JPH03215570A - 塗膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、撥水性塗料および塗膜に関し、特に被塗布物
に塗布した際に、その硬化塗膜の表面に水滴が付着する
のを完全に防止することができる優れた撥水性を有する
撥水性塗料および塗膜に関する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕従来
、雨水による汚れ防止等の目的で、機器等の表面に撥水
性の塗膜を塗布する事が行われており、その際、使用さ
れる塩水性の塗膜としてはシリコーン樹脂およびフッ素
樹脂系の塗膜がよく使用されている。

シリコーン樹脂の水に対する接触角は９０〜１１０度、
フッ素樹脂、例えば、ポリテトラフルオ口エチレン樹脂
の水に対する接触角は約１１４度であり、他の樹脂に比
べ撥水性は優れている。

しかしながら、シリコーン樹脂やフッ素樹脂では水滴の
付着を完全に防止することはできず、雨水による汚れ防
止等に対しては撥水性が不十分であった。この撥水性が
不充分な原因について研究を進めたところ、本発明者は
、塗膜の表面粗さと塗膜を形成する材料に原因があるこ
とをつきとめた。

本発明の目的は、シリコーン樹脂やフッ素樹脂塗膜に比
較してはるかに優れた擺水性を有し水滴や凝縮水の付着
を完全に防止できる塗膜を形成することができる掲水性
塗料および塗膜を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、表面張力が３　２　ｄ　ｙ　ｎ／ｃｍ以下
の疎水性微粉末と吸水率０．　　５％以下の樹脂とから
なる本発明の撥水性塗料によって達成される。

吸水率０．　　５％以下の樹脂は、シリコーン樹脂、フ
ッ素樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリフェニレ
ンサルファイド樹脂、アクリル樹脂、エポヰン樹脂、ポ
リイミド樹脂の群から選ばれた１種または２種以上の樹
脂で構成することができる。

前記疎水性微粉末と吸水率０．　　５％以下の樹脂との
混合割合は重量比で２０：１００から１００：２０とす
るのがよい。

また上記目的は、吸水率０．　　５％以下の樹脂から成
る第１の層と、前記第１の層上に形成された表面張力が
３　２　６　ｙ　ｎ／ｃｍ以下の疎水性微粉末から成る
第２の層ど、を備えた本発明の塗膜によって達成できる
。

吸水率０．　　５％以下の樹脂は上記で説明した樹脂を
使用することができ、表面張力が３２ｄｙｎ／　ｃｍ以
下の疎水性微粉末はフッ素樹脂微粉末、ンリコーン樹脂
微粉末を使用することができるが、上記の疎水性シリカ
粉を使用するのが好ましい。

この塗膜の第２の層の表面は、１０点平均粗さＲｚと隣
接する凸部の平均間隔Ｚとの比Ｒ　ｚ　／　Ｚが１以下
でかつ前記平均間隔２が１００μｍ以下となるように形
成するのが効果的である。

さらに、上記目的は、表面が１０点平均粗さＲ２と隣接
する凸部の平均間隔Ｚとの比Ｒｚ／Ｚが１以下でかつ前
記平均間隔Ｚが１００μｍ以下となるように、シリコー
ン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂とフッ素樹脂とを
混合した樹脂、上記で説明した撥水性塗料のいずれかで
形成した本発明の塗膜によって達成できる。

〔作用〕

本発明の撥水性塗料は、表面張力が３　２　ｄｙｎ／　
ｃｍ以下の疎水性微粉末を吸水率が０．５％以下の樹脂
を主成分とする塗料に添加し、十分に攪拌することによ
り構成される。疎水性微粉末の表面張力を３２ｄｙｎ／
ｃｍ以下としたのは、表面張力が３　２　ｄ　ｙ　ｎ／
ｃｍより大きいと硬化塗膜状態での十分な撥水性が得ら
れないためである。また、樹脂の吸水率を０．５％以下
としたのは、樹脂の吸水率が０．　　５％を越えると経
時的に撥水性が低下するからである。

本発明の溌水性塗料に使用する疎水性微粉末は、粒子表
面の表面張力が３　２　ｄ　ｙ　ｎ／ｃｍ以下であれば
有機化合物でも表面を疎水化した無機化合物でも良いが
、疎水性シリカ粉を用いるのが効果的であり、疎水性微
粉末の平均粒径は１０μｍ以下、好ましくは０．１μｍ
以下がよく、最も好ましい疎水性微粉末は平均粒径が０
．　　１μｍ以下で表面を疎水化したシリカ粉である。

