2−ブトキシエチルアセター
ト40部を添加し、十分撹拌混合し、エマルジョン(E
m−1)を完成させた。
[Preparation Example 4] In a polymerization vessel equipped with a stirrer, a condenser, a thermometer and a nitrogen gas inlet, 730 parts of deionized water and 0.47 of sodium carbonate as a pH buffer were used.
And 4.70 parts of boric acid, and the mixture was heated to 60 ° C. while stirring and then replaced with nitrogen. Rongalite 1.75
Parts, 0.12 parts of a 1% aqueous solution of disodium ethylenediaminetetraacetate, and 0.04 parts of a 1% aqueous solution of ferrous sulfate, and at the same time, the silicone resin-containing MM obtained in Preparation Example 1 was added.
700 parts of A / BA solution (A), 7 parts of γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 2.1 parts of t-butyl hydroperoxide (69% pure content), reactive surfactant Aqualon RN-20 (No. Manufactured by Issei Pharmaceutical Co., Ltd./
A mixture of 14.0 parts (trade name) and 7.0 parts of Aqualon HS-10 (trade name, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was added while maintaining the temperature in the polymerization vessel at 60 ° C. It was added uniformly over 5 hours, and further reacted at 60 ° C. for 2 hours to complete the polymerization. To this, 40 parts of 2-butoxyethyl acetate was added, and the mixture was sufficiently stirred and mixed.
m-1) was completed.

【0077】得られたエマルジョンEm−1の固形分濃
度は50.1%であり、アンモニア水を添加してpHを
7.0に調整した。
The solid content of the obtained emulsion Em-1 was 50.1%, and the pH was adjusted to 7.0 by adding aqueous ammonia.

【0078】[調製例5]ガラス製ビーカーに、調製例
2で得られたシリコーン樹脂含有MMA/BA混合溶液
(B)を700部、γ−メタアクリロキシプロピルメチ
ルジメトキシシラン7部、反応性界面活性剤アクアロン
RN−20(第一工業製薬(株)製/商品名)14.0
部、アクアロンHS−10(第一工業製薬(株)製/商
品名)7.0部、2−ブトキシエチルアセタート70部
を仕込み、高速撹拌機で撹拌しながら、脱イオン水43
0gをゆっくり加えながらエマルジョン化した。
[Preparation Example 5] 700 parts of the silicone resin-containing MMA / BA mixed solution (B) obtained in Preparation Example 2, 7 parts of γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, and a reactive interface were placed in a glass beaker. Activator Aqualon RN-20 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd./trade name) 14.0
Parts, 7.0 parts of Aqualon HS-10 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd./trade name) and 70 parts of 2-butoxyethyl acetate, and stirring with a high-speed stirrer, deionized water 43
The emulsion was formed while slowly adding 0 g.

【0079】撹拌機、コンデンサー、温度計及び窒素ガ
ス導入口を備えた重合容器に、脱イオン水を230部、
pH緩衝剤として炭酸ソーダを0.47部、ホウ酸を
4.70部仕込み、撹拌しながら60℃に昇温した後窒
素置換した。これにロンガリット1.75部、エチレン
ジアミン四酢酸二ナトリウムの1%水溶液0.12部、
硫酸第1鉄の1%水溶液0.04部を添加すると同時
に、上記で調製したエマルジョンを重合容器内の温度を
60℃に保持しながら、2.5時間かけて均一に添加
し、更に60℃にて2時間反応させて重合を完了させ
た。
In a polymerization vessel equipped with a stirrer, a condenser, a thermometer and a nitrogen gas inlet, 230 parts of deionized water,
0.47 parts of sodium carbonate and 4.70 parts of boric acid were charged as a pH buffer, and the temperature was raised to 60 ° C. while stirring, followed by purging with nitrogen. 1.75 parts of Rongalite, 0.12 part of a 1% aqueous solution of disodium ethylenediaminetetraacetate,
At the same time as adding 0.04 parts of a 1% aqueous solution of ferrous sulfate, the emulsion prepared above was uniformly added over 2.5 hours while maintaining the temperature in the polymerization vessel at 60 ° C. For 2 hours to complete the polymerization.

【0080】得られたエマルジョン(Em−2)の固形
分濃度は49.9%であり、アンモニア水を添加してp
Hを8.0に調整した。
The solid content of the obtained emulsion (Em-2) was 49.9%.
H was adjusted to 8.0.

