JPH07331122A

JPH07331122A - 着雪氷防止塗料組成物

Info

Publication number: JPH07331122A
Application number: JP6148593A
Authority: JP
Inventors: Mitsunori Yoshida; 光則吉田; Katsumi Konno; 克美金野; Takashi Oichi; 貴志大市
Original assignee: Hokkaido Prefecture
Current assignee: Hokkaido Prefecture
Priority date: 1994-06-07
Filing date: 1994-06-07
Publication date: 1995-12-19
Anticipated expiration: 2012-05-28
Also published as: JP2614825B2

Abstract

(57)【要約】【構成】モノマー成分としてフッ化ビニリデン、テト
ラフルオロエチレンおよびヘキサフルオロプロピレンか
らなるフッ素共重合体樹脂と、アクリル樹脂を必須成分
とする含フッ素共重合体樹脂に、非イオン系界面活性
剤、フッ素系界面活性剤、低分子量四フッ化エチレン重
合体粉末、シリコン樹脂粉末から選ばれた１種または２
種以上の疎水性化合物を混合して成ることを特徴とする
着雪氷防止塗料組成物。【目的】本発明の塗料組成物は、積雪地帯の橋桁・鉄
塔・ビル・住宅・電気通信施設・道路交通標識・信号機
などの他、船舶・車両・航空機などの多くの構造物表面
に被覆可能な着雪氷防止塗料組成物として有用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、積雪地帯の構造物表面
に被覆して着雪・着氷を防止する着雪氷防止塗料組成物
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】積雪寒冷地域において発生する着雪氷
は、一般生活や産業活動にさまざまな被害、障害をもた
らす。たとえば電線着雪による断線や鉄塔の倒壊により
広い地域において停電事故が生じる。また高速列車が舞
い上げる雪がパンタグラフや車両下部に付着して運行障
害を引き起こす。その他橋桁・鉄塔・ビル・住宅などか
らの落雪事故、船舶・車両・航空機・電気通信施設・道
路交通標識・信号機の着雪氷による事故や障害、流雪溝
の内壁や投雪口の着氷による閉塞などがあり時には人命
にかかわることもあり、着雪氷防止が各方面から望まれ
ている。

【０００３】これまで着雪、着氷を防止する対策として
構造物表面に塗料を被覆する手法として、オルガノポリ
シロキサン樹脂とアルカリ金属化合物からなる組成物
（特公昭63ー62556号）が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】着雪氷の現象を雪氷学
的に観察すると、湿り雪の物体への付着は雪に含まれて
いる水の表面張力により、また乾き雪の付着は雪と物体
の間にアイスボンドが形成されるためである。すなわ
ち、雪・氷の付着は水分子と物体表面に位置する原子と
の間に形成される水素結合やファンデルワールス力など
によるものである。そのため、着雪氷を防止するには水
分子と物体表面との結合を軽減することであり、水との
接触角を大きくすること、すなわち物体の固体表面自由
エネルギーを小さくすることが必要不可欠である。さら
に、着雪氷防止材料は屋外で使用されるため、その特性
を持続させるためには塗膜自体の耐候性、強度が必要で
ある。

【０００５】しかしながら、前記オルガノポリシロキサ
ン樹脂とアルカリ金属化合物からなる組成物の固体表面
自由エネルギーは28.1（erg/cm２)で、小さな値ではな
い。さらに、オルガノポリシロキサン樹脂の耐候性は、
水との接触角の経時変化が含フッ素樹脂系に比べて２〜
３倍である。また、オルガノポリシロキサン樹脂はゴム
弾性を示すことから塗膜強度は小さい。くわえて、オル
ガノポリシロキサン樹脂は一般の合成樹脂に比べて高価
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述の課
題を解決するため着雪氷防止について鋭意検討した結
果、特定の疎水性化合物を組み合わせて含フッ素共重合
体樹脂に混合することにより、固体表面自由エネルギー
が小さく、しかも塗膜自体の耐候性が良好で塗膜強度が
大きい着雪氷防止塗料組成物が得られることを見いだし
た。