本発明の撥水性塗料に使用できる樹脂は、吸水率が０．
　　５％以下である樹脂、例えば、シリコーン樹脂、フ
ッ素樹脂、アクリル樹脂、エボキシ樹脂、ポリイミド樹
脂、ポリフエニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルサ
ルフォン樹脂の１種またはこれらの樹脂の２種以上の樹
脂が好ましい。これらの樹脂は塗料形態で使用でき、塗
料形態は、水系、有機溶剤系、分散媒に分散または溶解
させた液状塗料形態、あるいは粉末状塗料形態等いずれ
の塗料形態でも使用できる。

疎水性微粉末の添加量は塗料の不揮発分に対して２０重
量％未満の場合でもその硬化塗膜は未添加の塗膜に比べ
明らかに掲水性の向上が認められ、水滴が付着し難くな
るが、水滴や凝縮水の付着を完全に防止するためには２
０重量％以上添加するのが好ましい。ただし、疎水性微
粉末の添加量が極端に多くなると、硬化塗膜の基材との
密着性が低下する場合があるため、添加量は塗料の不揮
発分に対し５倍まである。所望する密着力が得られない
場合は必要に応じてブライマーを塗布した後に本発明に
よって得られた撥水性塗料を塗布する。

塗料に疎水性の微粉末を分散させるに際しては、ロール
ミル混合法、シェーキング混合法、攪拌混合法、タンブ
ラー混合法、ボールミル混合法等いずれの混合法でも良
く、使用する疎水性微粉末塗料の種類、形態等により適
宜決定すれば良い。

また、塗布方法および乾燥硬化方法等の成膜に関する条
件は使用する塗料の標準的な加工条件に合わせて行えば
良い。

また、この撥水性塗料は、上記のように、疎水性の微粉
末と吸水率０．５％以下の樹脂とを混合した塗料形態で
塗布し、１層構造の塗膜として用いることができるが、
疎水性微粉末と吸水率０．５％以下の樹脂とで別々の塗
料形態とし、吸水率０．　　５％以下の樹脂をプライマ
として塗布した後疎水性微粉末を塗布して、吸水率０．
５％以下の樹脂から成る第１の層と疎水性微粉末から成
る第２の層とを備えた２層構造の塗膜として用いること
もできる。別々に塗布する場合には、疎水性微粉末を有
機溶剤に分散させて塗布するのが効果的であるが、特に
限定されるものではない。

また、本発明の塗膜の表面は、１０点平均粗さＲｚと隣
接する凸部の平均間隔Ｚとの比Ｒ　ｚ　／　Ｚが１以下
でかつ平均間隔Ｚが１００μｍ以下となるように形成さ
れている。比Ｒ　ｚ　／　Ｚを１以下としたのは、比Ｒ
　ｚ　／　Ｚを１より大きくすると、塗膜の表面は平滑
に近くなり、従来通常に加工されていた塗膜と同等程度
の接触角しか得られないためである。また、平均間隔Ｚ
を１００μｍ以下とするのは、１００μｍより大きいと
凝縮水等の小さい水滴が付着した場合にその水滴が落下
し難くなるためである。表面が上記のように形成された
本発明の塗膜は、従来用いられているシリコーン樹脂系
塗料またはフッ素樹脂系塗料、上記で説明した本発明の
撥水性塗料で構成することができる。

本発明の撥水性塗料を使用した塗膜は、上記で説明した
１層構造または２層構造のいずれでもよい。

上記の表面粗さを得る方法は、ブラスト、溶射、エッチ
ング等により被塗布物の表面に所定粗さの粗面を形成し
、その上に薄膜を形成する方法、被塗布物を適当な温度
に予熱し、スプレー塗装する方法等の加工方法があり、
これらの加工方法によって上記の粗さを備えた塗膜を形
成すればよく、塗膜形成方法に特に制限はない。

本発明による撥水性塗料から得られる塗膜および本発明
の塗膜は、撥水性の目的に用いられている従来のシリコ
ーン樹脂やフッ素樹脂に比べて格段に優れた撥水性を得
ることができる。

以上のように本発明によれば、著しく高い溌水性を有す
る塗膜を得ることができ、その塗膜表面に水滴が接触し
てもごくわずかの傾斜や風を与えるだけで水滴は塗膜上
に付着していることができず１こ自然にころがり落ちる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば著しく高い撥水性を
有する塗膜が得ちれるので、例えば雨水にさらされる様
な部分に塗布すれば雨水による水あか等の汚れを完全に
防止でき、常に清浄な表面を保つことができる、という
効果が得られる。また、優れた撥水性を有するため、耐
水性、耐久性に優れており、金属に塗布すれば優れた防
錆効果も得ることができる。