【0081】[調製例6]シリコーン樹脂含有MMA/
BA混合溶液(B)の代わりに、シリコーン樹脂含有M
MA/BA溶液(C)を用いる以外は、調製例5と同様
に乳化重合することにより、エマルジョン(Em−3)
を合成した。このエマルジョンの固形分濃度は49.2
%であり、アンモニア水を添加してpHを8.0に調整
した。
[Preparation Example 6] MMA containing silicone resin /
Instead of BA mixed solution (B), silicone resin containing M
Except for using the MA / BA solution (C), emulsion polymerization was carried out in the same manner as in Preparation Example 5 to obtain an emulsion (Em-3).
Was synthesized. The solids concentration of this emulsion was 49.2.
%, And the pH was adjusted to 8.0 by adding aqueous ammonia.

【0082】[比較調製例1]調製例1において、メタ
クリル酸メチル(MMA)210g、及びアクリル酸ブ
チル(BA)90gの代わりに、メタクリル酸メチル
(MMA)500g、及びアクリル酸ブチル(BA)1
03gを加え、シリコーン樹脂を溶解させ水層と分離す
ることにより、最終的に不揮発分24.6重量%(10
5℃×3時間)のMMA/BA溶液(D)810gを得
た。
[Comparative Preparation Example 1] In Preparation Example 1, instead of 210 g of methyl methacrylate (MMA) and 90 g of butyl acrylate (BA), 500 g of methyl methacrylate (MMA) and butyl acrylate (BA) 1
After adding 3 g, the silicone resin was dissolved and separated from the aqueous layer, and finally, a nonvolatile content of 24.6% by weight (10%) was added.
510 g of an MMA / BA solution (D) (5 ° C. × 3 hours) was obtained.

【0083】[比較調製例2]調製例1において、メタ
クリル酸メチル(MMA)210g、及びアクリル酸ブ
チル(BA)90gの代わりに、アクリル酸ブチル(B
A)40gを加え、シリコーン樹脂を溶解させ、水層と
分離することにより、最終的に不揮発分85.6重量%
(105℃×3時間)のBA溶液(E)250gを得
た。
Comparative Preparation Example 2 In Preparation Example 1, butyl acrylate (B) was used instead of 210 g of methyl methacrylate (MMA) and 90 g of butyl acrylate (BA).
A) By adding 40 g, dissolving the silicone resin and separating from the aqueous layer, 85.6% by weight of the non-volatile content was finally obtained.
(105 ° C. × 3 hours) to obtain 250 g of a BA solution (E).

【0084】[比較調製例3,4]シリコーン樹脂含有
MMA/BA混合溶液(B)の代わりに、シリコーン樹
脂含有MMA/BA溶液(D)、或いはBA溶液(E)
を用いる以外は、調製例5と同様に乳化重合することに
より、エマルジョン(Em−4,5)を得た。このエマ
ルジョンの固形分濃度は、Em−4で48.8%、Em
−5で50.2%であり、両方ともアンモニア水を添加
してpHを8.0に調整した。
[Comparative Preparation Examples 3 and 4] Instead of the silicone resin-containing MMA / BA mixed solution (B), a silicone resin-containing MMA / BA solution (D) or BA solution (E)
The emulsion (Em-4, 5) was obtained by emulsion polymerization in the same manner as in Preparation Example 5 except that The solid concentration of this emulsion was 48.8% for Em-4,
It was 50.2% at -5, and both were adjusted to pH 8.0 by adding aqueous ammonia.

【0085】[実施例1〜6、比較例1〜4]アクリル
フィルム(AF)、ガラス板(GL)を基材とし、調製
例にて合成したエマルジョンを塗布し、表1記載の条件
で硬化し、第一層とした後、水分散チタニアゾル(日産
化学製TA−15(固形分濃度15%)とメタノール分
散シリカゾル(固形分15%)の4:1混合ゾルをエタ
ノールにて8倍希釈した液を塗布、硬化し、第二層とし
て光触媒含有塗膜を形成させた。第一層は硬化後の膜厚
が20μmになるように塗工した。第二層は流し塗りに
て約0.05〜0.1μm程度の膜厚とした。
[Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 to 4] An acrylic film (AF) and a glass plate (GL) were used as substrates, and the emulsion synthesized in the preparation example was applied and cured under the conditions shown in Table 1. Then, after the first layer, a 4: 1 mixed sol of a water-dispersed titania sol (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., TA-15 (solid content: 15%) and a methanol-dispersed silica sol (solid content: 15%)) was diluted 8-fold with ethanol. The solution was applied and cured to form a photocatalyst-containing coating film as a second layer, the first layer was coated so as to have a thickness of 20 μm after curing, and the second layer was applied by flow coating to a thickness of about 0.2 μm. The thickness was about 0.05 to 0.1 μm.

