JP5658859B2 - コーティング液 - Google Patents

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Description

本発明は、塗布作業性、接着性、吸水性(防垂れ性)、拭き取り性及び乾燥塗膜の透明性に優れるコーティング液に関する。
建築物に発生する結露の中で、特に、窓やサッシの結露の場合、結露が凝縮して水滴となり下部に垂れ落ち、カビ、錆、腐食等様々な弊害を起すため、結露防止が必要とされている。
従来、結露防止技術としては、特許文献1に記載の技術が知られている。この技術は、
吸水性複合材を長期に使用した場合、表面に堆積する汚れ成分よって、該複合材に内包する吸水性有機ポリマーが効果的に機能しなくなるために、吸水性コーティング組成物と、高度の親水性を有する光触媒性コーティング組成物とを組み合わせることで、吸水性複合材の表面を正常に保ち、高い防曇性、防露性を長期に維持するものである。即ち、吸水性複合組成物中の吸水性コーティング組成物は、無機アルコキシドおよび該アルコキシドが、加水分解・重縮合して形成されるOH基を有するポリマーのうちの少なくとも1種と、吸水性有機ポリマーと、加水分解触媒と、硬化触媒と、および水含有有機溶媒を含有することを特徴とするものであり、前記吸水性コーティング組成物は、無機部分と有機部分とを有する三次元の骨格構造を成し、その隙間に吸水性を有する有機ポリマーを取り込んで、骨格の持つ接着力で固定するものである。しかし、上記技術を詳細に検討すると、アルコキシドを用いているので、そのOHが例えばガラス面に単分子膜を形成し、単分子膜によって三次元の骨格構造が強固に結合するので、膜の接着性は保持されるが、拭き取りが困難である欠点がある。
特開2000−44885 特開2003−145688 吸水性膜を多層形成
そこで、本発明の課題は、塗布作業性、接着性、吸水性(防垂れ性)や乾燥塗膜の透明性に優れるのみならず、拭き取り性に優れるコーティング液を提供することにある。
本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
(請求項1)
下記ア〜エの何れかであることを特徴とするコーティング液。
ア. ポリビニルアルコール架橋体0.5〜4.0重量部を水100重量部で希釈して得られる(A)液と、ポリビニルアルコール樹脂((B)液にエマルジョンとして含まれること)0.1〜7.0重量部と、ポリビニルアルコール0.05〜2.0重量部を水100重量部で希釈して得られる(B)液とを、混合して得られるコーティング液。
イ. カルボキシメチルセルロース架橋体0.5〜4.0重量部を水100重量部で希釈して得られる(A)液と、アクリル樹脂((B)液にエマルジョンとして含まれること)0.1〜7.0重量部と、カルボキシメチルセルロース0.05〜2.0重量部を水100重量部で希釈して得られる(B)液とを、混合して得られるコーティング液。
ウ. ポリアクリル酸ナトリウム架橋体0.5〜4.0重量部を水100重量部で希釈して得られる(A)液と、ポリアクリル酸ナトリウム0.1〜7.0重量部と、ポリアクリル酸架橋体0.05〜2.0重量部を水100重量部で希釈して得られる(B)液とを、混合して得られるコーティング液。
エ. アクリル酸ナトリウム・ビニルアルコール共重合体0.5〜4.0重量部を水100重量部で希釈して得られる(A)液と、ポリアクリル酸ナトリウム0.1〜7.0重量部と、ポリアクリル酸アルキル0.05〜2.0重量部を水100重量部で希釈して得られる(B)液とを、混合して得られるコーティング液。
(請求項2)
水が、脱イオン水であることを特徴とする請求項記載のコーティング液。
(請求項3)
第四アンモニウム又はビグアナイド塩酸塩から選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項1又は2記載のコーティング液。