〔実施例つ １ミλ下実施例によって本発明をさらに具体的に説明す
る。

実施例１〜４ ■撥水性塗料の調整 平均粒径０．０１６μｍの疎水性シリカ粉を｝一ルエン
に対し重量比で１０：２の割合で添加し、ぺ・イントン
エーカーにて十分に分散する。

次し）で疎水性ンリカ粉を分敗させた液体をシリコーン
樹脂塗料に対し固型分重礒比で１０：２、１０゛３、１
０：７、１０：１０の割合でそれぞれ添加しさらにペイ
ントシェーカーにて混合し、実施例１〜４の撥水性塗料
を得た。

■塗膜の形成 上記の方法によって得られた塗料をアルミニウム板（Ａ
ＩＩＯＯ）にスプレー塗装により、硬化後の膜厚が１０
〜１５μｍになるように塗布し、赤外線乾燥器により揮
発成分が十分除去されるまで乾燥し、更に２００℃で２
０分間焼き付けその後室温まで放冷して塗膜を形成した
。

比較例１ シリコーン樹脂塗料で実施例と同様の方法により実施例
と同様の膜厚の塗膜を得た。

比較例２ ＰＴＦＥ樹脂塗料ＥＫ−４　３　０　０ＣＲＮ　（ダイ
ヰン工業＠製、商品名）をアルミニウム［（Ａｌ１００
）にスプレー塗装により、焼付後の膜厚が１０〜１５μ
ｍになるように塗布し、次いで赤外線乾燥器により揮発
成分が十分除去されるまで乾燥し、更に３８０℃で１５
分間焼き付け、その後室温で放冷しＰＴＦＥ塗膜を得た
。

実施例１〜４および比較例１、２で得られた塗膜の撥水
性を評価した結果を第１表に示す。評価方法は次の通り
である。

評価方法 接触角：塗膜に３０μβのイオン交換水を接触させ、塗
膜と水滴における接線の角度をゴニオメーターにより測
定してこの角度を接触角とする。

この接触角の値が大きい程ぬれ難い、すなわち撥水性が
優れていることを示す。

転蕩角：塗膜を加工した平らな板を水平に置き、その１
旧二３０μβのイオン交換水を接触させる。

次いて塗膜を加工した板を徐々に傾けていき水滴がころ
がり落ちた時の板の傾斜角を測定してこの傾斜角を転落
角とする。この転落角の値が小さい程水滴が付着し離＜
、撥水性が優れていることを示すっ 第１表より、従来から撥水性の目的で使われているンリ
コーン樹脂やフノ素樹脂単独の塗膜では、塗膜上に付着
した水滴は、傾斜を与えるだけては落下しなし）のに比
べ、疎水性シリカ籾を塗料の固型分に対して２０重量％
添加した場合、水滴の接触角は１５０度になり塗膜上に
接触した水滴はわずかな傾斜を与えるだけで塗膜上をこ
ろがり落ちる程に撥水性が向上し、３０重量％以上添加
すれば水滴の接触角は１７０度になり水滴が塗膜上に静
止する事が困難な程優れた撥水性が得られることがわか
る。

実施例５〜７ ポリエーテルサルフオン樹脂塗料、エポキシ樹脂塗料、
アクリル樹脂塗料のそれぞれの塗料に対し、平均粒径０
．０１６μｍの疎水性ンリカ粉を塗料の固型分に対し３
０重量％添加し、ペイントシェーカーにて混合し実施例
５〜７の撥水性塗料を得た。

上記で得た塗料をそれぞれの原料となった塗料の標準的
な加工条件で加工し塗膜を得た。

比較例３〜５ 疎水性シリカ粉を入れないこと以外は実施例５〜７と同
様の方法で、ポリエーテノレサルフォン樹脂塗料、エポ
キシ樹脂塗料、アクリル樹脂塗料をそれぞれ加工し、塗
膜を得た。

実施例５〜７および比較例３〜５で得られた塗膜の撥水
性を実施例１〜４と同様の方法で評価した結果を第２表
に示す。

第２表より疎水性の微粉末を添加しない比較例３〜５の
塗膜では水滴が付着し易いのに比べ、実施例５〜７で得
られた塗膜はわずかな傾斜があるだけて水滴の付着を防
止できる事がわかる。