【0086】これらの塗膜についてサンシャインカーボ
ンウェザーメーターにて促進耐候性試験(2000時
間)を行い、試験前後での塗膜外観、表面の水接触角、
密着性を比較した。塗膜の外観においては、白濁が全く
無い状態を○、白濁,黄変した状態を×と判定した。密
着性については、セロハンテープによる碁盤目試験を行
い、完全密着しているものを○、基材と第一層或いは第
一層と第二層のいずれか一方でも剥離しているものを×
と判定した。
An accelerated weathering test (2000 hours) was performed on these coating films using a sunshine carbon weather meter, and the appearance of the coating film before and after the test, the water contact angle on the surface,
The adhesion was compared. Regarding the appearance of the coating film, a state without any white turbidity was evaluated as ○, and a state where white turbidity and yellowing occurred was evaluated as x. For the adhesion, a cross-cut test was performed using a cellophane tape, and those that were completely adhered were evaluated as good, and those that were peeled off at least one of the substrate and the first layer or the first layer and the second layer were evaluated as ×.
It was determined.

【0087】その結果、第一層にシリコーン樹脂含有量
25重量%のEm−4を用いた場合と、シリコーン樹脂
含有量82重量%のEm−5を用いた場合では、いずれ
も第二層の剥離、離脱が発生し、試験後の塗膜の接触角
は50度以上であり、親水性を維持することはできなか
った。それに対し、シリコーン樹脂含有量が30〜80
重量%の範囲内にあるEm−1〜3は、塗膜外観も良好
であり、長期間にわたり親水性が維持されていた。
As a result, in the case where Em-4 having a silicone resin content of 25% by weight was used for the first layer and the case where Em-5 having a silicone resin content of 82% by weight was used, in both cases, Peeling and detachment occurred, and the contact angle of the coating film after the test was 50 degrees or more, and the hydrophilicity could not be maintained. In contrast, the silicone resin content is 30 to 80
Em-1 to 3 in the range of wt% also had good coating film appearance, and hydrophilicity was maintained for a long period of time.

【0088】[0088]

【表1】 [Table 1]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 昭 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社 シリコーン電 子材料技術研究所内 (56)参考文献 特開 平9−171707(JP,A) 特開 平7−171408(JP,A) 特開 平4−89813(JP,A) 特開 平7−286129(JP,A) 特開 平8−27347(JP,A) 特開 平8−3409(JP,A) 特開 平8−60098(JP,A) 特開 平6−344665(JP,A) 特開 平10−237769(JP,A) 特開 平10−315374(JP,A) 特開 平11−207871(JP,A) 特開 平10−225658(JP,A) 国際公開96/14932(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 1/00 - 35/00 C08F 283/12 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Akira Yamamoto, Inventor 1-10, Hitomi, Matsuida-cho, Usui-gun, Gunma Prefecture Inside the Silicone Electronics Materials Research Laboratory, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. (56) References JP-A-9-171707 ( JP, A) JP-A-7-171408 (JP, A) JP-A-4-89813 (JP, A) JP-A-7-286129 (JP, A) JP-A 8-27347 (JP, A) JP-A-8-3409 (JP, A) JP-A-8-60098 (JP, A) JP-A-6-344665 (JP, A) JP-A-10-237769 (JP, A) JP-A-10-315374 (JP) JP-A-11-207871 (JP, A) JP-A-10-225658 (JP, A) WO 96/14932 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) ) B32B 1/00-35/00 C08F 283/12