本発明によると、例えば建物のガラス表面に形成されたコーティング膜は、結露水のタレ防止効果の持続性に優れ、密着性がよく、コーティング膜の除去が容易であり、水分を含んだ布などで簡易に拭き取ることができるため利便性に優れており、乾燥後に透明性に優れる。
本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明のコーティング液は、I群から選択される少なくとも1種の化合物0.5〜4.0重量部を水100重量部で希釈して得られる(A)液と、II群から選択される少なくとも1種の化合物0.1〜7.0重量部と、III群から選択される少なくとも1種の化合物0.05〜2.0重量部を水100重量部で希釈して得られる(B)液とを、混合して得られる。
(A)液に用いられるI群に挙げられる化合物は、澱粉−アクリロニトリルグラフト共重合体、澱粉−アクリル酸グラフト共重合体、澱粉−アクリルアミドグラフト共重合体、セルロース−アクリロニトリルグラフト共重合体、カルボキシメチルセルロース−架橋体、ポリアクリル酸ナトリウム架橋体、アクリル酸ナトリウム−ビニルアルコール共重合体、N−置換アクリルアミド架橋体、ポリビニルアルコール架橋体、ポリビニルアルコール吸水ゲル・凍結・解凍エラストマー、又はヒアルロン酸であり、これらから1種を選択使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。中でも、前記I群から、カルボキシメチルセルロース架橋体、ポリアクリル酸ナトリウム架橋体、アクリル酸ナトリウム・ビニルアルコール共重合体又はポリビニルアルコール架橋体を選択使用することが本発明の効果を良好に奏する観点から好ましい。
B液に用いられるII群に挙げられる化合物は、水ガラス(珪酸ナトリウム)、ウレタン樹脂エマルジョン、酢酸ビニル樹脂エマルジョン、アクリル樹脂エマルジョン、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコ−ル樹脂エマルジョン又はオルガノポリシロキサンであり、これらから1種を選択使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。中でも前記II群から、アクリル樹脂エマルジョン、ポリアクリル酸ナトリウム又はポリビニルアルコール樹脂エマルジョンを選択使用することが本発明の効果を良好に奏する観点から好ましい。
B液に用いられるIII群に挙げられる化合物は、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース又はヒドロキシメチルセルロース、ゼラチン、アルブミン、カゼイン、アルギン酸ソーダ、寒天、ペクチン、カラギナン、ガーガム、ポリ酢酸ビニール、ポリ塩化ビニール、ポリ塩化ビニリデン、変性ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール架橋体、ポリアクリル酸アルキル共重合体、ポリアクリル酸アルキル、ポリアクリル酸架橋体、水溶性ポリアミド、ポリアルキレンオキサイド重合体、無水珪酸、ヘクトライト、珪酸アルミニウム・マグネシウム又は珪酸ナトリウム・マグネシウムであり、これらから1種を選択使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。中でも前記III群から、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸アルキル又はポリアクリル酸架橋体を選択使用することが本発明の効果を良好に奏する観点から好ましい。
本発明のコーティング液は、(A)液と(B)液が等量(重量比)混合される。
(A)液において、I群から選択される少なくとも1種の化合物が、水100重量部に対して、0.5重量部未満であると、結露水の吸着量が少なく、実使用にたえないという問題があり、4.0重量部を越えると、不透明となり、透明性が阻害されるという問題がある。