【０００７】本発明における着雪氷防止塗料組成物は、
モノマー成分としてフッ化ビニリデン、テトラフルオロ
エチレンおよびヘキサフルオロプロピレンからなるフッ
素共重合体樹脂40〜80重量％と、モノマー成分としてメ
チルメタクリレートを含むアクリル樹脂60〜20重量％を
必須成分とする含フッ素共重合体樹脂100重量部に対し
て、非イオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、低分
子量四フッ化エチレン重合体粉末、シリコン樹脂粉末か
ら選ばれた１種または２種以上の疎水性化合物を0.1〜2
00重量部を混合してなることを特徴とする。

【０００８】上記含フッ素共重合体樹脂のフッ素共重合
体樹脂の割合は40〜80重量％、アクリル樹脂の割合は60
〜20重量％である。フッ素共重合体樹脂の割合が80重量
％より多い場合は、密着性および塗膜の強度が低下し、
一方40重量％より少なくなる場合には、塗膜の耐候性・
耐汚染除去性が損なわれ、いずれの場合も好ましくな
い。また、アクリル樹脂の割合が60重量％より多い場合
は、塗膜の耐候性・耐汚染除去性が損なわれ、一方20重
量％より少なくなる場合には、密着性および塗膜の強度
が低下し、いずれの場合も好ましくない。

【０００９】疎水性化合物は、非イオン系界面活性剤、
フッ素系界面活性剤、低分子量四フッ化エチレン重合体
粉末、シリコン樹脂粉末から選ばれた１種または２種以
上のもので、その割合は含フッ素共重合体樹脂100重量
部に対して、0.1〜200重量部、好ましくは0.5〜100重量
部である。この割合が200重量部より多い場合は、塗膜
組成が不均一となり、一方0.1重量部より少なくなる場
合には、疎水性の効果が発揮されず、いずれの場合も好
ましくない。

【００１０】上記フッ素共重合体樹脂のモノマー成分と
してのフッ化ビニリデンの割合は、好ましくは60〜75重
量％である。この割合が75重量％より多い場合は、有機
溶剤に対する溶解性が低下し、一方60重量％より少なく
なる場合には、前記アクリル樹脂との相溶性の低下か
ら、いずれの場合も塗膜組成が不均一となる。テトラフ
ルオロエチレンの割合は、好ましくは20〜40重量％であ
る。この割合が40重量％より多い場合は、アクリル樹脂
との相溶性が低下し、一方20重量％より少なくなる場合
は、塗膜組成が不均一となり好ましくない。ヘキサフル
オロプロピレンの割合は好ましくは20重量％以下であ
る。この割合が20重量％より多い場合は、ゴム的な性質
が現れるため塗膜が柔らかすぎて好ましくない。

【００１１】アクリル樹脂のモノマー成分としてのメチ
ルメタクリレートの割合は、好ましくは90重量％以上で
ある。この割合が90重量％より少ない場合には、フッ素
共重合体樹脂との相溶性が低下し好ましくない。

【００１２】疎水性化合物の非イオン系界面活性剤とし
ては、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
レンソルビタン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エス
テル等があげられる。フッ素系界面活性剤としては、パ
ーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキ
ルリン酸エステル、パーフルオロアルキルアンモニウム
塩等があげられる。低分子量四フッ化エチレン重合体
は、平均分子量1,500〜20,000、平均粒子径0.1〜20μm
のパーフロル化合物である。シリコン樹脂粉末は平均粒
子径0.1〜20μmである。

【００１３】フッ素共重合体樹脂とアクリル樹脂を溶解
させるための有機溶剤は、ケトン系、エステル系、エー
テル系の有機溶剤である。例えば、メチルnープロピル
ケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メ
チルnーブチルケトン、エチルnーブチルケトン、シクロ
ヘキサノン、nープロピルアセテート、酢酸nーブチル、
酢酸イソブチル、メチルセルソルブ、2ーメトキシー2ー
プロパノールセルソルブ等が挙げられる。

【００１４】本発明の着雪氷防止塗料組成物の塗料とし
ての製造は、前記の含フッ素共重合体樹脂、疎水性化合
物、有機溶剤さらには必要に応じてレベリング剤、着色
剤等の添加剤を混合することによって行われるが、その
方法は、一般の分散方法であるボールミル、ロールミル
等を用いて行うことができる。