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基材上に、全樹脂固形分に対しシリコー
ン樹脂を30〜80重量%含有するシリコーン−アクリ
ル樹脂複合膜からなる第一層と、その上に光触媒含有層
からなる第二層が形成されてなり、上記シリコーン−ア
クリル樹脂複合膜は、 (1)下記平均組成式(1) R1 m2 nSi(OH)p(X)q(4-m-n-p-q)/2 (1) (式中、R1は非置換一価炭化水素基、R2は置換一価炭化水素基、Xは加水分解 性基を表す。m,n,p,qは0.5≦m≦1.8、0≦n≦1.0、0<p≦ 1.5、0≦q≦0.5、0.5≦m+n≦1.8、0<p+q≦1.5を満た す数である。) で表され、かつ式R3−SiZ3で表される構造単位(T単位)を30〜100モ ル%含有し、かつこのT単位のうち、式R3−Si(OH)Z’2で表されるシラ ノール基を1個含有する構造単位(T−2単位)を30〜80モル%含有し(但 し、上記式中、R3は置換又は非置換の一価炭化水素基を示し、ZはOH基、加 水分解性基又はシロキサン残基を示し、Z’はシロキサン残基を示す。)、数平 均分子量が500以上である非水溶性のシラノール基含有シリコーン樹脂 100重量部、 (2)炭素数が1〜18のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエス テルの含有量が1〜100モル%であるラジカル重合性ビニルモノマー 25〜233重量部 を主成分として含有した水系の乳化重合物からなるシリ
コーン樹脂含有アクリルエマルジョン組成物の硬化物で
あることを特徴とする親水性塗膜を有する物品。
1. A first layer comprising a silicone-acrylic resin composite film containing 30 to 80% by weight of a silicone resin based on the total resin solid content on a substrate, and a second layer comprising a photocatalyst-containing layer thereon. Are formed, and the silicone-acrylic resin composite film has the following (1) average composition formula (1): R 1 m R 2 n Si (OH) p (X) q O (4-mnpq) / 2 (1 (Wherein, R 1 represents an unsubstituted monovalent hydrocarbon group, R 2 represents a substituted monovalent hydrocarbon group, X represents a hydrolyzable group, and m, n, p, and q represent 0.5 ≦ m ≦ 1). 0.8, 0 ≦ n ≦ 1.0, 0 <p ≦ 1.5, 0 ≦ q ≦ 0.5, 0.5 ≦ m + n ≦ 1.8, and 0 <p + q ≦ 1.5 ), And contains 30 to 100 mol% of a structural unit (T unit) represented by the formula R 3 —SiZ 3 , and among the T units, the formula R 3 —Si (OH) Z ′ Represented by 2 30 to 80 mol% of a structural unit containing one silanol group (T-2 unit) (wherein R 3 represents a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group; Represents an OH group, a hydrolyzable group or a siloxane residue, and Z ′ represents a siloxane residue.); 100 parts by weight of a water-insoluble silanol group-containing silicone resin having a number average molecular weight of 500 or more; 2) A water-based polymer containing, as a main component, 25 to 233 parts by weight of a radical polymerizable vinyl monomer having a content of an alkyl ester (meth) acrylate having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms of 1 to 100 mol%. An article having a hydrophilic coating film, which is a cured product of a silicone resin-containing acrylic emulsion composition comprising an emulsion polymer.
【請求項2】 シラノール基含有シリコーン樹脂におけ
るケイ素原子に結合した全有機置換基中のメチル基の含
有量が50モル%以上である請求項1記載の物品。
2. The article according to claim 1, wherein the content of a methyl group in all organic substituents bonded to silicon atoms in the silanol group-containing silicone resin is 50 mol% or more.
【請求項3】 シリコーン−アクリル樹脂複合膜が、 (i)加水分解性シラン化合物をpH=1〜7の水溶液
中で加水分解し、請求項1又は2記載のシラノール基含
有シリコーン樹脂を含む反応混合物を得る工程、 (ii)この反応混合物から加水分解副生成物を系外に
除去し、主としてシラノール基含有シリコーン樹脂と水
を含有する系にする工程、 (iii)上記主としてシラノール基含有シリコーン樹
脂と水からなる系に、炭素数1〜18のアルキル基を有
する(メタ)アクリル酸アルキルエステル含有量が1〜
100モル%のラジカル重合性ビニルモノマーを添加
し、シラノール基含有シリコーン樹脂を上記ビニルモノ
マーに溶解し、残存する加水分解副生成物及び水からな
る層を除去する工程、 (iv)このシリコーン樹脂含有ラジカル重合性ビニル
モノマー溶液を界面活性剤水溶液の存在下で乳化重合す
る工程によって得られたシリコーン樹脂含有アクリルエ
マルジョン組成物の硬化物である請求項1又は2記載の
物品。