また(B)液において、水100重量部に対して、II群から選択される少なくとも1種の化合物が0.1重量部未満であると、建材等への接着性が低下し、実使用にたえないという問題があり、7.0重量部を越えると、コーティング液の拭き取りが水を含んだ布等では難しくなるという問題がある。
さらにIII群から選択される少なくとも1種の化合物が0.05重量部未満であると、コーティング液の粘性が低くなり塗膜面の形成が難しいという問題があり、2.0重量部を越えると、コーティング液の粘性が高くなりすぎ、塗布作業が難しくなるという問題がある。
A液やB液を作製する際に、希釈用に使用される水は、脱イオン水であることが、前記I群、II群、III群に挙げられる化合物同士が無用の反応をすることを防止する上で好ましい。脱イオン水は、水道水などからイオンを除去した水であり、市販品から入手できる。
本発明のコーティング液には、第四アンモニウム又はビグアナイド塩酸塩から選ばれる少なくとも1種を含有することが好ましい。かかる化合物は防カビ剤として機能する。第四アンモニウムとしては、例えばアクリロイル・オキシアルキル−トリアルキルアンモニウム塩を用いることが好ましい。
防カビ剤の使用濃度は、コーティング液全量に対し、0.1〜2.0wt%の範囲が好ましい。
第四アンモニウム又はビグアナイド塩酸塩は、本発明のコーティング液に含有されていればよいが、防カビ機能を良好に発揮する上では、A液に含有されることが好ましい。
本発明のコーティング液には、必要に応じて、紫外線防止剤、消臭剤、抗菌剤、電磁波防止剤、静電気防止剤、芳香剤などの成分を、本発明の作用効果を阻害しない範囲で含有することができる。
紫外線防止剤としては、ベンゾトリアゾール系化合物、シリコーンコート・二酸化チタン、ベンゾフェノン系化合物などが挙げられ、消臭剤としては、サイクロデキストリン、銀ゼオライト、ミョウバン、アパタイト銀、ジルコニア銀、珪藻土、キトサン粉末などが挙げられ、抗菌剤としては、銀ゼオライト、銅ゼオライト、トリアルキルトリアミン、ピリチオンナトリウムなどが挙げられ、電磁波防止剤としては、ナノニッケル粉、カーボンブラック、ナノ銅粉などが挙げられ、芳香剤としては、ペパーミント・ローズマリー抽出物、ヒノキチオール・月桃・ラベンダー抽出物などが挙げられる。
本発明のコーティング液を製造するには、はじめに(A)液を製造する。
例えば、ガラス製容器などに、上記I群から選択される少なくとも1種の化合物0.5〜4.0重量部を入れて水100重量部で希釈する。この水は脱イオン水を用いることが好ましい。このA液には、アクリロイル・オキシアルキル−トリアルキルアンモニウム塩やビグアナイド塩酸塩などの防カビ剤を含有することができる。
希釈中に、あるいは希釈後、攪拌を行なう。攪拌手段は特に限定されず、通常の攪拌翼式の攪拌機を用いることができる。攪拌機の回転数は、2000−5000rpmの範囲で任意に設定できる。攪拌時間は、10分−40分の間でよい。攪拌が終了したら、10−25℃、好ましくは15℃程度で、20−40分間、好ましくは30分程度保持する。
このような温度と時間をかけて保持するのは、(A)液中に防カビ剤を配合する場合に、高吸水性ポリマーの三次元構造内に脱イオン水と防カビ剤の混合液を入り込ませ、高級水性ポリマーの三次元構造物中に防カビ剤を保持させるためである。
上記の保持によって、(A)液を得ることができる。
一方、例えば、ガラス製容器に上記II群から選択される少なくとも1種の化合物0.1〜7.0重量部と、上記III群から選択される少なくとも1種の化合物0.05〜2.0重量部を入れて、水100重量部で希釈する。この水は脱イオン水を用いることが好ましい。
希釈中に、あるいは希釈後、攪拌を行なう。攪拌手段は特に限定されず、通常の攪拌翼式の攪拌機を用いることができる。攪拌機の回転数は、500−3000rpmの範囲で任意に設定できる。攪拌時間は、5分−20分の間でよい。攪拌が終了したら、10−25℃、好ましくは15℃程度で、20−40分間、好ましくは30分程度保持する。