実施例８ 平均粒径１０μｍのＰＴＦＥ微粉末をシリコーン樹脂塗
料の固型分に対し重量比で１０：１０の割合でシリコー
ン樹脂塗料に添加し十分に攪拌し実施例８の撥水性塗料
を得た。この塗料をスプレー塗装により塗布し赤外線乾
燥器で乾燥後、２００℃で２０分間焼き付けし塗膜を得
た。

上記で得られた塗膜の撥水性を実施例１〜４と同嗟の方
法で評価したところ、接触角は１４０度、転落角は２５
度であり、極めて高い撥水性を示した。

実施例９ アルミニウム板にプライマーとしてンリコーン樹脂塗料
をスプレー塗装により塗布し、赤外線乾燥器により１０
分間乾燥させた後室温で放冷した。

次いでこの上に疎水性シリカ粉をトルエンに分散させた
塗料をスプレー塗装により塗布し、赤外線乾燥器により
１０分開乾燥させた後２００℃で２０分間焼き付けし、
２層構造の塗膜を得た。

上記で得られた塗膜の撥水性を実施例１〜４と同様の方
法で評価したところ、接触角は１７０度、転落角は２度
であり、極めて高い溌水性を示した。

実施例１０ アルミニウム板を１５０℃に予熱し、予熱したアルミニ
ウム板にＰＴＦＥ１ｔ脂塗料をスプレー塗装により塗布
し、３８０℃で１５分間焼き付けし、３ｍｍ長さの領域
での１０点平均粗さが３０μｍ１隣接する凸部間の平均
間隔が１５μｍのＰＴＦＥ塗膜を得た。

上記で得られた塗膜の撥水性を実施例１〜４と同様の方
法で評価したところ、接触角は１６０度、転落角は５度
であり、極めて高い撥水性を示した。

上記の撥水性塗料および塗膜は、レインコート、テント
等の外表面、自動車のボデイ表面、室外に設置される機
器の表面、金属の防錆部分等に使用することができる。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面張力が３２ｄｙｎ／ｃｍ以下の疎水性微粉末
   と吸水率０．５％以下の樹脂とからなる撥水性塗料。
2. （２）吸水率０．５％以下の樹脂が、シリコーン樹脂、
   フッ素樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリフェニ
   レンサルファイド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、
   ポリイミド樹脂の群から選ばれた１種または２種以上か
   らなる請求項（１）記載の撥水性塗料。
3. （３）表面張力が３２ｄｙｎ／ｃｍ以下の疎水性微粉末
   が疎水性シリカ粉である請求項（１）または（２）記載
   の撥水性塗料。
4. （４）表面張力が３２ｄｙｎ／ｃｍ以下の疎水性微粉末
   と吸水率０．５％以下の樹脂との混合割合が重量比で２
   ０：１００から１００：２０である請求項（１）〜（３
   ）のいずれか１項記載の撥水性塗料。
5. （５）吸水率０．５％以下の樹脂から成る第１の層と、
   前記第１の層上に形成された表面張力が３２ｄｙｎ／ｃ
   ｍ以下の疎水性微粉末から成る第２の層と、を備えた塗
   膜。
6. （６）吸水率０．５％以下の樹脂が、シリコーン樹脂、
   フッ素樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリフェニ
   レンサルファイド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、
   ポリイミド樹脂の群から選ばれた１種または２種以上か
   らなる請求項（５）記載の塗膜。
7. （７）表面張力が３２ｄｙｎ／ｃｍ以下の疎水性微粉末
   が疎水性シリカ粉である請求項（５）または（６）記載
   の塗膜。
8. （８）前記第２の層の表面を、１０点平均粗さＲｚと隣
   接する凸部の平均間隔Ｚとの比Ｒｚ／Ｚが１以下でかつ
   前記平均間隔Ｚが１００μｍ以下となるように形成した
   請求項（５）〜（７）のいずれか１項記載の塗膜。
9. （９）表面が１０点平均粗さＲｚと隣接する凸部の平均
   間隔Ｚとの比Ｒｚ／Ｚが１以下でかつ前記平均間隔Ｚが
   １００μｍ以下となるように、シリコーン樹脂、フッ素
   樹脂、シリコーン樹脂とフッ素樹脂とを混合した樹脂、
   請求項（１）〜（４）のいずれか１項記載の撥水性塗料
   のいずれかで形成された塗膜。