3. A silicone-acrylic resin composite film comprising: (i) a hydrolysis reaction of a hydrolyzable silane compound in an aqueous solution having a pH of 1 to 7 and containing the silanol group-containing silicone resin according to claim 1 or 2; A step of obtaining a mixture, (ii) a step of removing a hydrolysis by-product from the reaction mixture out of the system to form a system mainly containing a silanol group-containing silicone resin and water, and (iii) the above-mentioned mainly silanol group-containing silicone resin. And water, the content of an alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms is 1 to
A step of adding 100 mol% of a radical polymerizable vinyl monomer, dissolving the silanol group-containing silicone resin in the vinyl monomer, and removing the remaining layer composed of a hydrolysis by-product and water; (iv) containing the silicone resin The article according to claim 1 or 2, which is a cured product of a silicone resin-containing acrylic emulsion composition obtained by a step of emulsion-polymerizing a radically polymerizable vinyl monomer solution in the presence of an aqueous surfactant solution.
【請求項4】 ラジカル重合性ビニルモノマーが、下記
一般式(2) 【化3】 (式中、R4は水素原子又はメチル基、R5は炭素数1〜
10の二価の有機基、R1,Xは上記と同様の意味を示
し、rは0,1又は2である。)で示されるビニル重合
性官能基含有加水分解性シランを0.01〜10モル%
含有する請求項1、2又は3記載の物品。
4. A radically polymerizable vinyl monomer represented by the following general formula (2): (Wherein, R 4 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 5 is
The divalent organic group of 10, R 1 and X have the same meaning as described above, and r is 0, 1 or 2. ) 0.01 to 10 mol% of the vinyl polymerizable functional group-containing hydrolyzable silane represented by
The article according to claim 1, wherein the article is contained.
【請求項5】 光触媒含有層が、シリカ固形分100重
量部に対し光触媒酸化チタンを40〜1900重量部含
有する層である請求項1乃至4のいずれか1項記載の物
品。
5. The article according to claim 1, wherein the photocatalyst-containing layer is a layer containing 40 to 1,900 parts by weight of titanium oxide photocatalyst based on 100 parts by weight of silica solid content.
【請求項6】 基材上に、 (1)下記平均組成式(1) R1 m2 nSi(OH)p(X)q(4-m-n-p-q)/2 (1) (式中、R1は非置換一価炭化水素基、R2は置換一価炭化水素基、Xは加水分解 性基を表す。m,n,p,qは0.5≦m≦1.8、0≦n≦1.0、0<p≦ 1.5、0≦q≦0.5、0.5≦m+n≦1.8、0<p+q≦1.5を満た す数である。) で表され、かつ式R3−SiZ3で表される構造単位(T単位)を30〜100モ ル%含有し、かつこのT単位のうち、式R3−Si(OH)Z’2で表されるシラ ノール基を1個含有する構造単位(T−2単位)を30〜80モル%含有し(但 し、上記式中、R3は置換又は非置換の一価炭化水素基を示し、ZはOH基、加 水分解性基又はシロキサン残基を示し、Z’はシロキサン残基を示す。)、数平 均分子量が500以上である非水溶性のシラノール基含有シリコーン樹脂 100重量部、 (2)炭素数が1〜18のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエス テルの含有量が1〜100モル%であるラジカル重合性ビニルモノマー 25〜233重量部 を主成分として含有した水系の乳化重合物からなるシリ
コーン樹脂含有アクリルエマルジョン組成物を塗布し、
これを硬化して、全樹脂固形分に対しシリコーン樹脂を
30〜80重量%含有するシリコーン−アクリル樹脂複
合膜からなる第一層を形成すると共に、その上に光触媒
含有層を形成することを特徴とする親水性塗膜を有する
物品の製造方法。
6. On a substrate, (1) the following average composition formula (1): R 1 m R 2 n Si (OH) p (X) q O (4-mnpq) / 2 (1) R 1 represents an unsubstituted monovalent hydrocarbon group, R 2 represents a substituted monovalent hydrocarbon group, X represents a hydrolyzable group, and m, n, p, and q are 0.5 ≦ m ≦ 1.8, 0 ≦ n ≦ 1.0, 0 <p ≦ 1.5, 0 ≦ q ≦ 0.5, 0.5 ≦ m + n ≦ 1.8, and 0 <p + q ≦ 1.5.) And 30 to 100 mol% of a structural unit (T unit) represented by the formula R 3 —SiZ 3 , and among these T units, represented by the formula R 3 —Si (OH) Z ′ 2 30 to 80 mol% of a structural unit (T-2 unit) containing one silanol group (provided that R 3 represents