このような温度と時間をかけて保持するのは、各々の高分子に固有のチキソトロピック指数と接着性能に対応できる一定のせん断応力とせん断速度を得るためである。
上記の保持によって、(B)液を得ることができる。
次いで、コーティング液製造容器内に(A)液を入れ、2000−4000rpmで攪拌しながら、5分間かけて徐々に(B)液を添加する。添加後、1000−2000rpmで20−40分攪拌する。攪拌後、5−20℃、好ましくは10℃程度で30−2時間、好ましくは40分−1時間30分、更に好ましくは60分程度放置する。
このようにして本発明のコーティング液を得ることができる。
本発明のコーティング液は、建物、例えば窓ガラスなどの基材に塗布し、強制的あるいは自然乾燥により、水を蒸発させて塗膜を形成すればよい。強制乾燥については、温風乾燥が好ましい。乾燥温度は基材によって異なるが、30〜80℃の範囲が好ましい。
塗布方法は、スプレー法、はけ塗り法、ロールコート法などのいずれでもよいが、塗布作業が容易であるスプレー塗布に適している。塗布量は、1〜30g/mの範囲が好ましく、より好ましくは5〜25g/mの範囲である。
本発明のコーティング液の塗布対象は、特に窓やサッシのような結露の発生し易い場所に好適に使用できる。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。以下の実施例で「部」とあるのは、「重量部」を意味する。
実施例1
ガラス製容器に、ポリビニルアルコール架橋体3.2部、アクリロイル・オキシアルキル−トリアルキルアンモニウム塩2.4部を入れて、100部の脱イオン水で希釈し、3000rpmで30分攪拌後、15℃で30分保持して、(A)液を得た。
次いで、ガラス製容器にポリビニルアルコール0.4部、ポリビニルアルコール樹脂エマルジョン1.2部を入れて、100部の脱イオン水で希釈し、1500rpmで10分攪拌後15℃で30分保持して、(B)液を得た。
次いで、3000rpmで攪拌しながら(A)液に5分間かけて徐々に(B)液を添加した後、1500rpmで30分攪拌後、10℃で60分放置し、コーティング液(1)を得た。
実施例2
実施例1において、ポリビニルアルコール架橋体を1.0部に代えた以外は実施例1と同様にしてコーティング液(2)を得た。
実施例3 ガラス製容器に、カルボキシメチルセルロース架橋体3.4部、アクリロイル・オキシアルキル−トリアルキルアンモニウム塩2.4部を入れて、100部の脱イオン水で希釈し、3000rpmで30分間攪拌後、15℃で30分保持して、(A)液を得た。
次いで、ガラス製容器にカルボキシメチルセルロース0.4部、アクリル樹脂エマルジョン1.1部を入れて、100部の脱イオン水で希釈し、1500rpmで10分攪拌後15℃で30分保持して、(B)液を得た。
次いで、3000rpmで攪拌しながら、(A)液に5分間かけて徐々に(B)液を添加した後、1500rpmで30分攪拌後、10℃で60分放置し、コーティング液(3)を得た。
実施例4
実施例3において、カルボキシメチルセルロース架橋体1.0部に代えた以外は実施例3と同様にして、コーティング液(4)を得た。
実施例5
ガラス製容器に、ポリアクリル酸ナトリウム架橋体2.0部、ビグアナイド塩酸塩1.6部を入れて、100部の脱イオン水で希釈し、3000rpmで10分間攪拌後、15℃で30分保持して、(A)液を得た。
ガラス製容器にポリアクリル酸架橋体1.0部、ポリアクリル酸ナトリウム1.8部を入れて、100部の脱イオン水で希釈し、1500rpmで10分攪拌後15℃で30分保持して、(B)液を得た。
次いで、3000rpmで攪拌しながら(A)液に5分間かけて徐々に(B)液を添加した後、1500rpmで30分攪拌後、10℃で60分放置し、コーティング液(5)を得た。
実施例6
実施例5において、ポリアクリル酸ナトリウム架橋体を0.6部に代えた以外は実施例5と同様にして、コーティング液(6)を得た。
実施例7