【００１５】このように製造された塗料は、鋼、アルミ
ニウム、ステンレス、ガラス、塩化ビニル樹脂、アクリ
ル樹脂、強化プラスチック等の表面に塗装可能であり、
付着性を良好にするためにエポキシ系、ウレタン系等の
プライマーを用いることができる。

【００１６】

【作用】本発明における疎水性化合物は、その分子構造
の中に臨界表面エネルギーが小さい官能基を有している
もので、代表的なものとしてメチル基、トリフルオロメ
チル基がある。それらを含フッ素共重合体樹脂に混合、
分散することにより非常に低い固体表面エネルギーを示
し、高い疎水性を現す。その結果、良好な着雪氷防止塗
料組成物が得られる。

【００１７】さらに、上記含フッ素共重合体樹脂は優れ
た耐候性、塗膜強度を示す。耐候性については、促進耐
候性試験（スガ試験機（株）製サンシャインウェザーメ
ーター）による1200時間暴露の水との接触角の変化が、
前記オルガノポリシロキサン樹脂の２分の１から３分の
１であった。フッ素樹脂塗料の屋外暴露による色差、光
沢の持続性は他の合成樹脂塗料に比べて良好であること
は公知の事実である。さらに、上記含フッ素共重合体樹
脂の塗膜強度は鉛筆硬度でＨ〜２Ｈであった。以上の点
から、含フッ素共重合体樹脂は、オルガノポリシロキサ
ン樹脂に比べて優れている。

【００１８】

【実施例】以下に実施例および比較例を示し、本発明を
具体的に説明する。実施例１フッ素樹脂共重合体樹脂70重量％およびアクリル樹脂30
重量％からなる含フッ素共重合体樹脂100重量部に対し
て、非イオン系界面活性剤としてポリオキシエチレンア
ルキルエーテル（商品名：花王（株）製エマルゲンPP15
0）10重量部、有機溶剤としてシクロヘキサノン100重量
部、酢酸ブチル60重量部、メチルイソブチルケトン40重
量部をボールミルを用いて十分に混合、分散させ塗料を
得た。さらにその塗料をアルミニウム板に塗装して常温
乾燥後、協和界面科学（株）製自動接触角計を用いて、
塗膜の水との接触角測定を行った。さらに無極性液体と
の接触角を測定して、固体表面エネルギーを測定した。
その結果を表１に示した。

【００１９】実施例２〜６表２に示す割合のフッ素共重合体樹脂とアクリル樹脂か
らなる含フッ素共重合体樹脂100重量部に対して、実施
例２は、フッ素系界面活性剤としてパーフルオロアルキ
ルカルボン酸塩（商品名：旭硝子（株）製サーフロンSC
-101）1.0重量部、実施例３は、フッ素系界面活性剤と
してパーフルオロアルキルカルボン酸塩（商品名：旭硝
子（株）製サーフロンSC-101）10重量部、実施例４は、
平均粒子径2.0μmのシリコン樹脂粉末（商品名：東芝シ
リコン（株）製トスパール120）100重量部、実施例５
は、平均分子量8,000、平均粒子径6.0μmの低分子量四
フッ化エチレン重合体粉末（商品名：セントラル硝子
（株）製セフラルルーブWR）60重量部、実施例６は、平
均分子量8,000、平均粒子径6.0μmの低分子量四フッ化
エチレン重合体粉末（商品名：セントラル硝子（株）製
セフラルルーブWR）100重量部について、それぞれ実施
例１と同じ方法により塗料を得た。さらにそれらの塗料
について、実施例１と同じ方法により乾燥塗膜の水との
接触角および表面エネルギーを測定した。その結果を表
１に示した。