a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, and Z represents OH group, hydrolyzable group or siloxane residue, Z 'is Loxane residue.), 100 parts by weight of a water-insoluble silanol group-containing silicone resin having a number average molecular weight of 500 or more, (2) alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms Applying a silicone resin-containing acrylic emulsion composition comprising an aqueous emulsion polymer containing, as a main component, 25 to 233 parts by weight of a radical polymerizable vinyl monomer having an ester content of 1 to 100 mol%;
This is cured to form a first layer composed of a silicone-acrylic resin composite film containing 30 to 80% by weight of silicone resin based on the total resin solid content, and a photocatalyst containing layer is formed thereon. A method for producing an article having a hydrophilic coating film.
【請求項7】 シリコーン樹脂含有アクリルエマルジョ
ン組成物が、 (i)加水分解性シラン化合物をpH=1〜7の水溶液
中で加水分解し、請求項1又は2記載のシラノール基含
有シリコーン樹脂を含む反応混合物を得る工程、 (ii)この反応混合物から加水分解副生成物を系外に
除去し、主としてシラノール基含有シリコーン樹脂と水
を含有する系にする工程、 (iii)上記主としてシラノール基含有シリコーン樹
脂と水からなる系に、炭素数1〜18のアルキル基を有
する(メタ)アクリル酸アルキルエステル含有量が1〜
100モル%のラジカル重合性ビニルモノマーを添加
し、シラノール基含有シリコーン樹脂を上記ビニルモノ
マーに溶解し、残存する加水分解副生成物及び水からな
る層を除去する工程、 (iv)このシリコーン樹脂含有ラジカル重合性ビニル
モノマー溶液を界面活性剤水溶液の存在下で乳化重合す
る工程によって得られたものである請求項6記載の製造
方法。
7. A silicone resin-containing acrylic emulsion composition comprising: (i) hydrolyzing a hydrolyzable silane compound in an aqueous solution having a pH of 1 to 7, and containing the silanol group-containing silicone resin according to claim 1 or 2. (Ii) a step of removing a hydrolysis by-product from the reaction mixture out of the system to form a system mainly containing a silanol group-containing silicone resin and water; and (iii) the above-mentioned mainly silanol group-containing silicone. In a system comprising a resin and water, the content of an alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms is 1 to
A step of adding 100 mol% of a radical polymerizable vinyl monomer, dissolving the silanol group-containing silicone resin in the vinyl monomer, and removing the remaining layer composed of a hydrolysis by-product and water; (iv) containing the silicone resin The production method according to claim 6, which is obtained by a step of emulsion-polymerizing a radically polymerizable vinyl monomer solution in the presence of a surfactant aqueous solution.
【請求項8】 ラジカル重合性ビニルモノマーが、下記
一般式(2) 【化4】 (式中、R4は水素原子又はメチル基、R5は炭素数1〜
10の二価の有機基、R1,Xは上記と同様の意味を示
し、rは0,1又は2である。)で示されるビニル重合
性官能基含有加水分解性シランを0.01〜10モル%
含有する請求項6又は7記載の製造方法。
8. A radical polymerizable vinyl monomer represented by the following general formula (2): (Wherein, R 4 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 5 is
The divalent organic group of 10, R 1 and X have the same meaning as described above, and r is 0, 1 or 2. ) 0.01 to 10 mol% of the vinyl polymerizable functional group-containing hydrolyzable silane represented by
The production method according to claim 6 or 7, wherein
【請求項9】 光触媒含有層が、光触媒酸化チタンとシ
リカ分散液との混合から形成される請求項6、7又は8
記載の製造方法。
9. The photocatalyst containing layer is formed from a mixture of a photocatalytic titanium oxide and a silica dispersion.
The manufacturing method as described.
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