ガラス製容器に、アクリル酸ナトリウム・ビニルアルコール共重合体2.6部、ビグアナイド塩酸塩2.0部を入れて、100部の脱イオン水で希釈し、3000rpmで30分間攪拌後、15℃で30分保持して、(A)液を得た。
次いで、ガラス製容器にポリアクリル酸アルキル0.8部、ポリアクリル酸ナトリウム1.6部を入れて100部の脱イオン水で希釈し1500rpmで10分攪拌後15℃で30分保持して、(B)液を得た。
3000rpmで攪拌しながら(A)液に5分間かけて徐々に(B)液を添加した後、1500rpmで30分攪拌後、10℃で60分放置し、コーティング液(7)を得た。
実施例8
実施例7において、アクリル酸ナトリウム・ビニルアルコール共重合体を1.0部に代えた以外は実施例7と同様にして、コーティング液(8)を得た。
比較例1
実施例1において、(B)液中のポリビニルアルコール樹脂エマルジョンを用いない以外は同様にして、比較のコーティング液(1)を得た。
比較例2
実施例3において、(B)液中のアクリル樹脂エマルジョンを用いない以外は同様にして、比較のコーティング液(2)を得た。
比較例3
実施例5において、(B)液中のポリアクリル酸ナトリウムを用いない以外は同様にして、比較のコーティング液(3)を得た。
比較例4
実施例7において、(B)液中のポリアクリル酸ナトリウムを用いない以外は同様にして、比較のコーティング液(4)を得た。
〔評価試験〕
1.塗布作業性の評価
(評価方法)
1000mm×1000mmのガラス面(油脂成分をアルコールで除去済)の中央部面に赤色染料で着色したコーティング液23gを置き、防水・無泡ローラーを用いて、上下に5回、左右に5回の割合で中央部のコーティング液を押し広げたものを試験体とした。
塗布された各赤色顔料混入コート面の状態を目視にて観察し、以下の基準で評価した。
(評価基準)
○:全面が赤色の場合
△:赤色面が観察されない部分が全面積の3%以上、6%以下の場合
×:赤色面が観察されない部分が全面積の7%以上の場合
2.接着性の評価
(評価方法)
100mm×100mmのガラス面(油脂成分をアルコールで除去済)の中央部面に赤色染料で着色したコーティング液2gを置き、防水・無泡ローラーを用いて、上下に5回、左右に5回の割合で中央部のコーティング液を押し広げ、24時間乾燥したものを試験体とした。
コート面をカッターナイフにて10mm×10mmの碁盤目状にカットし、100mmの四角形が100個の面とした。
セロハンテープをコート面の各列(100mm角×10個)に押し付けた後、剥がし取り、以下の基準で評価した。
(評価基準)
○:セロハンテープで剥がし取った面上で、残っている赤色の100mmの個数が99個以上の場合
△:セロハンテープで剥がし取った面上で、残っている赤色の100mmの個数が95〜98個の場合
×:セロハンテープで剥がし取った面上で、残っている赤色の100mmの個数が94個以下の場合
3.吸水性(防垂れ性)の評価
(評価方法)
1000mm×1000mmのガラス面(油脂成分をアルコールで除去済)の中央部面に赤色染料で着色したコーティング液23gを置き、防水・無泡ローラーを用いて、上下に5回、左右に5回の割合で中央部のコーティング液を押し広げた後、室温で6時間放置し、乾燥させたものを試験体とした。
ガラス面を垂直にし、計量した脱イオン水を霧状スプレー器具にてガラス面全面に散布し、垂直に立てたガラス面から水流が垂れ始めた時点で、水の散布を中止し、スプレー器具中に残っている脱イオン水量から吸水量を計算し、以下の基準で評価した。
(評価基準)
○:148g以上の吸水量(23gのコーティング量)の場合
・・・・・吸水量:6.5g以上/g−コーティング液量
△:103g以上147g以下の吸水量(23gのコーティング量)の場合
・・・・・吸水量:6.4g以下、4.5g以上/g−コーティング液量
×:102g以下の吸水量(23gのコーティング量)の場合
・・・・・吸水量:4.4g以下/g−コーティング液量
4.拭き取り性の評価
(評価方法)