【００２０】実施例７〜９表２に示す割合のフッ素共重合体樹脂とアクリル樹脂か
らなる含フッ素共重合体樹脂100重量部に対して、実施
例７は、フッ素系界面活性剤としてパーフルオロアルキ
ルカルボン酸塩（商品名：旭硝子（株）製サーフロンSC
-101）10重量部および平均粒子径2.0μmのシリコン樹脂
粉末（商品名：東芝シリコン（株）製トスパール120）1
00重量部、実施例８は、フッ素系界面活性剤としてパー
フルオロアルキルカルボン酸塩（商品名：旭硝子（株）
製サーフロンSC-101）10重量部および平均分子量8,00
0、平均粒子径6.0μmの低分子量四フッ化エチレン重合
体粉末（商品名：セントラル硝子（株）製セフラルルー
ブWR）60重量部、実施例９は、フッ素系界面活性剤とし
てパーフルオロアルキルカルボン酸塩（商品名：旭硝子
（株）製サーフロンSC-101）10重量部および平均分子量
8,000、平均粒子径6.0μmの低分子量四フッ化エチレン
重合体粉末（商品名：セントラル硝子（株）製セフラル
ルーブWR）100重量部について、それぞれ実施例１と同
じ方法により塗料を得た。さらにそれらの塗料につい
て、実施例１と同じ方法により乾燥塗膜の水との接触角
および表面エネルギーを測定した。その結果を表１に示
した。

【００２１】実施例１０〜１１表２に示す割合のフッ素共重合体樹脂とアクリル樹脂か
らなる含フッ素共重合体樹脂100重量部に対して、実施
例１０は、フッ素系界面活性剤としてパーフルオロアル
キルカルボン酸塩（商品名：旭硝子（株）製サーフロン
SC-101）8重量部、平均分子量8,000、平均粒子径6.0μm
の低分子量四フッ化エチレン重合体粉末（商品名：セン
トラル硝子（株）製セフラルルーブWR）60重量部および
平均粒子径2.0μmのシリコン樹脂粉末（商品名：東芝シ
リコン（株）製トスパール120）40重量部、実施例１１
は、非イオン系界面活性剤としてポリオキシエチレンア
ルキルエーテル（商品名：花王（株）製エマルゲンPP15
0）2重量部、フッ素系界面活性剤としてパーフルオロア
ルキルカルボン酸塩（商品名：旭硝子（株）製サーフロ
ンSC-101）8重量部、平均分子量8,000、平均粒子径6.0
μmの低分子量四フッ化エチレン重合体粉末（商品名：
セントラル硝子（株）製セフラルルーブWR）60重量部お
よび平均粒子径2.0μmのシリコン樹脂粉末（商品名：東
芝シリコン（株）製トスパール120）30重量部につい
て、それぞれ実施例１と同じ方法により塗料を得た。さ
らにそれらの塗料について、実施例１と同じ方法により
乾燥塗膜の水との接触角および表面エネルギーを測定し
た。その結果を表１に示した。

【００２２】比較例１フッ素樹脂共重合体樹脂70重量％およびアクリル樹脂30
重量％からなる含フッ素共重合体樹脂100重量部に対し
て、有機溶剤としてシクロヘキサノン100重量部、酢酸
ブチル60重量部、メチルイソブチルケトン40重量部をボ
ールミルを用いて混合させ塗料を得た。さらにその塗料
について、実施例１と同様の方法により乾燥塗膜の水と
の接触角および表面エネルギーを測定した。その結果を
表１に示した。

【００２３】比較例２オルガノポリシロキサン樹脂およびアルカリ金属化合物
からなる塗料組成物について、実施例１と同様な方法に
より水との接触角および表面エネルギーを測定した。そ
の結果を表１に示した。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１から明らかなように、含フッ素共重合
体樹脂に１種または２種以上の疎水性化合物を混合する
ことにより水との接触角が大きくなる。すなわち固体表
面自由エネルギーが小さくなることがわかる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の塗料組成物は、積雪地帯の橋桁
・鉄塔・ビル・住宅・電気通信施設・道路交通標識・信
号機などの他、船舶・車両・航空機などの多くの構造物
表面に被覆可能な着雪氷防止塗料組成物として有用であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モノマー成分としてフッ化ビニリデン、
テトラフルオロエチレンおよびヘキサフルオロプロピレ
ンからなるフッ素共重合体樹脂40〜80重量％と、モノマ
ー成分としてメチルメタクリレートを含むアクリル樹脂
60〜20重量％を必須成分とする含フッ素共重合体樹脂10
0重量部に対して、非イオン系界面活性剤、フッ素系界
面活性剤、低分子量四フッ化エチレン重合体粉末、シリ
コン樹脂粉末から選ばれた１種または２種以上の疎水性
化合物を0.1〜200重量部を混合してなることを特徴とす
る着雪氷防止塗料組成物。