100mm×100mmのガラス面(油脂成分をアルコールで除去済)の中央に赤色染料で着色したコーティング液2gを置き、防水・無泡ローラーを用いて、上下に5回、左右に5回の割合で中央部のコーティング液を押し広げたものを試験体とした。
24時間後、15gの水道水を全面に散布した後、ゴム製のワイパーにて上下に5回、左右に5回の回数で拭き取り残存物の状態を目視し、以下の基準で評価した。
(評価基準)
○:全面の5%以下の残存物を目視の場合
△:全面の6%以上、10%以下の残存物を目視の場合
×:全面の11%以上の残存物を目視の場合
5.防カビ性の評価
(評価方法)
クロス用シートに各コーティング液を塗布後、24時間乾燥させたものをカビ試験用検体とした。
浴室及びキッチンの壁面からカビ採集用寒天培地にてカビの胞子を採取した。
採取した寒天培地を恒温・恒湿器内に8日間放置後、発生したカビの胞子を純水に分散させカビ試験用菌液とした。
コート処理されたクロス用シートを、カビ試験用寒天培地に貼り付け、その上にカビ試験用菌液を散布し、恒温・恒湿器内に16日間放置し、以下の基準で評価した。
(評価基準)
○:クロス用シート全面にカビの生育を認めない場合
△:クロス用シート全面の20%以上、30%以下にカビの生育を認めた場合
×:クロス用シート全面の30%以上にカビの生育を認めた場合
6.乾燥塗膜の透明性評価
(評価方法)
100mm×100mmのガラス面(油脂成分をアルコールで除去済)にコーティング液2gを置き、防水・無泡ローラーを用いて、上下に5回、左右に5回の割合で中央部のコーティング液を押し広げたものを試験体とした。
24時間後、比較用100×100m/mのガラス面(油脂成分をアルコールで除去済)との目視による比較を行い、以下の基準で評価した。
(評価基準)
○:目視により、比較用ガラス面との透明性に差がない場合
△:目視により、比較用ガラス面と比べ、曇りがあるが、曇りを通した物体がくっきり見える場合
×:目視により、スリガラス状になりガラス面を通した物体が見えない場合
Figure 0005658859

Claims (3)

  1. 下記ア〜エの何れかであることを特徴とするコーティング液。
    ア. ポリビニルアルコール架橋体0.5〜4.0重量部を水100重量部で希釈して得られる(A)液と、ポリビニルアルコール樹脂((B)液にエマルジョンとして含まれること)0.1〜7.0重量部と、ポリビニルアルコール0.05〜2.0重量部を水100重量部で希釈して得られる(B)液とを、混合して得られるコーティング液。
    イ. カルボキシメチルセルロース架橋体0.5〜4.0重量部を水100重量部で希釈して得られる(A)液と、アクリル樹脂((B)液にエマルジョンとして含まれること)0.1〜7.0重量部と、カルボキシメチルセルロース0.05〜2.0重量部を水100重量部で希釈して得られる(B)液とを、混合して得られるコーティング液。
    ウ. ポリアクリル酸ナトリウム架橋体0.5〜4.0重量部を水100重量部で希釈して得られる(A)液と、ポリアクリル酸ナトリウム0.1〜7.0重量部と、ポリアクリル酸架橋体0.05〜2.0重量部を水100重量部で希釈して得られる(B)液とを、混合して得られるコーティング液。
    エ. アクリル酸ナトリウム・ビニルアルコール共重合体0.5〜4.0重量部を水100重量部で希釈して得られる(A)液と、ポリアクリル酸ナトリウム0.1〜7.0重量部と、ポリアクリル酸アルキル0.05〜2.0重量部を水100重量部で希釈して得られる(B)液とを、混合して得られるコーティング液。
  2. 水が、脱イオン水であることを特徴とする請求項記載のコーティング液。
  3. 第四アンモニウム又はビグアナイド塩酸塩から選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項1又は2記載のコーティング液。
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